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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere einer Lenksäule in einem Fahrzeug, mit einer Halterung und einer in der Halterung elastisch gelagerten Aufnahmeeinrichtung, an der ein Gasgenerator festgelegt ist.
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Aus der
DE 199 08 915 B4 ist ein Schwingungstilger für ein Lenkrad mit einem Airbag bekannt, bei dem die Trägheitsmasse des Schwingungstilgers durch den Gasgenerator des Airbags gebildet ist. Der Gasgenerator ist über ein seine Außenwand umgreifendes und daran befestigtes, gasundurchlässiges, aus elastomerem Werkstoff bestehendes Federelement mit dem Airbaggehäuse verbunden. Das Federelement weist die Form eines Kegelstumpfes auf, der im Wesentlichen eine konstante Wandstärke besitzt.
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In einem Kraftfahrzeug sind die Lenksäule sowie das Lenkrad mit dem Fahrerairbag ein schwingendes System. Um schädliche oder unangenehme Vibrationen in einem schwingenden System zu eliminieren oder zumindest zu mindern, ist die Abstimmung und Anordnung einer Masse mit einem bestimmten Gewicht hilfreich. Über eine Veränderung der Trägheitsmasse kann das Vibrationsverhalten verändert werden, so dass es im Idealfall zu einer Eliminierung von Vibrationen führt.
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In dem Stand der Technik wird die Trägheitsmasse durch den Gasgenerator bereitgestellt, der Gasgenerator wird über Verbindungsbleche mit dem Federelement gekoppelt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen bereitzustellen, mit der eine Anpassung an unterschiedliche Eigenfrequenzen einer Lenksäule oder einem anderen schwingfähigen System möglich ist, um ungewünschte Vibrationen wirksam unterdrücken zu können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren aufgeführt.
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Die Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen, insbesondere einer Lenksäule in einem Fahrzeug, mit einer Halterung und einer in der Halterung elastisch gelagerten Aufnahmeeinrichtung, an der ein Gasgenerator festgelegt ist, sieht vor, dass ein separates Zusatzgewicht vorgesehen ist, das an dem Gasgenerator und/oder der Aufnahmeeinrichtung festlegbar ist. Um einen Gasgenerator an der Lenksäule oder dem Lenkrad zu befestigen, ist eine Halterung vorgesehen, in der eine Aufnahmeeinrichtung für den Airbag bzw. den Gasgenerator elastisch gelagert ist. Der Gasgenerator dient somit als Vibrationsdämpfer für die Fahrereinheit aus Lenksäule, Lenkrad und Airbag. Je nach Ausgestaltung der Fahrereinheit und der Eigenfrequenz der Lenksäule bzw. des Schwingungssystems können unterschiedliche Massen als Vibrationsdämpfer erforderlich sein, was durch einen einzigen Gasgenerator nicht erreicht werden kann. Neuere Generationen von Gasgeneratoren können beispielsweise so leicht sein, dass sie nicht die erforderliche Trägheitsmasse erreichen. Durch das Zusatzgewicht kann eine abgestimmte Trägheitsmasse bereitgestellt werden, die auf die schwingungstechnischen Eigenschaften der Lenksäule, eines Lenkrades und des daran befestigten Airbags angepasst ist. Insbesondere bei besonders leichten Gasgeneratoren und leichten Materialien ist es möglich, über das Zusatzgewicht die Trägheitsmasse angepasst zu erhöhen und an der Aufnahmeeinrichtung und/oder dem Gasgenerator festzulegen, so dass auch das Zusatzgewicht über den Gasgenerator und die Aufnahmeeinrichtung elastisch an der Halterung festgelegt ist.
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Eine Aufnahmeeinrichtung und/oder dem Gasgenerator können Befestigungselemente zur Festlegung des Zusatzgewichtes angeordnet oder ausgebildet sein. Diese Befestigungselemente können als plastisch verformbare Laschen, elastische Rastelemente, Formschlusselemente allgemein, Haken, Klipse oder dergleichen ausgestaltet sein, um eine Festlegung des Zusatzgewichtes an dem Gasgenerator, an der Aufnahmeeinrichtung oder an beiden Komponenten zu ermöglichen. Vorteilhafterweise sind dazu an dem Zusatzgewicht korrespondierende Formschlusseinrichtungen für die an der Aufnahmeeinrichtung vorgesehenen Befestigungselemente angeordnet oder ausgebildet, so dass wahlweise vor oder nach der Montage des Gasgenerators an der Aufnahmeeinrichtung das Zusatzgewicht montiert werden kann.
