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Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung zur Befestigung eines Gasgenerators für einen Kopfairbag an einer Fahrzeug-Rohbaustruktur nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein hierfür verwendetes Befestigungselement nach dem Patentanspruch 15.
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Aus der
DE 10 2007 031 161 A1 ist eine gattungsgemäße Befestigungsanordnung bekannt, bei der ein Gasgenerator an der Fahrzeug-Rohbaustruktur montierbar ist. Die Montage ist mittels eines Befestigungselementes (Befestigungsclip) realisiert, an dessen Kopfteil der Gasgenerator gehaltert wird und dessen Schaftteil in einer Einsteckrichtung in eine Montageöffnung der Rohbaustruktur eingesetzt ist. Das Schaftteil des Befestigungselementes weist elastisch nachgiebige Rastelemente auf, die beim Einsteckvorgang unter Aufbau einer elastischen Rückstellkraft vom Öffnungsrand der Montageöffnung verdrängt werden und nach Überwindung des Öffnungsrandes unter Abbau der Rückstellkraft wieder in ihre Ruhelage zurückspringen, in der sie den Öffnungsrand der Montageöffnung hintergreifen.
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Im Hinblick auf einen zuverlässigen Betrieb des Airbagmoduls sowie auf eine beschädigungsfreie Montage des Airbagmoduls ist es von Bedeutung, dass der Gasgenerator einwandfrei an der Rohbaustruktur (Trägerelement) montiert ist.
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Aus der
DE 101 59 024 C1 ist ein Airbagmodul mit Gehäuse bekannt. Zudem ist ein Halteteil für einen Gasgenerator bekannt, das an dem Gehäuse festlegbar ist. Aus der
DE 10 2010 052 782 A1 ist ein Fahrzeuginsassenrückhaltesystem für ein Fahrzeug bekannt, das einen Gasgenerator sowie einen Gassack aufweist, der mit dem Gasgenerator verbunden ist. Aus der
US 2005/0009390 A1 ist ein Airbagmodul mit einem Gasgenerator bekannt. Aus der
EP 1 769 978 A1 ist ein Luftsackmodul mit Abströmöffnung bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Befestigungsanordnung zur Befestigung eines Gasgenerators eines Airbagmoduls an einem fahrzeugseitigen Trägerelement bereitzustellen, bei dem eine fehlerhafte Montage bzw. ein fehlerhafter Anbau des Gasgenerators in einfacher Weise erkennbar ist.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
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Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist im Befestigungselement zusätzlich ein Sicherungselement integriert, das zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition verstellbar ist. In der Sperrposition ist ein Zugang eines elektrischen Steckers in eine korrespondierende Steckeraufnahme des Gasgenerators gesperrt. Demgegenüber ist in der Freigabeposition des Sicherungselementes der Stecker-Zugang freigegeben. Bevorzugt verbleibt das Sicherungselement bei einer fehlerhaften Befestigungselement-Montage in seiner Sperrposition, in der der Stecker-Zugang blockiert ist. Das Sicherungselement kann bevorzugt erst dann von seiner Sperrposition in seine Freigabeposition (zum Beispiel manuell vom Werker) in seine Freigabeposition verstellt werden, wenn das Befestigungselement einwandfrei am fahrzeugseitigen Trägerelement montiert ist.
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In einer technischen Umsetzung kann diese Funktion durch eine Verriegelungseinheit realisiert sein, die im Befestigungselement integriert ist. Die Verriegelungseinheit kann bei noch vom Trägerelement demontiertem Befestigungselement das Sicherungselement in seiner Sperrposition verriegeln. Das heißt, dass bei nicht oder fehlerhaft montiertem Befestigungselement der Stecker-Zugang zum Gasgenerator blockiert ist. Demgegenüber kann bei einwandfrei montiertem Befestigungselement die Verriegelungseinheit das Sicherungselement selbsttätig entriegeln und dadurch eine Verstellbarkeit des Sicherungselementes freigeben. In einer Ausführungsvariante kann die Verriegelungseinheit ein Riegelelement zum Verriegeln/Entriegeln des Sicherungselementes und einen Federarm bzw. Federsteg aufweisen. Mittels des Federarms wird (bei demontiertem oder fehlerhaft montiertem Befestigungselement) ein Entriegelungsweg des Riegelelementes blockiert. Das Riegelelement kann über einen Entriegelungsweg verstellt werden, und zwar zum Verriegeln/Entriegeln des Sicherungselementes.
