PL206540B1 - Sposób tkania poduszki powietrznej - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206540 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 365923 (51) Int.Cl.

(22) Data zgłoszenia: 02.04.2002 B60R 21/16 (2006.01)

D03D 1/02 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

02.04.2002, PCT/EP02/003629 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

07.11.2002, WO02/88443 (54)

Sposób tkania poduszki powietrznej

(30) Pierwszeństwo: 30.03.2001, DE, 10115890.4	(73) Uprawniony z patentu: ITG AUTOMOTIVE SAFETY TEXTILES GMBH, Maulburg, DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 10.01.2005 BUP 01/05	(72) Twórca(y) wynalazku: THOMAS ESCHBACH, Rheinheim, DE MICHAEL BECKER, Zell im Wiesental, DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.08.2010 WUP 08/10	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Ludwik Hudy

PL 206 540 B1

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu tkania, przez urządzenie tkające, co najmniej dwuwarstwowej, jednoczęściowej poduszki powietrznej.

Znane są jednoczęściowo tkane poduszki powietrzne, zwane poduszkami OPW, które mają zastosowanie w tworzeniu systemów poduszek powietrznych w samochodach. W przypadku takich jednoczęściowo tkanych poduszek powietrznych, do których gaz jest wprowadzany poprzez powietrzne lance, dochodzi do częściowego rozdarcia poduszki powietrznej podczas procesu napełniania w miejscach, w których gaz jest wprowadzany przez lance do poduszki powietrznej. Lance przeznaczone do wprowadzania gazu do poduszki powietrznej, posiadają ciąg szczelin, tak zwane skrzela, które w przybliż eniu są usytuowane poprzecznie do strumienia, którym gaz jest wprowadzany, w kilku miejscach, do poduszki powietrznej. Wyżej wspomniane, częściowe rozdarcia powierzchni poduszki powietrznej mogą wystąpić z powodu różnic w konstrukcji inflatora, które jednocześnie określają rozproszenie pomiędzy strumieniami inflatora. Rozdarcia poduszki powietrznej mogą też być zależne od umieszczenia skrzeli, przeznaczonych do doprowadzania powietrza, w stosunku do komory poduszki powietrznej. Dodatkowo, rozdarcia poduszki powietrznej częściej zdarzają się w sytuacjach, w których występuje wysoka częstotliwość działania inflatora, jak również w przypadku nieodpowiedniej temperatury powietrza, w której poduszka powietrzna ma być zastosowana.

Z kolei z amerykań skiego opisu patentowego nr US 5,275,434 (Hirabayashi et al.), znana jest dwuwarstwowa, maszynowo utkana poduszka powietrzna, przy czym przynajmniej w jednej warstwie powinien być wzmocniony obszar, zawierający wzmocnione nitki wątkowe, mające wyższy współczynnik wytrzymałości na rozciąganie, aniżeli współczynnik pozostałych nitek. Nie ma sugestii w tym opisie co do wymogu użycia nitek wątkowych, posiadających różną wytrzymałość, jak również przekrojów, przy czym regulacja masy tkaniny poduszki powietrznej, w określonych obszarach nitek wątkowych, o określonej wytrzymałości, jest możliwa tylko w określonych obszarach długości nitki osnowy.

Z ameryka ń skiego opisu patentowego nr US 5,865,464 (Kanuma et al.), znana jest dwuwarstwowa, maszynowo utkana poduszka powietrzna, przy czym w celu zmniejszenia przepuszczalności powietrza, rozwiązanie to proponuje stosowanie określonych sposobów wiązania i gęstości tkaniny. Jak widać na przykładzie fig. 2 (A) i (B), 4, 5, 8 i 9 (B), i czytając kolumnę 10 od wiersza 46 do wiersza 8 kolumny 11, i kolumnę 11 od wiersza 55 do wiersza 10 kolumny 12, jak również z przykładu 5, należy wzmocnić otwór 6 do przyłączenia urządzenia generującego gaz, poprzez naszycie, lub korzystniej, przez naklejenie dodatkowego kawałka materiału 5. Kawałek materiału może zostać wykonany z nitek, których wytrzymałość może się różnić od wytrzymałości nitek użytych w pozostałych obszarach poduszki powietrznej (przykład 5).

