Sektion D: Textilien; Papier

Erfindung des Monats Mai

In unserer Internet-Präsentation "Das Auto und die IPC" zeigen wir bahnbrechende und auch vergessene Erfindungen aus den Gebieten Kraftfahrzeugbau und Verkehrswesen. Außerdem stellen wir mit der "Erfindung des Monats" aktuelle oder auch historische Innovationen vor, die bei heutigen Autos und im Straßenverkehr nicht mehr wegzudenken sind.

Airbag-Gewebe

D03D 1/02

Moderne Kraftfahrzeuge sind normalerweise mit einer Vielzahl von aufblasbaren Gassäcken ausgestattet, die neben dem Sicherheitsgurt eines der wichtigsten Rückhaltesysteme zum Schutz der Fahrzeuginsassen bei einer Kollision sind. Über eine Vielzahl von Sensoren erkennt die Elektronik einen Unfall und zündet einen pyrotechnischen Treibsatz, der innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde den Gassack mit dem bei der Explosion entstehenden heißen Gas aufbläht. In diesen aufgeblähten Gassack soll der durch den Sicherheitsgurt zusätzlich geschützte Insasse "weich" aufgefangen werden. Beim Eintauchen in den Gassack kann dabei über Löcher an der Seite oder durch das Gewebe Gas in definierter Menge entweichen. So schützen Fahrer- und Beifahrer-Airbag, Knie- und Seitenaufprall-Airbag sowie spezielle Kopf-Airbags vor einem Aufprall auf das Lenkrad oder andere harte Karosserieteile, womit das Verletzungsrisiko wesentlich gesenkt werden kann.

Die Forschung und Entwicklung von Airbags begann bereits in den 60-er Jahren des vorigen Jahrhunderts in den USA und parallel in Europa bei der damaligen Daimler-Benz AG (siehe beispielsweise DE 1 506 634 C und DE 21 52 902 C2). Neben den Problemen der Sensorik zur sicheren Zündung und des Zündzeitpunkts des Treibsatzes zur Gaserzeugung, stellt seit Beginn der Airbag-Entwicklung die Ausgestaltung und Materialwahl des Gassacks an sich einen wichtigen Aspekt dar. Dieser soll reißfest, luftdurchlässig, hitzebeständig, alterungsbeständig, kostengünstig sein und viele weitere vorteilhafte Eigenschaften aufweisen. So wird beispielsweise die Airbagoberfläche durch das einströmende heiße Gas, das durch Zündung des Treibsatzes im Gasgenerator entsteht, thermisch stark belastet. Dadurch kann das Gassackgewebe lokal geschädigt werden, wodurch ein ungewolltes Reißen oder Platzen des Gewebes erfolgen könnte.

Figur 1: Schematische Darstellung eines Seitenairbags (2) mit Lage der Einblaslanze (12’) und Gaseinblasöffnungen (14), sowie Lage zweier eingewebter Luftsäcke (aus DE 101 15 890 C2)

Dieser Problematik widmet sich die DE 101 15 890 C2, die ein Verfahren zum Weben eines zweilagigen, aus einem Stück gewebten Gassacks betrifft. In Figur 1 ist links ein Gassack (2) schematisch dargestellt, der als Seitenairbag die vorderen und hinteren Seitenscheiben eines Kraftfahrzeugs abdeckt. Die rechte Seite zeigt ein Gewebe (20) mit zwei noch nicht getrennten Gassäcken I und II. Im Fall einer Kollision wird der Airbag über Gaseinblasöffnungen (14) einer Einblaslanze (12’) schlagartig gefüllt. Dadurch wird speziell das Gewebe in den Bereichen der Vorder- und Rücksitze (8, 9), die besonders schnell gefüllt sein sollen, stark belastet.

Wie in Figur 2 schematisch dargestellt ist, werden deshalb zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit quer zu den Kettfäden (Pfeil K) in Schussrichtung (Pfeil S) Verstärkungsschussfäden (VS) statt den Basisschussfäden (BS) an den Stellen (38) eingewoben, die durch das heiße Füllgas besonders belastet werden. In den weniger belasteten Bereichen (40) können diese verstärkten Schussfäden uneingebunden außerhalb des Gewebes als "flottierender Verstärkungsschuss" (VS) mitgeführt werden. Diese außerhalb des Gewebes geführten Fäden können bei Bedarf in der Webmaschine abgeschnitten werden. Durch Begrenzen der Verstärkung auf einzelne Bereiche (38) soll das Packvolumen klein gehalten werden und die Elastizität des Gewebes zum leichten Entfalten erhalten bleiben.

Figur 2: Schematischer Schnitt durch das Luftsackgewebe mit verstärktem Bereich (38) (aus DE 101 15 890 C2).

Für eine Recherche relevante IPC-Gruppen
IPC	Technischer Aspekt
D03D 1/02	Gewebe zur Herstellung aufblasbarer Gegenstände
B60R 21/16	Aufblasbare Insassen-Rückhaltesysteme, die sich bei oder vor einem Aufprall entfalten, z.B. Airbags
B60R 21/23	Aufblasbare Teile (Gassäcke)

Zitierte Patentdokumente
Patentnummer	Jahr	Titel
DE 1 506 634 C	1966	Sicherheitsvorrichtung für den Schutz von Fahrzeug- oder Flugzeuginsassen
de 21 52 902 C2	1971	Aufprallschutzvorrichtung für den Insassen eines Kraftfahrzeuges
DE 101 15 890 C2	2001	Verfahren zum Weben eines Luftsacks

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