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Die Erfindung betrifft eine Lenkradeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung nach Anspruch 9.
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Nahezu jede Lenkradeinheit eines modernen Kraftfahrzeuges weist einen Lenkradkörper und ein im Nabenbereich des Lenkradkörpers aufgenommenes Gassackgehäuse auf. Bei sogenannten Floating-Module-Konzepten ist das Gassackgehäuse gegen den Lenkradkörper niederdrückbar, wodurch bei Überschreiten einer vorbestimmten Andruckkraft die Fahrzeughupe betätigt wird. Bisher sind hier zumeist voneinander beabstandete Hupenkontakte vorgesehen und zwischen Gassackgehäuse und Lenkradkörper sind Federn angeordnet, so dass bei Überwinden einer vorbestimmten Federkraft zumindest ein Teil der Hupenkontakte geschlossen wird. Es sind inzwischen auch nahezu bewegungslos arbeitende Systeme, insbesondere unter Verwendung von Piezo-Elementen bekannt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf Lenkradeinheiten nach dem eben kurz beschriebenen Floating-Module-Konzept, ist jedoch nicht auf solche beschränkt. Der Einfachheit halber wird jedoch im Folgenden auf derartige Floating-Module-Lenkradeinheiten Bezug genommen.
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Bei einer Floating-Module-Lenkradeinheit kann das Gassackgehäuse nicht mit dem Lenkradkörper verschraubt oder vernietet sein, sondern es sind spezielle Halteeinrichtungen zur wenigstens axialen Positionierung des Gassackgehäuses am Lenkradkörper vorhanden. Zusätzlich zu den Halteeinrichtungen können auch Rückhalteeinrichtung vorgesehen sein, welche das Gehäuse am Lenkradkörper halten, wenn die Halteeinrichtungen beim Auftreten des sogenannten Fangschlages versagen sollten.
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Sowohl für die eben beschriebenen Halteeinrichtungen als auch für die eben beschriebenen Rückhalteeinrichtungen ist es bekannt, zumindest einen Federdrahtbügel zu verwenden, in welchen wenigstens ein Haken dauerhaft oder bedarfsweise eingreift. Dieser Federdrahtbügel wird von einem Strukturelement getragen, welches entweder dem Gassackgehäuse oder dem Lenkradkörper zugeordnet ist. Konkret bedeutet dies, dass das Strukturelement entweder der Gehäuseboden, das Skelett des Lenkradkörpers oder eine zwischen dem Skelett und Gassackgehäuse angeordnete, starr mit dem Skelett verbundene Hupenplatte sein kann. Nach den hier geltenden Definitionen ist eine solche Hupenplatte Teil des Lenkradkörpers, da sie mittelbar oder unmittelbar, jedoch fest mit dem Lenkradskelett verbunden ist. Eine gattungsgemäße Lenkradeinheit, bei der der Bügel Teil einer Rückhalteeinrichtung ist, ist beispielsweise in der
DE 10 2008 028 126 A1 beschrieben.
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Der wenigstens eine Bügel weist wenigstens einen Verbindungsabschnitt, welcher starr am Strukturelement gehalten ist, und wenigstens einen elastisch deformierbaren Abschnitt auf. In der Regel ist auch der elastisch deformierbare Abschnitt am Strukturelement gehalten, jedoch nicht starr, sondern beweglich. Häufig ist der Bügel U- oder Omega-förmig ausgebildet, wobei der Verbindungsabschnitt in der Mitte liegt und die beiden Endabschnitte die deformierbare Abschnitte bilden. Es sind jedoch auch Bügel mit nur einem deformierbaren Abschnitt bekannt, wobei hier in der Regel sowohl der Halteabschnitt als auch der deformierbare Abschnitt jeweils Endabschnitte des Bügels sind.
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Die Montage des Bügels erfolgt bislang in der Regel dadurch, dass zunächst der oder die deformierbaren Abschnitte in entsprechende Halteelemente des Strukturelementes eingeschoben werden und in einer nachfolgenden Bewegung des Bügels der Verbindungsabschnitt am Strukturelement verrastet wird. Die hierzu notwendige Bewegung des Bügels in Bezug auf das Strukturelement ist jedoch relativ komplex und nur aufwendig automatisierbar. Weiterhin können nur bestimmte Geometrien des Bügels realisiert werden.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine gattungsgemäße Lenkradeinheit dahingehend zu verbessern, dass die eben beschriebenen Probleme vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Lenkradeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren ist in Anspruch 9 angegeben.
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Erfindungsgemäß weist das Strukturelement einen Grundkörper und wenigstens eine an den Grundkörper angegossene Umgießung auf, welche auch den Verbindungsabschnitt des Bügels umgibt und ihn somit mit dem Grundkörper verbindet. Hierdurch kann ein separater Montageschritt zur Anordnung des Bügels am Strukturelement entfallen. Dies führt zum einen zu einer Effizienzsteigerung des Herstellungsverfahrens und zum anderen kann eine größere Vielfalt von Formen des Bügels realisiert werden. Die Umgießung kann insbesondere eine Umspritzung aus thermoplastischem Kunststoff sein.