Amerykański opis patentowy nr US 4,025,684 (Neidhardt), opisuje dwuwarstwową rurową tkaninę, maszynowo utkaną z nitek podstawowych, gdzie obie warstwy są łączone jedna do drugiej, przy użyciu pomocniczych nici, którymi są to tak zwane łączące oraz odległościowe włókna, których specjalną cechą, opisaną w tym dokumencie, jest to, że nie są one w pojedynczej warstwie, lecz, że obie warstwy są połączone ze sobą, na ograniczony okres czasu. W opisie patentowym, włókna odległości mają funkcję określania odległości między dwiema warstwami tkaniny, podczas gdy włókna łączące, na stałe łączą dwie warstwy w określonych obszarach.

Ponadto, z amerykańskiego opisu patentowego nr US 6,135,488 (Bosio et al.), znana jest poduszka powietrzna dla samochodowego systemu bezpieczeństwa, która składa się z dwóch części (kolumna 2, ostatnie dwa paragrafy). Poduszka powietrzna składa się z długich, ruchomych plastikowych nitek 1 (fig. 1), połączonych z nitkami wątkowymi, umieszczonymi naprzeciwko wnętrza poduszki powietrznej w taki sposób, aby mogły być dołączone do nitek osnowy, co 10 milimetrów. Funkcja długich, ruchomych nitek 1 ma pomóc cieplnemu transportowaniu eksplodujących gazów, poprzez zastosowanie niższego punktu topnienia, aniżeli w przypadku nitek wątkowych. Długie, ruchome nitki 1 nie posiadają żadnej funkcji tkaniny wzmacniającej i są też niezdolne, by przejąć tę funkcję, gdyż pomimo, iż są one połączone, są jednak znacznie oddalone od siebie w tkaninie poduszki powietrznej. Ich funkcją jest w tym przypadku wyłącznie rozproszenie gorąca wpompowanego gazu, poprzez zmniejszanie temperatury na zewnątrz (kolumna 1 od wiersza 51 do linii 7 kolumny 2).

Zadaniem wynalazku jest zaproponowanie sposobu tkania co najmniej dwuwarstwowej, jednoczęściowej poduszki powietrznej, której niedogodności, znane z wcześniejszych rozwiązań, a w szczególności rozdarcia tkaniny poduszki powietrznej, w obszarach wtłaczania strumienia gazu do

PL 206 540 B1 poduszki powietrznej, są całkowicie wyeliminowane, bądź też ryzyko ich wystąpienia jest zmniejszone do minimum.

Ideą wynalazku jest to, że w sposobie tkania przez urządzenie tkackie, co najmniej dwuwarstwowej, jednoczęściowej poduszki powietrznej, tuby powietrznej lub pasa powietrznego, w co najmniej jedną warstwę wplata się nitki wątkowe o zróżnicowanej grubości, przy czym nitki wątkowe o określonej grubości wprowadza się tylko w obszarach na okreś lonych długościach nitek osnowowych, z jednej strony wprowadza się na urządzenie tkackie standardowe nitki wątkowe o pierwszej grubości, a z innej strony nitki wątkowe, o większej, w szczególności większej o co najmniej 25%, grubości, przy czym nitki wątkowe o wyższej grubości wprowadza się przy niezmienionej gęstości wątku.

Korzystnie, wprowadza się na urządzenia tkackie nitki wątkowe o wyższej trzeciej grubości.

Korzystnie, wplata się część nitek wątkowych tylko w określonych obszarach szerokości poduszki powietrznej.

