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Neue Gurtbänder: Ein einfaches Loch genügt für eine bis zu 5-fache Ausreißfestigkeit

15.11.2010
Gurtbandweberei Carl Stahl erhält Innovationspreis 2010 der Wirtschaftsregion Ostwürttemberg für patentiertes High-Tech-Gewebe

Ein einfaches Loch genügt: Mit speziellem Bindungsverfahren und ausgefeilter Webtechnik haben Gurtbänder eine bis zu 5-fache Ausreißfestigkeit


Da durch das besonders stabile High-Tech-Gewebe keine zusätzlichen, schweren Metallbeschläge mehr notwendig sind, haben die Bänder ein geringeres Gewicht, sind umweltfreundlicher und günstiger in der Herstellung. Quelle: Carl Stahl GmbH & Co. KG

Wird bei einer Vollbremsung ein Mensch im Auto nach vorn geschleudert, wirken enorme Kräfte auf den Sicherheitsgurt. Die lebensrettenden Bänder müssen dann diese Kräfte flächig übertragen und dürfen nicht nachgeben.

Das gleiche gilt für Fangbänder von Airbags und bei anderen sicherheitsrelevanten Anwendungen. Kritisch bei Extrembelastungen ist vor allem das Befestigungsloch: Gewöhnlich verwendete Materialien halten hier meist nur Zugkräften von 80-100 daN stand. Bisher musste deshalb zur Verstärkung dieser Schwachstelle in weiteren Arbeitsschritten das Band doppelt gelegt, mit einer zusätzlichen Naht versehen oder durch Metallbeschläge stabilisiert werden.

Das von der Carl Stahl GmbH & Co. KG neu entwickelte High-Tech-Gewebe kommt jetzt ganz ohne diese Hilfsmittel aus. Dank einer speziellen Gewebekonstruktion verfügen diese Bänder auch an der bisherigen Schwachstelle über die höchstmögliche Stabilität. Im Sommer erhielt das Unternehmen für die patentierte Produktneuheit den Innovationspreis 2010 der Wirtschaftsregion Ostwürttemberg.

Pro Jahr verlassen 36 Millionen Meter Gurtband die baden-württembergische Weberei. Dazu kommen noch 10 Millionen konfektionierte Teile, also Bänder mit zusätzlichen Befestigungen oder stabilisierenden Nähten. Den größten Teil machen Sicherheitsgurte und Fangbänder für Airbags aus, die aus bis zu 430 einzelnen Fäden gewoben werden. Die erste Anregung für das neue Halteband kam durch eine von Kundenseite herangetragene Lösungssuche zustande. Damals galt es, ein sicherheitsrelevantes Teil zu entwickeln, das zwei Elemente verbindet und den Crashtest besteht.

„Die Idee, Löcher in ein Band zu schweißen, ist nicht neu. Diese Technik wird seit Jahren bei der Gurtherstellung angewandt“, meint Roland Brielmann, technischer Leiter bei der Carl Stahl GmbH & Co. KG und Entwickler des Produkts. „Die Herausforderung war, die Ausnehmungen so anzulegen, dass sie keine Schwachstellen mehr darstellen und genauso hohen Kräften standhalten wie die konfektionierte Variante.“ Bisher wurden die Befestigungsstellen an den Bändern durch Nähte und Metallteile verstärkt. Diese konventionelle Lösung brachte jedoch Nachteile mit sich: Zum einen brachten die Konfektionierung und die Verbindung verschiedener Materialien ein relativ großen Arbeitsaufwand mit sich, zum anderen konnten in diversen sicherheitsrelevanten Anwendungsgebieten wegen Kurzschlussgefahr keine Metallteile verwendet werden.

