DE102011116945B3

DE102011116945B3 - Befestigungselement zur Befestigung eines Airbags und ein Klemmelement zur Befestigung eines schlauchförmig gerollten oder gefalteten Airbags

Info

Publication number: DE102011116945B3
Application number: DE201110116945
Authority: DE
Inventors: Fredrik Kjell; Ola Henriksson; Karin Holmquist
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2013-04-11
Anticipated expiration: 2031-10-27
Also published as: WO2013062467A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befestigungselement (1) zur Befestigung eines Airbags an einer Fahrzeugstruktur (10) mit – einer Befestigungsplatte (8) mit einem Haken (6), welcher dazu ausgebildet ist, in eine Befestigungsöffnung (11) der Fahrzeugstruktur (10) eingeführt zu werden, wobei das Befestigungselement (1) durch Einklemmen in der Befestigungsöffnung (11) an der Fahrzeugstruktur (10) befestigt ist, und wobei – die Befestigungsplatte (8) eine Durchgangsbohrung (17) aufweist, in welche eine Befestigungsschraube bzw. ein Befestigungsbolzen (7) eingeführt wird, um den Haken (6) in die Klemmstellung zu drücken, wobei – der Haken (6) einen sich auf einer Seite des Hakens erstreckenden verdickten Kopf (12) aufweist, und – die Durchgangsbohrung (17) zumindest abschnittsweise in einem Winkel (B) ungleich 90 Grad zu der Befestigungsplatte (8) verläuft, und wobei – die Durchgangsbohrung (17) in einer Öffnung endet, welche auf der dem verdickten Kopf (12) gegenüberliegenden Seite des Hakens (6) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement zur Befestigung eines Airbags mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Heutzutage sind moderne Fahrzeuge mit verschiedenen Airbags ausgestattet, welche während eines Unfalls schnell aufgeblasen werden und den Insassen oder den Fußgänger davor schützen, auf die von dem Airbag abgedeckten Bereiche der Fahrzeugstruktur oder die von diesem abgedeckten Bauteile, wie Lenkräder, Sitzlehnen etc. aufzuschlagen. Die Befestigung der Airbags an der Fahrzeugstruktur unterliegt verschiedenen gesetzlichen Anforderungen sowie zusätzlichen Anforderungen seitens des Fahrzeugherstellers in Bezug auf die Belastbarkeit unter verschiedenen Bedingungen. Zudem soll die Befestigung natürlich so montagefreundlich und kostengünstig wie möglich ausgeführt sein.
Die Befestigung des Airbags kann zum Beispiel durch ein Klemmelement mit einem mittels einer Schraube oder eines Bolzens an der Fahrzeugstruktur befestigten Klemmring verwirklicht sein. Zur Befestigung der Schraube muss eine Mutter an der Fahrzeugstruktur befestigt werden, welche üblicherweise durch eine aufgeschweißte Mutter verwirklicht ist. Die aufgeschweißte Mutter erhöht die Kosten und den Konstruktionsaufwand beim Fahrzeughersteller.
Aus der EP 1 422 112 A1 und der WO 2006/108889 A1 sind verschiedene Befestigungselemente bekannt, die einen Klemmmechanismus aufweisen, welcher nach der Positionierung des Befestigungselementes in der Befestigungsöffnung des Fahrzeugs durch Einführen eines Stiftes aufgeweitet wird. Der Stift ist als Bolzen mit einem Durchmesser ausgebildet, welcher größer ist als der Durchmesser einer Öffnung in dem Klemmmechanismus, so dass beim Einführen des Stiftbolzens Haken des Klemmmechanismus nach außen gedrückt werden. Die Befestigung des Befestigungselementes und des Airbags ist dann durch Einklemmen des Randes der Öffnung der Fahrzeugstruktur zwischen den Haken und einer Befestigungsplatte verwirklicht. Ein Nachteil dieser Befestigungselemente ist, dass diese Befestigungselemente auch fehlerhaft befestigt sein können, wenn das Befestigungselement nicht vollständig eingeführt ist und der Rand der Fahrzeugstruktur nicht richtig zwischen den Haken und der Befestigungsplatte eingeklemmt ist.
