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Die Erfindung betrifft ein System mit einem Aktuator, der an seinem äußeren Umfang zumindest eine nach außen abkragenden Flansch oder zumindest eine nach innen zurücksetzende Nut aufweist, und einem Aktuatorträger, der Einrichtungen zur Festlegung des Aktuators an dem Aktuatorträger aufweist. Als Aktuatoren sind insbesondere Gasgeneratoren, Anzünder oder pyrotechnische Aktuatoren wie z. B. Trenneinrichtungen für Fangbänder ebenso wie Druckgasspeicher oder Einrichtungen zum Erzeugen und/oder Einleiten von Entfaltungsgas anzusehen.
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In Kraftfahrzeugen werden Airbags eingesetzt, um Fahrzeuginsassen vor einem unmittelbaren Kontakt mit Strukturbauteilen bei einem Unfall zu schützen. Der Airbag entfaltet sich zwischen dem Nutzer und dem Strukturbauteil, beim Auftreffen des Nutzers auf den Airbag wird kontrolliert der Druck innerhalb der Airbags abgebaut.
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Airbags werden mit einem Gasgenerator ausgestattet und zur Ausbildung eines einbaufähigen Moduls an einem Generatorträger befestigt und hinter einer Verkleidung oder Abdeckung im Fahrzeug montiert. Der Airbag kann zusammengefaltet zusammen mit dem Generatorträger an einer Basisplatte oder einem Gehäuse befestigt sein. Die übliche Art und Weise der Befestigung eines Gasgenerators an einem Gehäuse oder einer Basisplatte erfolgt über eine Verschraubung mittels Bolzen, wie es in der
US-A-5,615,907 beschrieben ist.
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Eine alternative Form der Festlegung eines Gasgenerators an einem Generatorträger ist in der
EP 1 403 147 B1 beschrieben, bei der in dem Generatorträger eine Ausnehmung ausgebildet ist, in die der Gasgenerator eingesetzt wird. An der Außenseite des Gasgenerators ist ein Flansch angeordnet. In die Ausnehmung ragen Klemmfortsätze hinein, die hineingebogen werden, um den Flansch zu hintergreifen, damit der Gasgenerator nicht aus der Ausnehmung herausbewegt werden kann. Der Generatorträger wird über Schraubbolzen an einer Basisplatte befestigt. Zum Befestigen des Gasgenerators auf dem Generatorträger müssen die Klemmfortsätze in Richtung auf den Gasgenerator nach dem Einsetzen verformt werden, was sehr aufwendig ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein System mit einem Aktuator und einem Aktuatorträger bereitzustellen, das die Montage beschleunigt und vereinfacht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein System mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildlungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Figur offenbart.
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Das erfindungsgemäße System mit einem Aktuator, der an seinem Außenumfang zumindest einen nach außen abkragenden Flansch oder zumindest eine nach innen zurückgesetzte Nut aufweist, und einem Aktuatorträger, der Einrichtungen zur Festlegung des Aktuators an dem Aktuatorträger aufweist, sieht vor, dass an dem Aktuatorträger zumindest ein in Richtung auf den Aktuator federnd gelagertes Formschlusselement angeordnet ist, das den Flansch oder die Nut hintergreift und den Aktuator an dem Aktuatorträger festlegt. Durch die Befestigung des Aktuators auf dem Aktuatorträger über ein federnd gelagertes Formschlusselement ist es nicht notwendig, aufwendige Schraubarbeiten durchzuführen, mit denen der Aktuator an dem Aktuatorträger festgelegt wird, oder darüber hinausgehende Umformarbeiten nach dem Einlegen des Aktuators in einen Aktuatorträger vorzunehmen. Vielmehr reicht es aus, den Aktuator in den Aktuatorträger einzuführen und in die richtige Position zu bewegen, bis das Formschlusselement in die Nut einrastet oder den Flansch hintergreift. Das federnd gelagerte Formschlusselement wird durch das Einführen des Aktuators in den Aktuatorträger gespannt, beispielsweise nach außen verlagert oder aufgeweitet, um dann nach Erreichen der vorgesehenen Position des Aktuators an dem Aktuatorträger zurückzuschnappen und die Ausgangsposition einzunehmen oder mit leichter Vorspannung aus der Ausgangsposition in der Verriegelungsposition gehalten zu werden. Bei der Montage des Systems ist es nicht notwendig, weitere Baugruppen vorzusehen oder über die Einführbewegung hinausgehende Verrichtungen durchzuführen. Das Einsetzen des Aktuators in den Aktuatorträger reicht aus, um eine sichere Festlegung über das Formschlusselement zu erreichen. Der Flansch ragt von einem Grundkörper des Aktuators radial nach außen, beispielsweise von einem zylindrischen Grundkörper im Wesentlichen senkrecht davon radial nach außen. Die Form des Flansches muss eine formschlüssige Festlegung durch das Formschlusselement ermöglichen.
