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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Trägerelement zur elastischen
Verbindung zumindest eines Schwingungen und/oder Vibrationen ausgesetzten
ersten Bauteils in Form eines Lenkrads oder eines Teils eines ersten
Airbagmoduls eines Kraftfahrzeugs mit einem als Tilgermasse wirkenden
zweiten Bauteil in Form eines zweiten Airbagmoduls in dem Fall,
in dem das erste Bauteil das Lenkrad ist, oder eines Gasgenerators
des ersten Airbagmoduls in dem Fall, in dem das erste Bauteil ein
Teil des ersten Airbagmoduls ist, mittels zumindest eines mit dem
Trägerelement
in Wirkverbindung stehenden elastischen Kopplungselementes.
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Aus
dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Verbindungssystemen
bzw. Anordnungen zwischen einem ersten, hochdynamischen Schwingungen
und/oder Vibrationen ausgesetzten ersten Bauteil, d. h. einem Bauteil,
welches beispielsweise 22 bis 40 Schwingungen pro Sekunde belastet
wird, und einem zweiten Bauteil, welches als Tilgermasse wirkt,
d. h. die im Eigenresonanzbereich des ersten Bauteils liegenden
Schwingungen durch die Masse des zweiten Bauteils getilgt werden,
bekannt. Derartige elastische Verbindungssysteme werden insbesondere
bei der Befestigung von Airbagmodulen bzw. Gasgeneratoren eines
Airbagmoduls an einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs eingesetzt.
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Aus
der
DE 199 13 120
A1 ist eine Lenkradanordnung bekannt, bei der auf das Lenkrad
wirkende Störvibrationen
dadurch getilgt werden, daß ein
Gasgenerator eines Airbagmoduls als Tilgermasse eingesetzt wird.
Dazu wird der Gasgenerator über
einen Federring, der aus einem Elastomer besteht, mit einem Trägerblech
verbunden. Das Trägerblech
ist wiederum über
Schraubverbindungen mit einem Lenkradskelett fest verbunden. Auch
wird vorgeschlagen, daß der
Gasgenerator fest mit dem Trägerblech
verbunden wird, wobei das Trägerblech
wiederum über
drei Elastomereinknüpflager
und einer Bolzenverschraubung federschwingfähig an dem Lenkradskelett befestigt
wird.
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Nachteilig
ist dabei, daß bei
der Verwendung eines Elastomereinknüpflagers eine große Anzahl von
separaten Kopplungsbauteilen neben dem Federring und dem Trägerblech
notwendig ist, was die Endmontage des Airbagmoduls bzw. des Gasgenerators
an dem Lenkrad verkompliziert.
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Die
GB 2 325 900 offenbart einen
axial sowie radial bewegbar gelagerten Airbag für ein Kraftfahrzeug unter Einsatz
zumindest dreier elastischer Kopplungselemente in Verbindung mit
einer Trägerplatte,
ohne daß die
Art der Verbindung zwischen den Kopplungselementen und dem Trägerelement
im Detail offenbart ist.
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Aus
der
DE 199 55 426
A1 ist ein Gasgenerator für einen Airbag am Kraftfahrzeuglenkrad
bekannt, der beweglich als Schwingungsdämpfungsmasse über ein
an seiner Außenwand
und an einem Halteblech angeschlossenes, gasundurchlässiges, ringförmiges Federelement
aus polymeren Material gehalten ist, wobei das Federelement an das
Halteblech anvulkanisiert ist.
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Ferner
offenbart die
DE 298
16 925 U1 ein Lenkrad mit Airbagmodul. Dabei ist das Airbagmodul am
Lenkrad schwingend gelagert, indem das Airbagmodul mit dem Lenkrad über mindestens
ein elastisches Element, das an einem metallischen Trägerblech
befestigt ist, verbunden ist. Zur Befestigung wird das elastische
Element an dem Trägerblech
anvulkanisiert.
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Nachteilig
bei einer derartigen Ausführungen der
Verbindung eines Airbagmoduls mit einem Lenkrad ist, daß insbesondere
aufgrund der Scharfkantigkeit der Bleche das elastische Element
an dem Trägerblech
anvulkanisiert werden muß,
was eine Vorbehandlung der Haftflächen des Blechs sowie eine Entfettung
und Aufbringen einer chemischen Lösung sowie den komplizierten
Anvulkanisierungsvorgang notwendig macht.