Weitere Befestigungselemente zur Befestigung eines Airbags sind z. B. aus den Druckschriften EP 1 857 333 A2 , US 7,331,602 B2 , WO 2009/139976 A1 bekannt. Sämtliche dort beschriebenen Befestigungselemente basieren auf demselben Dübelprinzip und legen den Airbag durch eine Klemmkraft fest. Auch diese Befestigungselemente können fehlerhaft befestigt werden, sofern die Haken den Rand der Befestigungsöffnung des Fahrzeugs nicht vollständig hintergreifen, so dass anschließend nur eine scheinbare sichere Befestigung vorhanden ist, welche sich unter Last aber lösen kann.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein Befestigungselement bereitzustellen, welches für den Arbeiter während des Montageprozesses des Airbags eine einfache Handhabung ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Befestigungselement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass der Haken einen sich auf einer Seite des Hakens erstreckenden verdickten Kopf aufweist, und die Durchgangsbohrung zumindest abschnittsweise in einem Winkel ungleich 90 Grad zu der Befestigungsplatte verläuft, und wobei die Durchgangsbohrung in einer Öffnung endet, welche auf der dem verdickten Kopf gegenüberliegenden Seite des Hakens angeordnet ist.
Der Vorteil der vorgeschlagenen Lösung kann darin gesehen werden, dass die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen den Haken mit dem verdickten Kopf aufgrund der winkeligen Durchgangsbohrung und der Anordnung der Öffnung, in welcher die Durchgangsbohrung endet, automatisch in die Klemmstellung drückt. Der Winkel der Durchgangsbohrung zwingt das Befestigungselement zu einer seitlichen Bewegung, wenn der Befestigungsbolzen bzw. die Befestigungsschraube eingeführt wird und an einem fahrzeugfesten Teil zur Anlage gelangt (zum Beispiel durch Anlage am Rand der Befestigungsöffnung in der Fahrzeugstruktur). Die Bewegung des Hakens in die Klemmstellung ist in diesem Fall durch eine reine Schwenkbewegung des Hakens verwirklicht, ohne das Befestigungselement an sich zu deformieren. Das vorgeschlagene Befestigungselement muss daher nicht in sich flexibel oder elastisch sein und es kann ein Material mit einer hohen Festigkeit wie Metall oder dergleichen für das Befestigungselement verwendet werden. Der weitere Vorteil der vorgeschlagenen Lösung kann darin gesehen werden, dass keine aufgeschweißte Mutter an der Fahrzeugstruktur benötigt wird, da das vorgeschlagene Befestigungselement bereits die Durchgangsbohrung mit einem Gewinde zur Befestigung der Schraube aufweist. Das Befestigungselement vereint die Vorteile eines Clipelements mit den Vorteilen einer Schraube, wobei beide Befestigungselemente in dieser Ausführung zusammenwirken, um die Befestigung zu verbessern, indem nur ein einziges Element verwendet wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Haken eine Anlagefläche aufweist, welche zumindest abschnittsweise der Außenfläche der Befestigungsschraube bzw. des Befestigungsbolzens entsprechend geformt ist. Die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen drückt den Haken in die Klemmstellung, indem er mit dem Rand der Befestigungsöffnung des Fahrzeugs in Kontakt kommt und gleichzeitig an dem Haken zur Anlage gelangt. Da der Haken die vorgeschlagene Anlagefläche mit einer zumindest abschnittsweise übereinstimmenden Oberfläche aufweist, ist es möglich, die Befestigungsschraube bzw. den Befestigungsbolzen während der Einführbewegung zu führen und sicherzustellen, dass das ganze Befestigungselement verschwenkt wird, und nicht nur die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen.
Die Führung kann weiter verbessert werden, wenn die Anlagefläche an dem Haken als Verlängerung eines Teils der Seitenwand der Durchgangsbohrung in dem Befestigungselement ausgebildet ist. Die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen wird in einem ersten Schritt in die Durchgangsbohrung eingeführt, was das Befestigungselement in eine vorgegebene Ausrichtung zwingt. Da die Anlagefläche an dem Haken als Verlängerung der Durchgangsbohrung ausgebildet ist, kommt das Befestigungselement automatisch mit der Anlagefläche in Kontakt und wird während der weiteren Bewegung, insbesondere während des Drückens des Hakens in die Klemmstellung, geführt.
