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Die
Erfindung betrifft ein Gassackmodul für das Lenkrad eines
Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Lenkrad
nach Anspruch 9.
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Nahezu
bei jedem Lenkrad eines modernen Kraftfahrzeuges ist im Nabenbereich
ein Gassackmodul aufgenommen. Ein solches Gassackmodul weist einen
Gassack, ein Gehäuse, in welches der Gassack eingefaltet
ist, und eine Aufblaseinrichtung in Form eines Gasgenerators auf.
In Richtung des Fahrers wird das Gehäuse von einem Abdeckelement
abgedeckt, welches in diesem Bereich auch die Außenfläche
des Lenkrades bildet. In vielen Fällen dient dieses Abdeckelement
auch als Betätigungsfläche für die Hupe,
so dass das Abdeckelement bezüglich des Lenkrades axial
beweglich angeordnet ist und gegen die Kraft von einer oder mehreren
Federn gegen den Lenkradkörper niedergedrückt
werden kann. Um dies zu erreichen, sind mehrere Grundkonstruktionen
bekannt:
Bei einer ersten Grundkonstruktion ist das Abdeckelement
starr mit dem Gehäuse verbunden und das gesamte Gehäuse
ist mittels Federn am Lenkradkörper gehalten. Zur Betätigung
der Hupe muss also das gesamte Gehäuse niedergedrückt
werden. Hier müssen Federn mit einer relativ großen
Federkonstante verwendet werden, wodurch der notwendige Kraftaufwand
zum Betätigen der Hupe entsprechend groß ist.
Ein solches Gassackmodul ist beispielsweise in der gattungsbildenden
US 6,086,090 beschrieben.
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Bei
einer zweiten Grundkonstruktion ist das Gehäuse starr mit
dem Lenkradkörper verbunden und das Abdeckelement ist axial
beweglich bezüglich des Gehäuses. Dieses Konstruktionsprinzip
hat unter anderem den Vorteil, dass relativ schwache Federn verwendet
werden können.
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Bei
beiden beschriebenen Grundkonstruktionen ist also ein Bauteil axial
beweglich bezüglich des Lenkradkörpers angeordnet.
Durch die Befestigung mittels Federn erhält man – sofern
keine Führungselemente vorhanden sind – eine schwimmende
Befestigung, man spricht deswegen auch bei der ersten Grundkonstruktion
von einem "floating module", bei der zweiten Grundkonstruktion spricht
man häufig von einem "floating cover". Um die axiale Beweglichkeit
erreichen zu können, muss ein Spalt zwischen dem Abdeckelement
und der starren Oberfläche des Lenkradkörpers
bestehen, beispielsweise im Bereich der Lenkradspeichen. Hierbei
ist es erwünscht, dass die notwendigen Spalte einerseits
möglichst klein und andererseits möglichst gleichmäßig
ausgebildet sind.
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Die
bereits erwähnte
US
6,086,090 schlägt hierzu einen Führungsstift
vor, welcher sich vom axial beweglichen Gassackgehäuse
zum Lenkradkörper erstreckt, wobei der Lenkradkörper
eine entsprechende Führungsbohrung aufweist. Der Führungsstift
ist in einem oberen Abschnitt als Zylinder ausgebildet. An diesen
oberen Abschnitt schließt sich ein unterer Abschnitt an,
welcher ausgehend von dem Zylinder des oberen Abschnittes konisch
auseinanderläuft. Die Führungsbohrung folgt dieser
Formgebung. Durch diese Formgebung wird eine genaue Zentrierung
des Führungsstiftes in der Führungsbohrung erreicht,
wodurch sich ein kleines und gleichmäßiges Spaltmaß realisieren
lässt. Nachteilig ist jedoch, dass die Montage relativ
aufwendig ist, insbesondere lässt sich der Führungsstift
nicht einfach von oben in die Führungsbohrung einführen.
Ein weiterer Nachteil ist, dass es bei einem einseitigen Niederdrücken
des Gassackmodules zu einem Verkanten des Führungsstiftes
in der Führungsbohrung kommen kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung
die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Gassackmodul
dahingehend zu verbessern, dass die Montage erleichtert wird.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs
1 beziehungsweise durch ein Lenkrad mit den Merkmalen des Anspruch
9 gelöst.