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Zur Überwindung
der Nachteile der beiden zuvor angeführten Anordnungen wird in der
DE 102 26 092 A1 die
Verwendung spezieller Kopplungsbauteile vorgeschlagen, die eine
schnellere und einfachere Montage der Schwingungsbauteile ermöglicht. Die
entsprechenden Kopplungsbauteile weisen jeweils einen elastischen
Grundkörper
und eine jeweils einem durch das Kopplungsbauteil zu verbindenden Bauteil
zugeordnete mechanische Befestigungseinrichtung, die mit dem Grundkörper fest
verbunden ist, auf. Zur Verbindung der einzelnen Bauteile, insbesondere
eines Lenkradskelettteils und eines Gasgenerators, der als Tilgermasse
dient, werden diese Bauteile jeweils mit einer mechanischen Befestigungseinrichtung
entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines Trägerelements
mit dem Kopplungsbauteil verbunden.
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Diese
Kopplungsbauteile haben sich grundsätzlich bewährt, führen jedoch ebenfalls zu einem bedeutenden
Montageaufwand bei einer Verbindung der Bauteile, da die Bauteile
bzw. das Trägerelement und
die Kopplungsbauteile einzeln manuell miteinander während der
Montage verbunden werden müssen.
Zudem ist darauf hinzuweisen, daß die Kopplungsbauteile in
Form von Niet- oder Verclipselementen an einem elastischen Grundkörper angeklebt oder
anvulkanisiert sind und somit erneut die oben bereits angeführten Nachteile
auftreten.
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In 1 ist
eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Anordnung zur Befestigung
eines Gasgenerators eines Airbagmoduls an einem Trägerblech
eines Lenkradskeletts dargestellt, die in Kraftfahrzeugen der Firmen
VW, Modell Polo, und Audi, Modell TT, verwendet wird. Ein Gasgenerator 1,
der eine Gasaustrittsöffnung 3 aufweist,
ist über
einen Flansch 5 an einem Gummifederelement 7 befestigt. Die
Verbindung des Flansches 5 mit dem Gummifederelement 7 erfolgt
durch ein an das Gummifederelement 7 anvulkanisiertes Befestigungselement
in Form einer Niet 9, die vor dem Vernieten die Form einer
Bundhülse
aufweist. Das Gummifederelement 7 ist andererseits durch
Anvulkanisieren an einem metallischen Trägerblech 11 befestigt.
Ferner sind an das Trägerblech 11 ein
Radialwegbegrenzungselement 13 sowie ein Axialwegbegrenzungselement 15 anvulkanisiert.
Durch diese Elemente 13, 15 wird die Maximalamplitude
des Gasgenerators 1 begrenzt, beispielsweise in axialer
Richtung im wesentlichen auf die Größe des Spalts 17.
Ferner dient das Axialwegbegrenzungselement 15 weiterhin
dazu, daß, wenn
in einem Crashfall Gas aus der Gasaustrittsöffnung 3 ausströmt, der
Gasgenerator 1 gegen das Axialwegbegrenzungselement 15 gedrückt und
somit einer Abdichtung des Druckraumes erzielt wird, um gezielt
Druck innerhalb des Airbags aufzubauen und unerwünschte Verlustströmungen zu
minimieren. Um derartige Verlustströmungen zu vermeiden, ist es notwendig,
daß die Öffnung 10 innerhalb
der Niet 9 bei einer Befestigung des Flanschs 9 an
dem Gummifederelement 7 verschlossen wird, um eine unerwünschte Verlustströmung durch
die Öffnung 10 im Crashfall
zu vermeiden. Das Trägerblech 11 ist über eine
Schraube 19 mit einem Lenkradskelett 21 verbunden.
Während
der Verwendung eines derartig an dem Lenkradskelett 21 befestigten
Gasgenerators 1 kommt es aufgrund der Oberflächenreibung
des Gasgenerators 1, insbesondere mit dem Radialwegbegrenzungselement 13 und
dem Axialwegbegrenzungselement 15, zur Ausbildung elektrostatischer Aufladungen
auf der Oberfläche
des Gasgenerators 1. Um eine Selbstzündung des Gasgenerators 1 in Folge
der elektrostatischen Aufladung sicher zu verhindern, wird eine
Steckverbindung 23 zwischen dem Gasgenerator 1 und
dem Lenkradskelett 21, insbesondere über das Trägerblech 11, zum Abführen der elektrostatischen
Ladung von der Oberfläche
des Gasgenerators 1 verwendet.
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Aufgrund
der Anvulkanisationsschritte zur Befestigung der Niet 9 an
dem Gummifederelement 7 sowie des Gummifederelements an
dem Trägerblech 11 bzw.
der Wegbegrenzungselemente 13, 15 an dem Trägerblech 11 ist
das Herstellungsverfahren für
das Trägerblech 11 arbeitsaufwendig.
Darüber
hinaus ist bei diesem Herstellungsprozeß eine genaue Ausrichtung der
Niet 9 auf dem Gummifederelement 7 notwendig,
um das Verschließen
der Öffnung 10 mittels
des für
das Gummifederelement 7 verwendeten Materials zu erreichen.