Korzystnie, nie wplecioną część nitek wątkowych oddziela się jeszcze na urządzeniu tkackim od utkanej poduszki powietrznej, lub pasa powietrznego, lub tuby powietrznej.

Korzystnie, wprowadza się jako nitki wątkowe nitki monofilowe.

Zaproponowana tkanina w jednoczęściowej poduszce powietrznej, która wykonana jest według sposobu, umożliwia indywidualnie ukierunkowane wzmocnienie tkaniny poduszki powietrznej. W ten sposób, w miejscu o wysokim nacisku ciśnienia gazu na powierzchnię poduszki powietrznej, dawniej powodującym częściowe rozdarcia poduszki powietrznej, jakość tkaniny dostępnej obecnie, powoduje zwiększenie wytrzymałości na powstały napór gazu. Osiągnięto to między innymi przez podwyższenie cieplnej pojemności w newralgicznych miejscach poduszki powietrznej, mianowicie w miejscach, gdzie lance do wprowadzania gazu posiadają tak zwaną strefę skrzeli nadmuchowych. W obecnym rozwiązaniu, przez korzystne powiększanie masy tkaniny w pożądanych pozycjach poduszki powietrznej, otrzymuje się większą odporność, zarówno mechaniczną, jak również termiczną, co zapobiega powstawaniu częściowych rozdarć w poduszce powietrznej. W jednym z rozwiązań według wynalazku, zastosowana jest w wymaganym obszarze nitka wątkowa, która w stosunku do standardowej przędzy ma co najmniej o 25% wyższą wytrzymałość i/lub grubość, określaną liczbą dtex.

Dla lepszego zrozumienia wynalazku, przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia poduszkę powietrzną pokazaną bardzo schematycznie, która w tym przypadku jest boczną poduszką powietrzną samochodu osobowego, rozciągającą się na prawe boczne okna przedniego i tylnego siedzenia samochodu osobowego, fig. 1a przedstawia schematyczne ułożenie poduszki powietrznej w samochodzie osobowym, fig. 2 przedstawia, w ujęciu dalece schematycznym, wycinek tkaniny, w której można wyróżnić dwie poduszki powietrzne usytuowane obok siebie, utkane w pełni na maszynie, przy czym szczególnie ważne obszary są zaznaczone i fig. 3 przedstawia, w ujęciu dalece schematycznym, przekrój poprzeczny miejsca poduszki powietrznej, w którym nitki o różnej wytrzymałości są utkane.

Fig. 1 przedstawia przykładowo naszkicowaną poduszkę powietrzną 2 pokazaną z boku. Miejscem zabudowy tej poduszki powietrznej 2, w pojeździe samochodowym, dla prawych szyb bocznych, może być pojazd znajdujący się przy lewej krawędzi rysunku jadący do góry (fig. 1a). Poduszka powietrzna 2 jest objęta jednowarstwową tkaniną, posiadającą obrzeże 4, które jest zakreskowane na rysunku. Odpowiednio do lokalizacji, nakładki mocujące 6 usytuowane w pojeździe z przodu i z tyłu, służą, do nie pokazanego na rysunku, mocowania poduszki powietrznej 2. Pozycja poduszki powietrznej 2 w pojeździe 3, jest pokazana schematycznie na fig. 1a. Poduszka powietrzna 2 jest podzielona na różne odcinki, mianowicie, obszar przedniego siedzenia 8 i obszar tylnego siedzenia 9, w których, w przypadku kolizji, głowa użytkownika pojazdu mechanicznego, może uderzyć w boczne okno pojazdu. Dlatego poduszka powietrzna 2 musi zostać jak najszybciej napompowana, we wspomnianych obszarach 8 i 9. Aby napompować poduszkę powietrzną, lanca 12, przeznaczona do wtłaczania gazu, jest wprowadzona do wnętrza 7 poduszki powietrznej 2, przy czym lanca 12, posiada otwory 14 do wdmuchiwania gazu w obszarach 8 i 9. Gaz jest pompowany do wyżej wspomnianych obszarów, w kierunku strzałki GSR i jest rozprowadzany w poduszce powietrznej. Zakreskowane obrzeże 4 poduszki powietrznej 2 jest wykonane jako tkanina jednowarstwowa tkana pojedynczo, podczas gdy wnętrze 7, obejmowane przez obrzeże 4, jest w tym przypadku dwuwarstwowe. Niektóre obszary wnętrza poduszki powietrznej 2, służące w szczególności do ukształtowania poduszki powietrznej 2, albo do ukierunkowania strumienia gazu w poduszce powietrznej 2, są tkane pojedynczo w formie płata 16a, albo w formie usztywnień 16b. W ten sposób, w pobliżu tak zwanego słupka A (nie pokazanego na rysunku), znajduje się obszar 16a, a w pobliżu słupka B (również nie pokazanego na

