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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Airbagbefestigungsanordnung,
die das sichere Montieren eines Airbagmoduls ohne separate Werkzeuge oder
Befestigungselemente gestattet.
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Ein
Airbagmodul wird im allgemeinen als eine separate und unabhängige Einheit
vom Lenkrad gebildet. Die Abdeckung, der Airbag und der Gasgenerator
sind jeweils sicher an einer Basisplatte des Moduls verankert, so
dass der Modul im Lenkrad als ein separater kompletter Modul installiert
werden kann.
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Vormontierte
aufblasbare Airbagmodule werden den Fahrzeugherstellern geliefert
und danach als eine Einheit an einem Lenkrad in der Fahrzeugmontagelinie
montiert. Das Modul passt typischerweise in einen Hohlraum im Lenkrad
und wird darin durch Klemmen und/oder Befestigungselemente gehalten.
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Das
US-A-5087069 (Corbett Thomas J. und Mitarbeiter) beschreibt eine
Rückhaltesystembefestigung
für den
Nabenabschnitt des Lenkrades, worin ausgerichtete Aussparungen in
ineinanderpassenden ringförmigen
Elementen einen Schenkel einer Federklemme aufnehmen, um die Elemente
lösbar aneinander
zu sichern.
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Bei
anderen bekannten Airbagbefestigungsanordnungen werden Schweiß- oder
Pressmuttern auf dem Airbagmodul installiert. Während der Montage wird der
Airbagmodul an der Lenkradnabe lose montiert oder darauf angeordnet,
und danach werden Befestigungselemente durch gekennzeichnete Stellen
in der Lenkradnabe eingesetzt und mit den entsprechenden Muttern
in Eingriff gebracht, die am Airbagmodul vorhanden sind. Die Befestigungselemente
werden an Ort und Stelle geschraubt, um den Airbagmodul mit der
Lenkradnabe zu verbinden. Das kann zeitaufwendig und schwierig darin
sein, dass die Befestigungselemente genau durch das Lenkrad angeordnet
und sorgfältig
an Ort und Stelle geschraubt werden müssen, um zu sichern, dass der Airbagmodul
richtig an der Lenkradnabe gesichert wird. Dementsprechend ist es
wünschenswert,
eine einfache und dennoch sichere Befestigungsanordnung bereitzustellen,
die ein Minimum an separaten Befestigungselementen und Werkzeugen
erfordert.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung wird eine Airbagmodulbefestigungsanordnung
entsprechend Patentanspruch 1 bereitgestellt. Das Modul muss nur
in die Lenkradbaugruppe gedrückt
werden. Sollte das Befestigungselement falsch positioniert werden,
wird das Eingriffselement nicht vollständig innerhalb der Aufnahmeeinrichtung
sitzen. Daher wird sofort ein sichtbarer Hinweis geliefert, da das Eingriffselement
nicht richtig eingesetzt werden kann und das Befestigungselement
sich aus dem Lenkrad erstreckt, wenn das Modul falsch installiert
ist. Die Möglichkeit
einer falschen Modulinstallation wird daher in starkem Maß verringert.
