Gehäuse zur. Aufnahme eines Kraftfahrzeug-Airbagmoduls
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse zur Aufnahme eines Kraftfahrzeug-Airbagmoduls gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Gehäuse ist beispielsweise aus der US 5,342,082 bekannt. Dieses Gehäuse verfügt über Seitenwände und einen Abschnitt zur Aufnahme eines Gasgenerators, mit dem bei einem rückhalterelevanten Fahrzeugunfall ein Gassack aufgeblasen wird. An dem gasgeneratorfernen Ende des Gehäuses ist ein Innenverkleidungseleraent wie beispielsweise eine Abdeckhaube befestigbar.
Derartige Rückhaltevorrichtungen sind üblicherweise so ausgelegt, dass der Gasgenerator zum Aufblasen des Gassacks nur dann aktiviert wird, wenn eine vorbestimmte Unfall- schwere sensiert wird. Daher besteht ein Bedarf daran, diese Rückhaltevorrichtung auch für solche Rückhaltefälle vorteilhaft auszubilden, die bei vergleichsweise geringen Fahrzeugverzögerungen auftreten. Dazu wird in der US 5,342,082 vorgeschlagen, dass zumindest eine der Seitenwände des Airbagmodulgehäuses einen Deformationsabschnitt aufweist, in dem das Seitenwand aterial gewellt ausgebildet ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass beispielsweise bei einem Kopfaufschlag auf die Abdeckhaube des Airbag- oduls diese Seitenwand mechanisch nachgibt und so einen Teil der Aufprallenergie in Verformungsarbeit umgewandelt.
Als nachteilig wird jedoch beurteilt, dass bei einer Zugbelastung auf das an den Seitenwänden dieses Airbagmodulgehäuses befestigte Innenverkleidungselement der oder
die Deformationsabschnitte ebenfalls mechanisch nachgeben, was zu einer unerwünschten Verlängerung der Seitenwände führt. Ein solcher Fall tritt beispielsweise dann auf, wenn das Innenverkleidungselement als Bestandteil des Armaturen- •5 bretts eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist, an dem sich ein Fahrzeuginsasse beim Ein- oder Aussteigen des Fahrzeugs festhält.
Diesen Mangel versucht der aus der DE 101 08 685 Cl 1.0 bekannte Halter für ein Innenverkleidungselement eines Kraftfahrzeuges zu überwinden, der auch zur Aufnahme eines Airbagmoduls dient. Dazu sind an dem Halter an zwei gegenüberliegenden Seitenwänden vorgeformte Sollknickbereiche ausgebildet, die aus von der Oberfläche der betroffenen 5 Seitenwände seitlich abstehenden Flächenabschnitten bestehen. Diese Flächenabschnitte werden bei einem Aufprall auf den Halter beziehungsweise das Innenverkleidungselement derart weiter verformt, dass der Halter im wesentlichen parallel zu der einwirkenden Kraft zusammengedrückt wird.0 Um einer Zugbelastung auf das Innenverkleidungselement oder das daran befestigte Innenverkleidungselement ohne Verformung des Halters standhalten zu können, sind Haken an denjenigen beiden Seitenwänden ausgebildet, die Sollknick-5 bereiche aufweisen. Diese Haken überspannen diese Sollknickbereiche derart, dass bei einer Druckbelastung des Halters die Seitenwände wie geschildert zusammengestaucht werden können, andererseits bei einer Zugbelastung die Haken sich in zugeordneten Öffnungen verhaken und so ein Auf- ziehen der ja bereits vorgeknickten Sollknickbereiche verhindern.
Nachteilig bei diesem Halter ist dessen vergleichsweise komplexer Aufbau, welches seine Herstellung aufwendig und teuer gestaltet. Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Gehäuse zur Aufnahme eines Airbagmoduls vorzustellen, welches wegen seines Aufbaus kostengünstig herstellbar ist und einerseits bei einer Krafteinwirkung auf das Gehäuse beziehungsweise eines daran befestigten Innenverklei- dungselementes mechanisch nachgibt sowie andererseits auch einer Zugbelastung ohne Verformung der Seitenwände standhält.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkma- len des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind.
