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Die Erfindung betrifft ein Gassackmodul, insbesondere ein Fahrer-Gassackmodul, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein Fahrer-Gassackmodul ist Teil praktisch eines jeden modernen Personenkraftwagens. Ein solches Fahrer-Gassackmodul ist im Nabenbereich eines Lenkradkörpers aufgenommen und weist meist eine aus einem Abdeckelement und einer einen Boden aufweisenden Gehäusebaugruppe bestehende Aufnahme-Baugruppe zur Aufnahme eines Gassackes, einen Gassack und einen Inflator in Form eines Gasgenerators auf. Je nach konkreter Ausgestaltung kann der Gasgenerator, welcher in der Regel einen Flansch aufweist, Teil der Gehäusebaugruppe sein, oder die Gehäusebaugruppe kann ausschließlich aus dem Gehäuse bestehen. Das Abdeckelement weist hierbei ein Dach und einen umlaufenden Seitenwandabschnitt auf. Im Dach ist eine Tür vorgesehen, durch welche der Gassack bei Befüllung durch den Gasgenerator austreten kann.
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Häufig ist es erwünscht, das Fahrer-Gassackmodul so auszubilden, dass es eine relativ geringe Gesamtmasse aufweist und dass seine Montage aus den Einzelkomponenten einfach ist und rationell ausgeführt werden kann.
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Die gattungsbildende
US 5,354,093 schlägt hierzu ein Fahrer-Gassackmodul vor, bei dem das Gehäuse ausschließlich aus einem Gehäuseboden besteht, auf welches das Abdeckelement aufgerastet ist. Hierzu sind am unteren Ende des Seitenwandabschnitts des Abdeckelements Halteabschnitte in Form von Rasthaken vorgesehen. Zur Sicherung des Abdeckelements am Gehäuseboden dient eine Befestigungsplatte. Das Abdeckelement muss hierbei relativ dickwandig ausgeführt sein. Weiterhin ist ein Haltering notwendig, welcher den Gassack am Gehäuseboden hält.
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Die
DE 10 2010 006 358 A1 schlägt ein Konzept vor, welches auf ein Gehäuse vollständig verzichtet. Stattdessen erstrecken sich vom Seitenwandabschnitt massive Klappen, welche den Boden der Aufnahme-Baugruppe bilden. Auch hier muss das Abdeckelement relativ dickwandig ausgebildet sein; weiterhin ist das im Spritzgussverfahren hergestellte Aufnahmeelement komplex geformt, sodass eine aufwendige Spritzgussform benötigt wird.
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Auch die
US 6,565,113 B1 zeigt ein Fahrer-Gassackmodul, bei dem das Abdeckelement großflächige Klappen aufweist, so dass das Abdeckelement den Gassack nahezu vollständig umschließt. Ein Bauteil, welches im Wesentlichen dem Gehäuse entspricht, ist hierbei außerhalb des Abdeckelements vorgesehen.
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Hiervon ausgehend stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Gassackmodul, insbesondere ein Fahrer-Gassackmodul, dahingehend zu verbessern, dass es bei geringem Gesamtgewicht insgesamt rationell herstellbar ist, wobei sowohl die Einzelkomponenten rationell herstellbar sein sollen als auch die Montage des Gassackmoduls aus den Einzelkomponenten einfach ist. Natürlich muss gleichzeitig die Funktionssicherheit des Gassackmoduls, insbesondere bei Betätigung des Inflators und Expansion des Gassacks gegeben sein.
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Diese Aufgabe wird durch ein Gassackmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß sind die Halteabschnitte in Form von Laschen ausgebildet, welche sich im montierten Zustand zumindest abschnittsweise parallel zum Boden der Gehäusebaugruppe erstrecken. Die Befestigungslaschen können relativ klein (also mit geringer Fläche) und dünn ausgebildet sein, sodass sie ein geringes Gewicht aufweisen. Weiterhin können sie eben und ohne Verstärkungsrippen ausgebildet sein, was die Herstellung des Abdeckelements entsprechend vereinfacht. In der Regel ist es auch nicht notwendig, definierte Scharnierlinien vorzusehen, da die Laschen so ausgebildet sein können, dass sie insgesamt eine ausreichende Biegsamkeit aufweisen. Um den Montagevorgang zu vereinfachen, ist am Boden der Gehäusebaugruppe für jede Lasche ein Positionierungselement vorgesehen und jede Lasche weist ein hierzu passendes Gegenpositionierungselement auf. Durch diese Positionierungselemente und Gegenpositionierungselemente können die Laschen am Boden der Gehäusebaugruppe positioniert werden, bevor die Befestigungsplatte montiert wird. Im montierten Zustand sind die Laschen klemmend zwischen Boden der Gehäusebaugruppe und Befestigungsplatte gehalten, weswegen die Laschen eine nur geringe Eigenstabilität benötigen. Vorzugsweise haben Positionierungselemente und Gegenpositionierungselemente auch im montierten Zustand eine Funktion, nämlich als radial wirkende Haltemittel, während die Befestigungsplatte im Wesentlichen in axialer Richtung wirkt.