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Insbesondere, wenn sowohl der Bügel als auch der Grundkörper aus Metall bestehen, ist es zur Geräuschvermeidung zu bevorzugen, wenn der Verbindungsabschnitt ausschließlich mittels der Umgießung mit dem Grundkörper verbunden ist.
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Meist ist auch der elastisch deformierbare Abschnitt beweglich am Strukturelement gehalten. Es ist bevorzugt, hierfür ein Angusselement vorzusehen, welches im selben Verfahrensschritt wie die Umgießung hergestellt werden kann. Auch das Angusselement kann insbesondere eine Anspritzung aus thermoplastischem Kunststoff sein. Es ist möglich (aber nicht zwingend), dass die Umgießung und das Angusselement Abschnitte eines einstückigen Angusses sind.
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Wenn ein solches Angusselement vorhanden ist, ist es in der Regel erforderlich, den elastisch deformierbaren Abschnitt in der Gussform zumindest bis zum Erhärten des Angusselements in einer vom Angusselement beabstandeten Position zu halten.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus den nun mit Bezug auf die Figuren näher beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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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 einen Lenkradgrundkörper und ein Gassackmodul zur Verbindung mit dem Lenkradgrundkörper in einer schematisierten Querschnittsdarstellung,
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2 die aus dem Lenkradgrundkörper 14 und dem Gassackmodul 20 gebildete Lenkradeinheit,
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3 eine Hupenplatte wie sie in der Lenkradeinheit der 1 und 2 verwendet sein kann,
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4 die Hupenplatte aus 3 und einen Bügel zur Befestigung an der Hupenplatte in einem Zustand, in welchem sich die Hupenplatte und der Bügel in einem Spritzgusswerkzeug befinden (jedoch vor dem Einspritzvorgang),
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5 das in 4 Gezeigte nach Abschluss des Einspritzvorgangs,
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6 einen Schnitt entlang der Ebene A-A in 5 in einer schematisierten Darstellung,
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7 einen Schnitt entlang der Ebene B-B in 5 in einer schematisierten Darstellung,
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8 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei die linke Seite einer Darstellung der 5 und die rechte Seite einer Darstellung der 4 entspricht.
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Die 1 zeigt sämtliche hier relevanten Bauteile einer Lenkradeinheit in einer schematisierten Querschnittsdarstellung. Bei der gezeigten Lenkradeinheit handelt es sich um eine nach dem sogenannten Floating-Module-Prinzip, bei der ein Gassackgehäuse 21 gegen die Kraft von Hupenfedern 25 gegen einen Lenkradkörper niedergedrückt werden kann, wodurch Hupenkontakte 26 geschlossen werden können.
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Der unten in 1 dargestellte Lenkradgrundkörper 14 weist ein Skelett 16, zumeist aus Leichtmetall, und einen das Skelett 16 abschnittsweise umgebenden Schaum 18 auf. Die Verbindung zwischen dem Gassackgehäuse 21, welches einen Gassack 22 aufnimmt und einen Gasgenerator 23 und ein Dach 24 trägt, mit dem Lenkradgrundkörper erfolgt über eine Hupenplatte 30, welche am Gassackgehäuse 21 vormontiert ist, so dass ein Gassackmodul 20 gebildet wird. Im montierten Zustand, wie er in 2 gezeigt ist, ist die Hupenplatte 30 jedoch starr mit dem Lenkradgrundkörper 14 verbunden (beispielswiese verschraubt), so dass sie dann als zum Lenkradkörper 12 gehörend betrachtet wird. Die Hupenplatte (siehe hierzu auch 3) bildet den Grundkörper eines Strukturteils, welches einen Bügel 40 trägt (5). Das entsprechende Strukturteil muss jedoch keine Hupenplatte sein, wie dies gezeigt ist, das entsprechende Strukturteil könnte ebenso das Gehäuse 21, insbesondere der Gehäuseboden, oder der Lenkradgrundkörper 14, insbesondere das Skelett 16 sein. Der Bügel 14 ist an der Unterseite der Hupenplatte 30 gehalten und die Hupenplatte weist Durchbrechungen 32a, 32b auf, durch welche sich vom Gehäuseboden erstreckende Haken 27 durchtreten. Im gezeigten Ausführungsbeispiel stehen die Haken bei nicht niedergedrücktem Gassackgehäuse in Kontakt mit Abschnitten des Bügels 40, so dass der Bügel Teil einer Halteeinrichtung ist, welche der Z-Positionierung des Gehäuses dient. Wie dies bereits erläutert wurde, könnte der Bügel jedoch auch Teil einer reinen Rückhalteeinrichtung sein, welche nur im Bedarfsfall bei Zündung des Gasgenerators und Versagen anderer Axialpositionierungselemente beaufschlagt wird.
