LUFTSACK, UND VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES GEWEBES FÜR EINEN LUFTSACK |
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申请号 | EP06841097.6 | 申请日 | 2006-12-21 | 公开(公告)号 | EP1973766B1 | 公开(公告)日 | 2009-07-15 |
申请人 | ITG Automotive Safety Textiles GmbH; | 发明人 | HUBER, Norbert; | ||||
摘要 | Method for manufacturing a woven fabric for an airbag for passenger restraint systems for motor vehicles, characterized via the steps of preparing a group of warp yarns composed of warp yarns (24, 26) of different yarn qualities, having first warp yarns (24) and having second warp yarns (26) which are arranged in selected regions (ZK) of the group of warp yarns and are made of hybrid yarn which has first filaments (61) and second filaments (62), weaving the fabric with at least one weft yarn quality, and thermal, mechanical or chemical treatment of the fabric in such a way that the second filaments lose their filament structure, become an amorphous mass and connect the first filaments to one another. | ||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luftsack, ein Gewebe für einen Luftsack und ein Verfahren zum Herstellen eines gewebten Gewebes für einen Luftsack für Personenrückhaltesysteme für Kraftfahrzeuge. Beim Entfalten von Luftsäcken für Personenrückhaltesysteme entsteht durch Füllen der Luftsäcke eine Entwicklung der selben "in die dritte Dimension". Hierbei wird die in der zweidimensionalen Konfiguration vorhandene Länge des textilen Hohlkörpers verkürzt. Der aufgeblasene Luftsack wirkt als Barriere zwischen einer Person, die damit abgefangen werden soll und einem Bereich im Inneren des Kraftfahrzeugs. Der textile Hohlkörper des Luftsacks hat in der Regel keine eigene Längs- oder Quersteifigkeit und bildet demzufolge keine sehr stabile Barriere. Insbesondere bei der Entfaltung eines Seiten-Curtain-Airbags entsteht durch die dritte Dimension eine Verkürzung des textilen Hohlkörpers und dadurch eine von der A-Säule bis zur C-Säule eines Kraftfahrzeugs gespannte Barrierewirkung, wobei der textile Hohlkörper nahezu keine eigene Längssteifigkeit hat und demzufolge auch keine stabile Fortsetzung von der Türbrüstung bis zur Dachreling. Insassenschutzsysteme für Kraftfahrzeuge mit Seiten-Vorhang-Luftsäcken (Seitenirbags), sogenannten Side-Curtain-Bag-Systemen sind so ausgelegt, dass sie nach Entfaltung des Luftsackes den Seitenbereich der Fahrzeugkabine unterhalb der Fenster als Abstützung nutzen, um ein Herausschleudern der Extremitäten eines Fahrzeuginsassen und damit ein erhöhtes Verletzungsrisiko zu vermeiden. Dies hat zur Folge, dass der Seitenairbag größer als für die eigentliche Schutzwirkung erforderlich ausgelegt werden muss und unnötig hohe Material- und Produktionskosten entstehen. Aus der Die Patentschrift Die Patentschrift Es wird von der Automobilindustrie eine Verbesserung des Insassenschutzes durch einen Seiten-Curtain-Luftsack gefordert, durch dessen Performance ein Herausschleudern von Insassen bzw. Körperteilen von Insassen bei oder nach einer Kollision eines Kraftfahrzeugs aus der Fahrzeugkabine verhindert wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Luftsack, ein Gewebe für einen Luftsack und ein Verfahren zum Herstellen eines gewebten Gewebes für einen Luftsack für Personenrückhaltesystem für Kraftfahrzeuge vorzuschlagen, bei dem Material - und Produktionskosten verringert werden. Die Aufgabe wird nunächst gelöst durch einen Luftsack gemäß Anspruch 1, nämlich einen Luftsack für ein Personenrückhaltesystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Oberkante zur Befestigung des Luftsacks im Dachbereich des Kraftfahrzeugs und mit einer Unterkante, mit gewebten Gewebelagen, deren Kettfäden sich im Wesentlichen parallel zur Unterkante erstrecken, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Gewebelagen vollständig oder bereichsweise mit monofilen oder monofilartigen Kettfäden gewebt sind, und der Luftsack durch obere an die Oberkante grenzende Bereiche (EK) mit ersten, multifilen Kettfäden und untere an die Unterkante grenzende Bereiche (ZK) mit zweiten, monofilen oder monofilartigen Kettfäden gekennzeichnet ist. Es ergibt sich eine individuell anpassbare Ausdbildung des Airbags. Wird im oberen Teil des Airbags nicht soviel Wert auf Längssteifigkeit gelegt, dann ist diese Variante von Vorteil. Darüberhinaus können hierbei auch Material- und