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Das Zusatzgewicht kann reversibel an dem Gasgenerator und/oder der Aufnahmeeinrichtung festlegbar sein, so dass es zur Bearbeitung oder zum Austausch, beispielsweise im Rahmen einer Anpassung oder Modifikation ausgewechselt werden kann. Auch ist es möglich, dass zunächst eine Basisvariante der Vorrichtung aus Halterung, Gasgenerator und Zusatzgewicht vormontiert geliefert und erst an dem Einbauort an die jeweilige Ausstattungsvariante angepasst wird. Dazu kann es hilfreich sein, das Zusatzgewicht von dem Gasgenerator oder der Aufnahmeeinrichtung entfernen zu können.
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Das Zusatzgewicht kann an dem Gasgenerator und/oder der Aufnahmeeinrichtung festgeklebt, verklemmt, verpresst, verschraubt, verklipst und/oder vernietet werden, so dass auch eine irreversible Festlegung an der jeweiligen Komponente stattfinden kann.
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In der Regel ist der Gasgenerator über einen Fahrerairbag als ein zylindrisches oder annähernd zylindrisches Element ausgebildet, so dass zu einer platzsparenden Montage und einer möglichst engen Anpassung an den Gasgenerator das Zusatzgewicht ringförmig oder schalenförmig ausgebildet ist, so dass sich eine gleichförmige Massenverteilung um den Gasgenerator herum ergeben kann. Ebenfalls ist durch die ringförmige oder schalenförmige Ausgestaltung des Zusatzgewichtes mit einer korrespondierenden Konturierung zu dem Gasgenerator eine Anordnung mit einem minimalen Bauvolumen möglich.
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In dem Zusatzgewicht kann zumindest eine Öffnung für die Durchführung von Leitungen und/oder Befestigungselementen vorgesehen sein. Die Öffnung kann ebenfalls zur Durchführung von Kontakten des Gasgenerators durch den Boden des Zusatzgewichtes dienen. Andere Komponenten, beispielsweise Stecker, können ebenfalls durch die zumindest eine Öffnung hindurchragen.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Zusatzgewicht an einem Umfang einen Absatz aufweist, der als umlaufendes Formschlusselement zur Festlegung an dem Gasgenerator oder der Aufnahmeeinrichtung dient. Das Zusatzgewicht kann einen umlaufenden, in einer Ebene befindlichen Ring aufweisen, der vorteilhafterweise geschlossen ausgebildet ist und als Verankerungselement für die Befestigungselemente dient. Der Ring ist vorteilhafterweise auf der Außenseite des Zusatzgewichtes angeordnet und kann den Absatz ausbilden, der radial nach außen ragt, um als Hinterschnitt oder Formschlusselement für die Befestigungselemente zu dienen.
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Die Halterung kann als Schwingungstilger für einen Airbag ausgebildet sein, so dass die Vorrichtung zusammen mit dem Airbag als ein Airbagmodul ausgebildet sein kann, in dem der Gasgenerator und gegebenenfalls das Zusatzgewicht elastisch gelagert sind. Durch die Masse der Halterung zusammen mit der Masse des Gasgenerators, des Airbags und gegebenenfalls des Zusatzgewichtes können die Schwingungen an dem Lenkrad wirksam getilgt werden.
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In dem Zusatzgewicht können Sollbruchlinien ausgebildet sein, die Bereiche mit definierten Gewichten umgeben, so dass, ausgehend von einem Grundzusatzgewicht durch Entfernen definierter Gewichte das gewünschte Zusatzgewicht eingestellt werden kann. Dazu werden derjenigen Materialien innerhalb der Sollbruchlinien entfernt, die dem zu entfernenden Gewicht entsprechen.
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Die Erfindung betrifft auch ein fertig montiertes Modul als Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen aus einer Halterung mit einer elastisch gelagerten Aufnahmeeinrichtung, an der der Gasgenerator und das separate Zusatzgewicht festgelegt sind, wobei die Festlegung auch durch Befestigung des Zusatzgewichtes an dem Gasgenerator erfolgen kann.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 – eine Explosionsdarstellung der Vorrichtung;
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2 – eine Variante der 1; sowie
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3 – eine fertig montierte Vorrichtung aus Halterung, Gasgenerator und Zusatzgewicht.
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In der 1 ist in einer Explosionsdarstellung eine Vorrichtung zur Vibrationsdämpfung an einer Lenksäule eines Fahrzeuges dargestellt, mit einer Halterung 10, die als Haltering ausgebildet ist, mit einem Flansch, der Ausnehmungen 15 zur Befestigung beispielsweise an der Lenksäule oder einem Lenkrad aufweist. Die Ausnehmungen 15 dienen zur Durchführung beispielsweise von Schrauben oder anderen Befestigungselementen. Von dem Flansch erstreckt sich ein Kragen 17 im Wesentlichen senkrecht nach oben ab, auf dessen Innenseite eine Aufnahmeeinrichtung 11 angeordnet ist. Der Kragen 17 selbst kann als elastisches Element ausgebildet sein, ebenfalls ist es möglich, dass der Kragen 17 als umgeformtes Metallelement ausgebildet ist, an dem ein elastisches Bauteil zur Fixierung der Aufnahmeeinrichtung 11 befestigt ist. Vorzugsweise ist ein solches elastisches Element auf der Innenseite des Kragens 17 angeordnet, wesentlich ist, dass die Aufnahmeeinrichtung 11 insgesamt elastisch relativ zu dem Flansch der Halterung 10, die an der Lenksäule oder dem Lenkrad befestigt ist, gelagert ist.