PL 206 540 B1 rysunku) pojazdu, obszar usztywnień 16b, które są utkane pojedynczym splotem. W tych obszarach 16a, 16b, górne i dolne warstwy tkaniny są połączone jedna z drugą.

Tkanina poduszki powietrznej, zwykle o delikatnej budowie w obszarach otworów 14 lanc 12 do napełniania gazem poduszki, jest narażona na wyjątkowo duże obciążenia, w przeciwieństwie do innych obszarów poduszki powietrznej 2. Gaz przemieszczający się z dużą prędkością, względnie pod wypływem mocnego impulsu i prawdopodobnie o wysokiej temperaturze, wywiera nacisk na górną powierzchnię poduszki powietrznej względnie tkaninę poduszki powietrznej, wyjątkowo silnie w poszczególnych obszarach.

Fig. 2 pokazuje wycinek tkaniny 20, w której da się rozpoznać dwie tkane poduszki powietrzne I i II. W tym przypadku, poduszki powietrzne I i II nie zostały oddzielone jeszcze od tkaniny 20, przy czym lanca 12, wprowadzona do poduszki powietrznej I, jest przedstawiona linią punktową, która analogicznie do lancy 12, pokazanej na fig. 1, posiada otwory do napełniania gazem, znajdujące się w obszarach 8 i 9. Tkanina 20 w tym przykładzie, pokazana jako niezakreskowany obszar znajdujący się poza poduszkami powietrznymi I i II, jest zasadniczo pojedynczo utkaną warstwą. W tym przypadku wymagane jest otrzymanie tkanej struktury, przez co nie ma potrzeby, by skupiać się na połączeniu. Szczególnie interesujące, w przypadku tkaniny 20, pokazanej na fig. 2, jest zastosowanie nitek wątkowych o różnej wytrzymałości i/lub grubości. Łańcuch nitki wątkowej, biegnący w kierunku strzałki S, poprzecznie poprowadzonej do strzałki K, jest przykładowo utkany przez pełną szerokość tkaniny 20, pokazanej tutaj zaledwie częściowo. Aby teraz osiągnąć, w obszarach 8 i 9, o których mowa wyżej, większą wytrzymałość w ściance poduszki powietrznej 2, zgodnie z wynalazkiem są tworzone obszary poduszki powietrznej o wysokiej wytrzymałości (fig. 2), tak że w obszarach 28 i 29, w kierunku nitek wątkowych S jest utkana nitka VS, która w porównaniu do nitek wątkowych, użytych w innych obszarach tkaniny 20, ma przykładowo o 25% wyższa grubość. Ta tak zwana wzmocniona nitka wątkowa VS, jest, przykładowo przy niezmienionej grubości wątku, wpleciona w tkaninę, lub wprowadzona na krosna tkackie, przez co w obszarach 28 i 29 osiągnięty jest odpowiedni wzrost w masie tkaniny, przez co z kolei osiągnięto większą wytrzymałość tkaniny. To rozwiązanie umożliwia z jednej strony pożądane wzmocnienie, w przewidzianych obszarach warstwy poduszki powietrznej. Efekt wzmocnienia jest jednak również uzyskany w obszarach poduszki powietrznej, w których absolutnie nie jest pożądany. To może powodować sztywność poduszki powietrznej, jak również duży rozmiar poduszki powietrznej, przez co może być ona niewygodna w montażu.