Ferner führt
die Verwendung der elektrischen Steckverbindung 23 zu einem weiteren
Montageschritt während
der Befestigung des Gasgenerators 1 an dem Trägerblech 11.
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Ferner
ist aus der
WO/001470
A1 ein Lenkrad mit Airbagmodul bekannt. Dabei ist vorgesehen, daß ein Gasgenerator
des Airbagmoduls als Schwingungstilger eingesetzt wird, indem er
in mindestens einem bei Schwingungen des Lenkrads elastisch verformbaren
Element im Airbagmodul gelagert ist. Dabei wird als elastisch verformbares
Element ein Gummiring eingesetzt, der zwischen Halteelementen, die aus
Kunststoff bestehen können,
eingeklemmt wird und einen Schlitz aufweist, in den ein Flansch
des Gasgenerators eingreift. Auch dieser Aufbau weist den Nachteil
auf, daß der
Montageaufwand, dadurch, daß in
einem gesonderten Schritt der Gummiring zwischen den Halteelementen
eingeklemmt werden muß,
erhöht
ist.
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Die
EP 1 247 702 A2 betrifft
einen Gassackmodul mit einem Gasgenerator und einem elastischen
Lagerelement, mittels dem der Gasgenerator schwingungsentkoppelt
im Gassackmodul gelagert ist, wobei das elastische Lagerelement
elektrisch leitfähig
ist und einen Teil einer elektrischen Erdungsleitung für den Gasgenerator
bildet.
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Aus
der
DE 202 10 372
U1 ist ein Airbagmodul mit elastischer Lagerung eines Gasgenerators, insbesondere
für Lenkräder, bekannt,
bei dem für
die elastische Lagerung mindestens ein elektrisch leitendes, elastisches
Massenelement vorgesehen ist.
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In
der
DE 102 54 161
A1 ist eine Gasgenerator-Erdungsvorrichtung beschrieben,
bei der ein Erdungskabel an seinem einen Ende mit einem Kabelanschlußstück versehen
ist, das mit dem Gasgenerator elektrisch leitend verbindbar ist,
und zwar über eine
Klemmverbindung.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Trägerelement zur elastischen
Verbindung zweier Bauteile bereitzustellen, welches die aus dem
Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet, insbesondere einfach
herstellbar sowie montierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Trägerelement
gemäß Anspruch
1.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Trägerelements
sind in den Ansprüchen
2 bis 24 beschrieben.
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Der
Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis
zugrunde, daß durch
das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
für ein
Trägerelement aus
Kunststoff, bei dem an das Trägerelement
verschiedene Zusatzelemente, wie ein Versteifungselement, beispielsweise
eine Versteifungsstrebe, eine Versteifungsrippe, ein erstes Befestigungselement, ein
Abstandselement und/oder zumindest ein Kraftableitelement einstückig angeformt
werden, die Montage zweier Bauteile, wobei das erste Bauteil, insbesondere
in einem Betrieb, hochdynamischen Schwingungen und/oder Vibrationen
ausgesetzt ist und in Form eines Teils eines ersten Airbagmoduls oder
eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist, und das zweite
Bauteil als Tilgermasse dient und in Form eines Gasgenerators des
ersten Airbagmoduls oder in Form eines zweiten Airbagmoduls ausgebildet
ist, eine einfache Montage bei der Verbindung der beiden Bauteilen
erreicht werden kann, da auf bisher im Stand der Technik manuell
zu positionierende und zu befestigende Einzelelemente der Verbindung
verzichtet werden kann. Darüber
hinaus wird durch eine Anformung eines Koppelelements, eines Anschlagelements
und/oder eines Dichtungselements aus einem elastischen Material
mittels einer Umspritzung erreicht, daß einerseits das Herstellungsverfahren
vereinfacht wird, da auf die für
eine Vulkanisation bzw. Klebung notwendigen vorbereitenden Schritte,
wie eine Vorbehandlung der Haftflächen sowie ein Entfetten und
Aufbringen einer chemischen Lösung,
verzichtet werden kann. Insbesondere wurde festgestellt, daß trotz
einer fehlenden chemischen Gummibindung zwischen dem elastischen Material
und dem Trägerelement
eine Überbeanspruchung
des elastischen Materials nicht stattfindet. So wird durch die Verwendung
eines Kunststoffs als Material für
das Trägerelement
vermieden, daß sich scharfe
Kanten bilden, die bei einer Relativbewegung des elastischen Materials
und dem Trägerelement
zu einer Beschädigung
des elastischen Materials, wie es bei Trägerelementen aus Metall der
Fall ist, führen.