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Wie
bei der gattungsbildenden
US
6,086,090 auch, weist der Führungsstift eine Verdickung
auf, welche bei nicht niedergedrücktem Bauteil für
eine genaue Positionierung dieses Bauteils in Bezug auf den Lenkradkörper
sorgt. Im Gegensatz zur genannten Schrift befindet sich der maximale
Durchmesser dieses Führungsstiftes jedoch auf der Höhe
des minimalen Durchmessers der Führungsbohrung. Hierdurch
wird zweierlei erreicht: Zum einen wird es möglich, das
axial bewegliche Bauteil (also insbesondere das Gehäuse
oder die Abdeckung) ohne weiteres von oben zu montieren. Ein weiterer
Vorteil ist, dass zwischen Führungsstift und Führungsbohrung
im nicht niedergedrückten Zustand nur ein sehr geringes
Spiel vorhanden sein muss – was zu geringen und regelmäßigen
Spaltmaßen führt –, da die Positionierung
beim Niederdrücken weitgehend aufgehoben wird und das axial
bewegliche Bauteil auf seinen Federn nahezu "frei schwimmen" kann.
Dies hat den weiteren Vorteil, dass das axial bewegliche Bauteil durch
den Benutzer auch ungleichmäßig und schräg niedergedrückt
werden kann, was den Komfort und die Sicherheit verbessert.
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Bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen
sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten
Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigen:
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1 Einen
Schnitt durch den Nabenbereich eines Lenkrades,
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1a das
Detail D aus 1,
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1b das
in 1a Gezeigte bei niedergedrücktem Gehäuse,
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2 das
Lenkrad aus 1 in einer Draufsicht aus Richtung
R, wobei das gesamte Lenkrad gezeigt ist,
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3 eine
alternative Ausgestaltung eines Führungsstiftes,
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3a einen
Schnitt durch den Führungsstift aus 2 entlang
der Ebene E-E,
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4 eine
weitere alternative Ausgestaltung eines Führungsstiftes
und
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5 eine
vierte Ausgestaltung eines Führungsstiftes,
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6 eine
alternative Ausgestaltung einer Führungsbohrung mit in
die Führungsbohrung hineinragendem Führungsstift,
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7 eine
weitere alternative Ausgestaltung einer Führungsbohrung
mit in die Führungsbohrung hineinragendem Führungsstift,
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8 eine
länglich ausgebildete Führungsbohrung mit hineinragendem
Führungsstift in einer Querschnittsdarstellung.
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1 zeigt
einen Schnitt durch den Nabenbereich eines Lenkrades. Die 2 zeigt
das Lenkrad aus 1 in einer Draufsicht aus Richtung
R, wobei das gesamte Lenkrad gezeigt ist. 1 ist ein Schnitt
entlang der Ebene I-I aus 2. Im Nabenbereich
des Lenkrades ist ein Gassackmodul 10 angeordnet. Hierzu
weist der Lenkradkörper 30 in seinem Nabenbereich
eine Ausnehmung 34 auf. In dieser Ausnehmung 34 ist
ein Gehäuse 18 aufgenommen, in welches ein Gassack 12 eingefaltet
ist. Im Gehäuse 18 ist über ein Flansch 16 ein
Gasgenerator 14 befestigt. Das Gehäuse 18 und
ein Teil des Lenkradkörpers 30 wird vom Abdeckelement 20 überspannt, welches
starr mit dem Gehäuse 18 verbunden ist. Das Abdeckelement 20 weist
nicht dargestellte Sollbruchlinien auf, durch die der Gassack bei
Betätigung des Gasgenerators 14 austreten kann.
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Das
Gehäuse 18 ist mittels Federn 22 mit dem
Lenkradkörper 30 verbunden, wobei sich diese Federn 22 vom
Boden 18a des Gehäuses 18 zum Boden 34a der
Ausnehmung 34 erstrecken. Wird das Gehäuse 18 gegen
die Kraft der Federn 22 niedergedrückt, so wird
wenigstens einer der Hupenkontakte 24 geschlossen. Das
Gehäuse 18 kann im wesentlichen in axialer Richtung
in Richtung R gegen den Lenkradkörper 30 niedergedrückt
werden, wobei auch ein leicht schräges axiales Niederdrücken
möglich ist.