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Hierdurch ergibt sich ein Gassackmodul, welches aus einfach geformten und leichten Einzelelementen bestehen kann und welches einfach montierbar ist.
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Vorzugsweise sind die Positionierungselemente als Vorsprünge und die Gegenpositionierungselemente als Löcher ausgebildet. Hierbei werden die Laschen mittels ihrer Löcher in die Vorsprünge eingehängt. Hierdurch behalten die Laschen ihre sehr einfache Struktur. Es ergibt sich weiterhin mit einfachen Mitteln ein ideales Zusammenwirken mit der Befestigungsplatte. Das Umgekehrte wäre jedoch ebenso möglich, ist aus produktionstechnischer Sicht in der Regel jedoch aufwendiger.
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Weiter vorzugsweise nach Anspruch 4 weist das Gehäuse eine – vorzugsweise vollständig umlaufende – Seitenwand auf. Diese stabilisiert zum einen den Gehäuseboden, so dass dieser ebenfalls relativ dünnwandig ausgeführt sein kann, und stützt weiterhin den Seitenwandabschnitt des Abdeckelements.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuse im Gassack aufgenommen. Hierdurch wird eine große Fläche zur Kraftübertragung zwischen Gassack und Aufnahme-Baugruppe zur Verfügung gestellt, was ein Einreißen des Gassackes zuverlässig verhindert, ohne dass zusätzliche Maßnahmen (wie beispielsweise eine lokale Verstärkung des Gassackes) ergriffen werden müssen. Außerdem kann so auf einen Haltering für den Gassack verzichtet werden. Auch dies trägt zu einem geringen Gesamtgewicht bei.
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Das erfindungsgemäße Konzept hat zudem den Vorteil, dass es sowohl einen innenliegenden als auch einen außenliegende Flansch des Gasgenerators zulässt. Bei einem außenliegenden Flansch kann dieser je nach Ausführungsform den Boden der Gehäusebaugruppe (oder einen Teil derselben), die Befestigungsplatte oder keines von beiden bilden. Bei innenliegendem Flansch wird der Boden der Gehäusebaugruppe stets durch den Gehäuseboden des Gehäuses gebildet.
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Gemäß den hier getroffenen Definitionen ist der Gasgenerator in einer ersten Ausführungsform Teil der Gehäusebaugruppe, in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung nicht.
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Das erfindungsgemäße Gassackmodul ist vorzugsweise ein Fahrer-Gassackmodul, es kann jedoch auch ein Beifahrer-Gassackmodul sein.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
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1 sämtliche Bauelemente eines ersten Ausführungsbeispiels einer ersten Ausführungsform eines Fahrer-Gassackmoduls in einem schematisierten Querschnitt,
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2 einige der Bauelemente aus 1 nach einem ersten Montageschritt,
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3 das in 2 Gezeigte nach einem weiteren Montageschritt,
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4 das in 3 Gezeigte nach einem nachfolgenden Montageschritt,
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5 das in 4 Gezeigte nach Einklappen der Laschen und die Befestigungsplatte,
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6 das in 5 Gezeigte nach Festschrauben der Befestigungsplatte, also das fertig montierte Gassackmodul,
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7 den unteren Bereich des Gassackes,
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8 das in 6 Gezeigte, jedoch in größerer Detailfülle,
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9 das in 5 Gezeigte (jedoch ohne Befestigungsplatte) in einer perspektivischen Ansicht von unten mit einer der 8 entsprechenden Detailfülle,
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10 das in 6 Gezeigte in einer perspektivischen Ansicht von unten mit einer der 8 entsprechenden Detailfülle,
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11 die auch in 2 gezeigte, aus Gehäuse und Gasgenerator bestehende Unterbaugruppe in einer perspektivischen Ansicht von oben mit einer der 8 entsprechenden Detailfülle,
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12 ein zweites Ausführungsbeispiel der ersten Ausführungsform in einer der 6 entsprechenden Darstellung,
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13 ein erstes Ausführungsbeispiel einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer der 6 entsprechenden Darstellung und
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14 ein zweites Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsform.
