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Die Erfindung betrifft eine Frontgassack-Einrichtung für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Frontgassack-Einrichtungen für Kraftfahrzeuge weisen – außer dem im Lenkrad aufgenommenen Fahrer-Frontgassack-Modul – ein Gehäuse auf, welches auf der von der Fahrgastzelle abgewandten Rückseite der Instrumententafel an dieser befestigt ist. Bei solchen Frontgassack-Einrichtungen kann es sich um sogenannte Beifahrer-Frontgassack-Einrichtungen, welche dem Schutz des Kopf- und Thoraxbereiches des Beifahrers dienen, oder um Knie-Frontgassack-Einrichtungen, welche in einem unteren Bereich der Instrumententafel angeordnet sind, handeln. Insbesondere bei Beifahrer-Frontgassack-Einrichtungen erfolgt die Befestigung des Gehäuses, in welches ein zu einem Gassackpaket gerollter oder gefalteter Gassack aufgenommen ist, und in welches sich zumindest der Ausströmbereich eines Inflators erstreckt, häufig mittels Schrauben, welche sich durch einen Flansch des Gehäuses in entsprechende Gewinde in der Instrumententafel erstrecken. Eine gattungsgemäße Frontgassack-Einrichtung ist beispielsweise in der
GB 2 277 908 A beschrieben.
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Wie bereits erwähnt, erfolgt die Verbindung zwischen Gehäuse und Instrumententafel punktuell über Schrauben oder Bolzen, meistens 4 bis 8 Stück. Da bei der Expansion des Gassackes nach Zündung des zugeordneten Inflators (meist eines Gasgenerators) sehr hohe Kräfte wirken, und diese nur punktuell über die Schrauben beziehungsweise Bolzen abgeleitet werden können, muss der Flansch des Gehäuses entsprechend stabil und schwer ausgebildet werden. Dennoch ist eine Verformung des oberen Gehäusebereiches und/oder der Instrumententafel häufig nicht sicher auszuschließen, weshalb in der Regel ein sich von der Instrumententafel in das Gehäuse erstreckender Schacht – häufig aus Metall – vorgesehen ist, der etwa entstehende Spalte zwischen Gehäuse und Instrumententafel überdeckt, so dass ein Hängenbleiben des expandierenden Gassackes in einem solchen Spalt ausgeschlossen ist.
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Frontgassack-Einrichtungen, wie sie eben beschrieben wurden, werden schon lange eingesetzt und funktionieren sehr zuverlässig. Nachteilig ist das relativ hohe Gewicht einer solchen Frontgassack-Einrichtung.
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Die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, eine gattungsgemäße Frontgassack-Einrichtung dahingehend weiterzubilden, dass ihr Gewicht reduziert werden kann, ohne Kompromisse hinsichtlich der Zuverlässigkeit machen zu müssen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Frontgassack-Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist das Gehäuse im Stoffschluss mit der Instrumententafel verbunden, also einstückig mit dieser ausgebildet, verschweißt oder verklebt.
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Durch die erfindungsgemäße Verbindung zwischen Gehäuse und Instrumententafel können die bei der Expansion des Gassackes auftretenden Kräfte über eine relativ große Fläche verteilt werden, wodurch der obere Bereich des Gehäuses insgesamt weniger massiv und damit leichter ausgebildet sein kann. Durch den Stoffschluss ist weiterhin eine Ausbildung von Spalten ausgeschlossen, so dass auf einen Schacht, wie er oben beschrieben wurde, verzichtet werden kann.