Um das Modul zu entfernen, muss das Befestigungselement nur in einer umgekehrten
Richtung verschoben werden, d.h., nach außen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1a eine
auseinandergezogene Darstellung einer Airbaganordnung entsprechend
der vorliegenden Erfindung;
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1b eine
teilweise Schnittdarstellung eines Gehäuseabschnittes, die ebenfalls
ein darin eingesetztes Eingriffselement zeigt;
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1c eine
isometrische Darstellung des Eingriffselementes innerhalb des Gehäuseabschnittes;
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1d eine
isometrische Darstellung eines beispielhaften Befestigungselementes;
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2a eine
Draufsicht einer Nabe einer Lenkradbaugruppe in einem Zustand, um
ein Airbagmodul aufzunehmen;
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2b eine
untere Ansicht einer Nabe der Lenkradbaugruppe aus 2a in
einem Zustand, um das Airbagmodul aufzunehmen;
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3a eine
Draufsicht einer Lenkradbaugruppe, bei der ein Airbagmoduleingriffselement
in einer Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist;
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3b eine
untere Ansicht der Lenkradbaugruppe aus 3a;
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4a eine
Draufsicht einer Lenkradbaugruppe, bei der ein Airbagmoduleingriffselement
in einer Aufnahmeeinrichtung verriegelt ist;
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4b eine
untere Ansicht einer Lenkradbaugruppe aus 4a, die
das Airbagmoduleingriffselement veranschaulicht, das in einer Aufnahmeeinrichtung
verriegelt ist;
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5 das
bevorzugte Verfahren zum Installieren des Befestigungselementes
in der Lenkradnabe;
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6 eine
Schnittdarstellung des Airbagmoduls auf der Nabe und der Lenksäule.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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1a veranschaulicht
eine Airbaganordnung 10 für ein Fahrzeug. Die Airbaganordnung 10 umfasst
einen Airbagmodul 12 mit zwei Eingriffselementen 14,
von denen nur eines in 1a gesehen werden kann. Während die
veranschaulichte Ausführung
zwei derartige Eingriffselemente zeigt, kann ein einzelner Eingriff
zur Anwendung gebracht werden. Jedes Eingriffselement ist an einem
Gehäuseabschnitt 13 des
Airbagmoduls gesichert. Das Modul kann ein oder mehrere Gehäuseabschnitte
umfassen. Wenn es auch nicht in 1a veranschaulicht wird,
wird das Airbagmodul 12 zusätzlich zu den Gehäuseabschnitten 13 im
allgemeinen außerdem
einen Airbag 200 und einen Gasgenerator 210 und eine
Abdeckung 220 umfassen. Zwei Aufnahmeeinrichtungen, wie
beispielsweise kreisförmige Öffnungen 16,
und zwei Befestigungselemente 18 sind innerhalb eines Fahrzeugbauteils
angeordnet, wie beispielsweise einer Lenkradbaugruppe 20.
Es sollte verstanden werden, dass eine Lenkradbaugruppe viele andere
Bauteile umfasst, die nicht in 1a gezeigt
werden. Obgleich eine Lenkradbaugruppe 20 in der offenbarten
Ausführung
veranschaulicht wird, sollte realisiert werden, dass andere Befestigungsstellen
einen Vorteil aus der Befestigungsanordnung der vorliegenden Erfindung
ziehen könnten.
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Die
Lenkradbaugruppe 20 umfasst außerdem eine mittlere Nabe 24,
die an einer Lenksäule 31 montiert
ist oder als Teil davon ausgebildet ist. Ein äußerer kreisförmiger Randabschnitt 28 des
Lenkrades ist mit der Nabe 24 durch Speichen 26 verbunden.
Wie es veranschaulicht wird, weist die Nabe 24 eine Platte 25 mit
einem optionalen Hohlraum 30 auf. Wie in 6 gesehen
werden kann, wird der Boden eines Gasgenerators innerhalb des Hohlraumes 30 aufgenommen.
Diese Konfiguration verringert die Tiefe des Moduls. Die Aufnahmeeinrichtungen
oder Löcher 16 sind
auf diametral entgegengesetzten Seiten der Platte 25 um
den Hohlraum 30 angeordnet. Auf der unteren Seite des Lenkrades 20 ist
eine Verkleidung oder untere Abdeckung 27 von einer im
allgemeinen bekannten Konstruktion positioniert. Die Verkleidung
umfasst eine Seitenwand 29, die die Nabe 24 des
Lenkrades umhüllt.
Die Wand 29 umfasst zwei kleine Öffnungen 34, von denen
eine in 1a gesehen werden kann, in der
ein entsprechender Boden 36 aufgenommen wird, der mit einem jeden
Befestigungselement 18 verbunden ist.
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Jedes
Eingriffselement 14 erstreckt sich von einem Gehäuseabschnitt 13 des
Moduls 12, und das ist vorzugsweise ein zylindrischer Stift
mit gegenüberliegenden
Nuten 32. Wie erkannt werden kann, kann eine einzelne Ringnut,
die den Stift umgibt, ebenfalls zur Anwendung gebracht werden. Die
Eingriffselemente 14 können
zusammenhängend
mit dem Modul 12 ausgebildet werden, oder sie können als
ein separates Bauteil gefertigt werden. Als ein separates Bauteil
umfasst jedes Eingriffselement 14 vorzugsweise einen Kopf 15,
der das Eingriffselement 14 innerhalb einer Eingriffselementöffnung 17 im
Gehäuseabschnitt 13 hält (1a).