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Die 5 zeigt die Hupenplatte mit daran gehaltenem Bügel 40. Der Bügel 40 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Das heißt, dass er zwei seitliche Schenkel und einen diese beiden seitlichen Schenkel verbindenden Mittelabschnitt aufweist. Der Bügel besteht vorzugsweise aus Federstahl, es sind jedoch auch andere Werkstoffe denkbar. Der Bügel 40 ist in mehreren Bereichen mit der Hupenplatte 30 verbunden. Hierzu dienen eine Umgießung 50 und vier Angusselemente 52a, 53a, 54b, 55b. Die Umgießung 50 verbindet den Befestigungsabschnitt 42 (siehe hierzu auch 4) des Bügels 50 starr mit der Hupenplatte 30. Hierzu umgibt die Umgießung 50 den Befestigungsabschnitt 42 vollständig. Der Befestigungsabschnitt 42 weist einen nicht-linearen Abschnitt auf, so dass der Bügel 50 auch gegen eine Bewegung in Pfeilrichtung in 5 gesichert ist. Um die Umgießung 50 mit hoher Haltekraft an der Hupenplatte 30 zu halten, kann diese eine Durchbrechung aufweisen, durch welche die Umgießung durchtritt. Die Durchbrechung dient weiterhin dazu, dass das eine Hälfte des geteilte Umspritzwerkzeugs durch die Hupenplatte durchtreten kann um so in der Ebene der Achse des Bügels diesen mit beiden Hälften des Umspritzwerkzeugs den Bügel zu umschließen und eine Abdichtung für die einzuspritzende Kunststoffmasse zu realisieren.
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Die Endabschnitte der beiden Schenkel sind elastisch deformierbar, sie bilden also die elastisch deformierbaren Abschnitte 44a und 44b. Da diese bei Einrasten der Haken 27 nach innen ausweichen müssen, ist es notwendig, dass sie sich relativ zur Hupenplatte bewegen können. Deshalb sind die Angusselemente 52, 53a, 54b, 55b als liegende Us ausgebildet, welche nach innen offen sind, wie man dies der 7 leicht entnehmen kann. Auch hier könnte die Hupenplatte 40 zusätzliche Durchbrechungen aufweisen, was jedoch in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Die Umgießung 50 und die Angusselemente 52, 53a, 54b, 55b sind vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellte Umspritzungen bzw. Anspritzungen aus einem thermoplastischen Kunststoff. Sie könnten beispielsweise jedoch auch aus einem formstabilen Schaum bestehen.
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Die Herstellung der Hupenplatte mit daran angeordnetem Bügel wird nun mit Bezug auf die 4 bis 7 erläutert. Zunächst werden Hupenplatte 30 und Bügel 40 in einer Spritzgussform bereitgestellt, wobei der Bügel in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene mittels Halteelementen (nicht dargestellt) von der Hupenplatte 30 beabstandet positioniert wird. Hierbei sind die Endbereiche der beiden Schenkel, also die elastisch deformierbaren Abschnitte 44a und 44b, nach innen verschwenkt und werden von entsprechenden Halteelementen H in Position gehalten. In diesem Zustand des Bügels 40 wird die Spritzgussform geschlossen und die Umgießung 50 und die Angusselemente 52a, 53a, 54a, 55b werden an die Hupenplatte 40 angespritzt, wobei der Halteabschnitt 42 des Bügels von der Umgießung 50 umspritzt wird. Nach Erhärten und Öffnen der Spritzgussform werden die Halteelemente H aus ihrer Halteposition gefahren, so dass die elastisch deformierbaren Abschnitte in ihre in 5 gezeigte Stellung schnappen, ohne dass hierzu ein zusätzlicher Montageschritt notwendig wäre. Somit entfällt der zuvor notwendige separate Montageschritt zur Montage des Bügels an der Hupenplatte (oder einem entsprechenden anderen Strukturelement) praktisch vollständig.
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Wie dies in 8 gezeigt ist, können auch anders geformte Bügel, hier nämlich zwei Bügel 40' und 40'' verwendet werden. Hierbei zeigt die linke Seite der 8 den Endzustand entsprechend 5, während die rechte Seite den Vormontagezustand entsprechend 4 zeigt. Die Bügel 40, 40' weisen hier jeweils nur einen Befestigungsabschnitt 42', 42'' sowie nur einen elastisch deformierbaren Abschnitt 44', 44'' auf. Die Durchbrechungen 32a, 32b sind hier durch Einbuchtungen 34', 34'' ersetzt. Herstellungsverfahren und Funktionsweise sind entsprechend dem oben Beschriebenen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lenkradeinheit
- 12
- Lenkradkörper
- 14
- Lenkradgrundkörper
- 16
- Skelett
- 18
- Schaum
- 20
- Gassackmodul
- 21
- Gassackgehäuse
- 22
- Gassack
- 23
- Gasgenerator
- 24
- Dach
- 25
- Hupenfedern
- 26
- Hupenkontakte
- 27
- Haken
- 30
- Hupenplatte
- 32a, 32b
- Durchbrechung für Haken
- 34, 34'
- Einbuchtung für Haken
- 40, 40', 40''
- Bügel
- 42, 42''
- Befestigungsabschnitt
- 44a, 44b, 44', 44''
- elastisch deformierbarer Abschnitt
- 50, 50', 50''
- Umgießung
- 52a, 53a, 54b, 55b, 52a', 53a'
- Angusselement
- H
- Halteelement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008028126 A1 [0004]