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Es
ist erwünscht, dass die Spalte S zwischen Abdeckelement 20 und
Lenkradkörper 30 (siehe hier insbesondere 2)
möglichst klein und möglichst gleichmäßig
sind. Es sind deshalb – vorzugsweise zwei – Führungsstifte 26 und
Führungsbohrungen 40 vorgesehen, wobei sich die
Führungsstifte 26 in axialer Richtung, also parallel
zur Lenksäule 45 erstrecken. In diesem Ausführungsbeispiel
erstrecken sich die Führungsstifte 26 vom Boden 18a des
Gehäuses 18 zum Boden 34a der Ausnehmung 34 des
Lenkradkörpers 30. Es ist grundsätzlich
jedoch auch möglich, dass sich die Führungsstifte
vom Boden 34a der Ausneh mung 34 zum Boden 18 des
Gehäuses 18 erstrecken. Jeder der Führungsstifte 26 ragt
in eine Führungsbohrung 40, welche sich hier im
Boden 34a der Ausnehmung 34 befinden. Die Führungsbohrungen 40 sind
somit Teil des Gassackmodules 10. Es ist auch möglich,
die Führungsbohrungen 40 in einer starr mit dem
Lenkradkörper 30 verbundenen Trageplatte anzuordnen.
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Wie
man der 2 entnimmt, sind die Führungsstifte 26 bei
nicht eingeschlagenem Lenkrad an der 6 Uhr und der 12 Uhr Position
angeordnet. Das heiß, dass sie auf einer Geraden liegen,
welche auch die Achse der Lenksäule schneidet. Durch diese
Anordnung wird erreicht, dass das Abdeckelement 20 leicht
verkippt werden kann, so dass es zur Betätigung der Hupe
egal ist, auf welchen Abschnitt des Abdeckelements 20 gedrückt
wird. Vorzugsweise sind weitere Federn und Hupenkontakte auf der
3 Uhr und der 9 Uhr Position vorhanden (nicht dargestellt).
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Wie
man insbesondere der 1a entnimmt, weist der Führungsstift 26 einen
oberen Abschnitt 26a, einen unteren Abschnitt 26c und
eine sich zwischen oberem Abschnitt 26a und unterem Abschnitt 26c befindende
Verdickung 26b auf, welche hier in Form einer Kugel ausgeführt
ist. Die Verdickung hat einen maximalen Durchmesser DSmax. Die
Führungsbohrung 40 ist ein sich nach unten aufweitender
Konus. Hierbei repräsentiert die Oberkante der Führungsbohrung 40,
welche auf Höhe des Bodens 34a der Ausnehmung 34 liegt,
den minimalen Durchmesser der Bohrungen DBmin.
Auf dieser Höhe befindet sich der maximale Durchmesser
der Verdickung 26b des Führungsstiftes 26,
so dass die Differenz zwischen dem maximalen Durchmesser der Verdickung 26b DSmax und dem mimimalen Durchmesser der Führungsbohrung 40 DBmin zur Maßhaltigkeit der Spalte
S korrespondiert. Für den Fall, dass das Bauteil, in dem
sich die Führungsbohrungen 40 befinden, relativ
dünn ist, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn die
Führungsbohrungen 40 in einem als Tragplatte dienendem
Halteblech angeordnet sind, ist es nicht notwendig, diese Führungsbohrungen 40 konisch
auszuführen, der Durchmesser der Führungsbohrung
entspricht dann auch ihrem minimalen Durchmesser.
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Unterhalb
des maximalen Durchmessers DSmax der Verdickung 26b gibt
es keinen Bereich des Führungsstiftes 26, welcher
einen größeren Durchmesser hat, so dass der Führungsstift 26 von
oben in die Führungsbohrung 40 eingeführt
werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass der untere Abschnitt 26c des
Führungsstiftes 26 im montierten Zustand funktionslos
ist, jedoch die Montage, nämlich das Einführen
des Führungsstiftes 26 in die Führungsbohrung 40,
erleichtert.
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Die 1b zeigt
den Zustand, in dem das Gehäuse 18 gegen den Lenkradkörper 30 niedergedrückt
ist, so dass die Hupenkontakte 24 miteinander in Kontakt
stehen. Man sieht, dass nun ein größeres Spiel
zwischen Führungsstift 26 und Führungsbohrung 40 besteht,
so dass ein Verkeilen auch dann ausgeschlossen ist, wenn das axiale
Niederdrücken schräg erfolgt. In diesem Zustand
ist eine gewisse nicht-axiale Beweglichkeit des Gehäuses 18 gegenüber
dem Lenkradkörper 30 gegeben. Im niedergedrückten
Zustand ist ein exaktes und geringes Spaltmaß jedoch auch
nicht notwendig. Wird das Abdeckelement 20 losgelassen
und das Gehäuse 18 durch die Kraft der Federn 22 wieder
in seine in den 1 und 1a gezeugte
Ausgangsposition gedrückt, erfolgt eine Selbstzentrierung
der Führungsstifte 26 und somit auch des Abdeckelements 20.