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Bevorzugt wird der Federarm während eines fehlerfreien Montagevorgangs selbsttätig in eine Freigabestellung verlagert, in der der oben erwähnte Entriegelungsweg des Riegelelementes freigegeben ist. In diesem Fall (das heißt bei freigegebenen Entriegelungsweg des Riegelelementes) kann das Sicherungselement von seiner Sperrposition in seine Freigabeposition verstellt werden. Dies erfolgt bevorzugt durch ein manuelles Eindrücken des Sicherungselementes bis zu seiner Freigabeposition, und zwar bei gleichzeitiger Verlagerung des Riegelelementes über einen Entriegelungsweg in seine Entriegelungsstellung.
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Das Befestigungselement kann bevorzugt eine Sicherungselement-Führung aufweisen, in der das Sicherungselement über einen Hubweg linear hubverstellbar gelagert ist, und zwar entlang eines Führungskanals, der eine leichtgängige Hubbewegung gewährleistet. Das Riegelelement kann dabei materialeinheitlich und/oder einstückig in einer Wandung des Führungskanals integriert sein. Beim Eindrücken des Sicherungselementes in seine Freigabeposition kann in diesem Fall das Riegelelement unter plastischer oder elastischer Verformung über den Entriegelungsweg in seine Entriegelungsstellung verlagert werden.
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In der Zusammenbaulage kann das Befestigungselement mit größeren externen Kräften beaufschlagt werden. Zur Steigerung der Formstabilität kann das Befestigungselement bevorzugt zweiteilig aufgebaut sein, und zwar mit einem äußeren rahmenförmigen Adapter und einer darin eingesetzten Klammer, die zumindest das Befestigungselement-Schaftteil bildet. Die Klammer kann aus einem Blechbiegeteil gefertigt sein, während der äußere rahmenförmige Adapter aus Kunststoff gefertigt sein kann und die Klammer einfassen kann. Bevorzugt kann die Klammer einen kastenförmigen Grundkörper aufweisen, der einen formstabilen Korpus bildet, der auch bei Querbewegungen des Befestigungselementes innerhalb der Montageöffnung Formstabilität verleiht. Bevorzugt kann das Schaftteil der Klammer zumindest ein elastisch nachgiebiges Rastelement aufweisen, das beim Einsteckvorgang unter Aufbau einer elastischen Rückstellkraft vom Öffnungsrand der Trägerelement-Montageöffnung verdrängt wird und nach Überwindung des Öffnungsrandes unter Abbau der Rückstellkraft wieder in seine Ruhelage zurückspringt, in der das Rastelement den Öffnungsrand der Montageöffnung hintergreift. Der oben erwähnte Federarm der Verriegelungseinheit kann bevorzugt materialeinheitlich und einstückig am kastenförmigen Grundkörper der als Blechbiegeteil gefertigten Klammer angeformt sein. Beim Einsteckvorgang in die Trägeröffnung kann der Federarm elastisch nachgiebig in seine Freigabestellung verlagert werden, in der der oben erwähnte Entriegelungsweg des Riegelelementes freigegeben ist. Bei einer entsprechenden Betätigung des Sicherungselementes in seine Freigabeposition kann somit das Riegelelement über den Entriegelungsweg in seine Entriegelungsstellung verlagert werden.
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Der rahmenförmige Kunststoff-Adapter kann zusammen mit der innenliegenden Metall-Klammer das Kopfteil bilden. Bevorzugt kann der rahmenförmige Adapter mit einer umlaufenden Stirnseite auf einem Trägerelement-Öffnungsrandbereich abgestützt sein.