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Aufgrund der stoffschlüssigen Verbindung zwischen Gehäuse und Instrumententafel ist es nicht ohne weiteres möglich, das gesamte aus Gehäuse, Gassack und Inflator bestehende Gassackmodul auszutauschen, beispielsweise wenn ein Defekt des Inflators festgestellt wird. Eine Austauschbarkeit zumindest des Inflators ist jedoch häufig gefordert. Diese Forderung kann auf mehrere Arten erfüllt werden:
Zum einen ist es möglich, den Inflator so am Gehäuse anzuordnen, dass er von außen in das Gehäuse – und somit zumeist auch ins Innere des Gassackes – hineinragt, so dass er bei montiertem Gehäuse ausgewechselt werden kann. Weiterhin ist es möglich, im Bedarfsfall das Gehäuse im Bereich des Stoffschlusses von der Instrumententafel zu trennen, wobei der Stoffschluss naturgemäß zerstört wird. Es ist dann möglich, ein Ersatzgehäuse mechanisch, insbesondere mittels Schrauben, an der Instrumententafel zu befestigen, wozu die Instrumententafel für diesen Zweck beispielsweise Gewinde aufweist, die bis zu einem etwaigen Wechsel des Gehäuses nicht gebraucht werden, also funktionslos sind.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 Einen schematisierten Schnitt durch ein Gehäuse,
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2 das Gehäuse aus 1 mit einem im Gehäuse aufgenommenen Gassackpaket,
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3 das in 2 Gezeigte nach Montage eines Gasgenerators,
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4 das in 3 gezeigte Gassackmodul und einen Abschnitt einer Instrumententafel,
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5 das in 4 Gezeigte nach Verbindung des Gehäuses mit der Instrumententafel,
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6 das Detail D aus 5 in einer ersten Befestigungsvariante,
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7 das Detail D aus 5 aus einer zweiten Befestigungvariante,
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8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der 3 entsprechenden Darstellung,
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9 ein Schnitt entlang der Linie A-A aus 8,
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10 eine alternative Ausgestaltung des in 8 Gezeigten,
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11 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer der 5 entsprechenden Darstellung,
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12 einen eine Durchtrittsöffnung der Instrumententafel umlaufenden Kragen in einer Draufsicht aus Richtung R1 in 11,
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13 ein Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer im Wesentlichen der 11 entsprechenden Ansicht, wobei jedoch nur das Gehäuse des Gassackmodules dargestellt ist,
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14 das in 13 Gezeigte nach Entfernen des Gehäuses,
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15 das in 14 Gezeigte nach Anordnung eines Ersatzgehäuses,
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16 eine Draufsicht aus Richtung R2 aus 15,
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17 das in 16 Gezeigte in einer alternativen Ausgestaltung,
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18 das in 12 Gezeigte mit eingezeichneten Verbindungszonen,
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19 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Frontgassack-Einrichtung in einer der 13 entsprechenden Darstellung,
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20 das in 19 Gezeigte nach Entfernen des Gehäuses und
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21 das in 20 Gezeigte nach Anordnen eines Ersatzgehäuses.
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Die 1 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch ein Gehäuse 32 eines Gassackmodules. Das Gehäuse 32 weist einen Boden 34 und eine sich vom Boden erstreckende Seitenwand 40 auf. Diese Seitenwand 40 hat meist vier Abschnitte. Durch die gewählte Schnittdarstellung sind zwei dieser Abschnitte gezeigt. Die Stirnfläche 40a der Seitenwand 40 umgibt eine dem Boden 34 gegenüberliegende Austrittsöffnung 44. Im Boden 34 ist eine zentrale Durchbrechung 36 für einen Gasgenerator vorgesehen. Benachbart zu dieser zentralen Durchbrechung 36 erstrecken sich Befestigungslöcher 38 durch den Boden 34. Man entnimmt der 1, dass die Stirnfläche 40a der Seitenwand 40 mehrere parallel zueinander verlaufende Rippen 42 aufweist. Das Gehäuse besteht aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen und ist vorzugsweise einstückig im Spritzgussverfahren hergestellt.
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Die 2 zeigt das in 1 Gezeigte nach Anordnung eines Gassackpaketes 52 im Gehäuse 32. Das Gassackpaket 52 weist einen gefalteten Gassack 50 und eine den Gassack 50 umgebende zerreißbare Umhüllung 53 auf. Der Einblasmund des Gassackes 50 ist mit einem Haltering 54 am Boden 34 des Gehäuses 34 gehalten. Hierzu weist der Gassack 50 benachbart zum Einblasmund Befestigungsöffnungen auf, durch welche sich jeweils ein Haltebolzen 56 des Halteringes 54 erstreckt. Dieses Haltebolzen 56 erstreckt sich weiterhin durch die Befestigungslöcher 38.