Außerdem wird,
damit die Nuten 32 im Eingriffselement 14 relativ
zu den Befestigungselementen in der Nabe richtig ausgerichtet werden,
das Eingriffselement am Gehäuseabschnitt 13 verkeilt,
um seine relative Ausrichtung zu steuern.
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Wie
in 1b und 1c veranschaulicht wird,
umfasst das Eingriffselement 14 unterhalb seines Kopfes 15 einen
D-förmigen
Ring oder Flansch 57, der einer D-förmigen Lochöffnung 17 im Gehäuseabschnitt 13 entspricht.
Nachdem das Eingriffselement im Airbagmodul 12 positioniert
ist, wird der Ring 57 gegen den Kopf 15 gehämmert (siehe
Zahl 57a in 1b), der den Gehäuseabschnitt 13 dazwischen einschließt. Jedes
Eingriffselement 14 passt in eine entsprechende Aufnahmeeinrichtung 16,
so dass seine Nut 32 mit einem entsprechenden Befestigungselement 18 in
Eingriff kommt (4b). Jede Aufnahmeeinrichtung 16 in
der offenbarten Ausführung
ist eine komplementäre
zylindrische Öffnung, die
einen Durchmesser aufweist, der etwas größer ist als der des zylindrischen
stiftartigen Eingriffselementes 14. Wie nachfolgend beschrieben
wird, ist jedes Befestigungselement 18 über den Knopf 36 in
der Seite der Verkleidung 27 zugänglich. Zusätzlich ist jedes Befestigungselement 18 verschiebbar
an der Nabe 24 gesichert. Jedes Befestigungselement verschiebt
sich quer relativ zu seinem Eingriffselement 14, um das
Modul 12 am Lenkrad zu verriegeln und zu entriegeln.
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Jedes
Befestigungselement 18 umfasst vorzugsweise ein Paar parallele
Drähte
oder Drahtschenkel 38. Bei der offenbarten Ausführung werden die
parallelen Drähte
aus einem einzelnen Draht gebildet, der zu einer U-Form gebogen
wurde. Jedes Befestigungselement 18 weist einen mittleren
Abschnitt 17 und Endabschnitte 19, 21 auf.
Die Drähte 38 im
mittleren Abschnitt werden zu einem ersten im wesentlichen ringförmigen Segment 40,
einem zweiten im wesentlichen ringförmigen Segment 42 und
einem dazwischen angeordneten Sperrsegment 44 geformt.
Die Drähte 38 in
den Endabschnitten 19, 21 werden gebogen und über den
mittleren Abschnitt gehoben. Das Ende 19 umfasst eine U-förmige Schleife 19a.
Die Kappe 36, wie vorangehend erwähnt wird, umfasst einen Mechanismus
des Sicherns des U-förmigen
Endes an sich selbst, wie beispielsweise eine Nut 36a,
in der die Schleife 19a aufgenommen wird. Auf diese Weise
ist das Befestigungselement 18 mit dem Knopf 36 beweglich.
Das erste ringförmige
Segment 40 ist so bemessen, dass es etwas größer ist
als das Eingriffselement 14, so dass das Eingriffselement 14 darin
mit keiner Einsetzkraft oder einer Nennkraft zwischen dem Eingriffselement
und dem ersten ringförmigen
Segment 40 eingesetzt werden kann. Das Sperrsegment 44 ist
so bemessen, dass der Abstand zwischen den Drähten 38 gestattet,
dass jeder Draht 38 leicht in eine entsprechende Nut 32 gleitet.
Das zweite ringförmige Segment 42 verhindert,
dass die Drähte
aus den Nuten verrückt
werden.
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Das
Sperrsegment 44 verriegelt sich in der Nut 32 und
hält das
Eingriffselement und daher das Modul 12 an der Nabe 24.
