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Die Erfindung betrifft ein Gassackmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Schon seit vielen Jahren weist nahezu jedes Lenkrad eines Kraftfahrzeugs ein Gassackmodul auf, welches in den allermeisten Fällen in einer Ausnehmung im Nabenbereich des Lenkradkörpers angeordnet ist. Es sind zahlreiche Möglichkeiten bekannt geworden, wie das Gehäuse des Gassackmoduls direkt oder indirekt am Lenkradkörper angeordnet werden kann. Ein häufig eingesetztes Gassackmodul ist wie folgt aufgebaut:
Das Gassackmodul weist ein Gehäuse und eine Montageplatte auf. Diese Montageplatte ist entweder starr oder mittels Hupenfedern am Lenkradkörper angeordnet und das Gehäuse ist starr mit der Montageplatte verbunden. Hierbei liegt der Gehäuseboden auf einer Oberseite der Montageplatte auf. Vom Gehäuseboden erstreckt wenigstens ein Halteteil, beispielsweise in Form eines Bolzens, durch eine Durchbrechung in der Montageplatte. Dieses Halteteil hat eine untere Wand. Ist das Halteteil, wie meist, als Bolzen ausgebildet, so erstreckt sich in die Mantelfläche des Bolzens eine Nut mit einer oberen und der unteren Wand, wobei zumindest die untere Wand gegen die Horizontalfläche derart geneigt verläuft, dass sie schräg nach oben zeigt.
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An der Unterseite der Montageplatte ist ein stabförmiges Federelement gehalten, welches abschnittsweise an der oben erwähnten unteren Wand und an wenigstens einem Anlageabschnitt der Unterseite der Montageplatte anliegt und somit das Gehäuse an der Montageplatte hält. Zumeist sind wenigstens zwei solcher Bolzen vorhanden und die stabförmigen Federelemente sind Abschnitte eines U- oder Ω-förmigen Federdrahtes. Es können jedoch auch zwei einzelne Federstäbe vorgesehen sein. Die unteren Wände der Halteteile weisen in der Regel nach innen, also zum Zentrum des Gassackmoduls, und die Federelemente sind nach außen vorgespannt. Das Umgekehrte, also nach außen weisende untere Wände und nach innen vorgespannte Federelemente, ist jedoch auch möglich. Die Montage geschieht wie folgt:
Zunächst wird die Montageplatte in der Ausnehmung des Lenkradkörpers montiert. Hierbei kann sie entweder starr mit dem Lenkradkörper oder mittels Hupenfedern mit diesem verbunden sein. Anschließend wird das Gehäuse auf die Montageplatte aufgerastet, wobei jedes stabförmige Federelement durch das die Durchbrechungen durchstoßende Halteteil zunächst nach innen verschwenkt wird und dann auf die untere Wand einrastet. Eine eventuelle Demontage erfolgt dadurch, dass jedes stabförmige Federelement mittels eines Werkzeuges von seiner jeweiligen unteren Wand durch Verschwenken nach innen entriegelt wird.
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Die Vorteile eines solchen Gassackmoduls sind seine kostengünstige Herstellbarkeit und seine einfache Montier- und Demontierbarkeit. Ein Nachteil eines solchen Gassackmoduls ist, dass es, sofern nicht extrem geringe Toleranzen eingehalten werden, zu Klappergeräuschen beim Fahrbetrieb kommen kann. Das Einhalten extrem kleiner Toleranzen erhöht die Produktionskosten jedoch wesentlich.
