DE102004038023B4

DE102004038023B4 - Schwingungstilger

Info

Publication number: DE102004038023B4
Application number: DE102004038023.6A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Back; Frank Willin
Original assignee: Vibracoustic SE and Co KG
Current assignee: Vibracoustic SE
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: DE102004038023A1

Abstract

Schwingungstilger für ein Kraftfahrzeuglenkrad, umfassend einen Gasgenerator für einen Airbag als Trägheitsmasse sowie ein im Wesentlichen hohlzylinderoder kegelstumpfförmiges Federelement (1) aus einem elastomeren Material, welches mit seinen freien Rändern mit dem Gasgenerator einerseits und mit dem Kraftfahrzeuglenkrad andererseits verbunden ist, wobei wenigstens eine der Verbindungen als formschlüssige Verbindung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator und/oder das Kraftfahrzeuglenkrad im Verbindungsbereich Durchtrittsöffnungen aufweisen, welche zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung mit dem zugeordneten freien Rand des Federelementes (1) von dem elastomeren Material des Federelementes (1) durchdrungen und umschlossen sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schwingungstilger für ein Kraftfahrzeuglenkrad, umfassend einen Gasgenerator für einen Airbag als Trägheitsmasse, sowie ein im Wesentlichen hohlylinder- oder kegelstumpfförmiges Federelement aus einem elastomeren Material, welches mit seinen freien Rändern mit dem Gasgenerator einerseits und mit dem Kraftfahrzeuglenkrad andererseits verbunden ist, wobei wenigstens eine der Verbindungen als formschlüssige Verbindung ausgebildet ist.
Bei Kraftfahrzeugen treten während der Fahrt oder auch im Stillstand mit laufendem Motor Schwingungen auf, die sich auf die Lenksäule übertragen können und von dort auf das Lenkrad. Eine am Lenkrad enthaltene Beschriftung oder Markierung kann dann unleserlich werden. Um diesen Schwingungen am Lenkrad entgegen zu wirken und den Fahrkomfort zu verbessern, werden Schwingungstilger entweder direkt an der Lenksäule oder im Lenkrad an dem dort befindlichen Airbaggehäuse angebracht. Unter anderem wird auch der Gasgenerator als Tilgermasse zur Dämpfung der Lenkradschwingungen herangezogen. Ein dabei zu bewältigendes Problem, ist die Verbindung des Gasgenerators mit dem Airbaggehäuse, welches seinerseits mit der Lenksäule verbunden ist. Zur Lösung dieses Problems ist eine Reihe von Vorschlägen bekannt geworden.
Stand der Technik
So ist beispielsweise bekannt geworden, zwischen den Gasgenerator und das Airbaggehäuse einen gasdichten Einsatz einzufügen, der mit einer längs der Lenkradachse verlaufenden ringförmigen Elastomermembran, die ein Federelement bildet, verbunden ist. Die Elastomermembran ist mit Anschlussteilen versehen, über welche sie an entsprechenden Befestigungsflanschen des Gasgenerators beziehungsweise des Airbaggehäuses oder entsprechender Aufnahme- oder Montageflansche gebunden ist. Zur Herstellung der Verbindung werden beispielsweise die Flansche an ihren Verbindungsflächen mit einem Haftvermittler versehen und in ein Werkzeug eingelegt, in das anschließend das noch nicht vernetzte elastomere Material eingespritzt wird. Nach Beendigung des Vulkanisationsprozesses ist eine feste Elastomer-Flansch-Verbindung entstanden.
Darüber hinaus sind auch noch Schnapp- und Rastverbindungen zur Befestigung der Elastomermembran an den Befestigungsflächen der Montageflansche bzw. des Gasgenerators und/oder Airbaggehäuses bekannt. Nachteilig an den bekannten Lösungen ist, dass sie nur aufwändig und mit hohen Kosten zu realisieren sind.
Aus EP 1 113 948 B1 geht ein Schwingungstilger für ein Kraftfahrzeuglenkrad hervor, der als Gasgenerator augebildet ist und mittels eines im Wesentlichen ringförmigen Elements in einem Airbagmodul gelagert ist. Hierzu weist der Gasgenerator einen Flansch auf, der in eine entprechende Nut im elastisch verformbaren Element eingreift. Das elastisch verformbare Element selbst ist innerhalb des Airbagmoduls durch Blechteile fixiert.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine möglichst einfache konstruktive Anbindung einer Schwingungstilgermasse (Trägheitsmasse) an ein schwingendes Maschinenelement, insbesondere eines Gasgenerators an ein Airbaggehäuse bzw. Lenkrad, zu schaffen. Die Verbindung soll möglichst einfach in ihrem Aufbau sein und eine kostengünstige Montage erlauben.