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Im Hinblick auf eine Bauteilreduzierung ist es von Vorteil, wenn die Sicherungselement-Führung materialeinheitlich und einstückig im rahmenförmigen Kunststoff-Adapter integriert ist. Demgegenüber kann der in der Sicherungselement-Führung hubverstellbar gelagerte Sicherungsstift als separates Bauteil ausgeführt sein.
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Wie oben erwähnt, kann der Sicherungsstift (das heißt das Sicherungselement) im Führungskanal der Sicherungselement-Führung über einen Hubweg linear hubverstellbar sein. Je nach geometrischen Gegebenheiten kann der Stecker-Zugang am Generator vergleichsweise weit von dem Trägerelement entfernt sein. Um in der Sperrposition den Steck-Zugang betriebssicher zu blockieren, kann daher ein vergleichsweise großer Hubweg zwischen der Sperrposition und der Freigabeposition erforderlich sein. Zur Hubweg-Vergrößerung kann in den Trägerelement eine Durchführungsöffnung bereitgestellt sein, die in Flucht mit dem Führungskanal angeordnet ist. In diesem Fall kann das in seiner Freigabeposition befindliche Sicherungselement mit seinem unteren Ende die Durchführungsöffnung des Trägerelementes durchragen. Der Gasgenerator ist in gängiger Praxis zylinderförmig ausgeführt und üblicherweise an zwei in Axialrichtung voneinander beabstandeten Anbindungspunkten am Trägerelement befestigt. Der erste Anbindungspunkt kann mittels der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung realisiert sein. Demgegenüber kann der davon axial beabstandete zweite Anbindungspunkt mittels eines am Gasgenerator gehalterten Schraubbolzen realisiert sein. Dieser ist in Schraubverbindung mit dem Trägerelement bringbar. Zudem kann zwischen dem Gasgenerator und dem Trägerelement ein Federelement abgestützt werden, das im Zusammenbauzustand eine Vorspannkraft auf den montierten Gasgenerator ausübt. Das oben erwähnte Federelement kann eine Kratz- oder Lackschabekontur aufweisen, die unter mechanischer Vorspannung gegen das Trägerelement (das heißt die Rohbaustruktur) drückt und somit einen Masseanschluss zwischen der Rohbaustruktur und dem Generator herstellt.
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Die vorstehend erläuterten und/oder in den abhängigen Ansprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile sind nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 ein Fahrzeug in Seitenansicht mit teilweisem Aufriss, aus dem die Einbaulage eines Kopfairbag-Moduls hervorgeht;
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2 der Gasgenerator des Kopfairbag-Moduls in einem Endmontagezustand;
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3 und 4 jeweils Einzelheiten A und B aus der 2;
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5 bis 7 jeweils Ansichten einer Metall-Klammer und eines Kunststoff-Adapters in Alleinstellung sowie im Zusammenbauzustand;
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8 bis 12 jeweils Ansichten, die die Montage des am Gasgenerator gehalterten Befestigungselements am Tragblechteil veranschaulichen.
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In der 1 ist in einer Seitenansicht mit teilweisem Aufriss ein Fahrzeug gezeigt, das ein Kopfairbagmodul mit einem Gasgenerator 1 und einem zum Beispiel in Rollfaltung zusammengefalteten Kopfairbag 3 aufweist. Der Kopfairbag 3 erstreckt sich in der Fahrzeuglängsrichtung x ausgehend von der A-Säule bis über die B-Säule hinaus entlang eines Dachholms des Fahrzeugs. Der Gasgenerator 1 ist im Bereich des Dachholms an einem Tragblechteil 5 befestigt. Wie aus der 2 weiter hervorgeht, ist der Gasgenerator 1 ein langgestrecktes zylindrisches Bauteil, das über zwei in Axialrichtung voneinander beabstandete Anbindungspunkte A1 und A2 am Tragblechteil 5 der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
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In der 3 ist der erste Anbindungspunkt A1 des Gasgenerators 1 dargestellt. Demzufolge ist der erste Anbindungspunkt A1 durch einen am Gasgenerator 1 befestigten Schraubbolzen 49 realisiert, der mittels einer Mutter 51 in Schraubverbindung mit dem Tragblechteil 5 gebracht ist. Der Schraubbolzen 49 durchsetzt in der 3 einen schalenförmigen Halter 53, der eine zum Gasgenerator 1 abdichtende O-Ringdichtung 55 aufnimmt. Der schalenförmige Halter 53 ist in der Axialrichtung mit einem Federarm 57 verlängert, der zwischen dem Gasgenerator 1 und dem Tragblechteil 5 abgestützt ist und eine Vorspannkraft zwischen dem Gasgenerator 1 und dem Tragblechteil 5 aufbaut, um im normalen Fahrbetrieb Klappergeräusche zu vermeiden.