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Die Erfindung wird nun im Detail anhand eines ersten Ausführungsbeispiels einer ersten Ausführungsform erläutert. Hierbei zeigen die 1 bis 6 die Bauteile des Gassackmoduls in stark schematisierten und teilweise nicht maßstäblichen Schnittdarstellungen. Die 7 bis 11 zeigen dasselbe Gassackmodul beziehungsweise Teile desselben in größerer Detailfülle. Die schematische Darstellung der 1 bis 6 wurde gewählt, um das erfindungsgemäße Konzept anhand des Montageprozesses des Gassackmoduls zu verdeutlichen.
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Die 1 zeigt die Bauelemente des nun beschriebenen Gassackmoduls:
Es ist ein aus Kunststoff bestehendes, vorzugsweise einstückiges Abdeckelement 30 vorgesehen, welches, wie üblich ein Dach 32 und einen umlaufenden, im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen zylindrischen Seitenwandabschnitt 34 aufweist. Das Abdeckelement 32 kann insbesondere ein 1K- oder ein 2K-Spritzgussteil sein. Im Dach 32 ist mittels Sollbruchlinien und Scharnierlinien (jeweils nicht dargestellt) wie üblich eine Austrittstür für den Gassack vorgesehen. Von der dem Dach gegenüberliegenden Unterkante des Seitenwandabschnitts 34 erstrecken sich Laschen 36 (im gezeigten Ausführungsbeispiel 8 Stück), wobei jede Lasche 36 ein Loch 38 aufweist. Die Laschen sind vorzugsweise relativ dünnwandig ausgeführt und können insbesondere dünnwandiger als der Seitenwandabschnitt ausgebildet sein (in der schematischen Darstellung der 1 bis 6 nicht dargestellt).
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Das Abdeckelement 30 bildet gemeinsam mit einem Gehäuse 20 eine Aufnahme-Baugruppe für einen Gassack 10, welcher im Bodenbereich mehrere Öffnungen aufweist (hierauf wird später mit Bezug auf die 7 eingegangen). Das Gehäuse 20 weist einen Gehäuseboden 22 und eine den Gehäuseboden vollständig umlaufe Seitenwand 28 auf. Im Gehäuseboden 22 ist eine Ausnehmung 26 für den weiter unten beschriebenen Gasgenerator vorgesehen. Weiterhin trägt der Gehäuseboden für jedes Loch 38 einer Lasche 36 einen Vorsprung 23. Jeder dieser Vorsprünge 23 dient als Positionierungselement für eine Lasche 36, wobei das entsprechende Loch 38 als Gegenpositionierungselement dient. Schließlich erstrecken sich vom Gehäuseboden Haltehaken 24 (im gezeigten Ausführungsbeispiel zwei Stück, wobei in den 1 bis 6 aufgrund der Schnittdarstellung jeweils nur einer zu sehen ist). Je nach Ausgestaltung des Positionierungs- und Haltekonzepts dienen die Haltehaken 24 entweder zum Halten und Positionieren des Gassackmoduls in Z-Richtung am (nicht dargestellten) Lenkradkörper oder nur zur Sicherung des Gassackmoduls am Lenkradkörper bei Betätigung des Gasgenerators. Für die hier vorliegende Erfindung ist dies jedoch unerheblich.
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Das Gehäuse 20 kann – einschließlich der Vorsprünge 23 – einstückig als Blechbiegeteil oder als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet sein.
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Der bereits erwähnte Gasgenerator 40 ist ein sogenannter „Pancake-Gasgenerator”, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Er weist einen Hauptkörper 42 (in welchem sich die Treibladung befindet) und einen Flansch 44 auf. Im Flansch sind Befestigungslöcher (im gezeigten Ausführungsbeispiel 4 Stück – in der Schnittdarstellung der 1 nicht dargestellt) für Haltebolzen – hier Schrauben 60 – vorgesehen. Die Muttern 62 für diese Schrauben 60 sind in 1 ebenfalls dargestellt. Alternativ hierzu könnten die Schrauben oder andere Haltebolzen auch fest mit dem Flansch verbunden sein.