Die Befestigung dieser aus einem elastischen Material bestehenden
Elemente, namentlich des Koppelements, des Anschlagelements und/oder
des Dichtungselements, führt
andererseits zu einer einfachen Montage, da diese Elemente unverlierbar
an dem Trägerelement
befestigt sind und so während der
Montage nicht manuell positioniert und befestigt werden müssen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft
anhand schematischer Zeichnungen im einzelnen erläutert sind.
Dabei zeigt:
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2 eine
Teilaufsicht auf eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Trägerelements;
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3 eine
Schnittansicht des Trägerelements
der 2 aus der Richtung A;
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4 eine
Detailansicht einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Trägerelements;
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5 eine
Detailansicht einer dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Trägerelements;
und
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6 eine
Schnittansicht einer elastischen Verbindung eines Gasgenerators
eines Airbagmoduls mit einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs enthaltend
eine vierte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Tragerelements.
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In 2 ist
eine Teilaufsicht auf ein erfindungsgemäßes Tragerelement 51 dargestellt.
Das Trägerelement 51 besteht
aus einem Kunststoff, vorzugsweise umfassend PA66 mit einem Glasfaseranteil
von 30 bis 40%. In 3 ist eine Schnittansicht des
Trägerelements 51 aus
Richtung A in 2 dargestellt. Das Trägerelement 51 dient
insbesondere zur elastischen Verbindung eines nicht dargestellten Lenkrads
eines Kraftfahrzeugs mit einem nicht dargestellten Gasgenerator
eines Airbags. Falls in dem Lenkrad kein Airbag eingesetzt werden
soll, kann alternativ eine andere Tilgermasse eingesetzt werden. Das
Trägerelement
ist mittels einer Hohlverschraubung an dem Lenkrad befestigt. Dabei
wird das Trägerelement 51 an
dem Lenkrad, insbesondere mittelbar über ein starr mit dem Lenkrad
verbundenes Airbagmodul, welches den Gasgenerator umfaßt, mittels
einer nicht dargestellten, durch die Öffnungen 53 verlaufenden
Schraubverbindung befestigt. Diese Befestigung bietet bezüglich des
notwendigen Bauraums Vorteile und ermöglicht die Standardisierung von
Bauteilen von Lenkrädern
mit Airbags. Alternativ können
an dem Trägerelement 51 auch
andere erste Befestigungselemente, beispielsweise Verclipselemente,
zur Befestigung an dem Lenkrad vorgesehen sein. Um Biegespannungen
innerhalb des Trägerelements 51 bei
einer Befestigung mittels der Schraubverbindung durch die Öffnung 53 zu
vermeiden, sind im Bereich der Öffnungen 53 Abstandselemente
bzw. Abstandshülsen
in Form von Abstützhülsen 55,
die einstückig
an dem Trägerelement 51 ausgebildet sind,
ausgeformt. Insbesondere werden durch die Abstützhülsen 55 die über die
Schraubverbindung in das Trägerelement 51 eingebrachten
Kräfte
in Kräfte längs der
Abstützhülsen 55 umgewandelt.
Die mit dem Trägerelement 51 einstückige Ausbildung
der Abstützhülsen 55 bietet
den Vorteil, daß bei
einer Montage des Trägerelements 51 an
dem Lenkrad keine zusätzlichen
Einzelelemente durch einen Benutzer manuell zu positionieren und
zu befestigen sind. Um eine übermäßige örtliche
Flächenpressung zwischen
dem Trägerelement 51 und
dem Lenkradteil, mit dem die Abstützhülse 55 in Kontakt
steht, und mögliche
plastische Deformationen dieser Elemente zu vermeiden, kann in einer
nicht dargestellten Ausführungsform
vorgesehen sein, daß in
diesem Bereich der Abstützhülse 55 zumindest
ein Kraftableitelement in Form einer Oberflächenvergrößerung des in 3 oben
dargestellten Endes der Abstützhülse 55 vorgesehen
ist. Durch ein derartiges Kraftableitelement kann aufgrund der Flächenvergrößerung die Flächenbelastung
reduziert werden.
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Das
Trägerelement 51 weist
ferner einen umlaufenden Dichtungsrand 57 zur Abdichtung
des Airbagraumes bei einer Zündung
des Gasgenerators, auf dem ein Dichtungselement 59 angebracht ist,
auf. Das Dichtungselement 59 besteht aus einem elastischen
Material, insbesondere Gummi. Um eine Befestigung des Dichtungselements 59 an
dem Dichtungsrand 57 zu ermöglichen, weist der Dichtungsrand 57 im
Bereich des Dichtungselements 59 eine nicht dargestellte
Oberflächenstruktur
auf. Insbesondere weist diese Oberflächenstruktur pilzartige Erhebungen
auf, wodurch das Dichtungselement 59 in die Oberfläche des
Dichtungsrands 57 eingreift und somit an diesem befestigt
wird. Die Ausbildung einer derartigen Oberflächenstruktur wird durch die
Verwendung eines Kunststoffs als Material für das Trägerelement 51 ermöglicht,
wodurch insbesondere eine Umspritzung zur Anbringung des Dichtungselementes 59 eingesetzt
werden kann und auf einen eine umfangreiche Vorbereitung der Oberflächen notwendig
machenden Vulkanisations- oder Klebeprozeß verzichtet werden kann. Bei
einer Befestigung des Trägerelements 51 an
dem Lenkrad wird das Dichtungselement 59 gegen die Lenkradstruktur gedrückt, wodurch
ein unerwünschtes
Ausströmen des
durch den Gasgenerator erzeugten Gases vermieden wird.