Demnach geht die Erfindung von einem Gehäuse zur Auf- nähme eines Airbagmoduls für ein Kraftfahrzeug aus, bei dem wenigstens zwei gegenüberliegende Seitenwände unterschiedlich leicht deformierbar ausgebildet sind. Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist nun zusätzlich vorgesehen, dass die leichter deformierbare Seitenwand einen im wesentlichen planen Flächenabschnitt aufweist, der bei einer Krafteinwirkung in Richtung zum Gehäuseboden deformierbar ist, und bei einer im wesentlichen vom Gehäuseboden wegweisenden Zugbelastung formstabil bleibt. Abweichend vom Stand der Technik ist bei diesem Gehäuse vorteilhafterweise kein weiteres Hilfsmittel wie etwa Haken notwendig, um bei einer Krafteinwirkung in Richtung
zum Behälterboden die in Gegenrichtung deformierbare Sei-, tenwand formstabil zu erhalten.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass in der weniger leicht deformierbaren Seitenwand ein Aufnahmebereich für einen Gasgenerator integriert ist. Diese Integration gelingt insbesondere durch eine entsprechende Ausbauchung der weniger leicht verformbaren Seitenwand. Darüber hinaus ist es ein Bestandteil der Erfindung, dass die weniger leicht deformierbare Seitenwand des Gehäuses einen Rotations- oder Umbiegeabschnitt aufweist, um ein dort befestigtes Innenverkleidungselement bei einer Deformation der leichter deformierbaren Seitenwand im wesentli- chen in Richtung zum Behälterboden schwenkt beziehungsweise umgebogen wird.
Hinsichtlich der Ausbildung des Deformationsabschnittes der leichter deformierbare Seitenwand sind vorzugsweise Deformationselemente angeordnet oder ausgebildet, die eine gezielte Schwächung der mechanischen Stabilität dieser Seitenwand bewirken.
Als Deformationselemente kommen vorzugsweise Material- stege zur Anwendung, die benachbart zu Aussparungen in der leichter deformierbaren Seitenwand angeordnet sind. Diese Aussparungen können als Löcher oder als einzelne Sicken ausgebildet sein. Eine weitere bevorzugte Variante der Erfindung sieht vor, dass die Aussparungen und/oder die Deformationsstege in der leichter deformierbaren Seitenwand derart ausgebildet sind, dass durch diese ein vorbestimmter Deformations-
ablauf sowie eine vorbestimmte Deformationsendgeometrie erreicht wird. Dazu kann auch vorgesehen sein, dass in die Deformationsstege bestimmte DeformationsStrukturen eingeprägt sind.
In jeden Fall ist bei dem Aufbau des erfindungsgemäßen Gehäuses berücksichtigt, dass die Stabilität der leichter deformierbaren Seitenwand durch die Auswahl und die Anordnung der Aussparungen und Stege derartig ausgelegt ist, dass diese erst ab einer vorbestimmten Krafteinwirkung mechanisch nachgibt.
Ein weiterer unabhängiger Aspekt der Erfindung betrifft die Integration des Schusskanals des Airbagmoduls in das Gehäuse. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Schusskanal zum Entfalten des Gassacks des Airbagmoduls derart in das Gehäuse integriert ist, dass eine Schusskanalwand durch die leichter deformierbare Seitenwand gebildet ist.
In Weiterbildung der Erfindung kann zudem vorgesehen sein, dass die leichter deformierbare Seitenwand mehrteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Seitenwandteil mit dem Gehäuseboden, dem Aufnahmebereich für den Gasgenerator so- wie dem Rotations- oder Umbiegeabschnitt einstückig verbunden ist, während das andere Seitenwandteil durch die an dem ersten Seitenwandteil befestigten Deformationsstege gebildet ist. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die freien Enden der Deformationsstege einen Flanschbereich zur Befestigung einer Seite des Innenverkleidungselementes bilden.