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Der Aktuatorträger kann als Basisplatte oder Gehäuseteil ausgebildet sein. Die Basisplatte kann beispielsweise in einem Pralltopf eines Lenkrades oder an einem Querträger in dem Armaturenbrett angeordnet sein. Sofern der Airbag zusammen mit dem Aktuator an dem Aktuatorträger festgelegt werden soll, kann der Aktuatorträger auch als Gehäuse ausgebildet sein, das sowohl den Aktuator als auch den Airbag zumindest teilweise umhüllt und gegenüber Umgebungseinflüssen schützt. Das Gehäuse bzw. das Gehäuseteil kann dann mit einer Abdeckung versehen werden, die beim Entfalten des Airbags geöffnet wird, so dass sich der Airbag wie vorgesehen entfalten kann.
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An dem Aktuatorträger kann eine Durchführöffnung ausgebildet sein, um einen Teil des Aktuators durchzuführen. Ein Einführanschlag ist an dem Aktuatorträger angeordnet oder ausgebildet, um die gewünschte Position des Aktuators an oder in dem Aktuatorträger einfach zu definieren. Der Einführanschlag kann beispielsweise als Vorsprung für den Flansch oder eine andere Anschlagfläche ausgebildet sein. Der Einführanschlag bildet ein Widerlager für den Aktuator und ist so ausgebildet und angeordnet, dass das Formschlusselement in die Nut eingreifen oder den Flansch hintergreifen kann. Über den Einführanschlag wird sichergestellt, dass eine weitere Bewegung des Aktuators in Einführrichtung verhindert wird, über das Formschlusselement wird verhindert, dass eine Relativverlagerung zum Aktuatorträger entgegen der Einführrichtung erfolgt, so dass eine positionsgetreue Festlegung zumindest in und entgegen der Einführrichtung des Aktuators gewährleistet ist.
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Das Formschlusselement kann als separates Bauteil ausgebildet sein, das beweglich an oder in dem Aktuatorträger gelagert ist. Dadurch ist es möglich, das Formschlusselement an den jeweiligen Einsatzzweck und den Aktuator anzupassen. Durch die separate Ausgestaltung können unterschiedliche Materialien verwendet werden, so dass das Formschlusselement nicht aus demselben Material wie der Aktuatorträger ausgebildet sein muss. Eine leichte Anpassung an unterschiedliche Baugrößen oder Formänderungen an dem Aktuator können so ohne Formänderungen an dem Aktuatorträger kompensiert werden.
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Das Formschlusselement kann als Federring, Federschieber oder Federhaken ausgebildet sein. In der Ausgestaltung als Federring ist das Formschlusselement vorteilhafterweise in einer Nut oder in mehreren Nutabschnitten gelagert, die es ermöglichen, dass der Innendurchmesser des Federringes, der vorteilhafterweise einen offenen Querschnitt aufweist, aufgeweitet werden kann, so dass der Aktuator und der nach außen abkragende Flansch oder das nach außen abkragende Flanschstück den Federring so weit aufweitet, dass er den Flansch hintergreifen kann. Ebenso ist es möglich, dass der Ausgangsinnendurchmesser des Federringes kleiner als der Außendurchmesser des Aktuators ist und bei Einführen des Aktuators in den Federring dieser aufgeweitet wird, bis die Nut oder die Nutabschnitte in der Außenwand des Aktuators erreicht werden. Alternativ zu einem Federring, der sich vorteilhafterweise nahezu vollumfänglich um den Umfang des Aktuators herumlegt, können separate Federschieber oder Federhaken vorgesehen sein, die an dem Aktuatorträger gelagert sind. Federschieber oder Federhaken können als Klipselemente oder Federlaschen einstückig an dem Aktuatorträger angeformt oder separat daran befestigt sein. Bei einer einstückigen Ausgestaltung verringert sich der Montageaufwand, da keine separate Komponente an oder in dem Aktuatorträger befestigt werden muss.