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Um
eine Verbiegung des Trägerelements 51 im
Bereich des Übergangs
von der Abstützhülse 55 zum
Dichtungsrand 57 zu vermeiden und eine gewünschte Kraftverteilung,
insbesondere zur Umwandlung von Biegespannungen in Druckspannungen,
innerhalb des Trägerelements 51 zu
erzielen, sind im Zwischenbereich zwischen der Abstützhülse 55 und
dem Dichtungsrand 57 Versteifungsrippen 61 an
dem Trägerelement 51 angeformt.
In analoger Weise sind zwischen der Abstützhülse 55 und einem Anschlagrand 63 des
Trägerelements 51 Versteifungsstreben 65 ausgebildet.
Um die axiale bzw. radiale Bewegung des Gasgenerators relativ zu
dem Trägerelement 51 zu
begrenzen, sind im Bereich des Anschlagrands 63 des Trägerelements 51 ein
radial am Anschlagrand 63 umlaufendes Anschlagelement in
Form eines Axialwegbegrenzungselements 67 und eines Radialwegbegrenzungselements 69 ausgebildet.
Die Wegbegrenzungselemente 67, 69 bestehen im
wesentlichen aus einem gummielastischen Material, mit dem der Anschlagrand 63 des
Trägerelements 51 umspritzt
ist. Für
eine Befestigung der Wegbegrenzungselemente 67, 69 an
dem Trägerelement 51 weist
der Anschlagrand 63 sowohl einer Oberflächenstruktur in Form von nicht
dargestellten Nuten als auch nicht dargestellte Öffnungen bzw. Durchbrüche im Bereich
von später
erläuterten Kopplungselementen 71 auf.
Das gummielastische Material der Wegbegrenzungselemente 67, 69 durchgreift
somit den Anschlagrand 63 und wird somit relativ zu dem
Trägerelement 51 fixiert.
Wie insbesondere weiterhin aus 2 ersichtlich,
sind für eine
Stabilisierung des Trägerelements 51 zwischen dem
Dichtungsrand 57 und dem Anschlagsrand 63 Versteifungsrippen 73 auf
der Oberfläche
des Trägerelements 51 ausgebildet.
Darüber
hinaus kann in einer nicht dargestellten Ausführungsform vorgesehen sein,
daß in
das Trägerelement 51 zumindest
bereichsweise metallische Verstärkungselemente
für eine
weitere Versteifung des Trägerelements 51 eingebettet
sind.
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Die
Befestigung des Gasgenerators an dem Trägerelement 51 erfolgt
mittels der Kopplungselemente 71. Die Kopplungselemente 71 sind
aus einem gummielastischen bzw. elastomeren Material gebildet, mit
welchem das Trägerelement 51 bereichsweise
umspritzt ist. Für
eine Verankerung bzw. formschlüssige
Befestigung der Kopplungselemente 71 an dem Trägerelement 51 weist
das Trägerelement 51 im
Bereich der Kopplungselemente 71 Öffungen bzw. Durchbrüche 75, 77 und 79 auf.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform des Trägerelements 51 kann
vorgesehen sein, daß das
Trägerelement 51 im
Bereich der Durchbrüche 75, 77, 79 zusätzliche Oberflächenstrukturierungen
zur weiteren Befestigung des Kopplungselements 71 an dem
Trägerelement 51 aufweist. Überraschenderweise
wurde festgestellt, daß,
obwohl eine derartige Umspritzung eine Relativbewegung zwischen
dem Kopplungselement 71 und dem Trägerelement 51 ermöglicht,
im Vergleich zu einem Anvulkanisieren bzw. Ankleben des Kopplungselements 71 an
dem Trägerelement 51 eine
Beschädigung
des Kopplungselements 71 auch bei extremen Belastungen
nicht erfolgt. Dies ist einerseits darauf zurückzuführen, daß das Trägerelement 51 aus
einem Kunststoffmaterial besteht, wodurch scharfe Kanten im Kontaktbereich
des Kopplungselements 71 mit dem Trägerelement 51 vermieden
werden. Darüber
hinaus wurde erkannt, daß bei
einer Verbindung des Gasgenerators mit einem Lenkrad im wesentlichen
radiale Schwingungen auftreten. Diese Schwingungen können ohne
weiteres von den Kopplungselementen 71 aufgenommen werden, ohne
daß es
zu einer Ablösung
der Kopplungselemente 71 von dem Trägerelement 51 oder
zu einer Überbeanspruchung
der Kopplungselemente 71 kommt. So ist die Befestigung
der Kopplungselemente 71, die durch die elastomer- bzw.