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Die 3 zeigt das in 2 Gezeigte nach Montage eines als Inflator dienenden Gasgenerators 60 am Gehäuse 32. Der Gasgenerator 60 weist einen Gasgeneratorflansch 64 auf, welcher von unten gegen den Boden 34 des Gehäuses 32 geschraubt ist, so dass sich der Gasgeneratorflansch 64 außerhalb des Gehäuses 32 befindet. Hierbei dient er auch dem Verschluss der zentralen Durchbrechung 36. Zum Verschrauben dienen die Haltebolzen 56 des Halteringes 54. Die Verschraubung erfolgt mittels Muttern 58. Man entnimmt der 3, dass sich der Gasgenerator 60 derart ins Innere des Gehäuses und auch ins Innere des Gassackes 50 erstreckt, dass sich der die Ausströmöffnungen 63 aufweisende Ausströmbereich 62 im Inneren des Gehäuses 32 und auch im Inneren des Gassackes 50 befindet. Nach Montage des Gasgenerators 50 am Gehäuse 32 ist die Montage des Gassackmodules 30 abgeschlossen.
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Die 4 zeigt das eben beschriebene Gassackmodul 30 und einen Abschnitt einer Instrumententafel 10. Die Instrumententafel 10 weist eine erste Oberfläche 12 auf, welche in Richtung des Fahrzeuginnenraumes weist, und eine zweite Oberfläche 14, welche im Betriebszustand des Kraftfahrzeuges nicht sichtbar ist und der ersten Oberfläche 12 gegenüberliegt. Die Instrumententafel 10 weist eine Durchtrittsöffnung 17 auf, durch welche der Gassack 50 nach Zündung des Gasgenerators 60 durchtritt. Diese Durchtrittsöffnung 17 wird durch eine Tür 16 verschlossen, welche in der Regel einstückig mit der Instrumententafel 10 ausgebildet ist. Die Tür 16 wird von Sollbruchlinien 20 und Scharnierlinien 22 in gewohnter Weise umlaufen. Die Tür 16 wird auf der Seite der zweiten Oberfläche 14 weiterhin von einem Kragen umlaufen, welcher der Befestigung des Gehäuses 32 dient. Dieser Kragen 18 kann einstückig mit der Instrumententafel 10 gefertigt sein, oder es kann sich um ein separates, starr mit der Instrumententafel 10 verbundenes Bauteil handeln. Für die hier getroffene Definition wird der Kragen 18 als zur Instrumententafel 10 gehörend betrachtet, unabhängig davon, ob er einstückig mit dem Rest der Instrumententafel 10 verbunden ist, oder ob es sich um ein separates Bauteil handelt. Somit ist die Oberfläche des Kragens Teil der zweiten Oberfläche 14 der Instrumententafel 10. Die Instrumententafel einschließlich des Kragens bestehen aus Kunststoff, beispielsweise aus Polypropylen.
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Die 5 zeigt das in 4 Gezeigte nach Abschluss der Montage des Gassackmodels 30 an der Instrumententafel 10. Die Befestigung des Gehäuses 32 an der Instrumententafel 10, nämlich am Kragen 18, erfolgt dadurch, dass die Stirnfläche 40a der Seitenwand 40 mit Kragen 18 verklebt oder verschweißt wird, so dass eine stoffschlüssige Verbindung erzeugt wird.
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Die 6 zeigt schematisch das Detail D aus 5 nach einem Verkleben, wobei der ausgehärtete Klebstoff mit dem Bezugszeichen 80 bezeichnet ist. Durch die gewählte Rippenstruktur der Stirnseite 40a wird die Klebefläche vergrößert. In analoger Weise kann auch die Oberfläche des Kragens 18 strukturiert sein (nicht dargestellt).
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In 7 ist schematisch das Detail D aus 5 gezeigt, wenn ein Schweißvorgang stattgefunden hat. Es entsteht hierbei eine nahezu einstückige Verbindung, was durch die durchgehende Schraffur angedeutet ist. Auch hier hilft die rippenartige Struktur der Stirnfläche 40a der Seitenwand 40. Hier bilden die Rippen 42 Schweißstege. Das Verschweißen kann grundsätzlich mit allen bekannten Methoden, insbesondere durch Laserschweißen, Reibschweißen oder Hochfrequenzschweißen erreicht werden. Wenn zur stoffschlüssigen Verbindung ein Schweißprozess gewählt wird, so ist es zu bevorzugen, dass Kragen 18 und Seitenwand 40 aus dem selben Kunststoff bestehen.
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Beim eben beschriebenen Ausführungsbeispiel, welches insbesondere für eine Beifahrer-Frontgassack-Einrichtung geeignet ist, ist der Austausch des Gasgenerators auch nach Montage des Gehäuses an der Instrumententafel aufgrund des außen liegenden Gasgeneratorflansches problemlos möglich, wobei bei Austausch des Gasgenerators der Gassack im Gehäuse verbleibt.
