DE19503816A1 - Anordnung zur Befestigung eines aus einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel bestehenden Airbag-Gehäuse im Lenkrad - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Befestigung des in der Lenkradschüssel angeordneten Fahrer-Air­ bags erfolgt bisher durch Verschraubung des Moduls, d. h. im wesent­ lichen des Airbag-Gehäuses gegen das Lenkradskelett, wobei aus designe­ rischen Gründen dafür Sorge getragen werden muß, daß die Befestigungs­ mittel nach der Montage nicht von außen erkennbar sind. Da aus techni­ schen Gründen die Einbringung des Airbag-Moduls in die Lenkradschüssel erst nach der Montage des Lenkrades erfolgen kann, ist hiermit ein beachtlicher Montageaufwand verbunden. Erfolgt die Verschraubung von der Seite, so bleiben die Verschraubungsmittel sichtbar und müssen zur Kaschierung mit einer Abdeckung versehen werden. Aus diesem Grunde er­ folgt in der Regel die Verschraubung von unten her, was allerdings im allgemeinen ebenfalls mit Schwierigkeiten verbunden ist im Hinblick darauf, daß die Befestigungsstellen schwer zugänglich sind und ein Dre­ hen des Lenkrades nach der Befestigung der ersten Schraube notwendig macht, um an die Befestigungsstelle der zweiten Schraube zu gelangen.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung einer Anordnung zugrunde, mit deren Hilfe das Airbag-Modul auf einfache und nicht ohne weiteres nicht wieder lösbare Weise in der Lenkradschüssel befestigt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Anordnung mit den im Patentanspruch 1 wiedergegebenen Merkmalen gelöst.

Durch die Erfindung ist eine Befestigungsanordnung geschaffen, mit deren Hilfe das Airbag-Modul ohne Zuhilfenahme eines Werkzeuges in der Lenkradschüssel auf von außen nicht sichtbaren Ankern befestigt werden können, wobei nach der Befestigung die Demontage nicht oder nur unter größerem Aufwand möglich ist, so daß ein unbeabsichtigtes oder mutwilliges Entfernen des Airbags ausgeschlossen ist.

Weitere Einzelheiten der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung erläu­ tert. Es zeigen

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines Lenkrades mit Airbag vor dessen Befestigung in der Lenkradschüssel

Fig. 1A das in Fig. 1 wiedergegebene Lenkrad nach der Einbrin­ gung des Airbag

Fig. 2 eine Sicht von oben auf das Skelett des Lenkrades im Bereich der Lenkradnabe

Fig. 3 eine Seitenansicht des Airbagmoduls zusammen mit einer Teilschnittansicht des Lenkrades vor der Montage

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Sicht in einer Montage­ zwischenstellung

Fig. 5 eine den Fig. 3 und 4 entsprechende Ansicht nach der Montage des Airbagmoduls in der Lenkradschüssel

Fig. 6, 6A die perspektivische Darstellung eines Lenkrades mit Airbag in einer anderen anderen Ausführungsform vor der Befestigung des Airbag in der Lenkradschüssel

Fig. 7 eine vergrößerte Teildarstellung des Lenkrades nach der Montage des Airbags im Bereich einer der Befesti­ gungsstellen

Fig. 8 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer der Befesti­ gungsstellen

Fig. 9 einen der Fig. 8 entsprechenden Schnitt durch eine Befestigungsstelle vor der Montage

Fig. 10 einen der Fig. 9 entsprechenden Schnitt durch eine Befestigungsstelle in einer Montagezwischenstellung

Fig. 11 eine schematische Darstellung des Demontagevorganges

Fig. 12 einen der Fig. 8 entsprechenden Schnitt durch eine Befestigungsstelle mit Signalkontakt-Anschluß

Fig. 13 einen vergrößerten Teilschnitt durch die in Fig. 5 wiedergegebene Befestigungsstelle mit Signalkontakt- Anschluß

Fig. 14 eine andere Ausführungsform der in Fig. 12 darge­ stellten Kontakteinrichtung