Poprawa może zostać osiągnięta przez to, że we wzmocnionych obszarach 28 i 29 wybrano odpowiednie następstwo nitek wątkowych, przez to, że utkano na zmianę różniące się między sobą przędzę wątkową VS, posiadające różną grubość, przykładowo wzmocnione nitki wątkowe o numerze 470 (dtex 470) zmieniające się w pierwotnie zdefiniowanej kolejności do wzmocnionych nitek wątkowych o numerze 350 (dtex 350). To pozwala na zmniejszanie sztywności poduszki powietrznej, jak również zmniejszenie dużych rozmiarów nienapompowanej poduszki powietrznej, w porównaniu do poduszki powietrznej, utkanej tylko ze wzmocnionych nitek wątkowych o jednakowej grubości. Przy tym okazuje się, że nadmiar tkaniny we wspomnianych obszarach poduszki powietrznej, zostaje zmniejszony (Przy jednej wytrzymałości wzmocnionych nitek wątkowych i nie zmienionej gęstości wątku, może powstać nadmiar materiału, co oznacza, że tkanina staje się suknem lub tworzą się w niej zagięcia, toteż żonglowanie ciężarem odbywa się w granicznych obszarach przyjętych gęstości tkaniny).

Przy optymalizacji sposobu opisanego powyżej, w którym całkowita szerokość tkaniny w obszarach 28 i 29 miała utkane wzmocnione nitki wątkowe VS, wzmocnione nitki wątkowe VS są utkane tylko w wybranych, zdefiniowanych obszarach tkaniny, poprzecznie do tkaniny. Aby uniknąć tego, że obszary wzmocnione będą rozciągać się na całą szerokość, to znaczy na całą wysokość poduszki powietrznej, są wzmocnione nitki wątkowe VS, aktywowane tylko w określonych obszarach (oznaczonych liczbą 38 na fig. 2), w których, przy napełnianiu poduszki powietrznej przez otwory 14 lancy 12 do napełniania gazem, oddziaływanie wpływającego gazu jest oczekiwane.

W tym sposobie wzmocniona nitka wątkowa VS, tak jak to schematycznie zostało przedstawione na fig. 3, tylko w obszarze 38 tkaniny jest wpleciona, podczas gdy na zewnątrz obszaru 38, jest przeplotem wzmocnionej nitki wątkowej znajdującym się poza tkaniną. Odpowiednio do położenia wzmocnionej nitki wątkowej VS, biegnie podstawowa nitka wątkowa BS, która w obszarze 38, jest przeplotem znajdującym się na zewnątrz tkaniny 20, gdy w przypadku pozostałych obszarów tkaniny jest ona utkana w zwykły sposób w warstwie tkaniny.