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Schließlich ist in 1 eine Halteplatte 50 gezeigt. Diese weist eine zentrale Durchbrechung 52 und für jeden Haltebolzen und für jeden Vorsprung ein Durchgangsloch auf. Weiterhin sind zwei seitliche Einschnitte für die Haltehaken 24 vorgesehen (s. hierzu insbesondere auch 10).
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Bevor die Montage der eben beschriebenen Einzelteile zum fertigen Gassackmodul beschrieben wird, wird mit Bezug auf die 7 auf den Bodenbereich des Gassacks 10 eingegangen. In diesem sind drei Arten von Durchbrechungen vorgesehen: Eine Hauptdurchbrechung 12 weist einen zentralen Bereich und zwei Seitenflügel auf. Sie dient zum einen dazu, die aus Gehäuse und Gasgenerator bestehende Unterbaugruppe in den Gassack einführen zu können (s. hierzu später 2 und 3). Außerdem erstrecken sich die Haltehaken 24 durch die Seitenflügel. Weiterhin ist für jeden Vorsprung 23 ein Durchtrittsloch 14 vorgesehen. Drei weitere Durchbrechungen 16 dienen zum Durchtritt von Axialpositionierungselementen, die in den schematischen Darstellungen der 1 bis 6 nicht dargestellt sind.
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Es wird nun die Montage beschrieben: In einem ersten Montageschritt (s. 2 und 11) wird der Gasgenerator 40 am Gehäuse 20 angeordnet und mittels der Haltebolzen (Schrauben 60) vorfixiert, aber noch nicht verschraubt. Der Gehäuseboden 22 weist hierfür für jedes Befestigungsloch des Flansches ebenfalls ein Befestigungsloch auf. Wie bereits erwähnt, wäre auch möglich, dass die Haltebolzen (Schrauben) fest mit dem Flansch 44 verbunden sind, was die Montage sogar vereinfachen könnte. Gehäuse 20 und Gasgenerator 40 bilden in der ersten Ausführungsform die Gehäusebaugruppe, wobei im ersten Ausführungsbeispiel der ersten Ausführungsform (1 bis 11) der Gehäuseboden 22 auch den Boden dieser Gehäusebaugruppe bildet.
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Im nächsten Montageschritt wird die aus Gehäuse 20 und Gasgenerator 40 bestehende Unterbaugruppe (Gehäusebaugruppe) durch die Hauptdurchbrechung 12 in den Gassack 10 eingeführt. Hierbei wird das Gehäuse so positioniert, dass die Vorsprünge 23 durch die entsprechenden Durchtrittslöcher 14 im Gassack durchtreten (3).
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Nun wird die aus Gehäuse und Gasgenerator bestehende Unterbaugruppe mit dem Gassack 10 in das Abdeckelement 30 eingeschoben (4). Das Abdeckelement weist bereits erwähnte Axialpositionierungselemente 29 (nur in den 9, 10 und 11 dargestellt) auf, welche nach Erreichen der axialen Endposition des Gehäuses 20 in Bezug auf das Abdeckelement 30 am unteren Rand des Seitenwandabschnitts 34 anstoßen. Jetzt werden die Laschen 36 – vorzugsweise unter elastischer Deformation – nach innen geklappt, bis sich zumindest ihre dem Abdeckelement abgewandten Endabschnitte im Wesentlichen parallel zum Gehäuseboden 22 erstrecken, wobei jede Lasche 36 mittels ihres Loches 38 in einen Vorsprung 23 „eingehängt” und somit vorläufig fixiert wird (5 und 9).
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Wie man insbesondere den 8 und 11 entnehmen kann, kann die Außenseite der Seitenwand 28 des Gehäuses leicht konisch ausgebildet sein, derart, dass ihr Durchmesser nach oben (zum Dach hin) abnimmt und/oder auf der Außenseite können in axialer Richtung verlaufende Rippen vorgesehen sein, so dass zwischen den Rippen Einbuchtungen gebildet sind. Vorzugsweise ist – wie gezeigt – beides verwirklicht. Hierdurch wird Platz für Gassackfalten im Bereich zwischen Abdeckelement und Gehäuse bereitgestellt.
