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Die Erfindung betrifft ein Gassackmodul zum Einbau in einen Lenkradkörper nach Anspruch 1, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung nach Anspruch 4.
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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.
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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. Nachteilig ist, dass das Abdeckelement nicht dazu dienen kann, den Gassack im Gehäuse zu halten. Es müssen vielmehr Maßnahmen ergriffen werden, damit der Gassack nicht zwischen Gehäuse und Abdeckelement verklemmt wird. Hierzu ist es insbesondere bekannt, den Gassack mit einer dünnen Gewebehülle zu umgeben.
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In der
EP 0 819 583 A1 ist ein Gassackmodul beschrieben, bei dem der Gassack in ein Gehäuse eingefaltet ist, welches von einem im wesentlichen starren Verschlusselement abgedeckt ist. Das Gehäuse wird von einem flexiblen Abdeckelement überspannt, das sich gegen das Verschlusselement niederdrücken lässt. Zwischen Verschlusselement und Abdeckelement befindet sich eine Schaltfolie, so dass bei Niederdrücken des Abdeckelementes gegen das Verschlusselement ein Kontakt geschlossen wird, der die Hupe betätigt. Das hier beschriebene Gehäuse ist in der Herstellung relativ aufwendig.
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Durch die
DE 600 15 245 T2 ist ein Gassackmodul bekannt geworden, bei der das Gehäuse von einem mit der Gehäusewand mittels doppelseitigem Klebeband verbundenen Umhüllungsmittel abgedeckt ist. Das Gehäuse ist von einem axial beweglichen Abdeckelement überspannt.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Gassackmodul, welches ein Abdeckelement aufweist, welches bezüglich des Gehäuses axial beweglich ist, derart weiterzubilden, dass es mit geringem Aufwand hergestellt werden kann, wobei die Funktionstüchtigkeit des Gassackmoduls über seine gesamte Lebensdauer sichergestellt sein soll.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei gattungsgemäßen Gassackmodulen muss, wie bereits erwähnt, dafür Sorge getragen werden, dass der Gassack innerhalb des Hohlraumes des Gehäuses verbleibt. Das ohnehin vorhandene Abdeckelement kann aufgrund seiner axialen Beweglichkeit diese Aufgabe nicht übernehmen, da sonst die Gefahr besteht, dass Teile des Gassackes zwischen Gehäuse und Abdeckelement geraten und hierbei eingeklemmt und/oder beschädigt werden.
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Erfindungsgemäß ist deshalb ein aus Kunststoff bestehendes Verschlusselement vorgesehen, dessen Dicke wesentlich geringer als die Dicke der Gehäusewandung ist, und welches mit der Gehäusewandung verschweißt oder an sie angegossen ist.
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Die deutlich geringere Dicke des Verschlusselementes gegenüber der Gehäusewandung ist notwendig, da die Gehäusewandung eine relativ große mechanische Stabilität aufweisen und das Verschlusselement bei Expansion des Gassacks zerstört werden muss, um ein Austreten des Gassackes zu ermöglichen. Hierzu weist das Verschlusselement vorzugsweise Sollbruchlinien, beispielsweise in Form von Perforationen auf.
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Es ist zwingend notwendig, dass sichergestellt wird, dass das Verschlusselement über die gesamte Lebensdauer des Gassackmoduls mit dem Gehäuse verbunden bleibt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine Einstückigkeit zwischen Verschlusselement und Gehäuse hergestellt wird. Dies kann entweder durch Verschweißen oder Angießen geschehen.
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Der Anspruch 4 gibt ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Gassackmodules an. Aufgrund der Einstückigkeit zwischen Verschlusselement und Gehäusewandung ist es ausgeschlossen, den Gassack in herkömmlicher Weise ”von oben” in das Gehäuse einzufalten. Deshalb wird zunächst der Gassack mit der Grundplatte, welche auch den Gasgenerator trägt, verbunden und anschließend ”von unten” in das vom Verschlusselement verschlossene Gehäuse eingefaltet.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 Eine schematische Darstellung eines Gassackmoduls im eingebauten Zustand im Querschnitt,
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2 das Detail D aus 1,
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3 das Abdeckelement des Gassackmoduls aus 1,
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4 das Gehäuse des Gassackmoduls aus 1,
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5 das in 4 Gezeigte, wobei das Gehäuse mit einem Verschlusselement verschlossen ist,
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6 das Gehäuse mit dem Verschlusselement aus 5 in einer dreidimensionalen, detaillierten Darstellung,
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7 Grundplatte, Gasgenerator und Gassack des Gassackmoduls aus 1 während eines ersten Montageschrittes,
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8 das Einfalten des Gassacks in das Gehäuse in einem zweiten Montageschritt,
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9 das Verbinden der Grundplatte mit dem Gehäuse und
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10 das fertige Gassackmodul.
