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Die Erfindung betrifft ein Gassackmodul, insbesondere ein Fahrer-Gassackmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Die überwiegende Anzahl der derzeit hergestellten Fahrer-Gassackmodule, also der Gassackmodule, welche im Nabenbereich eines Lenkrades eines Kraftfahrzeuges angeordnet sind, sind derzeit im Wesentlichen wie folgt aufgebaut: Es ist eine aus zwei Grundelementen bestehende Gehäusebaugruppe vorhanden, welche einen Aufnahmeraum umschließt, in welchen der Gassack eingefaltet ist. Hierbei weist der untere Teil der Gehäusebaugruppe, welcher zumeist als Container bezeichnet wird, eine Öffnung auf, durch die ein zumeist als Gasgenerator ausgebildeter Inflator ins Innere des Aufnahmeraumes und auch ins Innere des Gassackes ragt. Am Container ist ein in der Regel aus Kunststoff bestehendes Abdeckelement angeordnet, welches ein Dach aufweist, das die Lenkradnabe bildet. Die Verbindung zwischen Gassack und Boden sowie zwischen Boden und Gasgenerator erfolgt hierbei zumeist wie folgt: Im Inneren des Gassackes ist ein sogenannter Retainerring angeordnet, von dem sich mehrere Befestigungsbolzen durch entsprechende Befestigungslöcher im Gassack, entsprechende Befestigungslöcher im Boden und entsprechende Befestigungslöcher eines Befestigungsflansches des Gasgenerators erstrecken. Auf diese Befestigungsbolzen werden beispielsweise Muttern aufgeschraubt. Es wird somit ein „Sandwich” gebildet, dessen beide äußeren Schichten der Retainerring und die Muttern sind und dessen innere Schichten aus dem Gassack, dem Gehäuseboden und dem Befestigungsflansch des Gasgenerators bestehen. Der Boden weist hierzu eine Anlagefläche – hier als erste Anlagefläche bezeichnet – auf, an welcher der Befestigungsflansch des Gasgenerators anliegt. Häufig liegt der Gasgeneratorflansch außen am Boden an, es ist jedoch auch möglich, dass der Gasgeneratorflansch innen am Boden anliegt. Der Retainerring, die Bolzen und die Muttern bestehen hierbei in der Regel aus Metall.
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Die
DE 103 31 303 A1 zeigt ein Fahrer-Gassackmodul, bei dem der Gasgenerator mittels schwingungsdämpfender Halter hängend an einem den Gasgenerator im Innenraum des Gehäuses überspannenden Diffusor gehalten ist. Hierzu weist der Gasgenerator einen Gasgeneratorflansch auf, an welchem die schwingungsdämpfenden Halter befestigt sind. Die Verbindungsbereiche zwischen den schwingungsdämpfenden Haltern und dem Gasgeneratorflansch sind von einer als Anschlag dienenden Abdeckung außen überdeckt.
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Nachteilig an diesem Stand der Technik ist zum einen der hohe, kaum zu automatisierende Herstellungsaufwand sowie das relativ hohe Gewicht, welches durch den metallenen Befstigungsflansch und den metallenen Retainerring bedingt ist.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Gassackmodul dahingehend weiterzubilden, dass es zum einen mit geringem Aufwand montiert werden kann und zum anderen die Möglichkeit zur Gewichtseinsparung eröffnet.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß weist der Boden ein die erste Anlagefläche umlaufendes Gewinde auf, und es ist ein ein Gegengewinde aufweisendes Befestigungselement mit einer zweiten Anlagefläche vorgesehen, welches auf das Gewinde des Bodens aufgeschraubt ist. Die Befestigung des Befestigungsflansches des Inflators erfolgt klemmend zwischen den beiden Anlageflächen. In dieser Weise wird also der Retainerring durch ein ringförmiges Befestigungselement ersetzt. Die Montage des Inflators (in der Regel ein Gasgenerator) am Gehäuseboden ist, wie man später bei der Beschreibung des konkreten Ausführungsbeispiels sehen wird, sehr einfach und in kürzester Zeit durchführbar. Es wäre es sogar möglich, diesen Montageschritt vollständig zu automatisieren. Weiterhin kann das ringförmige Befestigungselement ebenso wie der Boden aus Kunststoff gefertigt werden, was zu einer Gewichtsreduzierung führt. Zur Erhöhung der Temperaturfestigkeit ist es hier zu bevorzugen, den Kunststoff, aus dem das Befestigungselement und/oder der Boden gefertigt sind, strahlungszuvernetzen. Weiterhin kann der Befestigungsflansch des Inflators, welcher in der Regel aus Metall bestehen muss, sehr klein ausgeführt werden, was zu einer weiteren Gewichtsreduktion führt.