Hinsichtlich der Deformationsstege ist noch zu bemerken, dass diese vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet sind, dass diese im undeformierten Zustand einen Abstand zu dem ersten Seitenwandteil einhalten und sich bei einer Deformation im wesentlichen quer zur Richtung der Deformationskraft an diesem ersten Seitenwandteil abstützen.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Gehäuse zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein erstes Gehäuseseitenteil zumindest einen Teil der leichter deformierbaren Seitenwand, den Gehäuseboden, den Aufnahmebereich für das Airbagmodul sowie einen Flanschbereich mit dem Rotationsabschnitt bildet, während ein zweites Gehäuse- Seitenteil die Deformationsstege und Aussparungen, einen oberen Abschnitt des Schusskanals und den anderen Flanschbereich zur Befestigung eines Innenverkleidungselementes umfasst. Dabei wird der Schusskanal im wesentlichen durch das zweite Gehäuseseitenteil gebildet.
Eine andere Variante des erfindungsgemäß ausgebildeten Gehäuses sieht vor, dass an der Unterseite des ersten Gehäuseseitenteils beziehungsweise am Boden des Gehäuses ein Stützelement einstückig ausgebildet oder über Befesti- gungsmittel an diesem befestigt ist.
Das Gehäuse kann aber auch selbst als Airbagmodul aufgebaut sein, in dem der Gasgenerator, der Gassack, die Deformationsmittel und der Schusskanal für den Gassack aufge- nommen sowie die Flanschbereiche zur Befestigung des Innenverkleidungselementes angeordnet beziehungsweise ausgebildet sind.
Zur Transportsicherung des zusammengefalteten Gassacks in dem an sich offenen und als Airbagmodul ausgebildeten Gehäuses ist die offene Gehäuseseite vorzugsweise mittels einer Abdeckfolie abgedeckt.
Schließlich soll darauf hingewiesen werden, dass die-» ses Gehäuse beziehungsweise Airbagmodul vorzugsweise als Beifahrerairbagmodul ausgebildet ist. Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In dieser Zeichnung zeigen
Fig. 1 die Darstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gehäuses zur Aufnahme eines Airbagmoduls, Fig. einen Querschnitt durch das Gehäuse gemäß Fig. 1 im nicht deformierten Zustand im Be- reich von Stehbolzen am Gehäuseboden, sowie Fig. 3 einen Querschnitt wie in Fig. 2, jedoch nach Deformation des Gehäuses.
Demnach zeigt Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Gehäuses 1, welches zur Aufnahme eines Airbagmoduls geeignet oder selbst als solches ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 ist dabei sozusagen von seiner Rückseite dargestellt, also von der Seite die zu einer Karosseriestruktur eines Kraftfahrzeuges weist. Zur Befestigung an dieser nicht dargestellten Karosseriestruktur sind an dem Gehäuseboden 5 zwei als Stehbolzen ausgebildete Befestigungsmittel 26, 27 angebracht. An diese
Stehbolzen kann auch ein in Fig. 2 dargestelltes Stützelement befestigt sein, welches seinerseits an einem nicht dargestellten Karosseriebauteil befestigt ist. Wie dieser Fig. 1 deutlich entnehmbar ist, besteht dieses Gehäuse 1 vorteilhafterweise aus nur zwei Gehäuseseitenteilen 22 und 23, die vorzugsweise aus jeweils einem Blechstück herausgestanzt und geformt sind. Die beiden Gehäuseseitenteile 22, 23 sind durch geeignete Befestigungs- mittel 32, 33 fest miteinander verbunden, wobei diese Befestigungsmittel vorzugsweise als Niet- oder Schweißverbindung ausgebildet sind.