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Deshalb stellt sich vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Gassackmodul dahingehend weiterzubilden, dass Klappergeräusche während des Fahrens zuverlässig verhindert werden, ohne dass die Toleranzen verkleinert werden müssten und ohne dass Abstriche hinsichtlich der Funktionssicherheit des Gassackmodules gemacht werden müssten.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die Geometrie und die Maße vieler Bauteile können aufgrund von baulichen Gegebenheiten und/oder Vorgaben des Fahrzeugherstellers nur in sehr geringem Maße variiert werden. Hierzu zählt beispielsweise der Durchmesser der Bolzen, die meist als Halteteile dienen und welche nicht beliebig groß gewählt werden können. Dies wäre auch aufgrund einer entsprechenden Zunahme des Modulgewichtes unerwünscht. Weiterhin kann die Neigung der unteren Wand nicht beliebig steil gewählt werden, da sonst nicht sichergestellt ist, dass das Gehäuse bei Zündung des Gasgenerators sicher an der Halteplatte gehalten wird. Durch diese Vorgaben ergibt sich das oben erwähnte Toleranzproblem. Dies soll an folgendem Extrembeispiel erläutert werden: Verliefe die untere Wand parallel zum Anlageabschnitt der Montageplatte, so wäre die Toleranz genau null: Wäre der Spalt zwischen unterer Wand und Anlageabschnitt der Montageplatte nur geringfügig zu klein, so könnte das stabförmige Federelement nicht in den Spalt zwischen unterer Wand und Anlageabschnitt eindringen. Wäre der Abstand nur geringfügig zu groß so wäre die Z-Position des Bolzens (und damit des Gehäuses) undefiniert, was unweigerlich zu Klappergeräuschen führen würde. Je steiler die untere Wand bei horizontal verlaufendem Anlageabschnitt gestellt wird, desto mehr vergrößert sich die Toleranz, allerdings ist die Steilheit aus den oben genannten Gründen limitiert.
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Mit anderen Worten: Um eine hohe Toleranz zu erreichen, sollte der Winkel zwischen der unteren Wand und dem zugeordneten Anlageabschnitt der Unterseite der Montageplatte möglichst steil sein, um ein sicheres Festhalten des Gehäuses an der Montageplatte bei Zündung des Gasgenerators sicherzustellen, sollte der Winkel möglichst flach sein. Erfindungsgemäß sind deshalb die untere Wand und/oder der Anlageabschnitt der Unterseite der Halteplatte so ausgebildet, dass sich wenigstens zwei Winkel zwischen diesen Bauteilen ergeben, nämlich ein flacher Winkel in einem äußeren Abschnitt und ein steilerer Winkel in einem inneren Abschnitt.
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Die unterschiedlichen Winkel können ausschließlich dem Halteteil, ausschließlich dem Anlageabschnitt oder beiden Bauteilen zugeordnet sein. Die Winkelverläufe können in diskrete Abschnitte eingeteilt sein oder stetig verlaufen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus den nun mit Bezug auf die Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispielen. Hierbei zeigen:
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1 ein Gassackgehäuse in einer ersten Schnittdarstellung,
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2 einen Teil eines Lenkradkörpers mit im Nabenbereich aufgenommener Montageplatte in einer ersten Schnittdarstellung,
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3 die beiden Bauteilen aus den 1 und 2 im montiertem Zustand in einer zweiten Schnittdarstellung, wobei der Schnitt dieser zweiten Schnittdarstellung parallel zu den Schnitten der 1 und 2 ist,
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3a das Detail D1 aus 3,
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4 eine Ansicht von unten auf die Montageplatte aus Richtung R1 in 3,
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5 eine zweite Ausführungsform der Erfindung in einer der 3 entsprechenden Darstellung,
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5a das Detail D2 aus 5,
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6 die in 5 gezeigte Ausführungsform in einer der 4 entsprechenden Darstellung und
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7 ein zweites Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsform in einer der 5a entsprechenden Darstellung.
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In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Halteteile als Bolzen ausgeführt, was meist zu bevorzugen, jedoch nicht zwingend ist. In diesem Fall ist die untere Wand eine untere Wand einer Nut, welche sich in die Mantelfläche des Bolzens erstreckt.