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Die erfindungsgemäße Befestigung des Inflators am Boden der Gehäusebaugruppe wird in vielen Ausführungsformen keine „gleichzeitige” Befestigung des Gassackes am Gehäuseboden erlauben. Vorzugsweise nach Anspruch 6 ist deshalb der Gassack klemmend zwischen der Seitenwand eines Abdeckelementes und dem Boden gehalten.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigen:
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1 sämtliche Einzelteile eines erfindungsgemäßen Gassackmoduls in vollständig unmontiertem Zustand,
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2 Boden, Gasgenerator und ringförmiges Befestigungselement aus 1 in einer vergrößerten Darstellung,
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3 das in 2 Gezeigte nach einem ersten Montageschritt,
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4 das in 3 Gezeigte nach einem zweiten Montageschritt,
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5 eine Unterbaugruppe, bestehend aus dem am Boden mittels des Befestigungselementes gehaltenen Gasgenerator und einem am Boden mittels eines inneren Klemmrings vormontierten Gassack, sowie eine Unterbaugruppe bestehend aus einem Abdeckelement und einem außen am Abdeckelement angeordneten äußeren Klemmring,
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6 die beiden Unterbaugruppen aus 5 nach Abschluss eines weiteren Montageschrittes und
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7 das in 6 Gezeigte nach Beendigung der Montage des Gassackmoduls.
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Die 1 zeigt sämtliche Einzelteile einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gassackmoduls. Im in 1 gezeigten Zustand sind diese Einzelteile vollständig unmontiert. Das Gassackmodul weist ein Abdeckelement 10, einen äußeren Klemmring 30, einen inneren Klemmring 24, einen Gassack 20, einen starren Boden 40, einen als Inflator dienenden Gasgenerator 50 und ein ringförmiges Befestigungselement 60 auf.
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Die Abdeckung 10 weist ein Dach 12 und eine sich vom Dach 12 in axialer Richtung erstreckende, umlaufende Seitenwand 14 auf. Somit bildet die Abdeckung 10, welche vorzugsweise ein Spritzgussteil aus Kunststoff ist, eine Art Topf. Die Seitenwand 14 bildet einen Ring mit einem im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. Ein anderer Querschnitt, insbedondere eine vieleckiger, ist jedoch ebenso möglich. Die Abdeckung 10 und der Boden 40 bilden zusammen eine Gehäusebaugruppe, welche im montierten Zustand einen Aufnahmeraum umschließ, in welchen der Gassack eingefaltet ist.
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Die Seitenwand 14 weist eine Außenkontur 16 und eine Innenkontur 18 auf. Die Innenkontur 18 bildet hierbei eine Nut mit einem horizontalen Oberflächenabschnitt 18a und einem nach oben verlaufenden Oberflächenabschnitt 18b. Die Außenkontur weist einen ersten nach oben weisenden Oberflächenabschnitt 16a und einen sich hieran in Richtung des Dachabschnittes 12 anschließenden Keil mit einem nach unten weisenden Oberflächenabschnitt 16b und mit einem zweiten nach oben weisenden Oberflächenabschnitt 16c auf. „Nach oben weisend” und „nach unten weisend” bedeutet hier schräg nach oben beziehungsweise unten weisend, so dass die jeweiligen Flächennormalen einen axialen und einen radialen Anteil haben. Der erste nach oben weisende Oberflächenabschnitt 16a liegt der Innenkontur 18 im Wesentlichen gegenüber, wobei sich der nach oben verlaufende Oberflächenabschnitt 18b der Innenkontur 18 und der erste nach oben weisende Oberflächenabschnitt 16a der Außenkontur 16 parallel zueinander erstrecken.
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Der untere Randbereich der Seitenwand 14 weist einen konisch verlaufenden Abschnitt 14a auf, wobei sich der entsprechende Konus nach oben verjüngt. „Nach oben” bedeutet in dieser Anmeldung „in Richtung des Dachabschnitts”. Der untere Randbereich kann in radialer Richtung verlaufende Schlitze aufweisen, um die Elastizität dieses Bereichs zu erhöhen. In diesem Fall ist der konisch verlaufende Abschnitt 14a in mehrere Segmente unterteilt.
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Der äußere Klemmring 30 hat eine Ringschiene mit einem im Wesentlichen V-förmigen Querschnitt mit einem inneren Schenkel 32 und einem äußeren Schenkel 34. Eine nach innen weisende Fläche 32 des äußeren Klemmringes 30 ist so geneigt und dimensioniert, dass sie in Anlage mit dem ersten nach oben weisenden Oberflächenabschnitt 16a der Außenkontur 16 gebracht werden kann, wie man später noch sehen wird. Weiterhin weist der äußere Klemmring 30 eine nach oben weisende Fläche 32b auf, welche so geneigt und dimensioniert ist, dass sie in Anlage mit dem nach unten weisenden Oberflächenabschnitt 16b der Außenkontur 16 bringbar ist; auch dies wird man später sehen.