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In der 4 ist der zweite Anbindungspunkt A2 vergrößert dargestellt. Demzufolge ist der Gasgenerator 1 über eine Schelle 7 an einem Befestigungselement 9 gehaltert. In dem Befestigungselement 9 ist ein später beschriebener Sicherungsstift 43 integriert, mit dem gewährleistet ist, dass der Zugang eines elektrischen Steckers zu einer Steckeraufnahme 10 des Gasgenerators 1 nur bei einer einwandfreien Montage des Befestigungselements 9 am Tragblechteil 5 ermöglicht ist, nicht jedoch bei demontiertem oder fehlerhaft montiertem Befestigungselement 9. In einer Sperrposition S (zum Beispiel 4) versperrt der Sicherungsstift 43 einen Zugang eines elektrischen Steckers in die Steckeraufnahme 10 des Gasgenerators 1. Demgegenüber ist in der Freigabeposition F (zum Beispiel 4) des Sicherungsstiftes 43 der Stecker-Zugang zur Steckeraufnahme 48 freigegeben.
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Das Befestigungselement 9 ist mehrteilig aufgebaut, wobei dessen Komponenten nachfolgend anhand der 4 bis 12 erläutert sind: So weist das Befestigungselement 9 gemäß den 4 oder der 6 einen äußeren rahmenartigen Kunststoff-Adapter 11 auf, in dem eine Klammer 13 eingesetzt ist, die als ein Blechbiegeteil ausgeführt ist. Der Adapter 11 bildet zusammen mit der innenliegenden Metall-Klammer 13 ein Kopfteil 15 (4) des Befestigungselementes 9. In der Endmontagelage (4) ist das Kopfteil 15 auf einer dem Gasgenerator 1 zugewandten Seite des Tragblechteils 5 abgestützt. Zudem ist die Metall-Klammer 13 unter Bildung eines Schaftteils 17 durch eine Montageöffnung 19 des Tragblechteils 5 geführt.
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Die Klammer-Geometrie geht aus der 5 oder 8 hervor: Demzufolge weist die Klammer 13 eine deckwandseitige obere Generatoraufnahme 21 auf. Die plattenförmige Generatoraufnahme 21 geht randseitig unter Bildung eines formstabilen Gehäusekorpus in eine rechtwinklig abgestellte Seitenwand 23 und in einen ebenfalls rechtwinklig abgestellten Federsteg 29 über. Die abgestellte Seitenwand 23 ist unter Bildung einer Schaftspitze mit einem Rastschenkel 25 verlängert, dessen Ende 27 in der Zusammenbaulage den Öffnungsrand der Montageöffnung 19 hintergreift (8). Der rechtwinklig abgestellte Federsteg 29 ist Bestandteil einer später beschriebenen Verriegelungseinheit 31 (8). Gemäß der 5 ist der vom U-förmig gebogenen Rastschenkel 25 begrenzte Schenkel-Innenraum seitlich durch eine Stirnwand 26 begrenzt, die mit einer Entriegelungskontur 28 ausgebildet ist, an der ein Werkzeug ansetzbar ist, um das Befestigungselement 9 vom Tragblechteil 5 zu lösen.