Während das rechte Gehäuseseitenteil 22 den Gehäuse- boden 5, eine nur vergleichsweise schwer deformierbare Seitenwand 2, einen Aufnahmebereich 6 für einen Gasgenerator 18 und einen rechten Flanschbereich 8 bildet, sind an dem linken Gehäuseseitenteil 23 in einem im wesentlichen an den Gehäuseboden 5 anschließenden weitgehend planen Flächenab- schnitt 4 als Stege 11, 12, 13 geformte Deformationselemente ausgebildet. Zwischen den Stegen 11, 12, 13 sind Aussparungen 14, 15 vorhanden, die für eine gezielte Materialschwächung dieses Flächenabschnittes des Gehäuseseitenteils 23 sorgen.
In Richtung zur Oberseite des Gehäuses 1 schließt sich ein oberer Abschnitt 25 eines Schusskanals 16 an, der bei einer Einwirkung einer Kraft F auf einen Flanschbereich 24 des linken Gehäuseseitenteils 23 formstabil bleibt, während sich die Stege 11, 12, 13 gezielt verformen. Ausgehend von dem oberen Abschnitt 25 und dem linken Flanschbereich 24 greift ein Seitenabschnitt 34 des Schusskanals 16 um das rechte Gehäuseseitenteil 22, um mit diesem dann im rechten
Flanschbereich 8 über Befestigungsmittel 23 verbunden zu sein.
Die Flanschbereiche 8, 24 dienen zur Befestigung eines 5. Innenverkleidungselementes 10 des Kraftfahrzeuges. Dieses kann beispielsweise ein Abschnitt eines Armaturenbrettes sein, welcher nach der Montage des Gehäuses 1 mit oder an dem Innenverkleidungselement 10 von einer dünnen und von einem sich entfaltenden Airbag aufreissbaren Kunststoffhaut überzogen ist. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass bei einer Ausbildung dieses Gehäuses 1 als Airbagmodul oder nach der Bestückung dieses Gehäuses 1 mit einem Gasgenerator 18 und einem zusammengefalteten Gassack das Gehäuse selbst vorzugsweise mit einem sogenannten „softcover", also einer dünnen Abdeckfolie 29 überdeckt sein kann, welche den Gehäuseeinhalt beim Transport oder der Montage am Kraftfahrzeug vor Verschmutzung oder einem Auseinanderfallen des gefalteten Gassacks schützt (hierzu Fig. 3) .
Fig. 2 zeigt das Gehäuse 1 gemäß Fig. 1 in einer schematischen Querschnittsdarstellung, wobei die Schnittlinie etwa im Bereich der beiden Stehbolzen 26, 27 durch das Gehäuse 1 gelegt ist. Wie dieser Darstellung deutlich ent- nehmbar ist, wird das Gehäuse 1 im wesentlichen durch die beiden bereits erwähnten Seitenwände 2, 3 charakterisiert, die sich vor allem dadurch unterscheiden, dass die Seitenwand 2 vergleichsweise schlecht und die Seitenwand 3 vergleichsweise gut deformierbar ist, wenn eine Kraft F auf die Oberseite des Gehäuses 1, respektive das dort befestigte Innenverkleidungselement 10 wirkt.
Eine solche Kraft F wirkt beispielsweise dann auf das Gehäuse 1, wenn bei einem sogenannten low-speed-Unfall die Fahrzeugverzögerung noch nicht groß genug ist, um den Gasgenerator 18 des Airbagmoduls auszulösen, jedoch der Fahr-£ ' >■■ zeuginsasse, etwa weil er nicht angeschnallt war, mit seinem Kopf auf die Armaturentafel im Bereich dieses Gehäuses 1 auftrifft.