Produktionskosten ingespart werden. Damit kann der aus dem Stand der Technik bekannte Nachteil des zu großen Airbags und der damit einhergehenden hohen Kosten vermieden oder zumindest stark verringert werden, weil nun durch die Konstruktion des Airbags mit monofilen oder monofilartigen Kettfäden eine Eigensteifigkeit parallel zur Unterkante erreicht wird, die es ermöglicht, die Höhe und damit das Material sowie die Herstellungskosten des Airbags zu verringern, da nun ein Aufliegen des Airbags an der Türbrüstung unterhalb des Fensters des Kraftfahrzeugs nicht mehr nötig ist. Darüberhinaus muss (wie beim Stand der Technik bisher noch erforderlich) während des Entfaltungsvorgangs die nach innen ragende Türbrüstung nicht mehr passiert werden, d. h. die Entfaltung des Airbags kann ohne Rampe gerade nach unten erfolgen. Ein bisher möglicherweise erfolgender unangenehmer Seitenhieb des Airbags auf den Insassen entfällt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Airbag dadurch, dass bei einigen Einsatzfällen auf Spannbänder verzichtet werden kann, welche bisher üblicherweise zur Verspannung des Luftsacks zwischen zwei Verankerungspunkten verwendet werden. Aufgrund der Eigensteifigkeit des Luftsacks in Längsrichtung erübrigen sich diese Spannbänder. In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass die monofilartigen Kettfäden aus Hybridgarn oder Hybrid-Multifilgarn bestehen, welches wenigstens erste Filamente und zweite Filamente aufweist, wobei die monofilartigen Kettfäden derart behandelt sind, dass die zweiten Filamente durch thermisches, mechanisches oder chemisches Behandeln des Gewebes ihre Filamentstruktur verloren haben, zu einer amorphen Masse geworden sind und die ersten Filamente miteinander verbinden. Dieser Luftsack kann nun noch wesentlich kostengünstiger hergestellt werden, da das Hybridgarn wie ein Multifilgarn mit sämtlichen Vorteilen gegenüber einem steiferen Monofilgarn verwebt werden kann. Hybridgarn bzw. Hybrid-Multifilgarn ist z. B. aus der In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Luftsack dadurch gekennzeichnet, dass er ein in einem Stück gewebter bzw. OPW - (one-piece-woven) - Luftsack ist. Das hat folgenden Vorteil: Ein OPW-Airbag kommt fertig gewebt von der Webmaschine wogegen ein aus Gewebe genähter Airbag bis zum gleichen Fertigungsgrad wesentlich mehr Verfahrensschritte durchlaufen muss. Werden Seiten-Curtain-Luftsäcke als OPW-Bags an einer Monofilkette gewebt, bietet sich z. B. eine Kettfertigung nach dem mehrstufigen Zettel-Assemblierverfahren an. Die Aufgabe wird desweiteren gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem als wesentlichstem Merkmal Kettfäden aus Hybridgarn eingesetzt werden, welches erste Filamente und zweite Filamente aufweist, welche nach dem Weben des Gewebes durch thermisches, chemisches oder mechanisches Behandeln des Gewebes derart behandelt werden, dass die zweiten Filamente ihre Filamentstruktur verlieren, zu einer amorphen Masse werden und die ersten Filamente der Hybridkettfäden sich miteinander zu einem Filamentgamkörper verbinden. Hierdurch wird der Insassenschutz durch einen wesentlich längsstabileren Seiten-Curtain-Airbag verbessert. Die beim Einsatz von Monofilkettfäden bekannten Nachteile werden durch Einsatz von Multifilhybridgarnen überwunden. Hierbei lässt sich vorteilhafterweise der Einsatz von Schärketten mit unterschiedlichen Garnzonen realisieren, um im Rahmen einer entsprechenden Konstruktion Fangdomkonstruktionen in Zonen mit Normalgarn zu ermögli chen. Weitere Vorteile ergeben sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung eines Gewebes für einen Luftsack in einer verfestigten Webnaht. Daneben ist eine besondere Kostenersparnis möglich, dadurch dass auf Grund der verringerten Porengröße durch zu amorpher Masse gewordene zweite Filamente eine geringere LD bzw. geringere Luftdurchlässigkeit erreicht wird, was wiederum zu einem geringeren Bedarf an Beschichtungsmaterial respektive zu einer dünneren Beschichtungsschicht führt. Hinsichtlich der möglichen Variation von Konstruktionselementen (Kettschablonen, Webnahtdesign, Fangdome, Tether, Schußfolge) greifen ganz besonders die Vorteile der Flexibilität einer "Bunt-Jacquard-Weberei". Ein erfindungsgemäßer Seiten-Curtain-Airbag, z. B. hergestellt aus einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Airbaggewebe hat in der Regel die Funktion, sich