Fig. 15 eine andere Ausführungsform der in Fig. 14 darge­ stellten Kontakteinrichtung.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Anordnung dient der Befestigung des Gehäuses 1 in der Schüssel des Lenkrades 2, wobei im Falle der in den Fig 1 bis 5 wiedergegebenen Ausführungsform an dem Boden des Gehäuses 1 eine Halterung und am Skelett des Lenkrades eine mit der Halterung zusammenwirkende federnde Raste 4, 5, 6 angeordnet sind. Hierbei bestehen die am Boden des Gehäuses 1 angeordneten Halterungen aus zwei sich parallel zur Lenkradmittelachse erstreckende Haken 3 und die federnden Rasten aus zwei an entsprechender Stelle des Lenkrad­ skeletts angeordneten vorgespannten Schenkelfedern 4, die mit ihrem einen Schenkel 5 derart fest in einer ein Führungsfenster 7 für den Haken 3 freigebenden Halterung 8 eingespannt sind, daß der freie, mit radial nach außen weisender Kraftrichtung wirkende Schenkel im Bereich des Führungsfensters 7 und damit im Einschubweg des Hakens 3 liegt ein­ ragt. Hierbei erstreckt sich der freie Schenkel 6 über die Halterung 8 hinaus bis in einen von außen in radialer Richtung zugänglichen Raum, so daß das überstehende Ende frei zugänglich ist und dort zum Zwecke der Demontage des Airbag-Moduls nach innen gedrückt und damit der Haken 3 aus der Halterung gezogen werden kann.

Zur Montage wird - siehe die Fig. 3 bis 5 - der Airbag mit seinen Haken 3 über die Fenster 7 angestellt (Fig. 1) und in die Fenster ein­ geschoben (Fig. 2), wobei der Schenkel 6 der Schenkelfeder 4 an der Schrägkante 9 des Hakens 3 aufgleitet bis er nach dem vollständigen Eindrücken aufgrund seiner Vorspannung hinter der Rastnase einrastet. Der Airbag ist damit fest in der Lenkradschüssel eingeclipst und kann nicht mehr ohne weiteres mehr entfernt werden. Es bedarf hierzu des gleichzeitigen Lösens beider Federn, wozu beide Federschenkel 6 mit Hilfe eines Werkzeuges aus dem Bereich der Rastnase gedrückt werden müssen.

Bei der in den Fig. 6 bis 12 wiedergegebenen Ausführungsform sind am Skelett der Lenkradnabe zwei eine rundumlaufende Nut 21 aufweisende Zapfen 20 und am Boden des Gehäuses 1 eine entsprechende Zahl von auf die Zapfen aufsteckbaren mittleren Hülsen 11 befestigt, die mit einem sowohl innen als auch außen eine Schulter bildenden Einzug 18 versehen sind. Die Hülse dient als Führung für zwei weitere Hülsen, nämlich eine innere Hülse 13 und eine äußere Hülse 14, von denen die innere Hülse 13 zur Bildung einer Federabstützung topfförmig mit einem Boden ausge­ bildet ist und von einer sich am Air-Bag-Gehäuse 1 bzw. einem Federtel­ ler 25 abstützenden Feder 16 beaufschlagt wird, während die ebenfalls auf dem eingezogenen Teil der Hülse 11 geführte Hülse 14 mit derselben Wirkungsrichtung wie die Hülse 13 von einer sich auf der Schulter 18 abstützenden Feder 19 beaufschlagt ist. Es sind weiterhin die äußere Hülse 14 mit auf einer Umfangslinie angeordneten Ausnehmungen als Kugelpfannen 15 und die mittlere Hülse 11 mit in einer den Kugelpfannen 15 entsprechenden Umfangslage liegenden Bohrungen als Kugelkäfig für Kugeln 12 versehen, die einen die Wandstärke der Hülse 11 übersteigen­ den Durchmesser aufweisen. Beide Hülsen 13, 14 sind schließlich mit ihre Verstellung unter der Wirkung der Federn 16, 19 begrenzenden An­ schlägen versehen. Sie sind im Falle der inneren Hülse 13 gebildet von dem an der offenen Seite angeordneten und mit der Schulter 18 zusam­ menwirkenden Randflansch 17 und im Falle der äußeren Hülse 14 entweder - wie im Falle der Fig. 8 - von einem Simmerring oder - wie im Falle der Fig. 9 bis 11 - ebenfalls von einem Randflansch in der mittleren Hülse 11. Die Lage der Anschläge ist derart auf die Länge des Zapfens 20 sowie die Lage der rundumlaufenden Nut 21, der Kugelpfannen 15 und der Kugeln 12 abgestimmt, daß die Kugeln von dem äußeren Ring 14 in der Anschlagstellung nach innen und von dem inneren Ring in der Anschlag­ stellung nach außen gedrückt werden.