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An dem Formschlusselement und/oder dem Aktuatorträger kann eine Einführschräge angeordnet oder ausgebildet sein, über die es erleichtert wird, den Aktuator in der richtigen Position an dem Aktuatorträger zu fixieren. Es ist auch möglich, dass eine Einführschräge an dem Aktuator oder dem Flansch ausgebildet ist, um alternativ oder ergänzend das Einführen und Zentrieren des Aktuators in oder an dem Aktuatorträger zu erleichtern.
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Der Aktuatorträger kann aus einem temperaturstabilen Kunststoff ausgebildet sein, beispielsweise aus einem strahlungsgehärteten Kunststoff, der eine ausreichende Festigkeit aufweist, um den bei der Erzeugung des Entfaltungsgases entstehenden Temperaturen standzuhalten.
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Das Formschlusselement kann aus einem Metall ausgebildet sein, alternativ ist ein elastischer Kunststoff oder ein Kompositwerkstoff als Material möglich und vorgesehen.
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Der Flansch oder die Nut kann umlaufend an dem äußeren Umfang des Aktuatorträgers ausgebildet sein, wodurch es möglich ist, dass eine nahezu vollumfängliche Fixierung und Festlegung des Aktuators an dem Aktuatorträger erfolgt. Insbesondere bei einer rotationssymmetrischen Ausgestaltung des Aktuators erübrigt sich bei einer umlaufenden Ausgestaltung des Flansches oder der Nut eine Ausrichtung des Aktuators bei der Montage an dem Aktuatorträger.
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An dem Aktuatorträger können separate Fixiereinrichtungen für einen Airbag angeordnet oder ausgebildet sein, so dass es nicht notwendig ist, den Airbag zusammen mit dem Aktuator an dem Aktuatorträger zu fixieren, wenn der Aktuator in den Aktuatorträger eingeführt und dort über das Formschlusselement festgelegt wird.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Bauelemente.
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Es zeigen:
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1 – eine schematische Schnittdarstellung eines Systems; sowie
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2 – eine Variante der Erfindung.
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Das in der 1 dargestellte System zeigt einen Aktuator 1 in Gestalt eines Gasgenerators, der im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Grundkörper mit einer zylindrischen oder tonnenförmigen Gestalt hat. An der Außenseite des Aktuators 1 ist ein umlaufender Flansch 11 angeordnet oder ausgebildet, der fest mit dem Aktuator 1 gekoppelt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Flansch 11 vollständig umlaufend ausgebildet und weist eine Ringform auf, ebenfalls ist es möglich, dass der Flansch 11 Unterbrechungen aufweist oder eine ungleichmäßige Außenkontur besitzt. Der Aktuator 1 ist an einem Aktuatorträger 2 in Gestalt eines Gasgneratorträgers formschlüssig festgelegt. Der Aktuatorträger 2 kann als Gehäuseteil oder Basisplatte ausgebildet sein und dient zur Aufnahme oder Befestigung sowohl des Aktuators 1 als auch des nicht dargestellten Airbags. Bei der Ausgestaltung des Aktuatorträgers 2 als Basisplatte wird der zusammengefaltete und mit dem Aktuator 1 strömungstechnisch verbundene Airbag von einem separaten Gehäuse oder einer Weichumhüllung in der zusammengelegten Form gehalten, bei Ausgestaltung des Aktuatorträgers 2 als Gehäuseteil oder Gehäuse wird der zusammengelegte Airbag innerhalb des Gehäuseteils aufbewahrt und mit einer Abdeckung verschlossen.