gummielastische Verbindung der Kopplungselemente 71 durch
die Durchbrüche 75, 77 und 79 bereit
gestellt wird, insbesondere in radialer Richtung wirksam. Darüber hinaus
ist die Verbindung der Kopplungselemente 71 mit dem Trägerelement 51 so
ausgestaltet, daß die
mechanischen Spannungen bei Extrembelastungen im in 3 oberen
Bereich der Kopplungselemente 71 stärker sind als in dem Bereich
der Kopplungselemente 71, die zur Verbindung mit dem Trägerelement 51 dienen.
Insbesondere durch die Auffüllung
im wesentlichen des gesamten Bereichs zwischen dem Anschlagrand 63 und
dem Dichtungsrand 57 des Trägerelements 51 mit
dem elastischen Material der Kopplungselemente 71 wird
die Relativbewegung zwischen den Kopplungselementen 71 und
dem Trägerelement 51 im
Bereich der Umspritzung minimiert, wodurch zusätzlich eine Überbeanspruchung
des gummielastischen Materials des Kopplungselements 71 vermieden
wird. Für
eine Befestigung des Gasgenerators weist das Kopplungselement 71 ein
zweites Befestigungselement in Form eines Verklipselements 81 auf.
Die Verbindung des Kopplungselements 71 mit dem Verklipselement 81 erfolgt
mittels einer Umspritzung des Verklipselements 81 mit dem
gummielastischen Material des Kopplungselements 71. Somit
kann auf die zusätzliche
Verwendung eines Adhäsionsmittels
zwischen dem Verklipselement 81 und dem Kopplungselement 71 verzichtet
werden.
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In 4 ist
eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
An einem Trägerelement 51' ist ein Kopplungselement 71' befestigt,
das aus einem gummielastischen bzw. elastomeren Material, mit dem
das Trägerelement 51' umspritzt wurde,
besteht. Zur Verbindung des Trägerelements 51' mit einem Flansch 83' eines nicht
dargestellten Gasgenerators weist das Kopplungselement 71' ein Nietelement 85' auf. Im Gegensatz
zu dem in 1 dargestellten Nietelement 9 in
Form einer Bundhülse,
die eine Öffnung 10 aufweist,
die mittels des Elastomermaterials des Gummifederelements 7 zur
Abdichtung des Airbagraumes verschlossen werden muß, ist das
Nietelement 85' zumindest
einseitig geschlossen, hier in Form eines Napfes bzw. Topfes, ausgebildet.
Diese Form des Nietelements bietet den Vorteil, daß es kostengünstiger
in der Herstellung ist, da im Vergleich zur Herstellung einer Bundhülse auf einen
Stanzvorgang verzichtet werden kann. Bei einer Befestigung des Flanschs 83' über das
Nietelement 85' wird
der Flansch 83' zunächst auf
das Nietelement 85' aufgesteckt.
Dabei befindet sich das Nietelement 85' in der gestrichelt dargestellten
Form. Nach einem Aufsetzen des Flanschs 83' auf das Nietelement 85' wird dieses
derartig verpreßt,
daß es
die mittels durchgezogenen Linien dargestellte Form einnimmt. Somit
wird der Flansch 83' an
dem Kopplungselement 71' befestigt.
Die Ausbildung des Nietelements 85' in Form eines Napfes führt insbesondere
auch zu einem vereinfachten Herstellungsprozeß des Kopplungselements 71'. Während bei
dem in der 1 dargestellten Nietelementen 9 in
Form einer Bundhülse
die Positionierung derselben in einer Form vor dem Aufbringen des
gummielastischen Materials des Gummifederelements 7, nur
sehr ungenau möglich
ist, kann bei dem in 4 dargestellten Nietelement 85' ein Formkern
verwendet werden, der den Innenraum des napfförmigen Nietelements 85' ausfüllt, da
während
eines Einbringens des gummielastischen Materials des Kopplungselements 71' in die Form
kein Material für
eine Abdichtung des Nietelements 85' in die Öffnung 86' des Nietelements 85' eingebracht
werden muß.
Somit kann das Nietelement 85' auf einen entsprechenden Formkern
aufgesteckt werden, wodurch eine präzise Positionierung des Nietelements 85' vor einer Einbringung
des gummielastischen Materials sichergestellt ist, die Herstellungszeit
verkürzt
wird und eine bessere Abdichtung bei Einbringung des gummielastischen
Materials erreicht wird.