aus einer im Bereich der Dachreling eines Kraftfahrzeugs angeordneten verstauten Position entlang der Fensterfläche des Kraftfahrzeugs nach unten zu entfalten. Er wird im Zuge und nach dieser Entfaltung von der A-Säule bis zur C-Säule gespannt und schützt dabei den Kopf des Insassen auf dieser Fahrzeugseite sowohl auf dem Vorder- als auch auf dem Rücksitz im Falle eines Seitenaufpralls. Gemäß der Erfindung wird in einem genähten oder OPW-Luftsack im Wesentlichen senkrecht zur Entfaltungsrichtung, d.h. im Allgemeinen in Längsrichtung, d.h. je nach Fertigungslage des Luftsacks auf der Webmaschine (in Kett- oder Schussrichtung) ein Monofil, ein grobfibrilliges Multifil und / oder ein Hybridgarn, welches nach einer thermischen, mechanischen oder chemischen Behandlung einen monofilartigen Charakter bekommt, eingesetzt. Die genannten Gammaterialienkönnen, ausschließlich oder im Wechsel mit anderen Garnen über die ganze Breite des Airbags eingesetzt werden, was eine flächige Versteifung zur Folge hat, oder nur partiell bzw. bereichsweise, z. B. wie als Band, bevorzugt im Bereich der Unterkante des Luftsacks, die sich beim Entfalten zur Türbrüstung des Kraftfahrzeugs nach unten bewegt, verwendet werden, was die Abstützung des Luftsacks durch die Fahrzeugstruktur ersetzt. Die Beschreibung spricht von Luftsäcken, Airbags, Seitenairbags und Side-Curtain-Airbags. Im Sinne der Erfindung unterscheiden sich diese Bezeichnungen nicht. Prinzipiell schließen die erfindungsgemäßen Airbags auch auch Frontairbags wie auch Knieairbags ein, die bei einer entsprechenden Konfiguration eines Kraftfahrzeugs (wie z.B. auch eines Busses oder eines Schienenfahrzeugs) zum Einsatz kommen können. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Zum leichteren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird diese kurz anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme einer Zeichnung beschrieben.
Aufgrund des Umstandes, dass die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Maschinen, Einrichtungen, Geräte und Materialien dem Fachmann bekannt sind, werden diese hier im einzelnen nicht besonderes beschrieben oder gar dargestellt. Die Erfindung ist u.a. dargestellt durch ein Verfahren zum Herstellen eines gewebten Gewebes für einen Luftsack für Personenrückhaltesysteme für Kraftfahrzeuge, das gekennzeichnet ist durch folgende Schritte: Vorbereiten einer Kettfadenschar aus Kettfäden unterschiedlicher Gamqualitäten, mit ersten Kettfäden und mit in ausgewählten Bereichen der Kettfadenschar angeordneten zweiten Kettfäden aus Hybridgarn, welches erste Filamente und zweite Filamente aufweist, Weben des Gewebes mit wenigstens einer Schussfadenqualität, thermisches, mechanisches oder chemisches Behandeln des Gewebes derart, dass die zweiten Filamente ihre Filamentstruktur verlieren, zu einer amorphen Massen werden und die ersten Filamente miteinander zu einem monofilartigen Filamentgamkörper verbinden. In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist dieses folgenden weiteren Schritt auf: Erhitzen des Gewebes auf eine Temperatur, die niedriger ist als der Schmelzpunkt der ersten Filamente und höher ist, als der Schmelzpunkt der zweiten Filamente, wobei der Schmelzpunkt der ersten Filamente höher liegt als der Schmelzpunkt der zweiten Filamente, wobei der Schmelzpunkt der ersten Kettfäden höher liegt als der Schmelzpunkt der zweiten Filamente, Abkühlen des Gewebes auf eine Temperatur, die niedriger ist, als der Schmelzpunkt der zweiten Filamente. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch folgenden Schritt gekennzeichnet: Kalandern oder Schleudern des Gewebes derart, dass die an der Gewebeoberfläche angelagerten zweiten Filamente aktiviert werden und die ersten Filamente miteinander verbinden. