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Die Erfindung betrifft ein Luftsackmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Frontairbagmodul, das innerhalb eines Lenkrads angeordnet ist.
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Ein derartiges Modul umfasst in der Regel einen zusammengefalteten Luftsack, der im Falle eines Aufpralls mittels eines Gasgenerators aufgeblasen wird. In der Ausführung als Frontairbag wird das Luftsackmodul in das Lenkrad integriert. In manchen Fällen fällt die Resonanzfrequenz des Lenksystems mit der Motorvibration zusammen, wodurch im ungünstigsten Fall für den Fahrzeugführer unangenehme Schwingungen des Lenkrads auftreten können.
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Zur Unterdrückung der auftretenden Vibrationsschwingungen ist es bekannt, ein oder mehrere Dämpfergewichte am Lenkrad bzw. am Luftsackmodul anzuordnen. Die Anordnung zusätzlicher Gewichte führt jedoch zu einem Anstieg der Herstellungskosten sowie einer Zunahme des Gesamtgewichts des Lenkrads bzw. Luftsackmoduls.
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Eine alternative Ausführungsform ist aus der
EP 1 010 589 B1 bekannt. Diese Druckschrift schlägt eine Entkopplung von Gasgenerator und Gehäuse des Luftsackmoduls vor, wodurch auftretende Schwingungen gezielt von einer bestimmten Baugruppe des Luftsackmoduls ferngehalten werden können. Zudem wird der Gasgenerator separat über ein oder mehrere Koppelelemente mit der Lenkradeinheit verbunden. In diesem Fall fungiert der Gasgenerator als Schwingungsdämpfer, wodurch zusätzliche Dämpfungsgewichte überflüssig werden.
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Durch die jüngste technische Entwicklung konnte die Abmessung und das Gewicht spezifischer Bauteile der Luftsacksmodule optimiert werden. Insbesondere bei den Gasgeneratoren wurden deutliche technische Fortschritte erzielt, so dass einerseits kompaktere und zudem deutlich leichtere Generatoren produziert werden können. Die technische Entwicklung führt jedoch dazu, dass das Gewicht der Gasgeneratoren für den Einsatz als Dämpfungsmasse nicht mehr ausreicht. Bei den vorgeschtagenen Lösungsansätzen muss daher erneut auf zusätzliche Dämpfungsgewichte zurückgegriffen werden, um die auftretenden Vibrationen zufriedenstellend kompensieren zu können.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neuartige Konstruktion eines Luftsackmoduls aufzuzeigen, die das Vorsehen externer Dämpfungsgewichte auch bei der Verwendung von kleinen bzw. leichten Gasgeneratoren überflüssig macht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Luftsackmodul gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Luftsackmoduls sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß umfasst das Luftsackmodul ein Trägerelement zur Aufnahme eines Luftsacks und wenigstens eines Gasgenerators. Zudem ist ein Aussengehäuseelement vorgesehen, das zur Anordnung des gesamten Luftsackmoduls an einem Kraftfahrzeugteil dient. Insbesondere werden derartige Luftsackmodule als Frontairbag ausgeführt und vorzugsweise am bzw. innerhalb eines Lenkrads mittels des Aussengehäuseelementes angeordnet.
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Selbstverständlich kann das Aussengehäuseelement auch Teil des Kraftfahrzeugs sein. In diesem Fall wird das Trägerelement beispielsweise in einen entsprechenden Hohlraum am Kraftfahrzeug eingesetzt.
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Um auftretende Vibrationen des Kraftfahrzeugteils, insbesondere des Lenkrads, kompensieren zu können, ist das Trägerelement über wenigstens ein Dämpfungsmittel schwingungsgedämpft mit dem Aussengehäuseelement gekoppelt. Hierdurch kann die Dämpfungsmasse gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen erhöht werden, ohne dass zusätzliche externe Dämpfungsgewichte notwendig sind, die zu einer nachteiligen Erhöhung des Gesamtgewichts des Luftsackmoduls führen würden.
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Als Dämpfungsmasse dienen nunmehr neben dem Gasgenerator zusätzlich der Luftsack sowie das Trägerelement selbst. Grundsätzlich wirken alle am Trägerelement ungedämpft befestigten Bauteile als Dämpfungsgewicht.
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Der Einsatz des erfindungsgemäßen Luftsackmoduls eignet sich insbesondere dort, wo eine Kompensation der auftretenden Vibrationen durch die Verwendung eines neuartigen leichten Gasgenerators nicht mehr gewährleistet werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Luftsack sowie der Gasgenerator nicht mehr, wie aus dem Stand der Technik bekannt, gegenseitig entkoppelt sind. Bisher verhielt es sich so, dass aufgrund der Entkopplung von Luftsack und Gasgenerator diese bei Vibrationen eine relative Bewegung zueinander erfahren. Um Raum für Schwingungen des Gasgenerators bereitzustellen, musste der direkte Kontakt zwischen Luftsack und Gasgenerator unter allen Umständen vermieden werden. Diese räumliche Trennung machte den Einsatz von ein oder mehreren Diffusern zwingend notwendig. Zudem wurde der Luftsack oftmals gezielt verstärkt.