Im unmontierten Zustand nimmt die Anordnung die in Fig. 9 wieder­ gegebene Lage ein, in der die innere Hülse 13 unter der Wirkung der Feder 16 bis zum Anschlag des Flansches 17 an der Schulter 18 in die mittleren Hülse 11 eingedrückt gehalten und die äußere Hülse 14 gegen die Wirkung der Feder 19 soweit zurückgezogen ist, daß die in den Boh­ rungen der mittleren Hülse 11 gelagerten und von der inneren Hülse 13 nach außen gedrückten Kugeln 12 in die Kugelpfannen 15 eingreifen. Zur Montage wird das Gehäuse mit den Hülsen 11 auf die Zapfen 20 aufge­ schoben unter Verschiebung der inneren Hülse 13 nach deren Aufsetzen auf dem Zapfen 20. Sobald auf dem weiteren Weg die Nut 21 in den Be­ reich der Kugeln 12 gelangt, werden die Kugeln von der unter der Kraft der Feder 19 stehenden Hülse nach innen in die Nut gedrückt und die äußere Hülse 14 unter Begrenzung durch den Anschlag so weit verschoben, daß die Kugeln 12 außerhalb der Kugelpfannen liegen und von dem Ring in der Nut 21 gehalten werden. Der Airbag ist danach unter der Wirkung der den erforderlichen Spielausgleich bewirkenden Feder 16 fest auf den Zapfen 20 verriegelt und kann nur mittels eines Spezialwerkzeuges 22 - Fig. 11 - in der Weise wieder gelöst werden, daß der äußere Ring 14 mittels des Werkzeuges soweit angehoben wird, daß die Kugeln 12 beim Anheben des Airbags unter der Wirkung des Zapfens 20 wieder in die Kugelpfannen ausweichen können.

Zum Ausgleich eines sich eventuell aus den Fertigungstoleranzen ergebenden Spiels zwischen dem Gehäuse 1 und dem Lenkradskelett ist - siehe Fig. 13 - ein Federelement 23 vorgesehen.

Die Befestigungseinrichtung dient gleichzeitig der Kontaktgabe für beispielsweise das Signalhorn sowie der Stromübertragung bei der Kontaktgabe. Zu diesem Zweck dient im Falle der Anordnung nach den Fig. 9 bis 11 - siehe Fig. 12 und 14 - der aus isolierendem Material beste­ hende Federteller 25 als Träger für den zur Spannungsquelle 27 führen­ den Kontakt 24, weiterhin die zu diesem Zweck aus leitendem Material bestehende mittlere Hülse 11 als Gegenkontakt und schließlich die mittlere Hülse 11 zusammen mit dem Zapfen 20 als Leiter zum Masse- bzw. Minuspol 26 des Stromkreises. Es weist weiterhin die der Führung der Kugeln 12 dienenden Nut 21 eine Höhe auf, die den Kugeln einen dem Abstand zwischen dem Kontakt 24 und der Hülse 13 entsprechenden axialen Bewegungsspielraum beläßt.

Im Normal-Betrieb die gesamte Anordnung - einschließlich des im Vergleich zu den herkömmlichen Modulen keine starre Verbindung mehr zum Lenkrad oder einem anderen festen Element aufweisenden Generatorträgers 32 - von den Federn 16 in der dargestellten Lage mit geöffnetem Kontakt 24-13 gehalten. Die Kontaktgabe erfolgt durch Druck auf das Gehäuse 1 des Moduls, das damit gegen die Wirkung der Federn 16 bis zum Schließen des Kontaktes 24-13 nach unten gedrückt wird einschließlich der mittleren Hülse 11 und der Kugeln 12, die im Umfang des in der Nut 21 zur Verfügung stehenden axialen Spielraumes ausweichen können. Die Nut dient hierbei gleichzeitig der Begrenzung der axialen Bewegung. Nach Druckentlastung wird die Anordnung von den Federn 16 wieder in ihre Ausgangslage zurückgestellt.