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Für das Folgende gelten folgende Definitionen: Die Z-Richtung oder Axialrichtung ist die Richtung der Achse der Lenksäule 14, welche im gezeigten Ausführungs beispiel auch die Richtung der Achse des zylindrischen Gasgenerators 26 ist. Die Bolzen 30, 30' auf welche später noch näher eingegangen werden wird, sind abschnittweise Zylinder, in deren Mantelfläche 30a, 30a' Nuten 32, 32' eingefräst sind. Die Achsen der den Bolzen zugrundeliegenden Drehteile erstrecken sich ebenfalls in Z- beziehungsweise Axialrichtung. Senkrecht zu dieser Axialrichtung Z steht die Normalebene E. Diese ist normal zur Ebene der Axialrichtung Z und somit auch normal zur Mantelfläche der zylindrischen Abschnitte der Bolzen. In den 1, 2, 3, 3a, 5 und 5a steht die Normalebene E senkrecht zur Zeichenebene; in den 4 und 6 ist die Normalebene E parallel zur Zeichenebene.
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erste Ausführungsform
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Wie man mit Bezug auf die 1, 2, 3 und 4 sieht, besteht das Gassackmodul aus einem Gehäuse 22 und einer Montageplatte 40. Die 1 und 2 zeigen den noch nicht montierten Zustand, die 3 und 4 den montierten Zustand. Die Darstellung in den 1 und 2 korrespondieren zur Schnittebene A-A in 4, die 3 ist ein Schnitt entlang der Ebene B-B in 4.
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Die Montageplatte 40 ist in einer Ausnehmung 12 im Nabenbereich des Lenkradkörpers 10 aufgenommen und mit dem Lenkradkörper 10 verbunden. Diese Verbindung mit dem Lenkradkörper 10 kann starr sein oder mittels in Axialrichtung wirkender Federn erfolgen. Da es auf die Verbindung zwischen Montageplatte 40 und Lenkradkörper 10 vorliegend nicht ankommt, ist die Art der Befestigung nicht dargestellt.
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Das Gehäuse 22 weist einen Gehäuseboden 24 auf, durch den sich der Gasgenerator 26 ins Innere des Gehäuses 22 und ins Innere des in das Gehäuse 22 eingefalteten Gassackes 28 erstreckt. Vom Gehäuseboden 24 erstrecken sich Bolzen 30, 30', im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Stück, welche starr mit dem Gehäuseboden 24 verbunden sind. Die Bolzen 30, 30' erstrecken sich in Axial- oder Z-Richtung. In die Mantelfläche 30a, 30a' jedes Bolzens 30, 30' ist eine Nut 32, 32' mit einer oberen Wand 34, 34' und einer unteren Wand 36, 36' eingefräst. Die Nuten 32, 32' weisen hierbei nach innen, also zur Mitte des Gehäusebodens 24.
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Die Montageplatte 40 weist eine mittige Öffnung 56 für den Gasgenerator 26 und für jeden Bolzen 30, 30' eine Durchbrechung 54, 54' auf. Durch diese Durchbrechungen 54, 54' erstrecken sich die Bolzen 30, 30' im montierten Zustand (3 und 4) derart, dass sich jeweils ein Teil der Nuten 32, 32' unterhalb der Unterseite 44 der Montageplatte 40 befindet. Auf der Unterseite 44 der Montageplatte 40 ist ein U- oder Ω-förmiger Federdraht 52 gehalten, wozu an der Unterseite 44 der Montageplatte 40 angeordnete Bügel 50a bis 50d dienen. Linker und rechter Abschnitt 52a, 52b des Federdrahtes 52 bilden stabförmige Federelemente und sind vorgespannt, so dass sie nach außen, also in die Radialrichtungen RA1 und RA2, drücken. Neben jeder Durchbrechung 54, 54' befindet wenigstens ein Anlageabschnitt der Unterseite der Montageplatte, an welchem der jeweilige Abschnitt des Federdrahtes anliegt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind jeder Durchbrechung zwei Anlageabschnitte 45a, 45b; 45a', 45b' zugeordnet. Die Anlageabschnitte können von den umgebenden Bereichen der Unterseite der Montageplatte abgesetzt sein, müssen dies aber nicht. In der ersten Ausführungsform erstrecken sich die Anlageabschnitte parallel zur Normalebene E.