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch den Schritt Chemisches Einlösen der zweiten Filamente derart, dass sie die ersten Filamente miteinander verbinden, gekennzeichnet. In einer weiteren Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorteilhafterweise die Verfahrensschritte thermisches, mechanisches oder chemisches Behandeln kombiniert eingesetzt. Vorteilhafterweise wird in einer weiteren Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein in einem Stück gewebter Luftsack oder OPW-Luftsack für Personenrückhaltesysteme für Kraftfahrzeuge hergestellt, dadurch dass er wenigstens teilweise nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 angefertigt wird. In einer noch weiteren vorteilhaften Fortbildung der Erfindung wird ein gemäß dem beanspruchten Verfahren hergestellter Luftsack in Kraftfahrzeugen zur Verwendung zu Wasser, auf dem Lande oder in der Luft eingesetzt. Ein erfindungsgemäßer Luftsack sowie ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Gewebe bzw. ein daraus gefertigter Luftsack - hier in der Form eines in einem Stück gewebten Luftsacks oder OPW-Luftsacks für Personenrückhaltesysteme für Kraftfahrzeuge - wird beispielhaft in Der in In einem erfindungsgemäßen Gewebe bzw. einem nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gewebe wird in wenigstens einem Fadensystem ganz oder teilweise Hybridgarn eingesetzt. Dieses Hybridgarn besteht aus Filamenten 61 und 62 mit unterschiedlichen Schmelzpunkten T1 und T2. Das heißt, wird das Garnmaterial einer Erhitzung ausgesetzt, die über dem Schmelzpunkt T2 des zweiten Filaments 62 liegt und unterhalb des Schmelzpunktes T1 des Filaments 61 mit dem höheren Schmelzpunkt T1 liegt, dann schmelzen die Filamente 61 im Hybridgarn, wobei die Filamente 61 mit dem hohen Schmelzpunkt T1 erhalten bleiben. Wird das Garnmaterial wieder abgekühlt, erstarren die geschmolzenen Anteile der zweiten Filamente 62 und verbinden die nicht geschmolzenen Filamente 61 miteinander. Damit kann das frühere Multifilamenthybridgarn, eingesetzt als Kettfaden durch das Miteinander-verkleben der Einzelfilamente 62 einen Monofilcharakter erhalten. Hierdurch ergibt sich die aufgabengemäß angestrebte Erhöhung der Längsstabilität des Seiten-Curtain-Airbags. Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gewebes wird in der Verarbeitung des Garnmaterials über alle Stufen der Gewebefertigung mit einem Multifilamenthybridgarn gearbeitet, das heißt, die Filamente 62 mit niedrigem Schmelzpunkt T2 liegen im Garn noch als Faser vor. Nach der Gewebefertigung wird dieses einer oben beschriebenen Hitzebehandlung ausgesetzt. Dabei erhalten die eingesetzten Hybridgarne den eben beschriebenen Monofilcharakter. Bei Einsatz des Gewebes als in einem Stück gewebter Airbag oder OPW-Bag bzw. Flachgewebe für genähte Luftsäcke behält dieses im Anwendungsfall als Baukörper auch bei nachlassendem Innendruck seine Längsstabilität. Die Dimension und Anordnung von längsstabilen Zonen 6 ( In Zonen EK in denen sogenannte Fangdome 7 ( Wie bereits oben erwähnt kann die Herstellungsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einer vorteilhaften Weiterbildung die Verbindung zwischen Filamenten des Hybridgarns auch chemisch erzeugt werden. Hierzu werden Oberflächen einer Filamentgruppe der Hybridgarne angelöst und die Fasern dadurch anschließend miteinander verbunden. In einer weiteren Variante ist auch eine Verbindung der ersten und zweiten Filamente des Hybridgarns auf mechanischem Wege denkbar. Dies wird beispielsweise durch eine Kalander- oder Schleuderbehandlung erreicht, wodurch zum Beispiel auf der Oberfläche angelagerte Klebemittel - analog den zweiten Filamenten 62 - aktiviert werden, welche eine Verbindung der Fasern - analog erste Filamente 61 - miteinander herbeiführen. In noch einer weiteren Verfahrensvariation können Filamente im Gewebe durch eine mechanische Behandlung zum Beispiel durch einen Kalandrierprozess oder eine Verdichtung mit Wasserstrahl miteinander verpresst oder verbunden werden, so dass Einzelfilamente miteinander einen Monofilcharakter erhalten können. Die vorteilhafte Kombination der zuvor genannten Verfahren wurde oben bereits hervorgehoben. Erfindungsgemäß können sich die längsstabilen Zonen 6 eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Airbags auf das gesamte Kettsystem, auf Teilbereiche oder auch auf nur eine Gewebelage beziehen. Eine in In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Richtung Luftsackhöhe - Vertikalrichtung in Gewaschen und getrocknet wird das Gewebe wie aus dem Stand der Technik bekannt. Der abschließende Fixierprozess bewirkt ein Anschmelzen der Niedertemperatur beständigen Filamente und ein gleichzeitiges Verbinden mit den Hochtemperatur beständigen Filamenten in der Kette sowie mit den sie kreuzenden Schussfäden. Hierbei bilden in symmetrischer Ondulation eingebundene Hybridkettfäden Kreuzungspunkte mit elliptischem Querschnitt und erzeugen aufgrund der Anschmelzungen eine besonders elastische Stabilität. |