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Es
ist zu beachten, daß die
Verwendung eines derartig ausgeformten Nietelements 85' nicht auf die
Verwendung mit einem erfindungsgemäßen Tragerelement, welches
zumindest teilweise aus Kunststoff besteht, beschränkt ist.
So kann das Trägerelement 51' auch ein Metall
umfassen, an das das Kopplungselement 71' anvulkanisiert oder angeklebt
ist.
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Um
eine weitere Vereinfachung einer Montage des Gasgenerators an dem
Lenkrad zu ermöglichen,
kann gemäß der in 5 dargestellten
Ausführungsform
eines Trägerelements 51'' im Bereich der Öffnung 53'' ein elektrisch leitfähiger Schleifkontakt 87'' angeordnet sein. Der Schleifkontakt 87'' wird insbesondere mittels Umspritzung
des Trägerelements 51'' mit einem nicht dargestellten
Elastomermaterial an dem Trägerelement 51'' befestigt. Der Schleifkontakt 87'' weist ein Federelement 89'' auf. Bei einer Befestigung des
nicht dargestellten Gasgenerators gelangt das Federelement 89'', ohne daß zusätzliche Montageschritte notwendig
sind, in Kontakt mit der Oberfläche
des Gasgenerators. Somit können
sich auf der Oberfläche
des Gasgenerators ausbildende elektrostatische Aufladungen über das
Federelement 89'' und den Schleifkontakt 87'' auf eine Schraube 91'' abfließen. Die Schraube 91'' ist elektrisch mit einem Lenkrad 93'' verbunden, wodurch auf der Oberfläche des
Gasgenerators die Ausbildung einer elektrostatischen Ladung und
die damit einhergehende Gefahr einer Fehlauslösung des Gasgenerators vermieden
wird. Alternativ zu der elektrischen Verbindung über die Schraube 91'' kann das Trägerelement 51'', insbesondere im Bereich der Abstandshülse 55'', elektrisch leitende Partikel
umfassen, so daß die elektrischen
Ladungen direkt von dem Federelement 89'' über den
Schleifkontakt 87'' in das Trägerelement 51'' geleitet werden, um über das
Lenkrad 93'' abgeführt zu werden.
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Es
ist zu beachten, daß die
Verwendung eines derartigen Schleifkontakts 87'' nicht auf die Verwendung eines
Trägerelements 51'' aus Kunststoff beschränkt ist.
So kann bei der Verwendung eines derartigen Schleifkontakts 87'' auch bei Verwendung eines metallischen
Trägerelementes
der Montageschritt einer Steckverbindung, wie sie in 1 dargestellt
ist, vermieden werden. Auch kann bei der Verwendung eines metallischen
Trägerelementes
ein anders ausgeformter leitfähiger
Schleifkontakt, beispielsweise eine formschlüssige an einem Trägerblech
positionierte und fixierte Schraubenfeder verwendet werden.
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6 ist
eine Schnittansicht einer weiteren Verbindung eines Gasgenerators
eines Airbagmoduls mit einem Lenkrad, umfassend eine vierte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Trägerelements 51''',
dargestellt. Das Trägerelement 51''' ist über nicht
dargestellte erste Befestigungselemente, die einstückig an
dem Trägerelement 51''' ausgebildet
sind, mit einem Teil eines Lenkrads 93''' verbunden.
Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß das Befestigungselement in
Form eines Verclipselements ausgeführt ist, so daß eine einfache
und schnelle Montage des Trägerelements 51''' an
der Lenkradstruktur 93''' gewährleistet ist. An der Lenkradstruktur 93''' ist
ferner ein Gehäuse 95''' eines
Airbagmoduls befestigt. Ein Gasgenerator 97''' ist über ein
Kopplungselement 71''' in Form eines Elastomerelements elastisch
an dem Trägerelement 51''' und
somit an der Lenkradstruktur 93''' befestigt.
Die Verbindung des Gasgenerators 97''' mit dem elastischen
Kopplungselement 71''' erfolgt in diesem Fall dadurch,
daß beide
Teile reibschlüssig über eine
Preßpassung
miteinander verbunden werden. Um die Festigkeit des Preßsitzes
zu erhöhen,
ist in das Kopplungselement 71''' ein Preßring 99''' eingelassen.
Dies führt
zu einer sehr einfachen und damit schnellen Montage, da lediglich
der Gasgenerator 97''' in das Kopplungselement 71''' eingesetzt
werden muß,
ohne daß weitere Montageschritte
durchzuführen
sind.
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Das
Kopplungselement 71''' ist über Federelemente 101''' mit
dem Trägerelement 51''' verbunden.