Wie bereits aus dem eingangs diskutierten Stand der Technik bekannt ist, soll ein gattungsgemäßes Gehäuse oder Airbagmodul so ausgelegt sein, dass dieses bei der Einwirkung der Kraft F leicht nachgibt und so einen Teil der Aufprallenergie in Verformungsarbeit umwandelt. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Gehäuse 1 nun so ausgebildet, dass eine Seitenwand 3 bei der Krafteinwirkung F im wesentlichen in Richtung zum Gehäuseboden 5 deformierbar ist, während die gegenüberliegende Seitenwand 2 formstabil bleibt. Zudem ist vorgesehen, dass bei einer im wesentlichen vom Gehäuseboden 5 wegweisenden Zugbelastung die Seitenwand 2 und damit das Gehäuse 1 formstabil bleibt.
Das erwähnte Verformungsverhalten wird vor allem dadurch erreicht, dass an der einen Seitenwand 2 die bereits erwähnten Deformationsstege 11, 12, 13 ausgebildet sind, die im Normalzustand, also im unbelasteten Fall als im wesentlichen plane Fläche 4 beziehungsweise Flächenstücke ausgebildet sind. Erst bei der Einwirkung einer in etwa in Richtung zum Gehäuseboden 5 wirkenden Kraft F auf diese Deformationsstege 11, 12, 13 knicken diese seitlich weg, so dass diese Verformungsarbeit aufnehmen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die Deformationsstege 11, 12, 13 im ungestörten Zustand zu dem Seitenwandteil 17
einen definierten Abstand 21 aufweisen, der Raum für den genannten Verformungsvorgang lässt.
Sofern eine Zugkraft auf diese Deformationsstege 11, $_.. 12, 13 wirkt, die im wesentlichen vom Gehäuseboden 5 weg, also in Richtung zum Innenverkleidungselement 10 wirkt, bleiben diese Stege 11, 12, 13 in ihrer gestreckten und weitgehend planen Ausgangsgeometrie, so dass die Geometrie des Gehäuses bei einer solchen Zugbelastung vollständig erhalten bleibt.
Fig. 3 zeigt im Vergleich mit Fig. 2 beispielhaft, wie sich der Deformationssteg 12 bei Einwirkung der Kraft F auf den Gehäuseflansch 20 verformt. In der unbelasteten Aus- gangssituation gemäß Fig. 2 ist der Deformationssteg 12 weitgehend plan geformt und in dieser Darstellung vertikal noch oben ausgerichtet. Die Einwirkung der Kraft F führt dazu, dass der Deformationssteg 12 soweit einknickt, dass dieser die Querschnittsgeometrie 12' gemäß Fig. 3 einnimmt.
Bei dieser Deformation bewegt sich das Innenverkleidungselement 10 gemäß dem Schwenkpfeil 36 entsprechend Fig. 2 um eine virtuelle Schwenkachse an dem Rotations- beziehungsweise Umbiegeabschnitt 9 der formstabileren Seitenwand 2, so dass sich das Innenverkleidungselement 10 gezielt nach innen bewegt und in erwünschter Weise ebenfalls Bewegungsenergie in Verformungsarbeit umwandelt.
Von besonderem Vorteil bei dieser Konstruktion ist, dass sich der ausgeknickte Abschnitt 12' nicht in das Gehäuse 1 erstreckt, da sich dort der nicht dargestellte gefaltete Gassack befindet. Dieses Knickverhalten wird vor allem dadurch erreicht, dass sich der Deformationssteg 12
mit seiner Innenseite an dem Seitenwandteil 17 abstützen kann, welches sich direkt an dem Gehäuseboden 5 anschließt und einstückig Bestandteil des weniger leicht deformierbaren Seitenteils 2 ist. Der Rest der Seitenwand 3 wird wie schon erwähnt durch die Deformationsstege 11, 12, 13 gebildet.
Wie auch die Figuren 2 und 3 deutlich zeigen, ist der Deformationssteg 12 mit dem Seitenwandteil 17 fest verbun- den, wobei die diesbezüglichen Verbindungsmittel 32 nur in Fig. 1 erkennbar sind.