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An der Aufnahmeeinrichtung 11 sind mehrere Absätze 18 angeordnet, die radial nach innen ragen. Die Aufnahmeeinrichtung 11 ist in der dargestellten Ausführungsform kreisförmig ausgebildet, abweichende Geometrien sind möglich.
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Parallel zur Erstreckung des Kragens 17 sind Befestigungselemente 12, 13 in Gestalt von Laschen oder Zungen an der Aufnahmeeinrichtung 11 ausgebildet, deren Funktion später erläutert werden wird. Ebenfalls ist eine Steckeraufnahme 14 vorgesehen, beispielsweise zur Erdung der Aufnahmeeinrichtung 11, die im Wesentlichen aus einem Blechteil einstückig ausgebildet ist. Eine mehrteilige Ausgestaltung der Aufnahmeeinrichtung 11 ist ebenso möglich wie eine Aufnahmeeinrichtung 11 mit einem offenen Querschnitt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Aufnahmeeinrichtung 11 über ein Elastomerelement 16 elastisch mit dem Flansch der Halterung 10 verbunden. Das Elastomerelement 16 ist an der Außenseite der Aufnahmeeinrichtung 11 befestigt, beispielsweise aufgeklebt oder anvulkanisiert. Eine ähnliche Befestigung kann an der Halterung 10 erfolgen.
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Unterhalb der Halterung 10 ist ein Gasgenerator 20 in einer im Wesentlichen zylindrischen Ausgestaltung dargestellt. Auslassöffnungen 22 sind in dem Mantel des zylindrischen Abschnittes des Gasgenerators 20 ausgebildet, um Entfaltungsgas nach außen in einen nicht dargestellten Airbag zu leiten. Unterhalb der Auslassöffnungen 22 ist ein umlaufender Vorsprung 21 ausgebildet, an dessen Unterseite ein Absatz 25 ausgebildet ist. Auf der Unterseite des Gasgenerators 20 sind elektrische Anschlüsse 23 zur Kontaktierung mit einer Ausleseeinrichtung vorgesehen. Der umlaufende Vorsprung 21 liegt im montierten Zustand an den Absätzen 18 der Aufnahmeeinrichtung 11 an und definiert dadurch die Einbaulage des Gasgenerators 20 relativ zu der Aufnahmeeinrichtung 11 und damit zu der Halterung 10. Im montierten Zustand werden die Befestigungselemente 12, 13 in Gestalt von Laschen nach innen gebogen oder federn nach innen, um den Gasgenerator 20 fest in der Aufnahmeeinrichtung zu sichern. Die Befestigungselemente 12 sind dabei so ausgebildet, dass sie federnd an dem äußeren Umfang des Vorsprunges 21 anliegen, die längeren Befestigungselemente 13 sind so ausgebildet, dass sie nach radial innen geneigt sind, so dass sie hinter den Absatz 25 greifen können und eine formschlüssige, dauerhafte Verriegelung des Gasgenerators 20 in der Aufnahmeeinrichtung 11 bewirken.
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Unterhalb des Gasgenerators 20 ist ein Zusatzgewicht 30 in einer schalenförmigen Ausgestaltung gezeigt. Auf der Unterseite ist eine Öffnung 33 ausgebildet, um Zugang zu den elektrischen Kontakten 23 des Gasgenerators 20 zu ermöglichen. Durch die Öffnung 33 ist ebenfalls die Einstellung eines Gewichtes des Zusatzgewichtes 30 möglich, je größer die Öffnung 33 ist, desto geringer ist das Gewicht des Zusatzgewichtes 30 bei ansonsten gleich bleibenden Abmessungen.
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Eine zweite Öffnung 34 ist in einem Seitenbereich am oberen Rand des Zusatzgewichtes 30 ausgebildet. Durch diese zweite Öffnung 34 ist es möglich, eine individuelle Anpassung an das gewünschte Zusatzgewicht zu ermöglichen, ebenfalls dient die zweite Öffnung 34 zur Durchführung eines Anschlusskontaktes 14 an der Aufnahmeeinrichtung 11.