Dazu ist das Trägerelement 51''' mit
dem Elastomer des Kopplungselements 71''' umspritzt.
Es ist zu beachten, daß nicht
ein einzelnes Federelement 101''' umlaufend an
dem Trägerelement 51''' befestigt
ist, sondern mehrere Federelemente 101''' über den
Umfang des Trägerelements 51''' verteilt
sind. Somit wird der benötigte
Bauraum für
eine Verbindung des Trägerelements 51''' mit
dem Gasgenerator 97''' weiter reduziert. Dieser Effekt
wird auch dadurch verstärkt,
daß das
Kopplungselement 71''' gleichzeitig als Radialwegbegrenzung
für eine
Bewegung des Gasgenerators 91''' wirkt. So stößt bei einer
entsprechenden Radialbewegung des Gasgenerators 97''' die
Oberfläche 103''' des
Kopplungselements 71''' an das Gehäuse 95'''. Des Weiteren
wirkt das Kopplungselement 71''' als Axialwegbegrenzung.
So wird insbesondere bei einem Zünden
des Gasgenerators 97''' das Kopplungselement 71''' in der 6 nach
unten ausgelenkt und das Kopplungselement 71''' kommt mit dem
Gehäuse 95''', insbesondere über eine
umlaufende Dichtungswulst 105''', nach Überwindung
eines Spalts 107''', in Kontakt. Dadurch wird die
Axialbewegung des Gasgenerators 97''' begrenzt und
eine axiale Abdichtung des entsprechenden Druckraums zum Öffnen des
Airbags erreicht, indem der Spalt 107''' in Folge des Druckaufbaus
schlagartig geschlossen wird.
-
Durch
diese Art des Aufbaus der Verbindung des Gasgenerators 97''' mit
der Lenkradstruktur 93''', insbesondere durch die reibflüssige Verbindung
des Gasgenerators 97''' mit dem Kopplungselement 71''' sowie
dadurch, daß das
Kopplungselement 71''' gleichzeitig als Axial- und Radialwegbegrenzung dient,
wird ein im Durchmesser extrem kleiner Aufbau erreicht.
-
Das
Gehäuse 95''' kann
sowohl in Kunststoff als auch in Metall ausgeführt werden. Ferner ist es auch
möglich,
daß das
Gehäuse 95''' an
dem Trägerelement 51''' befestigt
wird, wobei für
eine optimale Positionierung des Kopplungselements 71''' und
des Gehäuses 95''' Positionierelemente 109''' an
dem Trägerelement 51''' angebracht
sind. Diese können insbesondere
einstückig
mit dem Trägerelement 51''' ausgebildet
sein oder durch das Elastomer des Kopplungselements 71''' gebildet
sein.
-
Insbesondere
kann ferner vorgesehen sein, daß das
Kopplungselement 71''' elektrische leitende Partikel
umfaßt,
um eine elektrostatische Aufladung des Gasgenerators 97''' zu
verhindern. Ferner kann die reibschlüssige Befestigung des Gasgenerators an
dem Kopplungselement auch auf Anordnungen mit metallischen Trägerelementen übertragen
werden.
-
Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung
in ihren verschiedenen Ausführungsformen
wesentlich sein.
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- 1
- Gasgenerator
- 3
- Gasaustrittsöffnung
- 5
- Flansch
- 7
- Gummifederelement
- 9
- Niet
- 10
- Öffnung
- 11
- Trägerblech
- 13
- Radialwegbegrenzungselement
- 15
- Axialwegbegrenzungselement
- 17
- Spalt
- 19
- Schraube
- 21
- Lenkradskelett
- 23
- Steckverbindung
- 51,
51', 51'', 51'''
- Trägerelement
- 53,
53''
- Öffnung
- 55,
55''
- Abstützhülse
- 57
- Dichtungsrand
- 59
- Dichtungselement
- 61
- Versteifungsrippe
- 63
- Anschlagrand
- 65
- Versteifungsstrebe
- 67
- Axialwegbegrenzungselement
- 69
- Radialwegbegrenzungselement
- 71,
71', 71'''
- Kopplungselement
- 73
- Versteifungsrippe
- 75
- Durchbruch
- 77
- Durchbruch
- 79
- Durchbruch
- 81
- Verclipselement
- 83'
- Flansch
- 85'
- Nietelement
- 86'
- Öffnung
- 87''
- Schleifkontakt
- 89''
- Federelement
- 91,
91''
- Schraube
- 93'', 93'''
- Lenkrad
- 95''
- Gehäuse
- 97'''
- Gasgenerator
- 99'''
- Preßring
- 101'''
- Federelement
- 103'''
- Oberfläche
- 105'''
- Dichtungswulst
- 107'''
- Spalt
- 109'''
- Positionierelement