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Die Metall-Klammer 13 ist in der Zusammenbaulage (7) in den, in der 6 in Alleinstellung gezeigten Kunststoff-Adapter 11 eingesetzt. Dieser weist in der 6 insgesamt drei Montagefenster 33, 35, 37 auf, die durch eine äußere Anschlagwand 38 sowie durch Querstege 39, 41 voneinander abgetrennt sind. Im ersten Montagefenster 33 ist in der Zusammenbaulage (7) der aus der oberen Deckwand (das heißt Generatoraufnahme) 21 sowie der abgestellten Seitenwand 23 gebildete Gehäusekorpus mitsamt dem Rastschenkel 25 eingesetzt. Der Federsteg 29 der Metall-Klammer 13 übergreift den ersten Quersteg 39 und durchragt das mittlere Montagefenster 35. Das in der 6 gezeigte rechte Montagefenster 37 bildet eine später beschriebene Sicherungselement-Führung, in der ein Sicherungsstift 43 (4 sowie 9 bis 12) hubverstellbar gehaltert ist.
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Gemäß der 4 weist das Tragblechteil 5 zusätzlich eine Durchführungsöffnung 45 auf, die in Flucht mit dem im Adapter 11 gebildeten Führungskanal 37 angeordnet ist. Mittels der Durchführungsöffnung 45 ist ein störkonturfreier Hubweg h (4) des Sicherungselements 43 gewährleistet. Das heißt, dass bei einer Hubverstellung des Sicherungselementes 43 von seiner Sperrposition S um den Hubweg h (4) in seine Freigabeposition F (4) dessen unteres Ende bis durch das Tragblechteil 5 ohne weiteres hindurchführbar ist.
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Wie bereits oben erwähnt, ist der Federsteg 29 der Metall-Klammer 13 Bestandteil einer Verriegelungseinheit 31, und zwar zusammen mit einem materialeinheitlich und einstückig am zweiten Quersteg 41 (6) angeformten Riegelelement 47. Die Funktionsweise der Verriegelungseinheit 31 ist nachfolgend erläutert: So ist deren Federsteg 29 bei vom Tragblechteil 5 demontiertem Befestigungselement 9 aktiv (8). In diesem Fall blockiert der Federsteg 29 einen Entriegelungsweg s (4) des Riegelelementes 47. Während des Montagevorgangs kommt der Federsteg 29 beim Einsteckvorgang in Anlage mit dem Tragblechteil 5 und wird dieser unter Aufbau einer Rückstellkraft in eine Entriegelungsstellung verlagert, in der der Entriegelungsweg s des Riegelelementes 47 freigegeben ist (9 und 10). Bei einer werkerseitigen, manuellen Druckbetätigung kann dann der Sicherungsstift 43 von seiner Sperrposition S (9 und 10) in seine Freigabeposition F (11 und 12) verschoben werden, und zwar unter plastischer Deformation des Riegelelementes 47 über den Entriegelungsweg s in die in der 11 gezeigte Entriegelungsstellung.
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Der Gasgenerator 1 bildet (in einem Anlieferzustand) zusammen mit dem Befestigungselement 9 eine Vormontageeinheit V, wie sie in der 8 gezeigt ist. In der Vormontageeinheit V befindet sich der Sicherungsstift 43 in seiner Sperrposition S, so dass der Stecker-Zugang zur Steckeraufnahme 10 des Gasgenerators 1 blockiert ist. In einem nachfolgenden Montageschritt wird der Gasgenerator 1 zunächst am Anbindungspunkt A1 mit dem Tragblechteil 5 verschraubt. Anschließend wird über eine leichte Schwenkbewegung des Gasgenerators 1 das Befestigungselement 9 mit dem Tragblechteil 5 in eine Endmontageposition (9) verrastet. Bei einem einwandfreien Rastvorgang bis in die Endmontageposition wird der Federsteg 29 der Verriegelungseinheit 31 selbsttätig in eine Freigabestellung (9) gedrückt. Als Folge kann der Werker mit einer Druckbetätigung den Sicherungsstift 43 von der Sperrposition S unter Verformung des Riegelelementes 47 in die Freigabeposition F drücken, wodurch der Stecker-Zugang freigelegt ist.