PL 206 540 B1

Na fig. 3, pokazane zostały w przekroju nitki osnowowe KF, które wraz z podstawową nitką wątkową BS i wzmocnioną nitką wątkową VS tworzą warstwę poduszki powietrznej 2. Pokazane jest to na fig. 3, za pomocą schematycznej ilustracji, nieodzwierciedlającej prawdziwych rozmiarów. Osoba wyspecjalizowana w danej dziedzinie, rozpozna na schematycznym rysunku różne zasady wykonania i rodzaje tkania, przeplatania czy wiązania nitek wątkowych z nitkami osnowy. W obszarach 40 wzmocniona nitka wątkowa VS jest przeplotem, podczas gdy w obszarze 38 to podstawowa nitka wątkowa jest przeplotem znajdującym się na zewnątrz tkaniny. Korzystnie, jeszcze na maszynie tkackiej wzmocnione nitki wątkowe VS, mogą zostać oddzielone w obszarach przeplotu, tak że pozostają one tylko w pożądanych obszarach 38 tkaniny 20. Ten sposób jest bardzo korzystny. Tkanina jest wzmocniona tylko w obszarach, w których przewidziany jest większy nacisk, podczas gdy zmniejszone zostają rozmiary nienapompowanej poduszki powietrznej, praktycznie do rozmiarów poduszki skonstruowanej przy użyciu standardowej tkaniny. Podobnie, również sztywność poduszki powietrznej jest zmniejszona.

Metoda zgodna z wynalazkiem jest identyczna również z metodą tkania powietrznej tuby, stosowanej w przypadku tak zwanych pasów powietrznych jak również nadmuchiwanych pasów bezpieczeństwa. W przypadku tego rodzaju pasów powietrznych, korzystnie jest, gdy obszary tkaniny, w których jest wskazana, przykładowo szczególna elastyczność, mają utkane szczególnie elastyczne nitki wątkowe, jak nici monofilowe. Dzięki temu, obszary tkaniny, które miały pełnić tylko funkcję poduszki powietrznej, w skonstruowanym pasie powietrznym, mogą zostać wykonane z delikatnych, miękkich nitek wątkowych, podczas gdy inne obszary, posiadające również funkcję powietrznego pasa, są wykonane, przynajmniej w części z monofilowych nici. Przez to jest możliwe tańsze wykonanie pasa powietrznego, o specyficznych funkcjach.

Powyższy opis nie podaje żadnych szczegółów dotyczących pozostałych obszarów poduszki powietrznej (pojedyncza warstwa obszaru, podwójna warstwa obszaru, itd.), gdyż podstawowe obszary są znane fachowcom. Podając metodę zgodną z wynalazkiem, opisaną powyżej, zamierzono iż będzie ona przedstawiona jako przykład. Zastosowanie maszyny tkającej typu Jacquard, pozwala na indywidualne lokalne wplecienie wzmocnionych nitek wątkowych, przy wykorzystywaniu opisanej technologii nitek wątkowych, z wszystkimi jej korzyściami, również opisanymi. Również możliwe jest zestawienie poduszek powietrznych znajdujących się obok siebie na kształt wstęgi z tkaniny.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (5)

1. Sposób tkania przez urządzenie tkackie, co najmniej dwuwarstwowej, jednoczęściowej poduszki powietrznej, tuby powietrznej lub pasa powietrznego, przy czym w co najmniej jedną warstwę wplata się nitki wątkowe o zróżnicowanej grubości, przy czym nitki wątkowe o określonej grubości wprowadza się tylko w obszarach na określonych długościach nitek osnowowych, znamienny tym, że z jednej strony wprowadza się na urządzenie tkackie standardowe nitki wątkowe (BS) o pierwszej grubości, a z innej strony nitki wątkowe (VS), o większej, w szczególności większej o co najmniej 25%, grubości, przy czym nitki wątkowe (VS) o wyższej grubości wprowadza się przy niezmienionej gęstości wątku.

2. Sposób tkania, według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się na urządzenia tkackie nitki wątkowe (VS) o wyższej trzeciej grubości.

3. Sposób tkania, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wplata się część nitek wątkowych (VS) tylko w określonych obszarach szerokości poduszki powietrznej.

4. Sposób tkania, według zastrz. 3, znamienny tym, że nie wplecioną część nitek wątkowych (VS) oddziela się jeszcze na urządzeniu tkackim od utkanej poduszki powietrznej (2), lub pasa powietrznego, lub tuby powietrznej.

5. Sposób tkania, według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że wprowadza się jako nitki wątkowe (VS) nitki monofilowe.