Das gezielte Wegknicken der Deformationssteg 11, 12, 13 wird durch die Auswahl der Steggeometrie, die Anzahl der Stege und der Aussparungen 14, 15 sowie durch deren Werkstoff bestimmt. Zudem kann vorgesehen sein, dass den Deformationsstegen 11, 12, 13 eine bestimmte Deformationsstruktur 35 aufgeprägt ist, die diese Stege in der gewünschten Form nachgeben lässt.
Wie bereits angedeutet, wird es als ein wesentliches Merkmal der Erfindung angesehen, dass in dem Gehäusekörper 1 ein Schusskanal 16 für den Gassack ausgebildet ist. Dieser Schusskanal 16 wird zumindest hinsichtlich einer seiner Seitenwände durch die vergleichsweise leicht verformbare Seitenwand 3 gebildet. Dadurch ist es möglich, dieses Gehäuse 1 selbst als komplettes Airbagmodul auszubilden, zu dem der Gasgenerator 18, der Gassack, ein Softcover 29 oder ein Innenverkleidungselement 10, der Schusskanal 16 sowie die deformierbare Seitenwand 3 gehört. Dies führt zu erheblichen Kosteneinsparungen gegenüber vergleichbaren Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, da diese komplette Bau-
einheit vormontiert und dann mit der erwähnten Karosseriestruktur und/oder dem Armaturenbrett verbunden werden kann.
Mit Bezug auf Fig. 3 soll erwähnt werden, dass in dem Gehäuse 1 vorzugsweise ein Aufnahmebereich 6 für den Gasgenerator 18 eines Airbagmoduls ausgebildet ist. Dieser Aufnahmebereich besteht im wesentlichen aus einem halbzylindrischen Abschnitt 37 der Seitenwand 2, auf dessen Innenseite ein Gehäusedeckel 30 den Gasgenerator 18 gegen den Auf- nahmebereich 7 des Gassacks abdeckt.
Zusammenfassen lässt sich feststellen, dass das er- findungemäße Gehäuse zur Aufnahme eines Airbagmoduls beziehungsweise Airbagmodul hinsichtlich der auf dasselbe wir- kenden Druck- und Zugkräfte das erwünsche Bauteilverhalten aufweist. Dies wird bei einen vergleichsweise einfachen und kostengünstig herstellbaren Aufbau erreicht. Zudem ist in diese Gehäuse beziehungsweise in dieses Airbagmodul vorteilhafterweise bereits der Schusskanal für einen sich ent- faltenden Gassack integriert, so dass diesbezügliche bauliche Maßnahmen an anderen Kraftfahrzeugbauteilen entfallen.
Bezugszeichen
1 Gehäuse
5. 2 Seitenwand 3 Seitenwand 4 Planer Flächenabschnitt 5 Gehäuseboden 6 Aufnahmebereich für den Gasgenerator 7 Aufnahmebereich für einen Gassack 8 Flanschbereich 9 Rotationsabschnitt 10 Innenverkleidungselement 11 Deformationssteg, Deformationselement 12 Deformationssteg, Deformationselement 12' Deformationssteg, Deformationselement im deformierten Zustand 13 Deformationssteg, Deformationselement 14 Aussparung 15 Aussparung 16 Schusskanal 17 Seitenwandteil 18 Gasgenerator 19 Seitenwandteil 20 Flanschbereich 21 Abstand 22 Gehäuseseitenteil 23 Gehäuseseitenteil 24 Flanschbereich 25 Oberer Abschnitt des Schusskanals 26 Befestigungsmittel 27 Befestigungsmittel 28 Stützelement
29 Abdeckfolie 30 Gehäusedeckel des Gasgenerators 31 Befestigungsmittel am Gasgeneratorgehäuse 32 Befestigungsmittel am Gehäuse, Schweißpunkt ϊj. 33 Befestigungsmittel am Gehäuse, Schweißpunkt 34 Seitenabschnitt des Schusskanals 35 Deformationsstruktur 36 Schwenkrichtung 37 halbzylindrischen Abschnitt