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Der innere Klemmring 24 ist so ausgestaltet und dimensioniert, dass er gemeinsam mit einem äußeren Rand des Bodens 40 in die Innenkontur 18 passt, wozu er eine nach außen weisende Fläche 24a aufweist. Weiterhin weist der innere Klemmring 24 auf der Innenseite eine Einbuchtung 26 auf. Der innere Klemmring 24 ist ebenfalls vorzugsweise ein Spritzgussteil aus Kunststoff.
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Der Boden 40, welcher vorzugsweise als Kunststoffteil ausgeführt ist, weist einen sich nach oben erstreckenden äußeren ringförmigen Ansatz 42 auf, welcher sich im montiertem Zustand in die Einbuchtung 26 des inneren Klemmringes 24 erstreckt, wie man später mit Bezug auf die 5 sehen wird.
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Weiterhin hat der Boden 40 eine zentrale Öffnung 44, durch welche der Gasgenerator 50 ins Innere des Aufnahmeraums der Gehäusebaugruppe und somit ins Innere des Gassackes 20 ragt. Diese Öffnung 44 wird – in diesem Ausführungsbeispiel auf der Innenseite der Gehäusebaugruppe – von einer ersten Anlagefläche 46 umlaufen. Diese erste Anlagefläche wiederum wird von einem inneren ringförmigen Ansatz 48 umlaufen, welcher ein Gewinde, nämlich das Innengewinde 49, trägt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich zwischen der ersten Anlagefläche 46 und dem Innengewinde 49 eine Stufe.
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Der Gasgenerator 50 hat einen den Hauptkörper des Gasgenerators in Umfangsrichtung umlaufenden Befestigungsflansch 52, welcher einen inneren, radial verlaufenden Abschnitt 52a und einen sich vom äußeren Ende des radial verlaufenden Abschnitts 52a nach oben erstreckenden Abschnitt 52b, dessen Höhe im Wesentlichen der der Stufe des Bodens entspricht. Alternativ könnte der Befestigungsflansch auch eben ausgebildet sein.
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Das ringförmige Befestigungselement 60 weist eine nach unten weisende zweite Anlagefläche 62 sowie ein zum Gewinde des Bodens passendes Gegengewinde, nämlich das Außengewinde 64, auf.
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Die 2 bis 4 zeigen die Montage einer Unterbaugruppe, welche aus den eben beschriebenen Bauteilen besteht: Zunächst wird der Gasgenerator 50 von oben derart auf den Boden 40 aufgebracht, dass sich ein unterer Teil des Gasgenerators 50 durch die Öffnung 44 erstreckt und der radial verlaufende Abschnitt 52a des Befestigungsflansches 52 auf der ersten Anlagefläche 46 aufliegt. Anschließend wird das ringförmige Befestigungselement 60 in das Innengewinde 49 des inneren ringförmigen Ansatzes des Bodens 40 eingeschraubt, bis die zweite Anlagefläche 62 auf der oberen Endfläche des sich nach oben erstreckenden Abschnitts 52b des Befestigungsflansches aufliegt, so dass der Befestigungsflansch 52 zwischen den beiden Anlageflächen 46, 62 klemmend gehalten ist. Im Falle eines ebenen Befestigungsflansches würde die zweite Anlagefläche auf die Oberseite des Befestigungsflansches drücken. Das ringförmige Befestigungselement 60 kann durch Verkleben, Verrasten oder dergleichen am inneren ringförmigen Ansatz 48 gesichert werden. Vorzugsweise erstreckt sich das ringförmige Befestigungselement 60 wenigstens bis auf die Höhe der Ausströmöffnungen 51 des Gasgenerators 50, so dass es weiterhin als Gasdeflektor dienen kann.
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Grundsätzlich ist es zu bevorzugen, sowohl den Boden 40 als auch das ringförmige Befestigungselement 60 aus Kunststoff zu fertigen. Da der Befestigungsflansch 52 in unmittelbarem thermischen Kontakt zum Hauptkörper des vorzugsweise pyrotechnischen Gasgenerators steht und somit recht heiß werden kann, ist es hierbei zu bevorzugen, dass die entsprechenden Kunststoffe eine hohe Temperaturfestigkeit aufweisen, was dadurch erreicht werden kann, dass die entsprechenden Kunststoffteile nach dem Spritzgießen strahlungsvernetzt werden, wie dies beispielsweise aus der Herstellung von Kunststoffelementen elektrischer Steckverbinder bekannt ist.