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird mit einem Schwingungstilger nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist bei einem Schwingungstilger für ein Kraftfahrzeuglenkrad, umfassend einen Gasgenerator für einen Airbag als Trägheitsmasse sowie ein im Wesentlichen hohlzylinder- oder kegelstumpfförmiges Federelement aus einem elastomeren Material, welches mit seinen freien Rändern mit dem Gasgenerator einerseits und mit dem Kraftfahrzeuglenkrad andererseits verbunden ist, wobei wenigstens eine der Verbindungen als formschlüssige Verbindung ausgebildet ist, vorgesehen, dass der Gasgenerator und/oder das Kraftfahrzeuglenkrad im Verbindungsbereich Durchtrittsöffnungen aufweisen, welche zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung mit dem zugeordneten freien Rand des Federelementes von dem elastomeren Material des Federelementes durchdrungen und umschlossen sind.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden die aus dem Stand der Technik bekannten Bindesysteme für Elastomer-Metall-Verbindungen in einfacher Weise durch einen Formschluss durch das Elastomer ersetzt. Die erfindungsgemäße Lösung kommt insbesondere ohne den Einsatz von Haftvermittlern aus. Dadurch werden nicht nur die Kosten für die Haftvermittler an sich eingespart, sondern auch noch der Prozessschritt des Auftragens der Haftvermittlers, wodurch das Verfahren insgesamt einfacher und kostengünstiger durchführbar wird.
Die erfindungsgemäße Lösung beschränkt sich jedoch nicht nur auf die Anbindung der Elastomermembran an Verbindungselemente, wie beispielsweise Aufnahme- oder Montageflansche, aus metallischen Werkstoffen, sondern ist prinzipiell für alle Materialien, insbesondere auch für solche Kunststoffe, geeignet, die der Vulkanisationstemperatur des Elastomers standhalten, beispielsweise für Duroplaste. Des weiteren können auch Metalle oder Kunststoffe mit oder ohne Oberflächenbeschichtung, die keine oder eine nur unzureichende direkte Bindung zulassen, mit der erfindungsgemäßen Lösung sicher und dauerhaft mit dem Elastomer verbunden werden.
Vorzugsweise findet die erfindungsgemäße Lösung im Kraftfahrzeugbau Anwendung, und zwar zur Schwingungsdämpfung bei Lenkrädern. Hier ist sie insbesondere für solche Systeme geeignet, die die Verwendung eines Airbaggasgenerators als Schwingungsmasse vorsehen, wobei der Gasgenerator in der Regel über die im Wesentlichen hohlzylinder- oder kegelstumpfförmige Elastomermenbran an das Airbaggehäuse bzw. an das Lenkrad angebunden ist. Aus herstellungtechnischen Gründen ist es hierbei vorteilhaft, wenn die Elastomermembran nicht direkt an den Gasgenerator angebunden ist, sondern an einen im Wesentlichen ringförmigen Flansch, der als Aufnahme für den Gasgenerator dient. Ebenso ist es vorteilhaft, zur Montage an das Airbaggehäuse bzw. an das Lenkrad noch einen Montageflansch vorzusehen, der, wie oben beschrieben, an die Elastomermembran angebunden ist.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf die obige Anwendung beschränkt, sondern prinzipiell überall da einsetzbar, wo im Rahmen der Schwingungstilgung bzw. -entkopplung Elastomer-Anbindungen an andere Materialien, beispielsweise Elastromer-Metall- oder Elastomer-Kunststoff-Verbindungen, erforderlich sind. Die Form des Federelements ist untergeordnet und kann jegliche Gestalt annehmen.
Nachfolgend wird der erfindungsgemäße Schwingungstilger anhand der Figuren näher erläutert. Diese zeigen in jeweils schematischer Längsschnitt-Darstellung:
1: eine Elastomerfeder, die erfindungsgemäß an einen Aufnahmeflansch für die Tilgermasse und an einen Montageflansch angebunden ist;
2: in der gleichen Darstellungsweise wie 1 die vergrößerten Detail-Ansichten B und C
Ausführung der Erfindung
In den 1 und 2 ist ohne Beschränkung der Allgemeinheit eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Man erkennt ein im Wesentlichen kegelstumpfförmiges Federelement 1 aus einem elastomeren Material, das an seinen freien Rändern 2, 3 mit einem im Wesentlichen ringförmigen Aufnahmeflansch 4 für die Trägheitsmasse und einem im Wesentlichen ringförmigen Montagelement 5 zur Befestigung an einem schwingenden Maschinenteil verbunden ist. Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Trägheitsmasse und das Maschinenelement nicht dargestellt.
In den Detailansichten B und C erkennt man Durchbrechungen 4a, 5a in den Verbindungsbereichen des Aufnahmeflansches 4 und des Montageelements 5, die von dem elastomeren Material des Federlements durchdrungen sind und diese umschließen bzw. hintergreifen, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen Aufnahmeflansch 4 bzw. Montageelement 5 und Federelement 1 zustande kommt. Es liegt auf er Hand, dass der Aufnahmeflansch 4 und das Montagelelement 5 in den im Wesentlichen ringförmigen Verbindungsbereichen über den gesamten Umfang verteilt mit diesen von elastomerem Material durchdrungenen und hintergriffenen Durchbrechungen versehen sind. Die genaue Anzahl und Geometrie dieser Durchbrechungen wie auch die Dicke und die geometrische Gestalt des die Durchbrechungen umschließenden bzw. hintergreifenden elastomeren Materials hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab und kann vom Fachmann in einfacher Weise anhand einiger Routineexperimente ermittelt werden.