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Die schalenartige Ausgestaltung des Zusatzgewichtes 30 sieht an dem oberen, bis auf die Unterbrechung durch die Öffnung 34 umlaufenden Rand 31 einen Absatz 35 vor, der ein Formschlusselement bildet, so dass ein oder mehrere Befestigungselemente 13 hinter den Absatz 35 greifen können, so dass eine formschlüssige Verriegelung stattfindet. Die Befestigungselemente 12, 13 können federnd radial nach innen ausgebildet sein, so dass aufgrund der federnden Rückstellkraft in Verbindung mit der radial nach innen gebogenen Lasche des langgestreckten Befestigungselementes 13 eine feste Verriegelung des Zusatzgewichtes 30 sowohl an dem Gasgenerator 20 als auch an der Aufnahmeeinrichtung 11 erfolgt. Die Innenseite des Zusatzgewichtes 30 ist so ausgebildet, dass die Unterseite des Gasgenerators 20 darin aufgenommen werden kann, vorteilhafterweise ist eine passgenaue, korrespondierende Formgebung der Innenseite des schalenförmigen Zusatzgewichtes 30 zu der Außenkontur der Unterseite des Gasgenerators 20 vorgesehen, so dass eine kompakte Bauweise erreicht wird. Das Zusatzgewicht 30 liegt dann vollflächig auf der Unterseite des Gasgenerators 20 an.
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Eine Variante der Erfindung ist in der 2 dargestellt, in der die Halterung 10 und der Gasgenerator 20 der Ausführung gemäß der 1 entsprechen. Eine abweichende Ausgestaltung des Zusatzgewichtes 30 ist vorgesehen, bei der der Rand 31 als umlaufender, sich in einer Ebene befindender Ring 36 ausgebildet ist, der sich auch an der Oberseite der Öffnung 34 erstreckt, so dass die Öffnung 34 als ein allseitig von einem Material des Zuatzgewichtes 30 umgebendes Fenster ausgebildet ist. Mehrere solcher Öffnungen 34 in Fensterform können um den Umfang verteilt an dem Zusatzgewicht 30 ausgebildet sein. Ebenfalls sind in der 2 Sollbruchlinien 37 innerhalb des Zusatzgewichtes 30 ausgebildet, an denen Material leichter aus dem Zusatzgewicht 30 entfernt werden kann. Die Sollbruchlinien 37 begrenzen vorteilhafterweise einen Materialbereich, der ein festgelegtes Gewicht aufweist, so dass leichter eine Anpassung an das Wunschgewicht, ausgehend von einem Ausgangsgewicht, durch Entfernen der jeweiligen Bereiche bereitgestellt werden kann. Beispielsweise weisen die Bereiche innerhalb de Sollbruchlinie ein Gewicht von 10 g oder 20 g auf, so dass eine abgestufte Verringerung des Gewichtes um den jeweiligen Anteil des entfernten Materials erfolgen kann.
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In der 3 ist ein montierter Zustand der Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungen an einer Lenksäule oder an einem Lenkrad gezeigt. Die Halterung 10 mit den vier Befestigungsöffnungen 15 und der an dem Elastomerelement 16 gelagerten Aufnahmeeinrichtung 11 ist von der Unterseite gesehen dargestellt. In den Freiraum der ringförmigen Aufnahmeeinrichtung 11 ist der Gasgenerator 20 eingeführt. Die Befestigungselemente 12 liegen an dem äußeren Umfang des Gasgenerators 20 an. Auf dem Gasgenerator 20 ist das Zusatzgewicht 30 aufgelegt, das durch die laschenartigen Befestigungselemente 13, die den äußeren Rand 31 an dem Absatz 35 hintergreifen, festlegen. Die Befestigungselemente 13 können entweder plastisch verformbar oder elastisch federnd in radialer Innenrichtung ausgebildet sein. Die Öffnung 33 im Bodenbereich des Zusatzgewichtes 30 lässt den Zugang zu den elektrischen Kontakten 23 des Gasgenerators 20 frei. Symmetrisch einander gegenüberliegend sind zwei Öffnungen 34 angeordnet, die zur Anpassung des Gewichtes des Zusatzgewichtes 30 dienen. Der Steckerkontakt 14 liegt in der dargestellten Ausführungsform außerhalb des Zuatzgewichtes 30, also am äußeren Rand außerhalb des Umfangs des Zusatzgewichtes 30.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Halterung
- 11
- Aufnahmeeinrichtung
- 12, 13
- Befestigungselemente
- 14
- Steckeraufnahme/Anschlusskontakt/Steckerkontakt
- 15
- Befestigungsöffnungen/Ausnehmung
- 16
- Elastomerelement
- 17
- Kragen
- 18
- Absätze
- 20
- Gasgenerator
- 21
- Vorsprung
- 22
- Auslassöffnung
- 23
- elektrische Anschlüsse/elektrische Kontakte
- 30
- Zusatzgewicht
- 31
- Rand
- 33, 34
- Öffnungen
- 35
- Absatz
- 36
- Ring
- 37
- Sollbruchlinien
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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