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Die 8 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der 5 entsprechenden Darstellung. Hier weist das Gehäuse 32 keine Durchbrechung im Boden, sondern eine seitliche Durchbrechung 46 in der Seitenwand 40 auf. Zumeist ist diese seitliche Durchbrechung 46 in einer Schmalseite der Seitenwand 40 vorgesehen. Als Inflator dient hier ein länglich ausgebildeter Gasgenerator 60, an welchem auch unmittelbar der Gassack 50 des Gassackpaketes 52 gehalten ist, wie man dies auch der 9 entnimmt, welche ein Schnitt entlang der Linie A-A aus 8 ist. Der Gassack 50 ist, wie dies beispielsweise bei Vorhanggassäcken bekannt ist, gerollt, so dass das Gassackpaket 52 größtenteils eine Rolle ist, welche sich parallel um Gasgenerator 50 erstreckt. Die seitliche Durchbrechung 46 des Gehäuses 32 ist so groß gewählt, dass sowohl der Vorderteil des Gasgenerators 60 als auch das an ihm befestigte Gassackpaket 52 durch diese seitliche Durchbrechung 46 ins Innere des Gehäuses 32 eingeführt werden können. Die Befestigung des Gasgenerators 60 erfolgt über eine Befestigungsplatte 65, welche mittels Befestigungsbolzen 48 und Muttern 58 auf die Seitenwand 40 aufgeschraubt ist und die seitliche Durchbrechung 46 verschließt. Somit können auch bei montiertem Gehäuse 32 sowohl Gasgenerator 60 als auch Gassack 50 ausgetauscht werden und es ist möglich, Instrumententafel 10 und Gehäuse 32 einstückig herzustellen, insbesondere im Spritzgussverfahren, wie dies in 10 angedeutet ist. Eine solche Art der Befestigung des Gasgenerators mittels einer relativ großen Befestigungsplatte ist auch bei einem Ausführungsbeispiel möglich, bei dem sich die Durchbrechung im Boden des Gehäuses befindet, also bei einem Ausführungsbeispiel, welches dem ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel ähnlich ist.
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Das eben beschriebene zweite Ausführungsbeispiel eignet sich insbesondere zum Einsatz als Kniegassack-Einrichtung.
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Die 11 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung. Diese ist dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel in vielen Punkten ähnlich. Hier befindet sich jedoch der Gasgeneratorflansch 64 auf der Innenseite des Gehäuses und dient auch der Befestigung des Gassackes 50. Dieses bedeutet jedoch, dass der Gasgenerator durch die Austrittsöffnung 44 des Gehäuses 32 montiert werden muss und nach dem stoffschüssigen Verbinden des Gehäuses mit der Instrumententafel 10 nicht mehr vom Gehäuse entfernt kann, ohne dieses selbst von der Instrumententafel 10 zu trennen. Es kann in seltenen Fällen jedoch vorkommen, dass der Gasgenerator 60 gewechselt werden muss, beispielsweise weil dieser bei einer Überprüfung durch die Boardelektronik als defekt erkannt wird. Es ist in diesem Fall natürlich unerwünscht, dass die ganze Instrumententafel 10 gewechselt werden muss. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird deshalb eine Möglichkeit aufgezeigt, wie in einem solchem Fall ein Austausch des Gehäuses möglich ist. Das erste dieser beiden Ausführungsbeispiele wird mit Bezug auf die 12 bis 17 erläutert: Wie man der 12 entnimmt, welche eine Draufsicht auf den Kragen 18 ist, weist dieser Kragen 18 Gewinde 19, hier nämlich 6 Stück, auf. Diese Gewinde können aus Metall bestehen und können in den Kragen 18 eingegossen sein.
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Die 13 zeigt die Befestigung des Gehäuses 34 entsprechend den oben dargestellten Ausführungsbeispielen. Hier weist das Gehäuse einen oberen Flansch 33 auf, der die Austrittsöffnung 44 umläuft und dessen Oberseite die Stirnfläche 40a der Seitenwand 40 bildet. Die Befestigung kann auch hier durch Schweißen oder Kleben erfolgen.