Claims

Schwingungstilger für ein Kraftfahrzeuglenkrad, umfassend einen Gasgenerator für einen Airbag als Trägheitsmasse sowie ein im Wesentlichen hohlzylinderoder kegelstumpfförmiges Federelement (1) aus einem elastomeren Material, welches mit seinen freien Rändern mit dem Gasgenerator einerseits und mit dem Kraftfahrzeuglenkrad andererseits verbunden ist, wobei wenigstens eine der Verbindungen als formschlüssige Verbindung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator und/oder das Kraftfahrzeuglenkrad im Verbindungsbereich Durchtrittsöffnungen aufweisen, welche zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung mit dem zugeordneten freien Rand des Federelementes (1) von dem elastomeren Material des Federelementes (1) durchdrungen und umschlossen sind.
Schwingungstilger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator einen Aufnahmeflansch aufweist und dass das Federelement (1) aus einem elastomeren Material mit seinem freien Rand (2) mit dem Aufnahmeflansch (4) formschlüssig verbunden ist, wobei der Aufnahmeflansch (4) im Verbindungsbereich Durchtrittsöffnungen (4a) aufweist, welche zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung mit dem zugeordneten freien Rand (2) des Federelementes (1) von dem elastomeren Material des Federelementes (1) durchdrungen und umschlossen sind.
Schwingungstilger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeuglenkrad ein Montageelement (5) aufweist, welches an dem Kraftfahrzeuglenkrad befestigt ist und dass das Federelement (1) aus einem elastomeren Material mit seinem freien Rand (3) mit dem Montageelement (5) formschlüssig verbunden ist, wobei das Montageelement (5) im Verbindungsbereich Durchtrittsöffnungen (5a) aufweist, welche zur Herstellung der formschlüssigen Verbindung mit dem zugeordneten freien Rand (3) des Federelementes (1) von dem elastomeren Material des Federelementes (1) durchdrungen und umschlossen sind.