DE10349537B4

DE10349537B4 - Lenkrad für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10349537B4
Application number: DE2003149537
Authority: DE
Inventors: Bernard Dechoux; Takaaki Sagamihara Honma
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2003-10-22
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2023-10-23
Also published as: WO2005044643A1; JP4705037B2; JP2007508987A; DE10349537A1

Abstract

Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkradkranz (11) und wenigstens einer Speiche (12), die im Bereich einer Nabe (13) mit einer Lenksäule (17) verbindbar ist, und einem aus wenigstens einem Gasgenerator (24), wenigstens einem Diffusor (26) und wenigstens einem Airbag (28) bestehenden Airbagmodul (20), wobei der Gasgenerator (24) im Betätigungsfall Gas entlang einer ersten Strömungsrichtung an den Diffusor (26) leitet, welcher dieses in einer bezüglich der Lenksäule (17) im wesentlichen radialen zweiten Strömungsrichtung in den Airbag (28) einleitet, der sich in einer ersten Expansionsphase im wesentlichen radial ausdehnt, dadurch gekennzeichnet, dass auch die erste Strömungsrichtung im wesentlichen radial bezüglich der Lenksäule (17) ist und dass sich Gasgenerator (24) und Airbag (28) auf unterschiedlichen Seiten der Lenksäule (17) befinden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei den meisten bisherigen mit einem Airbagsystem ausgestatteten Lenkrädern ist das Airbagsystem im Nabenbereich des Lenkrades angeordnet. Hierbei sind Gasgenerator, Diffusor und gefalteter Airbag axial übereinander angeordnet. Im Betätigungsfall wird eine Abdeckklappe im Nabenbereich entlang einer Sollbruchlinie vom sich füllenden Airbag geöffnet und der Airbag entfaltet sich in im wesentlichen axialer Richtung bezüglich der Lenksäule in Richtung des Fahrers.
Durch diese Art der Anordnung kann zwar eine sehr schnelle Bereitstellung des gefüllten Airbags im Falle eines Unfalls erreicht werden, sie hat jedoch auch einige Nachteile. Zum einen muss die aus Kunststoff bestehende Abdeckkappe in Richtung des Fahrers bewegt werden, was zu Hautverletzungen führen kann. Ein anderes Problem ist konstruktiver Natur: Wenn der mittlere Bereich der Nabe auch als Betätigungsfläche für eine Hupe benutzt werden soll – was aus ergonomischen Gründen in der Regel sinnvoll ist – ist es notwendig, das gesamte Airbagmodul axial beweglich anzuordnen. Dies ist einerseits konstruktiv relativ aufwendig und hat weiterhin den Nachteil, dass die Gesamtanordnung relativ hoch baut, da hier der Betätigungsschalter für die Hupe, der Gasgenerator, der Diffusor und der zusammengefaltete Airbag axial hintereinander angeordnet sind. Weiterhin ergibt sich hier ein relativ hoher Betätigungsaufwand beim Betätigen der Hupe durch den Fahrer, da dieser das gesamte Airbagmodul niederdrücken muss. Ein weiterer Nachteil einer solchen Anordnung ist darin zu sehen, dass ein relativ hohes Spaltmaß erforderlich ist, was aus ästhetischen und Designgründen unerwünscht ist.

Viele der oben genannten Probleme werden durch ein Lenkrad gelöst, wie es in der DE 101 50 772 C1 beschrieben ist. Hier erstreckt sich das Airbagmodul parallel zu und neben der Lenksäule und lässt somit den Bereich der Nabe frei. Die Abdeckkappe öffnet sich in einer Richtung vom Fahrer weg, so dass es hier zu keiner Verletzung kommen kann. Dadurch, dass das Airbagmodul seitlich neben der Lenksäule angeordnet ist, kann das gesamte Lenkrad etwas flacher bauend ausgeführt sein, durch die axiale Ausführung des Airbagmoduls sind dieser Bauhöhenreduzierung jedoch Grenzen gesetzt.

Ein in wesentlichen Merkmalen ähnliches Lenkrad beschreibt die gattungsbildende WO 01/21450 A1. Auch hier sind Gasgenerator und Diffusor in axialer Richtung neben der Lenksäule angeordnet. Die Austrittsöffnungen des Diffusors weisen eine radiale Komponente auf, so dass sich der Airbag zunächst mit einer radialen Komponente ausdehnt. Die mit dieser Konstruktion zu realisierende minimale Bauhöhe ist derjenigen des Lenkrads aus der DE 101 50 772 C1 vergleichbar.