Es hat sich in verschiedenen Versuchen herausgestellt, dass der Winkel vorzugsweise zwischen 70 und 85 Grad liegen sollte, um eine einfache Handhabung unter Bereitstellung der für die Bewegung des Hakens in die Klemmstellung erforderlichen Kräfte zu ermöglichen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Haken in einer Größe ausgelegt ist, die das Einführen des Befestigungselementes mit dem Haken in die Befestigungsöffnung nur ermöglicht, wenn die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen nicht in die Durchgangsbohrung eingeführt ist. Die vorgeschlagene Dimensionierung des Hakens verhindert eine fehlerhafte Befestigung des Befestigungselementes, da der Befestigungsvorgang klar in zwei getrennte Schritte unterteilt wird, nämlich Einführen des Befestigungselementes mit dem Haken in die Befestigungsöffnung in einem ersten Schritt und Einführen der Befestigungsschraube bzw. des Befestigungsbolzens in das Befestigungselement in einem zweiten Schritt, wobei der Haken in die Klemmstellung gedrängt wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Haken mit einem spitzen Kopf geformt ist, welcher zur Befestigung des Befestigungselementes zuerst in die Befestigungsöffnung des Fahrzeugs eingeführt wird. Die vorgeschlagene Form des Kopfes des Hakens ermöglicht eine einfache Montage und ermöglicht insbesondere das Einführen in einem ersten Schritt mit einem Teil des Hakens zusammen mit der Befestigungsschraube bzw. dem Befestigungsbolzen in die Befestigungsöffnung. In einem zweiten Schritt wird das Befestigungselement in eine vorgegebene Position verschwenkt, in welcher das Befestigungselement schließlich fixiert wird. Die Schwenkbewegung wird in einem ersten Schritt durch die Form des spitzen Kopfes mit einer winkeligen Fläche auf einer Seite und in einem zweiten Schritt durch tieferes Einführen der Schraube bzw. des Bolzens in die Durchgangsbohrung ermöglicht. Der spitze Kopf kann mit einer oder zwei winkeligen Flächen ausgebildet sein, wobei sich der Begriff „winkelig” auf einen Winkel zu der Längsachse des Hakens bezieht. Der Winkel ist ein spitzer Winkel zwischen der Längsachse und der Fläche.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform kann geschaffen werden, wenn der Haken exzentrisch an der Befestigungsplatte angeordnet ist, und der verdickte Kopf des Hakens auf die längere Seite der Befestigungsplatte gerichtet ist. Die eine längere Seite bildende exzentrische Anordnung schafft in Kombination mit dem auf die längere Seite gerichteten verdickten Kopf eine zusätzliche Führung der Bewegung des Befestigungselementes, da die Befestigungsplatte mit dem Rand der längeren Seite an der Fahrzeugstruktur zur Anlage gelangt.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Durchgangsbohrung einen ersten Abschnitt, welcher senkrecht zu der Befestigungsplatte ausgerichtet ist, und einen zweiten Abschnitt, welcher in dem Winkel ausgerichtet ist, aufweist. Die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen kann wie üblich in einem ersten Schritt senkrecht in das Befestigungselement eingeführt werden, zum Beispiel in eine Transportstellung. Die Schwenkbewegung wird in dem zweiten Schritt erzwungen, wenn die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen tiefer in die Durchgangsbohrung eingeschraubt bzw. eingeführt wird.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Haken zumindest in einem Abschnitt einen der Form der Befestigungsöffnung entsprechenden nicht rund geformten Querschnitt aufweist. Die vorgeschlagene Form des Hakens verhindert eine unbeabsichtigte Drehbewegung des Befestigungselementes gegenüber der Befestigungsöffnung. Der nicht rund geformte Abschnitt ist der Abschnitt nahe der Befestigungsplatte, welcher nach der Befestigung in der Befestigungsöffnung angeordnet sein wird. Wenn der Haken in diesem Abschnitt in derselben oder in ungefähr der Größe der Befestigungsöffnung ausgelegt ist, können zusätzlich Klappergeräusche und andere Bewegungen verhindert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei:
1 zeigt ein Befestigungselement;
2 zeigt ein Klemmelement;
3 zeigt einen Querschnitt durch das Befestigungselement, bevor der Haken in die Klemmstellung gedrückt wird;
4 zeigt einen Querschnitt durch das Befestigungselement, wenn der Haken in die Klemmstellung gedrückt ist;
5 zeigt ein Befestigungselement ohne die Befestigungsschraube bzw. den Befestigungsbolzen;
6 zeigt ein Befestigungselement mit einer Durchgangsbohrung mit zwei verschiedenen Abschnitten.