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In einem weiteren Montageschritt wird der Gassack 20 mittels des inneren Klemmringes 24 am Bodenteil 40 angeordnet, wobei ein Rand des Gassackes 20, also der Einblasmund, klemmend zwischen dem inneren Klemmring 24 und dem ringförmigen Ansatz 42 gehalten ist. Diese Klemmung wäre zum Halten des Gassackes 20 am Bodenteil 40 bei Befüllung des Gassackes ohne weitere Maßnahmen jedoch nicht ausreichend. Die jetzt vorliegende Unterbaugruppe wird als erste Unterbaugruppe bezeichnet.
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5 zeigt zwei unabhängig voneinander vormontierte Unterbaugruppen, nämlich die eben beschriebene erste Unterbaugruppe und eine zweite Unterbaugruppe, bei der der äußere Klemmring 30 auf die Seitenwand 14 aufgeschoben wurde, wobei er vom zweiten nach oben weisenden Oberflächenabschnitt 16c der Außenkontur 16 in Position gehalten wird. Um dieses Aufschieben auf die Seitenwand 14 erreichen zu können, muss der untere Bereich der Seitenwand 14 und/oder der äußere Klemmring 30 eine gewisse Elastizität aufweisen, wozu die bereits erwähnten radiale Schlitze im unteren Randbereich der Seitenwand 14 vorgesehen sein können.
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Die 6 zeigt einen nächsten Montagezustand. Hier wurde der Gassack 20 in das Abdeckelement 10 eingefaltet und der Boden 40 zusammen mit dem inneren Klemmring 24 in die Seitenwand 14 eingeschoben, bis ein äußerer Rand des Bodens 40 und die nach außen weisende Fläche 24a des inneren Klemmringes 24 in der Innenkontur 18 zu liegen kommen.
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Zum Abschluss der Montage des Gassackmodules wird der äußere Klemmring 30 in einer axialen Bewegung nach unten (also vom Dachabschnitt 12 weg) geschoben, bis der in 7 gezeigte Zustand erreicht wird. Die äußeren Schenkel 34 des äußeren Klemmringes 30 können dazu dienen, das Gassackmodul gemeinsam mit nicht dargestellten, in axialer Richtung wirkenden Hupenfedern an lenkradseitigen Halteteilen 50 zu halten.
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Der Gasgenerator ragt ins Innere der Aufnahmeraums und auch ins Innere des Gassacks, wobei ein direktes Anströmen von Gassackmaterial durch heißes Gas, welches aus den Austrittsöffnungen 51 des Gasgenerators austritt durch das ringförmige Befestigungselement, welches sich in axialer Richtung bis auf Höhe des Austrittsöffnungen erstreckt, und somit auch als Deflektor dient, verhindert wird. Es wäre auch möglich, das Befestigungselement als einen den Gasgenerator überspannenden Diffusor auszubilden. In diesem Fall könnte man das Befestigungselement als aus zwei Abschnitten bestehend betrachten, nämlich aus einem ringförmigen Abschnitt, welcher im Wesentlichen dem ringförmigen Befestigungselement des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels entspricht, und einem kuppelförmigen Abschnitt, welcher den Diffuor-Käfig bildet.
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Man sieht also, dass ein insgesamt sehr rationell montierbares Gassackmodul zur Verfügung gestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Abdeckelement
- 12
- Dach
- 14
- Seitenwand
- 14a
- konisch verlaufender Abschnitt
- 15
- Vorsprung
- 16
- Außenkontur
- 16a
- erster nach oben weisender Oberflächenabschnitt
- 16b
- nach unten weisender Oberflächenabschnitt
- 16c
- zweiter nach oben weisender Oberflächenabschnitt
- 16d
- äußere Nut
- 17
- Rastausnehmung
- 18
- Innenkontur
- 18a
- horizontaler Oberflächenabschnitt
- 18b
- nach oben verlaufender Oberflächenabschnitt
- 18d
- innere Nut
- 20
- Gassack
- 22
- Einblasmund
- 24
- innerer Klemmring
- 24a
- nach außen weisende Fläche
- 26
- Einbuchtung
- 30
- äußerer Klemmring
- 32
- innerer Schenkel
- 32a
- nach innen weisende Fläche
- 32b
- nach oben weisende Fläche
- 34
- äußerer Schenkel
- 40
- Boden
- 42
- äußerer ringförmiger Ansatz
- 44
- Öffnung
- 46
- erste Anlagefläche
- 48
- innerer ringförmiger Ansatz
- 49
- Innengewinde
- 50
- Gasgenerator
- 51
- Austrittsöffnung
- 52
- Befestigungsflansch
- 52a
- radial verlaufender Abschnitt
- 52b
- sich nach oben erstreckender Abschnitt
- 60
- ringförmiges Befestigungselement
- 62
- zweite Anlagefläche
- 64
- Außengewinde