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Die 2 und
die 2a zeigen eine alternative Ausgestaltung
des Führungsstiftes 26, hier ist die Verdickung
in Form von zwei kreuzförmig angeordneten Scheiben 27 ausgebildet.
Die Funktion unterscheidet sich nicht vom oben Gesagten.
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Die 3 und 4 zeigen
weiter alternative Ausführungsformen des Führungsstiftes 26,
auch hier entspricht die Funktionsweise dem oben Gesagten.
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Im
hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse
mit daran befestigtem Gasgenerator und daran befestigtem Abdeckelement
das axial bewegliche Bauteil (floating module). Das erfindungsgemäße
Konzept kann jedoch auch bei Gassackmodulen angewendet werden, bei
denen das Gehäuse starr mit dem Lenkradkörper
verbunden ist und nur das Abdeckelement axial gegen den Lenkrad körper beweglich
ist (floating cover). In diesem Fall sind die Führungsstifte
am Abdeckelement angeordnet.
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Die 6 zeigt
eine altenative Ausgestaltung einer Führungsbohrung 40,
wobei der Führungsstift 26 in seiner nicht-niedergedrückten
Position dargestellt ist. Hier befindet sich der minimale Durchmesser
DBmin nicht an der Oberkante der Führungsbohrung,
sondern in einem mittleren Bereich. Die Funktion ist wie oben erläutert.
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Die 7 zeigt
eine Alternative zum im 6 Gezeigten. Hier hat der Bereich,
in dem die Führungsbohrung 40 ihren minimalen
Durchmesser aufweist, eine gewisse Ausdehnung, das heißt,
eine gewisse Tiefe t. Dies kann sinnvoll sein, falls die Fertigungstoleranzen
in axialer Richtung (Richtung R) relativ groß sind.
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Wie
man der 8 entnimmt, ist es nicht unbedingt
zwingend, dass die Führungsbohrung rotationssymmetrisch
ausgebildet ist, sie kann insbesondere auch eine längliche
Form haben (Langloch). Eine so geformte Führungsbohrung
kann insbesondere dann Anwendung finden, wenn der in sie ragende
Führungsstift 26 in nicht-axialer Richtung nur
bezüglich eines Translationsfreiheitsgrades positioniert werden
soll. Auch hier weist der Führungsstift eine Verdickung
dahingehend auf, dass bei Niederdrücken des Führungsstiftes
bezüglich der Führungsbohrung der Führungsstift
in beide nicht-axialen Translationsrichtungen beweglich wird. Die 8 ist ein
Schnitt durch eine Führungsbohrung 40 mit in die Führungsbohrung
hineinragendem Führungsstift 26 entlang einer
Ebene, welche senkrecht zur Axialrichtung steht.
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In
den hier beschriebenen Ausführungsformen befinden sich
die Führungsbohrungen im Lenkradkörper. Dies ist
jedoch nicht zwingend. Es ist ebenso möglich, dass sich
die Führungsstifte vom Lenkradkörper erstrecken
und sich die Führungsbohrungen in Bauteilen des Gassackmoduls
befinden.
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- 10
- Gassackmodul
- 12
- Gassack
- 14
- Gasgenerator
- 16
- Flansch
- 18
- Gehäuse
- 18a
- Boden
- 20
- Abdeckelement
- 22
- Feder
- 24
- Hupenkontakt
- 26
- Führungsstift
- 26a
- oberer
Abschnitt
- 26b
- Verdickung
- 26c
- unterer
Abschnitt
- 27
- Scheibe
- 30
- Lenkradkörper
- 32
- Nabenbereich
- 34
- Ausnehmung
- 34a
- Boden
- 36
- Lenksäulen-Anschluss
- 38
- Lenkrad-Kranz
- 40
- Führungsbohrung
- 45
- Lenksäule
- S
- Spalt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6086090 [0002, 0005, 0008]