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Die 1 zeigt ein in einem Lenkradkörper 60 eingebautes Gassackmodul 10. Das Lenkrad 60 weist hierfür in bekannter Art und Weise in seinem Nabenbereich eine Ausnehmung 62 auf, in dem das Gassackmodul 10 aufgenommen ist. Das Gassackmodul 10 weist eine Grundplatte 30 und ein starr mit der Grundplatte 30 verbundenes Gehäuse 18 auf, in welches ein Gassack 12 eingefaltet ist. Die Grundplatte 30 und somit auch das Gehäuse 18 sind starr mit dem Lenkradkörper 60 verbunden. An der Gehäusewand 20 des Gehäuses 18 ist axial beweglich das Abdeckelement 50 gehalten. Dieses weist ein Dach 52 auf, welches die Ausnehmung 52 des Lenkradkörpers 60 und somit auch das Gassackmodul 10 überspannt. Von diesem Dach 52 erstreckt sich eine umlaufende Verbindungswand 54 parallel zur Gehäusewand 20 und Vorsprünge 24 der Gehäusewand 20 erstrecken sich durch Durchbrechungen 56 der Verbindungswand 54. Das Dach 52 des Abdeckelementes 50 ist mittels Federn 64 gegen den Lenkradkörper 60 abgestützt. Bei Niederdrücken des Abdeckelementes 50 wird ein Hupenkontakt 66 betätigt. Es ist auch möglich, entsprechende Federn 64 zwischen Gehäuse 18 und Abdeckelement 50 vorzusehen.
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Die bereits erwähnte Grundplatte 30 trägt den Gasgenerator 14 mit Flansch 16. Zwischen diesem Flansch 16 und der Grundplatte 30 ist der Gassack 12 gehalten. Von der in der Regel aus Metall bestehende Grundplatte 30 erstreckt sich eine Seitenwand 32, welche vorzugsweise einstückig an die Grundplatte 30 angeformt ist. An dieser Seitenwand 32 ist das aus Kunststoff bestehende, in der Regel im Spritzgussverfahren hergestellte Gehäuse 18 gehalten, dessen Gehäusewand 20 senkrecht zur Grundplatte 30 steht. Da das Gehäuse 18 bei Expansion des Gassacks in der Regel relativ großen Kräften standhalten muss, beträgt die Wandstärke der Gehäusewand 20 in der Regel zwischen 3 und 5 mm. Als Material für die Herstellung des Gehäuses 18 sind zahlreiche Thermoplaste, beispielsweise PA 6.6 §0% GF geeignet.
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Wie man der 1 entnimmt, umschließen die Gehäusewand 20 und die Grundplatte 30 einen Hohlraum 22, in welchen der Gassack 12 eingefaltet ist. Wie man ebenfalls der 1 und insbesondere auch der 2 entnimmt, ist dieser Hohlraum auf der der Grundplatte 30 gegenüberliegenden Seite der Gehäusewand 20 von einem Verschlusselement in Form einer Kunststofffolie 40 verschlossen. Hierzu ist diese Kunststofffolie 40 mittels Hochfrequenzschweißen auf die Stirnfläche 20a der Gehäusewand 20 aufgeschweißt. Die Kunststofffolie 40 besteht aus einem Thermoplasten, beispielsweise aus HDPE und hat vorzugsweise eine Dicke zwischen 0,1 und 0,3 mm, ist also wesentlich dünner als die Gehäusewand 20. Durch das Verschweißen der Kunststofffolie 40 mit der Gehäusewand 20 entsteht ein einstückiges Bauteil. Das Hochfrequenzschweißen von Kunststoffteilen ist eine beispielsweise in der Verpackungsindustrie verbreitete und kostengünstige Technik. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Kunststofffolie 40 an die Gehäusewand 20 anzuspritzen, dies ist in der Regel jedoch aufwendiger. Wie man der 2 weiter entnimmt, kann sich die Gehäusewand 20 am oberen Ende verjüngen, so dass die Stirnfläche 20a, auf der die Kunststofffolie 40 aufgeschweißt ist, eine relativ geringe Fläche aufweist, was das Aufschweißen erleichtert.