Obgleich das Befestigungselement 18 in der offenbarten
Ausführung
ein erstes ringförmiges
Segment umfasst, das das Eingriffselement aufnimmt, sollte verstanden
werden, dass andere Konfigurationen komplementär zu der Form (kreisförmig, rechteckig,
oval, dreieckig) des Eingriffselementes ebenfalls verwendet werden
können.
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Die
Nabe 24 (wie in 1a, 2a und 2b gesehen
wird) umfasst zusätzlich
zu den zwei Aufnahmeeinrichtungen oder Löchern 16 ebenfalls
zwei Paar Bolzen, die als Abstandsstücke 45a, 45b funktionieren,
und Befestigungselementführungsschlitze 46a, 46b.
Wenn nur ein Eingriffselement verwendet wird, dann wird nur ein
Satz Bolzen und ein Satz Führungsschlitze
benötigt.
Die Abstandsstücke 45a, 45b tragen
das Modul 12 und verhindern ebenfalls, dass es schwingt.
Jeder Satz der Befestigungselementführungsschlitze 46a, 46b hält ein entsprechendes
Befestigungselement 18 an der Nabe 24 und gestattet,
dass sich das Befestigungselement 18 relativ zu einer entsprechenden
Aufnahmeeinrichtung 16 (Öffnung) verschiebt.
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Mit
Bezugnahme auf 2a werden der Hohlraum 30 und
die Nabe 24 in einem Zustand veranschaulicht, um das Modul 12 aufzunehmen.
Die Nabe in unmittelbarer Nähe
eines jeden Satzes von Führungsschlitzen 46a, 46b umfasst
vorzugsweise Trennelemente 48. Die Trennelemente 48 erstrecken sich
von der Ebene der Platte 25 nach oben und passen zwischen
die parallelen Drähte 38 des
Befestigungselementes 18 und ordnen diese mit Abstand an.
Jedes Befestigungselement 18 ist so konfiguriert, dass
es innerhalb seines entsprechenden Satzes von Schlitzen 46a, 46b passt
und sich darin verschiebt (in der Richtung des Doppelpfeiles F). 2a ist
eine Draufsicht auf die Nabe 24. Bei dieser Konfiguration
wurde jeder Knopf 36 aus seiner entsprechenden Öffnung 34 nach
außen
(nach links) gezogen.
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Mit
Bezugnahme auf 2b wird eine Ansicht der Nabe 24 von
unten veranschaulicht, wobei ein unterer Abschnitt der Nabe und
das daran montierte Befestigungselement 18 gezeigt werden.
Es wird nur ein Befestigungselement 18 gezeigt. Das erste
ringförmige
Segment 40 des Befestigungselementes 18 ist mit
seiner entsprechenden Aufnahmeeinrichtung 16 ausgerichtet.
Das erste ringförmige Segment 40 weist
einen Durchmesser auf, der größer ist
als die Aufnahmeeinrichtung 16, um ein leichtes Einsetzen
des Eingriffselementes 14 zu gestatten. Wenn es auch nicht
veranschaulicht wird, wird das andere Befestigungselement die gleiche
relative Ausrichtung zu seiner Halteeinrichtung 16 und
den Schlitzen 46b einnehmen.
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Wie
es ebenfalls in 2b gezeigt wird, wird das veranschaulichte
Befestigungselement 18 durch ein Paar beabstandete Vorsprünge 49 weiter
gehalten, die mindestens teilweise die Drähte 38 im mittleren
Abschnitt 17 des Befestigungselementes 18 umgeben.
Die Vorsprünge 49 erstrecken
sich von einem Boden 51 der Nabe 24 zwischen den
Führungsschlitzen 46 und
umfassen einen Führungsschlitz 49a, durch
den die Drähte 38 gleiten.
Die Vorsprünge 49 und
die Führungsschlitze 46 unterstützen das
Führen und
Arretieren des Befestigungselementes 18.