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Der Aktuatorträger 2 weist eine Durchführöffnung 20 auf, durch die ein unterer oder hinterer Teil des Aktuators 1, der im eingebauten Zustand auf der dem Nutzer abgewandten Seite liegt, hindurch geführt werden kann. Auf der durchgeführten Seite kann der Aktuator 1 elektrische Anschlüsse für eine Zündeinrichtung aufweisen. Der Aktuator 1 ist mit seinem unteren Teil durch die Durchführöffnung 20 hindurchgeführt und liegt mit dem nach außen abkragenden Flansch 11 auf einem Einführanschlag 21 auf, der so bemessen ist, dass der hindurchzuführende Teil des Aktuators 1, im Ausführungsbeispiel der Grundkörperabschnitt, durch die Durchführöffnung 20 hindurchgeht, der Flansch 11 oder die Flanschabschnitte jedoch auf dem Einführanschlag 21 aufliegen. Dadurch wird verhindert, dass der Aktuator 1 nach dem Einführen in die Durchführöffnung 20, was durch einen Pfeil symbolisiert ist, weiter in Einführrichtung bewegt wird.
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Oberhalb des Einführanschlages 21 ist ein Formschlusselement 3 an dem Aktuatorträger 2 gelagert. Das Formschlusselement 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als elastischer Federring ausgebildet, der beweglich in einer Führungsnut 21 innerhalb des Aktuatorträgers 2 gelagert ist. Die Führungsnut 24 und das Formschlusselement 3 sind so positioniert und ausgebildet, dass der Flansch 11 nahezu spielfrei bezüglich der Einführrichtung zwischen dem Formschlusselement 3 und dem Einführanschlag 21 eingeklemmt ist.
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In der 1 ist der montierte Zustand des Aktuators 1 an dem Aktuatorträger 2 gezeigt. Der Innendurchmesser des Formschlusselementes 3 ist größer als der Kernaußendurchmesser des Aktuators 1, aber kleiner als der Außendurchmesser des Flansches 11. Der Außendurchmesser des Formschlusselementes 3 ist kleiner als der Innendurchmesser der Nut 24, wobei der Durchmesserunterschied so groß ist, dass sich beim Einführen des Aktuators 1 der Federring nach außen in die Nut 24 so weit aufweiten kann, dass der Flansch 11 hinter das Formschlusselement 3 gelangen kann. Sobald das Formschlusselement 3 den Flansch 11 hintergreifen kann, also der Aktuator 1 weit genug eingeführt ist, schnappt das als Federring ausgebildete Formschlusselement 3 zurück und verriegelt den Aktuator 1 formschlüssig an dem Aktuatorträger 2.
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Die Nut 24 ist in einem erhöhten Aufnahmebereich des Aktuatorträgers 2 ausgebildet, der an seinem oberen Rand mehrere Einführschrägen 23 aufweist, über die es möglich ist, einen Aktuator 1 einfach zu positionieren und zu zentrieren, damit der schmalere Teil des Aktuators 1 durch die Durchführöffnung 20 hindurch geführt werden kann. Zum Erleichtern der Aufweitbewegung des Formschlusselementes 3 ist an der Oberseite des Formschlusselementes 3 ebenfalls eine Einführschräge 33 angeordnet, die eine senkrecht zur Einführrichtung wirkende Kraftkomponente auf das federnde Formschlusselement 3 ausübt, so dass dieses sich aufweiten kann.
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Alternativ zu einer Ausgestaltung als Federring kann das Formschlusselement 3 auch mehrteilig ausgebildet sein, es ist grundsätzlich möglich, dass eine federnde Lagerung über ein Elastomerelement, das in der Nut 24 eingelegt ist, auf mehrere Federschieber oder Federhaken ausgeübt wird. Auch ist es möglich, dass Haken oder Klipse an dem Aktuatorträger 2 angeformt sind, die beim Einführen des Aktuators nach außen gedrückt und nach Erreichen des Einführanschlages 21 in die Verriegelungsposition zurückschnappen, die entweder die Ausgangsposition darstellt oder eine leicht vorgespannte Position ist, in der eine dauerhafte Vorspannkraft durch das Formschlusselement in Richtung auf den Aktuator 1 ausgeübt wird.
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An dem Aktuatorträger 2 sind Fixiereinrichtungen 25 in Gestalt von Haken angebracht, beispielsweise angeformt, um den nicht dargestellten Airbag daran zu befestigen. Neben Haken können auch andere Fixiereinrichtungen wie Schrauben oder Nieten oder andere separate Komponenten eingesetzt werden.