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Mit Bezug auf die 3 bis 10 wird nun die Herstellung des Gassackmoduls 10 näher erläutert: In einem Spritzgusswerkzeug wird das Abdeckelement 50, wie es in 3 dargestellt ist, einstückig hergestellt. In einem weiteren Spritzgusswerkzeug wird das Gehäuse 18, wie es in 4 dargestellt ist, ebenfalls einstückig hergestellt. Das Gehäuse 18 weist eine Gehäusewand 20 mit Löchern 26 und sich von der Gehäusewand 20 erstreckenden Vorsprüngen 24 auf.
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In einem Verfahrensschritt, welcher sich dem Spritzgießen des Gehäuses 18 anschließt, wird die Kunststofffolie 40 auf die Stirnfläche 20a der Gehäusewand 20 aufgeschweißt, so dass ein Bauteil entsteht, wie es in 5 schematisch und in 6 in größerem Detail dargestellt ist. Die Kunststofffolie 40 weist Sollbruchlinien 42, beispielsweise in Form von Perforationen, auf, so dass die Kunststofffolie 40 bei Expansion des Gassackes 12 kontrolliert aufplatzen kann. Es ist grundsätzlich denkbar, das Verschlusselement auch in Form eines dünnen Gewebes auszugestalten, die Ausgestaltung als Kunststofffolie 40 dürfte in der Regel jedoch zu bevorzugen sein.
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Wie in 7 gezeigt, wird der Gasgenerator 14 mittels seines Flansches 16 an die Grundplatte 30 montiert, wobei gleichzeitig der Gassack 12 mit der so entstehenden Baugruppe verbunden wird, nämlich derart, dass der Gassack 12 zwischen Flansch 16 und Grundplatte 30 gehalten wird. Nach der Montage erstrecken sich Schrauben 36 von der Grundplatte 30 durch entsprechende Bohrungen 31 in der Grundplatte 30 und entsprechende Befestigungslöcher im Gassack. Diese Schrauben 36 dienen auch zur Befestigung des Gassackmoduls 10 am Lenkradkörper 60. Andere Verbindungsarten, beispielsweise mittels Schnappverbindungen sind möglich.
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Der nun schon mit dem Gasgenerator 14 bzw. mit der Grundplatte 30 verbundene Gassack 12 wird nun, wie in 8 dargestellt, in das mit der als Verschlusselement dienenden Kunststofffolie 40 verschlossene Gehäuse 18 eingefaltet. Die Faltung ist hierbei eine chaotische Pressfaltung. Da das Gehäuse 18 an seiner Oberseite bereits mit dem Verschlusselement verschlossen ist, erfolgt die Einfaltung des Gassacks 12 von ”unten” her. Hierzu wird das Gehäuse 18 mit der Stirnfläche 20a nach unten auf einer Ablagefläche A abgelegt, welche die Kunststofffolie 40 abstützt. Die Unterseite des Gehäuses weist also nach oben und von dieser Seite wird nun der Gassack 12 eingefaltet. Hierzu kann ein Hilfstrichter 70 verwendet werden.
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Nach Einfalten des Gassacks 12 wird die Grundplatte 30 mittels Zapfen 34 an der Gehäusewand 20 befestigt.
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Im abschließenden Verfahrensschritt wird das Abdeckelement 50 am Gehäuse 18 montiert, wobei sich die Vorsprünge 24 durch Durchbrechungen 56 in der Verbindungswand 54 des Abdeckelementes 50 erstrecken.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gassackmodul
- 12
- Gassack
- 14
- Gasgenerator
- 16
- Flansch
- 18
- Gehäuse
- 20
- Gehäusewand
- 20a
- Stirnfläche
- 22
- Hohlraum
- 24
- Vorsprung
- 30
- Grundplatte
- 32
- Seitenwand
- 34
- Zapfen
- 36
- Schraube
- 38
- Mutter
- 40
- Kunststofffolie
- 42
- Sollbruchlinie
- 50
- Adeckelement
- 52
- Dach
- 54
- Verbindungswand
- 56
- Durchbrechung
- 60
- Lenkradkörper
- 62
- Ausnehmung
- 64
- Feder
- 66
- Hupenkontakt
- 70
- Hilfstrichter