Die DE 101 55 855 A1 zeigt ein Lenkrad, bei dem der Gasgenerator einer Gassack-Einheit in einer Speiche angeordnet ist. Der Gassack selbst befindet sich in herkömmlicher Weise in der Nabe. Das Gas strömt vom Gasgenerator zunächst in radialer Richtung, wird dann radial umgeleitet und stößt den Gassack in radialer Richtung aus dem Nabenbereich aus.

Aus der DE 201 14 375 U1 ist eine Lenkradeinheit bekannt, bei der die Gassack-Einheit vollständig unterhalb des Lenkrades angeordnet ist. Bei Betätigung wird zunächst der gefaltete Gassack mittels einer rohrartigen Konstruktion zwischen Lenkradkranz und Nabe positioniert und um 90° umgelenkt. Die anschließende Expansion des Gassacks erfolgt ausschließlich axial. Eine solche Konstruktion benötigt eine relativ große Bautiefe.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Lenkrad mit einem Airbagmodul dahingehend weiterzubilden, dass eine verringerte Bauhöhe des Lenkrades realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Lenkrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß erstrecken sich Gasgenerator und Diffusor bezüglich der Lenksäule in radialer Richtung, das heißt, das Gas strömt bis zum Eintritt in den Airbag ebenfalls radial zur Lenksäule. Die radiale Ausdehnung eines Lenkrades ist ohnehin relativ groß, so dass durch die Unterbringung des so angeordneten Airbagmoduls nur ein geringer zusätzlicher Platzbedarf ent steht. Idealerweise ist hierbei zumindest ein Teil des Airbagmoduls, beispielsweise der Gasgenerator, unter einer Speiche des Lenkrades geführt (Anspruch 2).

Eine besonders kompakte Bauweise ergibt sich bei einem Lenkrad mit den weiteren Merkmalen des Anspruchs 3.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 Ein Lenkrad in der Draufsicht,
2 das Lenkrad aus 1 entlang der Schnittlinie A-A,
3 das Lenkrad aus den 1 und 2 entlang der Schnittlinie B-B in 2,
4 das Lenkrad aus 2 während der Expansionsphase des Airbags,
5 das Lenkrad aus den 2 und 4 mit vollständig aufgeblasenem Airbag,
6 eine perspektivische Darstellung eines hier verwendeten Airbags und
7 ein Lenkrad in einer der 5 entsprechenden Darstellung, wobei der Airbag mit einem Fangband versehen ist.
Die 1 zeigt ein allgemein mit dem Bezugszeichen 10 versehenes Lenkrad. Es besteht aus einem Lenkradkranz 11, von dem aus sich drei Speichen 12, 12', 12'' radial nach innen erstrecken und sich zur Nabe 13 vereinigen. Die Nabe 13 trägt mittig ein Betätigungsfeld 14 für eine Hupe. Das Airbagmodul ist aus Fahrersicht unterhalb der ersten Speiche 12 und unterhalb der Nabe 13 angeordnet (in 1 nicht dargestellt).
2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1. Unterhalb der ersten Speiche 12 und der Nabe 13 ist das Gehäuse 22 angeordnet, in welchem sich das Airbagmodul 20 befindet. Das Airbagmodul 20 besteht aus dem Gasgenerator 24, dem Diffusor 26 und dem Airbag 28, die axial hintereinander angeordnet sind. Der Airbag besteht aus einem schlauchartigen Abschnitt 28a und einem Kissenabschnitt 28b. Im Ruhezustand ist hierbei der Kissenabschnitt 28b auf den schlauchartigen Abschnitt 28b aufgefaltet. Im Betätigungsfall strömt das Gas zunächst radial in den schlauchartigen Abschnitt 28a und von dort in den Kissenabschnitt 28b.
Man erkennt anhand 2, dass das Betätigungsfeld 14 für eine Hupe, das mit Druckfedern 15 gehalten ist, und mit dem ein Taster 16 betätigt werden kann, vom Airbagmodul vollständig entkoppelt ist.
In 3 ist der Strömungsweg des Gases vom Gasgenerator 24 zum Airbag 28 mit Pfeilen angedeutet. Zunächst strömt das Gas entlang einer ersten Strömungsrichtung vom Gasgenerator 24 in den Diffusor 26. Diese Strömungsrichtung ist radial bezüglich der Lenksäule 17. Der Diffusor 26 weist zwei Rohrabschnitte 26a und 26b auf, die sich um die Lenksäule 17 herum erstrecken. Hierbei läuft der erste Rohrabschnitt 26a in Strömungsrichtung rechts, der zweite Rohrabschnitt in Strömungsrichtung links an der Lenksäule 17 vorbei. Hierdurch wird ein hoher Gasdurchsatz bei gleichzeitig sehr kompakter Bauweise erreicht. Von den Mündungsöffnungen 27 des Diffusors gelangt das Gas entlang der zweiten ebenfalls radialen Strömungsrichtung in den Airbag 28. Der Strömungsweg des Gases vom Gasgenerator bis zum Airbag 28 ist im wesentlichen radial bezüglich der Lenksäule 17.
4 zeigt den Airbag während der Expansionsphase. Der sich ausdehnende Airbag 28 öffnet die Klappe 23 des Gehäuses 22 an der Sollbruchstelle 23a (siehe hierzu 2) und dehnt sich zunächst im wesentlichen radial aus. Während der weiteren Expansion tritt der Airbag 28 axial durch den freien Bereich zwischen Lenkradkranz 11 und Nabe 13, um schließlich den gesamten Platz vor dem Lenkrad einzunehmen (siehe hierzu 5).
Wie am besten anhand 5 zu sehen ist, weist der Airbag an seinem dem Diffusor zugewandten Ende einen schlauchartigen Abschnitt 28a und einen sich hieran anschließenden Kissenabschnitt 28b auf. Der schlauchartige Abschnitt 28a ist hierbei außermittig, asymmetrisch zum Kissenabschnitt 28b. Der gefüllte Airbag hat somit die Struktur eines "schiefen Pilzes", wie man anhand 6 gut erkennen kann.
Es kann sinnvoll sein den Airbag 28 mit einem Fangband 29 auszustatten, die sich im aufgeblasenen Zustand von der Mitte des Kissenabschnitts zu einem an der Nabe anliegenden Bereich des Airbags erstreckt (s. hierzu 7). Die Fangleine führt den Airbag 28 während der Entfaltung und positioniert ihn vor dem Lenkrad 10.