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Da gemäß der vorliegenden Erfindung Luftsackmodul und Gasgenerator nicht gegenseitig entkoppelt sind, ist der Einsatz derartiger Diffuser überflüssig. Ferner sind aus selbem Grund einzelne Verstärkungsschichten des Luftsackmoduls nicht mehr notwendig. Der Aufbau des erfindungsgemäßen Luftsackmoduls ist daher vereinfacht und in seiner Produktion deutlich kostengünstiger.
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Das Trägerelement ist vorzugsweise im Innenraum des Aussengehäuseelementes angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet das Trägerelement ein Innengehäuseelement, wobei das Trägerelement bzw. das Innengehäuseelement aus wenigstens zwei geteilten Gehäusehälften zusammengesetzt sein kann. Eine geteilte Ausführung vereinfacht die Herstellung, insbesondere bei der Herstellung per Spritzguss.
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Innen- und/oder Aussengehäuseelemente sind bevorzugt zylinderförmig ausgebildet.
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Vorzugsweise ist das Innengehäuseelement in vertikaler Richtung in zwei Gehäusehälften aufgeteilt. Die vertikal geteilten Gehäusehälften bilden in Kombination mit dem Luftsack und wenigstens einem Gasgenerator einen Hohlraum, in den das Gas zum Aufblasen des Luftsacks einströmen kann.
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Zweckmäßig ist eine ringförmige Ausführung wenigstens eines Dämpfungsmittels. Durch die ringförmige Ausgestaltung wenigstens eines Dämpfungsmittels können zwei oder mehrere Gehäusehälften des Trägerelementes bzw. Innengehäuseelementes miteinander verbunden und fixiert werden. Insbesondere verläuft das ringförmige Dämpfungsmittel um den gesamten Außenumfang des Innengehäuseelementes. Der Ringumfang erstreckt sich bevorzugt bis zum Innenumfang des Aussengehäuses. Denkbar ist es, dass sich die Ringform nach aussen hin verjüngt.
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Grundsätzlich kann das Dämpfungsmittel beliebig ausgestaltet sein, als besonders vorteilhaft stellt sich eine Ausführung heraus, die auf einem Metallring, insbesondere einem Stahlring, und wenigstens einem elastischen Element basiert. Zweckmäßig bildet der Metallring den Innenumfang des ringförmigen Dämpfungsmittels und das elastische Element ist auf dem Aussenumfang des Metallrings aufgebracht.
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Wenigstens ein elastisches Element umfasst bevorzugt ein Elastomer und/oder ein Silikon.
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Das Innengehäuseelement kann vorzugsweise eine Öffnung aufweisen, durch die sich der aufblasende Luftsack entfaltet. Vorzugsweise ist die Öffnung mittels einer weichen Abdeckung, die an dem Innengehäuseelement befestigt ist, geschlossen.
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Zusätzlich kann das Aussengehäuseelement eine weitere Abdeckung aufweisen, die zudem Bestandteil des Fahrzeugteils, insbesondere des Fahrzeuglenkrads ist.
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Der Luftsack kann beispielsweise über wenigstens einen Fixierungsring am Trägerelement bzw. Innengehäuseelement befestigt sein. Zweckmäßig verläuft wenigstens ein Fixierungsring über den vollständigen Innenumfang des Innengehäuses und klemmt den Luftsack endseitig zwischen Ring und Gehäusewand ein. Optional kann der Fixierungsring zumindest teilweise in eine nutartige Aussparung auf der Innenseite der Innengehäusewand eingelassen sein.
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Das gesamte Luftsackmodul kann beweglich am Kraftfahrzeug befestigbar sein. Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil, wenn dem Luftsackmodul bzw. einem Teil des Luftsackmoduls eine weitere Funktion innerhalb des Fahrzeugteils zukommt, beispielsweise zum Aufbau eines Hubmechanismus. In diesem Fall kann das Aussengehäuseelement beweglich am Kraftfahrzeuglenkrad befestigbar sein.
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Alternativ kann das Luftsackmodul bzw. das Aussengehäuseelement starr mit dem Kraftfahrzeug verbindbar sein.
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Gehäuseelemente bzw. Trägerelemente des Luftsackmoduls können zweckmäßig per Spritzgusstechnik hergestellt sein, insbesondere per 1K- oder 2K-Spritzgusstechnik. Vorzugsweise ist das Innengehäuseelement per 1K- oder 2K-Spritzgusstechnik hergestellt, insbesondere die mindestens zwei Gehäusehälften.