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Muss nun aus irgendeinem Grund der Gasgenerator (in 13 nicht dargestellt) ausgewechselt werden, so wird das Gehäuse 32 unter Zerstörung der stoffschlüssigen Verbindung vom Kragen 18 der Instrumententafel 10 entfernt. Im Falle einer geklebten Verbindung kann dies beispielsweise durch Erhitzen der Klebeschicht erfolgen. Ein rein mechanisches Auftrennen, beispielsweise Aufsägen oder dergleichen ist ebenfalls möglich. Die 14 zeigt den Zustand nach dem Entfernen des Gehäuses 32.
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Ein zuverlässiges Wiederankleben oder Wiederanschweißen desselben Gehäuses oder eines Ersatzgehäuses ist in der Regel nicht möglich, da sich die Instrumententafel 10 im eingebauten Zustand im Kraftfahrzeug befindet. Es wird deshalb beim Wiedereinbau ein Gehäuse, in der Regel ein Ersatzgehäuse 70, mechanisch an der Instrumententafel 10, nämlich am Kragen 18 befestigt. Hierzu ist eine Halteklammer 72 vorgesehen, welche das Ersatzgehäuse 70 überspannt und die Stirnfläche 40a der Seitenwand 40, welche hier durch den Flansch 33 gebildet ist, gegen den Kragen 18 presst. Zur Befestigung der Halteklammer 72 dienen die Gewinde 19, in welche sich durch entsprechende Löcher der Halteklammer 72 erstreckende Schrauben 76 eingeschraubt sind (15).
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Die 16 zeigt eine Draufsicht aus Richtung R2 auf das in 15 Gezeigte. Die 17 zeigt eine alternative Form eines Kragens 18 und einer Halteklammer 72.
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Die 18 bis 21 zeigen eine Variante zum eben erläuterten Ausführungsbeispiel. Hier wird der Flansch 33 des Gehäuses 32 nicht entlang des gesamten Umfanges stoffschlüssig mit dem Kragen 18 verbunden, sondern nur in Verbindungszonen 18a, welche von Bereichen, in denen sich die Gewinde 19 befinden, getrennt sind. Somit kann der Flansch 33 des Gehäuses 32, wie dies in 19 gezeigt ist, im Wesentlichen deckungsgleich auf dem Kragen 18 aufliegen. Wird, wie oben beschrieben, ein Austausch des Gehäuses 32 notwendig, so wird nach Entfernen des Gehäuses 32 (20) ein Ersatzgehäuse 70 angeordnet, in dessen Flansch 71 Durchgangslöcher vorgesehen sind, welche zu den Gewinden 19 fluchten, so dass der Flansch 31 direkt auf den Kragen 18 aufgeschraubt werden kann, wie dies in 21 dargestellt ist.
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Wird ein Austausch eine Gehäuses notwendig, so ist nach Austausch des Gehäuses in der Regel kein Gewichtsvorteil gegenüber dem Stand der Technik mehr vorhanden, da das Ersatzgehäuse 70 in der Regel stabiler und schwerer ausgebildet sein, als das ursprünglich verbaute Gehäuse 32 und/oder weil eine Halteklammer (zumeist aus Metall) notwendig wird. Da ein solcher Austausch jedoch nur in wenigen Ausnahmefällen notwendig wird, wird das Ziel der Gewichtsreduzierung der Gesamtfahrzeugflotte dennoch erreicht.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Instrumententafel
- 12
- erste Oberfläche
- 14
- zweite Oberfläche
- 16
- Tür
- 17
- Durchtittsöffnung
- 18
- Kragen
- 18a
- Verbindungszonen
- 19
- Gewinde
- 20
- Sollbruchlinie
- 22
- Scharnierlinie
- 30
- Gassackmodul
- 32
- Gehäuse
- 33
- Flansch
- 34
- Boden
- 36
- zentrale Durchbrechung
- 38
- Befestigungsloch
- 40
- Seitenwand
- 40a
- Stirnfläche
- 42
- Rippe
- 44
- Austrittsöffnung
- 46
- seitliche Durchbrechung
- 48
- Befestigungsbolzen
- 50
- Gassack
- 52
- Gassackpaket
- 54
- Haltering
- 56
- Haltebolzen
- 58
- Mutter
- 60
- Gasgenerator
- 62
- Ausströmbereich
- 63
- Ausströmöffnung
- 64
- Gasgeneratorflansch
- 65
- Befestigungsplatte
- 70
- Ersatzgehäuse
- 71
- Flansch
- 72
- Halteklammer
- 74
- Bohrung
- 76
- Schraube
- 80
- Klebstoff
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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