1 zeigt ein erfindungsgemäß ausgebildetes Befestigungselement 1 mit einer Befestigungsplatte 8 mit einem sich von einer Seite erstreckenden Haken 6 und einer sich von der anderen Seite erstreckenden Befestigungsschraube 7.
2 zeigt ein Klemmelement 2 mit einem flexiblen Klemmring 3 aus Kunststoff, welcher an den Endabschnitten mit flachen Abschnitten 4 und 5 ausgebildet ist. In den flachen Abschnitten 4 und 5 ist jeweils eine Öffnung 13 und 14 angeordnet, welche zur Bildung einer Durchgangsbohrung 15 zur Deckung gebracht sind, wenn die flachen Abschnitte 4 und 5 wie vorgesehen angeordnet sind, wie in 4 gezeigt. Der Klemmring 3 ist dazu ausgebildet, um den schlauchförmigen Airbag, wie zum Beispiel einen gerollten oder gefalteten Vorhangairbag oder Fußgängerairbag, herumgeschlungen zu werden.
3 zeigt das Befestigungselement 1, welches in eine durch die zur Deckung gebrachten Öffnungen 13 und 14 in den flachen Abschnitten 4 und 5 geschaffene Durchgangsbohrung 15 eingeführt wird. Das Befestigungselement 1 kann an einem der flachen Abschnitte 4 bzw. 5 des Klemmelementes 2 vorfixiert sein als eine vormontierte Einheit zusammen mit dem Airbag. Das Klemmelement 2 wird mit dem Befestigungselement 1 in eine Befestigungsöffnung 11 in der Fahrzeugstruktur 10 eingeführt, wobei das Befestigungselement 1 in einem ersten Schritt mit dem Haken 6 eingeführt wird, bis der Haken 6 mit einem verdickten Kopf 12 vollständig in die Öffnung 11 eingreift. In einem zweiten Schritt wird die Befestigungsschraube 7 in eine Durchgangsbohrung 17 des Befestigungselementes 1 eingeschraubt, bis die Befestigungsschraube 7 an einem Rand 16 auf einer Seite der Öffnung 11 zur Anlage gelangt. Der verdickte Kopf 12 des Hakens 6 ist in einer Größe ausgelegt, welche nur das Einführen des Kopfes 12 ermöglicht. Die Durchgangsbohrung 17 und die eingeführte Befestigungsschraube 7 sind in einem Winkel B ungleich 90 Grad zu der Befestigungsplatte 8 ausgerichtet. Der Winkel B ist in 3 als der Winkel zwischen der Längsachse L der Befestigungsschraube 7 und einer durch die Befestigungsplatte 8 definierten Ebene dargestellt.
Wenn die Befestigungsschraube 7 tiefer in die Öffnung 11 eingeführt bzw. eingeschraubt wird, wird eine Schwenkbewegung des Befestigungselementes 1 in Pfeilrichtung A erzwungen, indem die Befestigungsschraube 7 gegen den Rand 16 gedrückt und der Haken 6 in die in 4 gezeigte Klemmstellung gedrängt wird. Die Schwenkbewegung des Befestigungselementes 1 wird durch die Befestigungsschraube 7 geführt, welche mit einem Schaft 7a an einer Seitenfläche 18, welche eine Verlängerung von einer Seite der Durchgangsbohrung 17 ist, des in 1 gezeigten Hakens 6 zur Anlage gelangt. Wenn der Schaft 7a mit einem Gewinde versehen ist, ist es sinnvoll, auch die Seitenfläche 18 mit einem Gewinde zu versehen, um die Verbindungsfläche zwischen der Befestigungsschraube 7 und dem Haken 6 zu vergrößern.
Da der Haken 6 in dem ersten Schritt mit dem verdickten Kopf 12 in die Öffnung eingeführt wird, wird die Einführbewegung durch den Kopf 12, welcher den Rand der Öffnung 11 zumindest teilweise überlappt und daher verhindert, dass der Kopf 12 während des Einschraubens der Befestigungsschraube 7 in die Durchgangsbohrung 17 aus der Öffnung 11 herausgezogen wird, zusätzlich unterstützt.