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Weiterhin liegen rechter und linker Abschnitt 52a, 52b des Federdrahtes 52 jeweils an der unteren Wand 36a, 36a` ihrer Nut 32a, 32b an und drücken aufgrund ihrer Vorspannung und aufgrund der Schräge der unteren Wände 36, 36' die Bolzen 30, 30' nach unten, wodurch der Gehäuseboden 24 auf die Oberseite 42 der Montageplatte 40 gedrückt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Gehäuseboden 24 im Wesentlichen vollflächig auf die Oberseite 42 der Montageplatte 40 gedrückt. Dies kann je nach Ausgestaltung von Gehäuseboden 24 und Montageplatte 40 auch nur abschnittsweise erfolgen.
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Die Bolzen 30, 30' und die Bereiche der Durchbrechungen 54, 54' und der benachbarten Anlageabschnitte 45a, 45b; 45a', 45b' sind zueinander symmetrisch; die nun folgenden Erläuterungen bezüglich Form und Funktion der Nut 32 und der zugeordneten Anlageabschnitte 45a, 45b der linken Seite gelten in analoger Weise auch für die Nut 32' mit zugeordneten Anlageabschnitten 45a', 45b' der rechten Seite.
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Wie man insbesondere anhand der 3a sieht, weist die unteren Wand 36 der Nut 32 zwei Abschnitte, nämlich einen äußeren Abschnitt 36a und einen inneren Abschnitt 36b auf, wobei der äußere Abschnitt 36a mit der Normalebene E einen ersten Winkel α und der innere Abschnitt 36b mit der Normalebenen einen zweiten Abschnitt β einschließt. Hierbei ist der erste Winkel α kleiner als der zweite Winkel β, wenn folgende Definition gilt: Gezählt wird von der unteren Wand der Nut in mathematisch positiver Richtung (also nach links). Mit anderen Worten: Der innere Abschnitt verläuft gegen die Horizontale flacher als der äußere Abschnitt. Bevorzugte Bereiche für die beiden Winkel sind: 3° < α < 15° und 20° < β < 40°.
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Im ersten Ausführungsbeispiel sind, wie bereits erwähnt, die Anlageabschnitte 45a, 45b der Unterseite 44 der Montageplatte 40 parallel zur Normalebene E, so dass die eben definierte Winkelbeziehung auch zwischen der unteren Wand 36 und den Anlageabschnitten 45a, 45b gilt, wie dies in 3a auch dargestellt ist. Aufgrund des steileren Winkels des inneren Abschnitts 36b wird der Toleranzbereich, in welchem der betreffende Abschnitt des Federdrahtes 52 sowohl an der unteren Wand 36, als auch an den Anlageabschnitten 45a, 45b anliegt, gegenüber einer unteren Wand 36, welche durchgehend den Winkel des äußeren Abschnittes 36a hätte, vergrößert. Der flache Winkel des äußeren Abschnitt 36a sorgt dafür, dass auch dann, wenn der Gasgenerator 26 gezündet wird und auch das Gehäuse 22 eine große Kraft in Z-Richtung ausgeübt wird, ein Ausschnappen des Federdrahtes 52 aus der Nut 32 verhindert wird. Die erfindungsgemäße Verbesserung wird also dadurch erreicht, dass der Winkel zwischen der unteren Wand 36 der Nut 32 und den zugeordneten Anlageabschnitten 45a, 45b nicht konstant ist.