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Statt der Ausgestaltung mit einem Flansch 11 kann in dem Aktuator 1 auch eine Nut ausgebildet sein, in die ein Formschlusselement 3 eingreift. Die konstruktive Ausgestaltung des Einführanschlages 21 ist dann abweichend auszuführen, beispielsweise durch einen in Einführrichtung nachgelagerten Flansch. Das Formschlusselement 3 wird dann durch den Aktuator 1 bzw. den Grundkörper des Aktuators 1 aufgeweitet und schnappt in die Nut ein.
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Durch das System wird eine Verschraubung des Aktuators 1 an dem Aktuatorträger 2 überflüssig, zeit- und kostenaufwendige Montageverrichtungen werden eingespart. Die Bauteilkosten werden verringert und die Montage selbst wird vereinfacht. Die separate Fertigung von Formschlusselement 3, Aktuatorträger 2 und Aktuator 1 ermöglicht eine einfache Anpassbarkeit an geänderte Dimensionen oder Einsatzbedingungen.
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In der 2 ist eine Variante der Erfindung dargestellt, bei der der Aktuator 1 ebenfalls als Gasgenerator ausgebildet ist. Der Aktuator ist innerhalb eines Airbags 5 angeordnet und an dem Aktuatorträger 2, der wieder als Gasgeneratorträger festgelegt ist. Zur Festlegung des Airbags 4 ist der Aktuator 1 durch die Durchgangsöffnung 20 innerhalb des Aktuatorträgers 2 ebenso hindurchgeführt wie durch eine Ausnehmung innerhalb des Airbags 4. An dem Aktuatorträger 2 ist als Einführanschlag 21 eine Anlagefläche ausgebildet, an der der Airbag 4 anliegt und gegen die der Airbag 4 durch den festgelegten Gasgenerator gedrückt wird. An dem Einführende des Aktuators 1 ist ein Zapfen ausgebildet, an dem sich auch die elektrischen Kontakte befinden können, über die der Aktuator 1 aktiviert werden kann. An dem Einführende ist eine Nut 14 ausgebildet, in die das Formschlusselement 3 einschnappen kann. Das Formschlusselement 3 ist korrespondierend zu dem Formschlusselement gemäß 1 ausgebildet und weist an seiner Oberseite eine Einführschräge 33 auf.
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An dem Einführzapfen des Aktuators 1 ist ein Flansch mit einer Einführschräge 13 ausgebildet, der Flansch bildet eine Seitenwand der Nut 14, die gegenüberliegende Seitenwand der Nut 14 wird von dem übrigen Gehäuse des Aktuators 1 gebildet.
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Zur Montage wird beispielsweise der Airbag 4 mit seiner Öffnung über der Durchgangsöffnung 20 des Aktuatorträgers 2 fluchtend positioniert, anschließend wird der Aktuator 1 in Einführrichtung, die durch den Pfeil symbolisiert ist, durch die Öffnungen hindurchgeführt. Die Einführschräge 13 an dem Aktuator 1 legt sich an die Einführschräge 33 des Formschlusselementes 3 an. Aufgrund der zu der Einführrichtung geneigten Oberflächen wird das Formschlusselement 3 aufgeweitet und in die Nut 24 in den Aktuatorträger hineinbewegt, was durch die Pfeile angedeutet wird. Nachdem die Einführschräge 13 des Aktuators 1 an der Einführschräge 33 des Formschlusselementes 3 vorbei bewegt wurde, schnappt der elastisch gelagerte oder elastisch ausgebildete Ring zurück und greift in die Nut 14 an dem Aktuator 1 ein. Die Positionierung und Dimensionierung sowohl der Nut 14 als auch des Formschlusselementes 3 ist so gewählt, dass das Airbaggewebe an dem Einführanschlag 21 eingeklemmt wird. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Formschlusselement 3 beweglich in der Nut 24 in dem Aktuatorträger 2 gelagert. Der Aktuatorträger 2 und das Formschlusselement 3 bilden somit eine Baugruppe, die vorgefertigt und vormontiert werden kann. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Formschlusselement 3 an dem Aktuator 1 gelagert bzw. befestigt ist, so dass der Aktuator 1 und das Formschlusselement 3 als vorgefertigte Baugruppe genutzt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5615907 A [0003]
- EP 1403147 B1 [0004]