10: Lenkrad
11: Lenkradkranz
12, 12', 12'': Speiche
13: Nabe
14: Betätigungsfeld für Hupe
15: Druckfedern
16: Taster
17: Lenksäule
20: Airbagmodul
22: Gehäuse
23: Klappe
23a: Sollbruchstelle
24: Gasgenerator
26: Diffusor
26a, b: Rohrabschnitt
27: Mündungsöffnung
28: Airbag
28a: schlauchartiger Abschnitt
28b: Kissenabschnitt
29: Fangband

Claims

Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkradkranz (11) und wenigstens einer Speiche (12), die im Bereich einer Nabe (13) mit einer Lenksäule (17) verbindbar ist, und einem aus wenigstens einem Gasgenerator (24), wenigstens einem Diffusor (26) und wenigstens einem Airbag (28) bestehenden Airbagmodul (20), wobei der Gasgenerator (24) im Betätigungsfall Gas entlang einer ersten Strömungsrichtung an den Diffusor (26) leitet, welcher dieses in einer bezüglich der Lenksäule (17) im wesentlichen radialen zweiten Strömungsrichtung in den Airbag (28) einleitet, der sich in einer ersten Expansionsphase im wesentlichen radial ausdehnt, dadurch gekennzeichnet, dass auch die erste Strömungsrichtung im wesentlichen radial bezüglich der Lenksäule (17) ist und dass sich Gasgenerator (24) und Airbag (28) auf unterschiedlichen Seiten der Lenksäule (17) befinden.
Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Gasgenerator (24) zumindest teilweise unterhalb der Speiche (12) in radialer Richtung erstreckt.
Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor (26) wenigstens zwei Rohrabschnitte (26a, b) aufweist, wobei sich ein Rohrabschnitt (26b) in Strömungsrichtung des Gases links und der andere Rohrabschnitt (26a) in Strömungsrichtung des Gases rechts an der montierten Lenksäule (17) vorbei erstreckt.
Lenkrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (28) einen schlauchartigen Abschnitt (28a) und einen Kissenabschnitt (28b) aufweist.
Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich durch den Airbag (28) ein Fangband (29) vom schlauchartigen Abschnitt (28a) zum Kissenabschnitt (29b) erstreckt.