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Im abschließenden Montageschritt wird die Befestigungsplatte 50 auf die Schrauben 60 mittels der Muttern 62 aufgeschraubt, so dass sie die Laschen klemmend gegen den Gehäuseboden hält und insbesondere ein Enthaken der Laschen 36 von den Vorsprüngen 23 verhindert (6, 8 und 10). Durch die radiale Sicherung der Laschen 36 mittels der Vorsprünge 23 muss die Klemmkraft nicht sehr groß sein.
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Wie dies bereits erwähnt wurde, erstrecken sich vom Gehäuse Positionierungselemente, welche die Axialposition (Z-Position) des Abdeckelements relativ zum Gehäuse definieren. Diese Positionierungselemente sind in den 9, 10 und 11 mit dem Bezugszeichen 29 versehen. Im montierten Zustand liegt der untere Rand des Abdeckelementes auf diesen Positionierungselementen auf. Das heißt, dass diese Positionierungselemente die „Einschiebtiefe” des Gehäuses in das Abdeckelement begrenzen.
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Im eben ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt der Flansch 44 des Gasgenerators 40 innerhalb des Gehäuses 20, dies ist jedoch nicht zwingend, wie man anhand des in 12 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels der ersten Ausführungsform sieht. Sofern der Flansch 44 – wie in 12 gezeigt – relativ großflächig ausgebildet ist und den Gehäuseboden 22 im Wesentlichen vollständig abdeckt, so bildet der Flansch 44 den Boden der Gehäusebaugruppe, an welcher die Laschen 36 abschnittsweise anliegen. Die Vorsprünge 23 können sich hierbei entweder vom Gehäuseboden 22 durch den Flansch 44 erstrecken (wozu entsprechende Durchbrechungen im Flansch 44 vorgesehen sein müssten), oder sie können – wie gezeigt – am Flansch 44 angeformt sein. Insbesondere bei einem außen liegenden Flansch wäre es auch möglich, dass der Boden der Gehäusebaugruppe abschnittsweise durch den Gehäuseboden und abschnittsweise durch den Flansch gebildet wird.
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Die 13 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer der 12 bzw. der 6 entsprechenden Darstellung. Gemäß den hier getroffenen Definitionen ist der Gasgenerator hier nicht Teil der Gehäusebaugruppe, so dass der Boden der Gehäusebaugruppe (wie im ersten Ausführungsbeispiel der ersten Ausführungsform) durch den Gehäuseboden 22 gebildet wird. Der Flansch 44 befindet sich unterhalb der Befestigungsplatte 50, so dass der Gasgenerator zuletzt montiert werden kann, wozu die Haltebolzen (Schrauben 60) genutzt werden können.
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Die 14 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der zweiten Ausführungsform. Hier wird die Halteplatte 50 durch den Flansch 44 des Gasgenerators 40 gebildet, wozu dieser Flansch 44 vorzugsweise eine Kontur wie die Halteplatte 50 des ersten Ausführungsbeispiels der ersten Ausführungsform hat (s. hierzu insbesondere 10), wobei in der zentralen Durchbrechung des Flansches 44 der Hauptkörper 42 des Gasgenerators aufgenommen und der Hauptkörper 44 dauerhaft mit dem Flansch 44 verbunden ist.
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Beim zweiten Ausführungsbeispiel der ersten Ausführungsform und bei den Ausführungsbeispielen der zweiten Ausführungsform ist es aus montagetechnischen Gründen vorteilhaft, wenn die Haltebolzen im Gehäuse eingespritzt oder eingepresst sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Gassack
- 12
- Hauptdurchbrechung
- 14
- Durchtrittsloch
- 16
- weitere Durchbrechung
- 20
- Gehäuse
- 22
- Gehäuseboden
- 23
- Vorsprung
- 24
- Haltehaken
- 26
- Ausnehmung
- 28
- Seitenwand
- 29
- Axialpositionierungselement
- 30
- Abdeckelement
- 32
- Dach
- 34
- Seitenwandabschnitt
- 36
- Lasche
- 38
- Loch
- 40
- Gasgenerator
- 42
- Hauptkörper
- 44
- Flansch
- 50
- Befestigungsplatte
- 52
- zentrale Durchbrechung
- 60
- Schraube
- 62
- Mutter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5354093 [0004]
- DE 102010006358 A1 [0005]
- US 6565113 B1 [0006]