Spezielle Konstruktion des Gurtbandes ermöglicht höchste Reißfestigkeit

Um diese Probleme zu umgehen, hat das Unternehmen eine neue Gurtband-Konstruktion entwickelt, die ohne zusätzliche Verstärkungsmaßnahmen hohe Kräfte zwischen zwei Bauteilen übertragen kann: Damit genügt ein einfaches, in das Band eingestanztes Loch, das dann entsprechend der jeweiligen Voraussetzungen per Clip, Haken, Schraube oder Einklemmen befestigt wird. „Um eine erhöhte Reißfestigkeit des Bandes an der bisherigen Schwachstelle des Befestigungslochs zu erreichen, waren letztlich drei verschiedene Aspekte entscheidend“, berichtet Brielmann aus der Entwicklungsphase. „Nämlich die optimale Kombination aus der geeigneten Materialwahl, einer speziellen Bindungstechnik und der Webtechnologie.“ Auch bei der Patentvergabe war das Know-How des bestmöglichen Zusammenspiels dieser drei Faktoren unter Berücksichtigung der verschiedenen Vor- und Nachteile ausschlaggebend.

Mittlerweile ist das neuartige System serienreif. „Dadurch, dass keine zusätzlichen Beschlagteile mehr nötig sind und der Arbeitsgang der Konfektionierung entfällt, haben unsere Haltebänder ein geringeres Gewicht, sind günstiger in der Herstellung und umweltfreundlicher“, so Geschäftsführer Ulrich Stahl. Unter den vielfältigen denkbaren Einsatzmöglichkeiten sieht er deshalb das größte Potenzial in der Verwendung als Fangbänder für Airbags und für sonstige sicherheitsrelevante Verbindungsteile im Automotivbereich. Auch für Spreizgurte in Bockleitern oder für Rucksackriemen würde sich das neue Band eignen, da das System auch in Verbindung mit Schnallen oder mehreren Ausnehmungen gefertigt werden kann.

3- bis 5-fache Ausreißfestigkeit ohne zusätzliche Konfektionierung

Die Kräfte, denen das patentierte Halteband standhält, sprechen für sich, wie Brielmann anhand des Beispiels eines 25 mm breiten Gurtes mit einer Bruchlast von 700 daN erläutert: „Die Ausreißfestigkeit der Befestigungspunkte bei einem solchen Gurtband beträgt gewöhnlicherweise etwa 80-90 daN“, so der technischer Leiter. „Mit bisherigen, zusätzlich angebrachten Verstärkungstechniken konnte dieser Wert auf 350 daN gesteigert werden. Die Ausnehmung bei unserer neu entwickelten Gewebekonstruktion mit 6 mm Durchmesser hält ebenfalls Zugkräfte von 350 daN aus – und das ohne weitere Konfektionierungsmaßnahmen.“ Je breiter das Band ist, desto größer ist entsprechend der Wert der Bruchlast. Bei einem Band von 46 mm Breite und einer Bruchlast von 2.000 daN hält eine Ausnehmung von 20 mm 22 % der Bruchlast, also 440 daN aus. Allgemein ließ sich durch das neue High-Tech-Gewebe die Ausreißfestigkeit der Bänder um das 3- bis 5-fache steigern.

Die Gurt- und Bandweberei Carl Stahl GmbH & Co. KG hat ihren Sitz in Herbrechtingen (Baden-Württemberg) und befindet sich seit 1930 im Familienbesitz. Das Unternehmen beschäftigt rund 100 Mitarbeiter. Neben der Herstellung von Rollladengurten für die Bauindustrie und Funktionsbändern für die Sport- und Hobbybranche ist Carl Stahl schon seit Jahrzehnten hauptsächlich Zulieferer für die Automobilindustrie. Hier kommen die konfektionierten Spezialgewebe beispielsweise als Sicherheits- und Airbaggurte zum Einsatz. Unternehmensschwerpunkte sind sowohl kundenspezifische Spezialanfertigungen als auch die Entwicklung innovativer Gurtbänder sowie neuer Prozesse zur Herstellung und weiteren Verarbeitung dieser Gewebe. Carl Stahl beliefert Kunden weltweit. Neben dem Vertriebsschwerpunkt Europa gehen die Gurte und Bänder auch nach China, Indien und Südafrika.

Mehr Infos für Leser / Zuschauer / Interessenten:

Carl Stahl GmbH & Co. KG
Gurt- und Bandweberei / Konfektion von Gurten
Anhauser Straße 7, 89542 Herbrechtingen
Tel.: 073 24 96 04-0, Fax: 073 24 96 04-20
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