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zweite Ausführungsform
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Auch in der zweiten Ausführungsform gilt, die oben beschriebene Symmetriebeziehung zwischen linker und rechter Seite, so dass sich auf die linke Seite bezogen wird:
In der zweiten Ausführungsform, die in den 5, 5a und 6 gezeigt ist, wird der gewünschte Effekt nicht durch unterschiedliche Winkel der unteren Wand 36, sondern durch unterschiedliche Winkel der zugeordneten Anlageabschnitte 45a, 45b erreicht, wozu die Unterseite 44 der Montageplatte 40 Rampen 46a, 46b; aufweist, so dass die Anlageabschnitte jeweils zwei Unterabschnitte haben, welche in 5a mit 48a und 48b bezeichnet sind. Diese Rampen steigen nach außen hin an und beginnen – in den Projektionsdarstellungen der 5, 5a – „in” der Nut 32, so dass sich in Radialrichtung ein Abstand a zwischen dem äußeren Anfang der Nut und dem Anfang der Rampen 46a, 46b ergibt und sich bezogen auf die Radialausdehnung der Nut jeweils zwei unterschiedliche Winkel zwischen Anlageabschnitt und unterer Wand 36 der Nut ergeben. Diese beiden Winkel werden ebenfalls mit α und β bezeichnet. Die oben getroffenen Definitionen bezüglich der Orientierung der Winkel wird beibehalten. Der Effekt ist der selbe wie oben beschrieben, nämlich dass die Toleranz in Z-Richtung vergrößert wird und dennoch in einem Randbereich der Winkel zwischen unterer Wand und Anlageabschnitt flach ist, was ein unbeabsichtiges Ausschnappen des Federdrahtes bei Zündung des Gasgenerators und entsprechender Krafteinleitung verhindert wird. Bevorzugte Winkelbereiche sind: 3° < α < 15° und 20° < β < 40°.
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Die 7 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsform. Hier ist statt einer Rampe eine Nase 60 an der Unterseite 44 der Montageplatte 40 vorgesehen. Diese Nase 60 befindet sich auf der entgegengesetzten Seite wie die Rampen 46a, 46b des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels und ist entgegengesetzt orientiert. Auch hier ergeben sich unterschiedliche Winkel zwischen der unteren Wand 36 der Nut und dem zugeordneten Anlageabschnitt, welcher auch hier zwei Unterabschnitte 48a, 48b aufweist. Der erste Winkel α kann hier sogar negativ sein. Die untere Wand der Nut kann durchgehend relativ steil stehen, da ein unbeabsichtigtes Ausschnappen des Abschnitts 52a des Federdrahtes 52 aus der Nut 32 durch die Nase 60 verhindert wird.
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Eine solche Nase können grundsätzlich auch an der unteren Wand der Nut angeordnet sein, hätte jedoch den Nachteil einer weniger einfachen Montier- und Demontierbarkeit des Gehäuses an der Montageplatte.
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Mischformen zwischen den beiden eben beschriebenen Ausführungsbeispielen sind möglich. Weiterhin ist es möglich, dass sich die Winkel von Anlageabschnitt und/oder von unterer Wand 36 kontinuierlich ändern, so dass sich stetig verlaufende Oberflächen ergeben.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lenkradkörper
- 12
- Ausnehmung
- 14
- Lenksäule
- 20
- Gassackmodul
- 22
- Gehäuse
- 24
- Gehäuseboden
- 26
- Gasgenerator
- 28
- Gassack
- 30, 30'
- Bolzen
- 30a, 30a'
- Mantelfläche
- 32, 32'
- Nut
- 34
- obere Wand
- 36
- untere Wand
- 36a
- äußerer Abschnitt
- 36b
- innerer Abschnitt
- 40
- Montageplatte
- 42
- Oberseite
- 44
- Unterseite
- 45a, 45a'
-
- 45b, 45b'
- Anlageabschnitt
- 46a, 46b
-
- 46a', 46b'
- Rampe
- 48a, 48b
- Unterabschnitt
- 50a–d
- Bügel
- 52
- Federdraht
- 52a
- linker Abschnitt
- 52b
- rechter Abschnitt
- 52c
- mittlerer Abchnitt
- 54, 54'
- Durchbrechung
- 56
- mittlere Öffnung
- 60
- Nase