Entsprechende Anordnungen für die in den Fig. 1 bis 5 wiedergege­ bene Ausführungsform sind in den Fig. 13 und 15 wiedergegeben. Hierbei ist im Falle der in Fig. 13 wiedergegebenen Ausführungsform im Boden des Gehäuses 1 der mit der Spannungsquelle 27 verbundene Kontakt 24 der Signaleinrichtung befestigt und die als Massekontakt 26 bzw. Leiter wirkende Halterung 8 für den Haken 3 mit einer Gegenkontaktnase 28 versehen, wobei das Gehäuse 1 gegen die Halterung 8 mittels eines gleichzeitig dem Spielausgleich und der Einhaltung des Kontaktabstandes dienenden Federelementes 23 abgestützt ist. Der Kontaktschluß ergibt sich in diesem Falle aufgrund der Elastizität dieses Elementes bei Druck auf das Airbag-Gehäuse.

Eine andere Ausführungsform zeigt Fig. 15, in der - in in etwa umgekehrter Anordnung der mit der Spannungsquelle 27 verbundene Kontakt 24 der Signaleinrichtung an der Halterung 8 und der Massekontakt 26 mit einer am Haken 3 befestigten Nase 33 verbunden ist, die den Gegenkon­ takt zum Kontakt 24 bildet. Auch in diesem Falle ergibt sich der Kon­ taktschluß aufgrund der Elastizität dieses Elementes bei Druck auf das Airbag-Gehäuse.

Die in dem Modul enthaltenen elastischen Elemente wirken gleich­ zeitig im Sinne einer Schwingungsentkopplung, d. h. sie dienen der Ver­ ringerung der durch das hohe Eigengewicht des Airbagmoduls - bei star­ rer Befestigung im Lenkrad mittels des Generatorträgers - erheblich verstärkten Rückwirkungen der im Straßenverkehr unvermeidbaren Dreh­ stöße auf das Lenkrad. Hierbei kann die Entkopplung noch dadurch verbessert werden, daß - wie im Falle der in den Fig. 14 und 15 wieder­ gegebenen Ausführungsformen - das Gehäuse 1 und damit das gesamte Modul mittels eines weiteren elastischen Elementes 30 gegen ihren Träger 32 bzw. 8 abgestützt werden. Da wegen des großen Anteils, den der Gasgene­ rator an der Gesamtmasse des Aibags hat, der Gesamtschwerpunkt des Mo­ duls praktisch in der Ebene des Generatorträgers liegt und der Genera­ tor aufgrund seiner Masseträgheit plötzlichen Drehstößen nur träge, d. h. mit Zeitverzögerung folgt, wirkt die in diese Ebene verlegte Ent­ kopplung gleichzeitig dem Auftreten von Drehschwingungen im Lenkrad als Folge derartiger Lenkungsstöße dämpfend entgegen.

Claims (12)