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Die Erfindung ist zudem auf ein Lenkrad gerichtet, das wenigstens ein Luftsackmodul gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform bzw. gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ausführungsform umfasst. Die Vorteile und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Lenkrads entsprechen offensichtlich denen des erfindungsgemäßen Luftsackmoduls, weshalb an dieser Stelle auf eine erneute Beschreibung verzichtet wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus dem in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel des Luftsackmoduls 10. Das Luftsackmodul 10 besteht aus einem äußeren Gehäuseelement 30, das vorzugsweise zylinderförmig ausgestaltet ist, und in dessen Innenraum das innere Gehäuseelement 20 schwingungsgedämpft gelagert ist. Das innere Gehäuseelement 20 ist ebenfalls zylinderförmig.
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Das äußere Gehäuseelement 30 wird in an sich bekannter Weise im Befestigungspunkt 32 mit dem Lenkrad 2 eines beliebigen Kraftfahrzeugs verbunden. Insbesondere ist das Luftsackmodul 10 als Frontairbag ausgeführt, der im Inneren eines Lenkrads 2 versenkt ist.
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Das innere Gehäuseelement 20 ist entlang einer vertikalen Achse in zwei Gehäusehälften geteilt. Vorsorglich sei darauf hingewiesen, dass die Figurendarstellung lediglich einen Teil des Luftsackmoduls 10 zeigt. Der verbleibende Teil des Luftsackmoduls 10 ist jedoch in analoger Weise ausgeführt.
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Die beiden Gehäusehälften des inneren Gehäuseelementes 20 umschließen den Gasgenerator 40 und den Luftsack 70. Vom Gasgenerator aus strömt Luft in einen sich beim Entfalten des Luftsacks 70 bildenden Hohlraum 71. Der Luftsack 70 ist jeweils randseitig über den kompletten Innenumfang des inneren Gehäuseelementes 20 mittels des Fixierungsrings 60 luftdicht fixiert. Im Einzelnen wird der Luftsackrand in die ringförmig verlaufende Nut 21 des Gehäuses 20 gelegt und mittels des Fixierungsrings 60 innerhalb der Nut 21 verklemmt.
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im Normalfall liegt der Luftsack 70 zusammengefaltet im gebildeten Hohlraum des inneren Gehäuseelementes 20. Über eine in der Zeichnung oben liegende Öffnung kann sich der Luftsack 70 bei einem Fahrzeugcrash entfalten. Eine weiche nachgebende Abdeckung 80 verschliesst die Öffnung, um Schwingungen zuzulassen. Das äussere Gehäuse 30 wird über eine weitere Abdeckung 90 geschlossen.
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Das innere Gehäuseelement 20 bzw. die einzelnen Gehäusehälften werden mit Hilfe von zwei über den Aussenumfang des Gehäuses 20 verlaufenden ringförmigen Dämpfungselemente 50 zusammengehalten.
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Das ringförmige Dämpfungselement 50 weist jeweils einen Stahlring 51 auf, der unmittelbar an die Oberfläche der aussen liegenden Gehäusewand des inneren Gehäuses 20 grenzt. Auf dem Aussenumfang des Stahlrings sitzt eine elastische Schicht (52), die sich bis zur Innenwand des äußeren Gehäuseelementes 30 erstreckt. Hierdurch wird eine schwingungsgedämpfte Kopplung zwischen innerem und äußerem Gehäuseelement 20, 30 erzielt, wodurch das gesamte innere Gehäuseelement 20 zusammen mit dem Gasgenerator 40 sowie dem Luftsack 70 und den Befestigungsmitteln 60 als Dämpfungsgewicht wirkt.
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Beide elastischen Elemente verjüngen sich in Richtung des Gehäuses 30 und werden jeweils in eine nutartige Ausnehmung auf der Innenfläche des Gehäuses 20 zur Stabilisierung des inneren Gehäuses in vertikaler Richtung eingesetzt.
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Da der Gasgenerator 40 und der Luftsack 70 gemeinsam gegenüber dem äußeren Gehäuseelement entkoppelt sind, unterliegen beide Bauteile keiner schwingungsbedingten zueinandergerichteten Relativbewegung. Aus diesem Grund müssen keine zusätzlichen Schutzvorkehrungen für den Luftsack 70, wie beispielsweise Verstärkungen oder Diffuser, getroffen werden.
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Das erfindungsgemäße Luftsackmodulkonstrukt bietet auch bei Verwendung von neuartigen Gasgeneratoren mit wenig Eigengewicht eine ausreichende Dämpfungsmasse, da neben dem Gasgenerator 40 zudem das innere Gehäuseelement 20 sowie der Luftsack 70 und weitere Befestigungsmittel 60 als Dämpfungsmasse wirken. Auf ein Vorsehen von externen Dämpfungsgewichten kann verzichtet werden.
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Dadurch reduziert sich nicht nur das Gesamtgewicht des erfindungsgemäßen Luftsackmoduls, sondern die Herstellungskosten können spürbar reduziert werden. Zudem fällt die Gesamtabmessung des gesamten Luftsackmodulkonstrukts geringer aus, was insbesondere bei der Platzierung innerhalb eines Lenkrads von Vorteil sein kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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