5 zeigt ein Befestigungselement 1 ohne die Befestigungsschraube bzw. den Befestigungsbolzen 7. Der Haken ist exzentrisch angeordnet, wobei er die Befestigungsplatte 8 in zwei Seiten 8a und 8b mit unterschiedlichen Längen teilt. Die Seite 8a mit der größeren Länge ist auf dieselbe Seite gerichtet wie der sich auf einer Seite von dem Haken 6 erstreckende verdickte Kopf 12. Der Haken 6 weist zusätzlich einen spitzen Kopf 6a auf, welcher die Einführbewegung des Hakens 6 in die Befestigungsöffnung 11 erleichtert, indem zumindest auf einer Seite eine winkelige Fläche geschaffen wird, welche mit der Längsachse des Hakens 6 einen spitzen Winkel einschließt.
6 zeigt das Befestigungselement 1 mit einer Befestigungsschraube 7 in verschiedenen Stellungen. Die Durchgangsbohrung 17 ist mit zwei Abschnitten 17a und 17b ausgebildet, wobei der Abschnitt 17a senkrecht zu der Ebene der Befestigungsplatte 8 ausgerichtet ist, und der Abschnitt 17b in dem in 3 gezeigten Winkel B ausgerichtet ist. Die Befestigungsschraube 7 führt daher bis zum vollständigen Einführen in die Durchgangsbohrung 17 eine Bewegung in zwei verschiedene Richtungen aus.

Claims

Befestigungselement (1) zur Befestigung eines Airbags an einer Fahrzeugstruktur (10) mit – einer Befestigungsplatte (8) mit einem Haken (6), welcher dazu ausgebildet ist, in eine Befestigungsöffnung (11) der Fahrzeugstruktur (10) eingeführt zu werden, wobei das Befestigungselement (1) durch Einklemmen in der Befestigungsöffnung (11) an der Fahrzeugstruktur (10) befestigt ist, und wobei – die Befestigungsplatte (8) eine Durchgangsbohrung (17) aufweist, in welche eine Befestigungsschraube bzw. ein Befestigungsbolzen (7) eingeführt wird, um den Haken (6) in die Klemmstellung zu drücken, dadurch gekennzeichnet, dass – der Haken (6) einen sich auf einer Seite des Hakens erstreckenden verdickten Kopf (12) aufweist, und – die Durchgangsbohrung (17) zumindest abschnittsweise in einem Winkel (B) ungleich 90 Grad zu der Befestigungsplatte (8) verläuft, und wobei – die Durchgangsbohrung (17) in einer Öffnung endet, welche auf der dem verdickten Kopf (12) gegenüberliegenden Seite des Hakens (6) angeordnet ist.
Befestigungselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – der Haken (6) eine Anlagefläche (18) aufweist, welche zumindest abschnittsweise der Außenfläche der Befestigungsschraube bzw. des Befestigungsbolzens (7) entsprechend geformt ist.
Befestigungselement (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – die Anlagefläche (18) an dem Haken (6) als Verlängerung eines Teils der Seitenwand der Durchgangsbohrung (17) in dem Befestigungselement (1) ausgebildet ist.
Befestigungselement (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass – der Winkel (B) zwischen 70 und 85 Grad liegt.
Befestigungselement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Haken (6) in einer Größe ausgelegt ist, die das Einführen des Befestigungselementes (1) mit dem Haken (6) in die Befestigungsöffnung (11) nur ermöglicht, wenn die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen (7) nicht vollständig in die Durchgangsbohrung (17) eingeführt ist.
Befestigungselement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Haken (6) mit einem spitzen Kopf (6a) ausgebildet ist, welcher zur Befestigung des Befestigungselementes (1) zuerst in die Befestigungsöffnung (11) des Fahrzeugs eingeführt wird.
Befestigungselement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Befestigungsschraube bzw. der Befestigungsbolzen (7) mit einem spitzen Kopf (7a) ausgebildet ist, welcher zur Befestigung des Befestigungselementes (1) zuerst in die Befestigungsöffnung (11) eingeführt wird.
Befestigungselement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Haken (6) exzentrisch an der Befestigungsplatte (8) angeordnet ist, und – der verdickte Kopf (12) des Hakens (6) auf die längere Seite (8a) der Befestigungsplatte (8) gerichtet ist.
Befestigungselement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Durchgangsbohrung (17) einen ersten Abschnitt (17a), welcher senkrecht zu der Befestigungsplatte (8) ausgerichtet ist, und einen zweiten Abschnitt (17b), welcher in dem Winkel (B) ausgerichtet ist, aufweist.
Befestigungselement (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – der Haken (6) zumindest in einem Abschnitt einen der Form der Befestigungsöffnung (11) entsprechenden nicht rund geformten Querschnitt aufweist.