1. Anordnung zur Befestigung eines aus einem Gehäuseboden und einem Gehäusedeckel bestehenden Airbag-Gehäuse im Lenkrad, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterung mittels eines in eine federnde Raste eingreifenden Riegels erfolgt, von denen das eine Element am Boden des Gehäuses (1) und das andere am Lenkrad (2) angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Gehäuses Haken (3) und am Skelett (2a) des Lenkrades eine entspre­ chende Zahl von vorgespannten Schenkelfedern (4) mit ihrem einen Schen­ kel (5) derart fest in einer ein Führungsfenster (7) für den Haken (3) freigebenden Halterung (8) eingespannt sind, daß der freie, mit radial nach außen weisender Kraftrichtung wirkende Schenkel (6) der Feder (4) im Bereich des Führungsfensters (7) und damit im Einschubweg des Hakens (3) liegt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Schenkel (6) über den Haken hinaus bis in einen von außen in radialer Richtung frei zugänglichen Raum einragt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Skelett des Lenkrades mindestens zwei eine rundumlaufende Nut (21) aufweisende Zapfen (20) und am Boden des Gehäuses eine entsprechende Zahl von auf die Zapfen aufsteckbare, mit einer inneren und äußeren Schulter (18) versehene mittlere Hülsen (11) befestigt sind, die als Führung für eine innere Hülse (13) und eine äußere Hülse (14) dienen, von denen die innere Hülse mittels einer sich am Modulgehäuse (1) ab­ stützenden Feder und die äußere Hülse (14) mit derselben Wirkungsrich­ tung mittels einer sich auf der Schulter (18) abstützenden Feder (19) beaufschlagt sind und die äußere Hülse (14) auf einer Umfangslinie an­ geordnete kalottenförmige Ausnehmungen (15) aufweist, wobei die mitt­ lere Hülse in einer den kalottenförmigen Ausnehmungen (15) entsprechen­ den Umfangslage Bohrungen als Kugelkäfig für Kugeln (12) mit einem die Wandstärke der Hülse (11) übersteigenden Durchmesser versehen ist und die inneren und äußeren Hülsen (13, 14) mit ihre Verstellung unter der Wirkung der Federn (16, 19) begrenzenden Anschlägen versehen sind, die derart auf die Länge des Zapfens (20) sowie die Lage der rundumlau­ fenden Nut (21), der kalottenförmigen Ausnehmungen (15) und der Kugeln (12) abgestimmt sind, daß die Kugeln von dem äußeren Ring (14) in der Anschlagstellung nach innen und von dem inneren Ring in der Anschlag­ stellung nach außen gedrückt werden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Hülse (13) topfförmig ausgebildet und an der offenen Seite zum Zwecke der Wegebegrenzung mit einem sich innen gegen die Schulter (18) abstützenden Randflansch (17) versehen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Spielausgleich zwischen dem Gehäuse (1) und dem Lenkradskelett ein Federelement (30) angeordnet ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Befestigungselemente (3, 8; 11, 20) als Kontakte für beispielsweise die Signaleinrichtung sowie der Stromübertragung bei der Kontaktgabe dienen.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe­ derteller (25) als Träger für den zur Spannungsquelle (27) führenden und mit der zu diesem Zweck aus leitendem Material bestehenden mitt­ leren Hülse (11) als Gegenkontakt zusammenwirkenden Kontakt (24) der Signaleinrichtung dient, wobei der Federteller zumindest im Befesti­ gungsbereich gegen den Kontakt isoliert ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Hülse (11) mittels eines isolierenden elastischen Elementes (30) gegen einen lenkradfesten Träger (32) abgestützt ist.

10. Anordnung nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (25) als Träger für den zur Spannungsquelle (27) führenden Kontakt (24), weiterhin die zu diesem Zweck aus leitendem Ma­ terial bestehende mittlere Hülse (11) als Gegenkontakt und schließlich die mittlere Hülse (11) zusammen mit dem Zapfen (20) als Leiter zum Masse- bzw. Minuspol (26) des Stromkreises dienen, wobei die der Füh­ rung der Kugeln (12) dienenden Nut (21) eine Höhe aufweist, die den Ku­ geln (12) einen dem Abstand zwischen dem Kontakt (24) und der Hülse (13) entsprechenden axialen Bewegungsspielraum beläßt.

11. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden des Gehäuses (1) der mit der Spannungsquelle (27) verbundene Kontakt (24) der Signaleinrichtung befestigt und die als Masse- bzw. Minus-Pol wirkende Halterung (8) für den Haken (3) mit einer Gegenkontaktnase ß3) versehen ist, wobei das Gehäuse (1) gegen die Halterung (8) mit­ tels eines gleichzeitig dem Spielausgleich und der Einhaltung des Kon­ taktabstandes dienenden Federelementes (23) abgestützt ist.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (1) und damit das gesamte Modul mittels eines elastischen Elementes (30) gegen ihren Träger (32, 8) abgestützt ist.