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Wir
beziehen uns wiederum auf 1d, die die
Konfiguration eines der Befestigungselemente 18 in seiner
installierten Konfiguration in der Nabe 24 zeigt. Die Befestigungselemente
halten das Modul am Lenkrad. Als solches besteht ein jedes Befestigungselement 18 aus
einem Draht mit einer relativ großen Stärke. Wenn die Stärke des
Drahtes 38 in geeigneter Weise ausgewählt wird, so dass das Befestigungselement 18 ausreichend
nachgiebig ist, wird es möglich
sein, ein vorgeformtes Befestigungselement 18 der Form,
wie sie in 1d gezeigt wird, durch seine
Führungsöffnungen
(46a oder 46b) zu schlängeln. Wenn das Befestigungselement 18 aus einem
stärkeren
Draht besteht, wird es nicht möglich sein,
das Befestigungselement durch seine Führungsöffnungen zu schlängeln. Wir
beziehen uns kurz auf 5, die eine alternative Konfiguration
eines Befestigungselementes 18 vor seiner endgültigen Montage
in der Platte 25 zeigt. Einer der Endabschnitte, wie beispielsweise 21,
des Befestigungselementes 18 erstreckt sich senkrecht vom mittleren
Abschnitt 17. Der andere Endabschnitt, wie beispielsweise 19,
wird durch seinen entsprechenden Führungsschlitz 46a eingesetzt
und um sein Trennelement 48 positioniert, und die Drähte im mittleren
Abschnitt 17 werden in den Schlitzen 49a positioniert.
Bei dieser Konfiguration wird sich der Endabschnitt 21 durch
den anderen Führungsschlitz 46a erstrecken.
Danach werden die Drähte 38 im
Endabschnitt 21 in der Richtung des Pfeiles 21a umgebogen
und um das andere Trennelement 48 positioniert, um dadurch
die gewünschte
Konfiguration und Anordnung des Befestigungselementes zu erreichen.
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Wie
in 2b gezeigt wird, werden die Vorsprünge 49 durch
einen Abstand getrennt, der kleiner ist als der Außendurchmesser
des zweiten im wesentlichen ringförmigen Segmentes 42.
Wenn der Knopf 36 nach innen gedrückt wird, werden die Drähte 38,
die das Segment 42 mit größerem Durchmesser bilden, an
den Seiten der Vorsprünge 49 mitgenommen,
die die Drähte 38,
insbesondere die Drähte 38 in
den mittleren Abschnitten 17 des Befestigungselementes 18,
dazu zwingen, sich nach innen zu bewegen. Dieser Zustand wird in 4b gezeigt.
Wenn ein Knopf 36 nach außen in die in 2b gezeigte Position
bewegt wird, wird die natürliche
Federung der Drähte 38 nach
außen
die veranschaulichte Konfiguration wieder herstellen. Das zweite
im wesentlichen ringförmige
Segment 42 muss aus seinem freien Zustand nach innen gebogen
werden, damit die Vorsprünge 49 passieren
können.
Wenn das zweite im wesentlichen ringförmige Segment 42 auf
einer Seite der Vorsprünge 49 (2b)
angeordnet ist, wird das erste ringförmige Segment 40 des
Befestigungselementes 18 mit der Aufnahmeeinrichtung 16 ausgerichtet.
Wenn das zweite im wesentlichen ringförmige Segment 42 auf
der entgegengesetzten Seite der Vorsprünge 49 angeordnet
ist (4), wird das Sperrsegment 44 mit der
Aufnahmeeinrichtung 16 ausgerichtet. Die Vorsprünge 49 unterstützen dadurch
das Halten des Befestigungselementes 18 in der freigegebenen
(2b) oder der verriegelten Position (4b).
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3a,
die im wesentlichen die gleiche wie 2a ist,
zeigt ebenfalls eines der Befestigungselemente 18 in seiner
entriegelten Position. Der Deutlichkeit halber wird der größte Teil
des Moduls 12 nicht in 3a gezeigt.
Nur ein Abschnitt des Gehäuseabschnittes 13 mit
einem Eingriffselement 15 wird gezeigt, das durch seine
entsprechende Aufnahmeeinrichtung oder Loch 16 gedrückt ist.
Mit Bezugnahme auf 3b, die eine Ansicht von der
Unterseite der Nabe 24 ist, wird ein Eingriffselement 14 veranschaulicht,
wie es sachgemäß innerhalb
des ersten ringförmigen
Segmentes 40 des Befestigungselementes 18 positioniert
ist. Vorzugsweise, wenn das Modul richtig sitzt, ist jede Nut 32 im
Eingriffselement 14 mit einem der gegenüberliegenden Drähte 38 ausgerichtet.
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Mit
Bezugnahme auf 4a wurden das Befestigungselement 18 und
der Knopf 36 in der Richtung des Pfeiles L bewegt, um das
Eingriffselement 14 und das Modul 12 an der Lenkradbaugruppe 30 zu verriegeln.
Die Kappe 36b des Knopfes 36 ist jetzt mit der
Wand der Verkleidung 27 bündig.
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Mit
Bezugnahme auf 4b wurde durch Bewegen des Befestigungselementes 18 in
der Richtung des Pfeiles L, wie es vorangehend erwähnt wird, das
erste im wesentlichen ringförmige
Segment 40 vom Eingriffselement 14 weg verschoben,
so dass das Sperrsegment 44 mit der Nut oder den Nuten 32 in
Eingriff kommt. Das zweite im wesentlichen ringförmige Segment 42 wird
an den Vorsprüngen 49 vorbei gedrückt. Nachdem
das zweite im wesentlichen ringförmige
Segment 42 an den Vorsprüngen 49 vorbei bewegt
wurde, sichern die Vorsprünge 49,
dass das Sperrsegment 44 mit der Aufnahmeeinrichtung 16 ausgerichtet
bleibt. Das Eingriffselement 14 wird jetzt in der Aufnahmeeinrichtung 16 durch
das Befestigungselement 18 verriegelt, um das Modul 12 innerhalb
der Lenkradbaugruppe 20 sicher zu halten.
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Um
das Modul 12 zu entfernen, werden der Knopf 36 und
das befestigte Befestigungselement 18 nach außen in einer
Richtung entgegengesetzt dem Pfeil L gezogen, so dass das zweite
im wesentlichen ringförmige
Segment 42 aus seinem freien Zustand nach innen gebogen
wird, um an den Vorsprüngen 49 vorbeizugehen.
Das erste im wesentlichen ringförmige
Segment 40 ist jetzt wiederum mit der Aufnahmeeinrichtung 16 ausgerichtet,
und das Modul 12 kann entfernt werden.
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Sollte
eines der Befestigungselemente 18 falsch positioniert sein,
so dass eine Aufnahmeeinrichtung 16 (Öffnung) blockiert wird, wird
das Eingriffselement 14 daran gehindert, dass es vollständig innerhalb
der Aufnahmeeinrichtung 16 eingesetzt wird. Daher liefert
die vorliegende Erfindung eine sichtbare Anzeige dieser Fehlanpassung.
Die Möglichkeit
der falschen Installation des Moduls 12 wird dadurch in starkem
Maß verringert.
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Wir
beziehen uns kurz auf 6, die eine isometrische Teilschnittdarstellung
des Lenkrades ist, und die ebenfalls das Modul 10 zeigt,
das im Lenkrad 20 installiert ist. Zusätzlich erstreckt sich ein Befestigungselement 222 durch
die Öffnung 224 in der
Nabe 24 und in die Oberseite der hohlen Lenkwelle 224 hinein.
Das Befestigungselement von bekannter Mannigfaltigkeit kann auf
die Welle verkeilt werden, um zu sichern, dass das Lenkrad in der
richtigen Ausrichtung installiert wird. Zusätzlich können sowohl das Befestigungselement
als auch die Welle Keile (nicht gezeigt) umfassen, um eine Positionsverbindung
dazwischen zu bewirken. Wie ebenfalls aus 6 gesehen
werden kann, befindet sich der Gasgenerator 210 im Hohlraum 30,
und der Airbag ist um den Gasgenerator gefaltet und unterhalb der
Abdeckung 220 angeordnet. Der Gasgenerator wird als ein
hohler Zylinder gezeigt und zeigt nicht sein Treibmittel oder Initiator
(Zündpille).
Die Abdeckung ist am Gehäuseabschnitt 13 in
einer bekannten Weise gesichert. Die Abdeckung 220 umfasst
ebenfalls eine Reißnaht 221,
die wegreißt,
während
sich der Airbag aufbläst.