-
Die
Erfindung betrifft eine Airbagbaueinheit eines Insassenrückhaltesystems
für Fahrzeuge
mit einem an einem Airbaggehäuse
festgelegten Luftsack, mit einem innerhalb des Airbaggehäuses angeordneten
Gasgenerator und einem den Gasgenerator umgebenden und mit dem Airbaggehäuse einstückig ausgebildeten
Diffusor.
-
Airbagbaueinheiten
der gattungsgemäßen An sind
prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt. Bei derartigen gattungsbildenden
Airbag-Modulen ist es notwendig, eine Abdichtung zwischen Gasgenerator
und Diffusor bzw. dem Airbaggehäuse anzuordnen.
Dies erfolgt im allgemeinen durch eine Verdeckelung des Airbaggehäuses nach
der Montage des Gasgenerators. Der Gasgenerator wird hierbei in
der Regel durch Verschraubung am Airbaggehäuse festgelegt. Ein derartiger
Aufbau herkömmlicher
Airbagbaueinheiten erfordert bei der Montage eine ganze Reihe von
einzelnen Montageschritten mit gegebenenfalls notwendigen zahlreichen
zusätzlichen
Bauteilen.
-
Aus
der
DE 43 10 173 A1 ist
eine durch Wärme
bzw. Hitze erweichbare Buchse bekamst, die aus einem Harz und/oder
Gummi bzw. Kautschukmaterial besteht und die zwischen dem Gasgenerator
und dem Gehäuse
angeordnet ist. Diese Buchse entspricht weitestgehend einem Dicht-
und Entkopplungsring. Sie wird bei Erwärmung erweicht, wodurch im
Bedarfsfall ein Überströmen des
Gases möglich ist.
Der Gasgenerator ist lediglich einseitig, nämlich auf der der Buchse gegenüberliegenden
Seite, an dem Gehäuse
befestigt. Die Buchse hat demnach für den Gasgenerator keine Abstütz- sondern
lediglich eine Dämpfungsfunktion
der durch den Gasgenerator erzeugten Schwingungen.
-
Aus
der
US 55 77 764 geht
ferner ein deckelartiges Haltelement zur Festsetzung des Gasgenerators über einen
Bajonettverschluß hervor.
Dieses Haltelement ist jedoch nicht geeignet, eine zuverlässige Abdichtung
zwischen dem Airbaggehäuse
und dem Gasgenerator, eine zuverlässige Abstützung des Gasgenerators in
dem Gehäuse,
einen Toleranzausgleich der Bauteile oder eine Begrenzung des maximalen
Gasdruckes innerhalb des Airbaggehäuses zu ermöglichen.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Airbagbaueinheit der
gattungsgemäßen Art
so weiterzuentwickeln, daß die
Montage derartiger Baueinheiten wesentlich erleichtert wird, daß die Teilevielfalt
reduziert wird und daß die
Airbagbaueinheit im Rahmen des Recyclings der einzelnen Bauelemente
auf einfache Weise wieder zerlegt werden kann. Darüber hinaus
soll eine zuverlässige
Abdichtung zwischen dem Airbaggehäuse und dem Gasgenerator gewährleistet
sein, wobei der Gasgenerator auch zuverlässig in dem Gehäuse abgestützt sein sollte.
Toleranzen der Bauteile sollten zudem ausgeglichen werden. Ferner
sollte eine Begrenzung des maximalen Gasdruckes innerhalb des Airbaggehäuses erzielt
werden.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Airbagbaueinheit mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1 gelöst, wonach
zwischen dem Gasgenerator und dem Airbaggehäuse mindestens ein durch ein
Halteelement festlegbarer, elastischer Dicht- und Entkopplungsring
angeordnet ist. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Erfindungsgemäß weist
der Dicht- und Entkopplungsring einen radial umlaufenden, hochelastischen
Dichtlippenbereich und einen radial umlaufenden Halteringbereich
auf, dessen Elastizität
geringer ist, als die des Dichtlippenbereiches. Der Halteringbereich
weist dabei vorzugsweise axial und radial über ihn hervorstehende Haltestege
auf.
-
Die
erfindungsgemäße Anordnung
des Dicht- und Entkopplungsringes dient gleichzeitig der Lagefixierung
des Gasgenerators innerhalb des ihn umgreifenden Airbaggehäuses, wobei
die elastische Verformbarkeit des Entkopplungringes die erforderliche
Dichtfunktion zwischen Airbaggehäuse
und Gasgenerator übernimmt.
Gleichzeitig können
durch die Elastizität
des Dicht- und Entkopplungsringmaterials radiale Toleranzen am Außendurchmesser
des Gasgenerators einerseits sowie am Innendurchmesser des den Gasgenerator
aufnehmenden Airbaggehäuses
ausgeglichen werden. Der Dicht- und Entkopplungsring kann aus verschiedenen
Materialien hergestellt sein, die unterschiedliche Eigenschaften
aufweisen.
-
Durch
die Anordnung des Dicht- und Entkopplungsringes zwischen Airbaggehäuse und
Gasgenerator sind beide Teile gegeneinander entkoppelt. Ein Aneinanderschlagen
der Bauteile und eine daraus resultierende Geräuschentwicklung, wie sie im Stand
der Technik bei nicht festsitzenden Schraubverbindungen zwischen
Airbaggehäuse
und Gasgenerator unter Um ständen
auftreten kann, sind durch den erfindungsgemäßen Aufbau zuverlässig ausgeschlossen.
-
Für eine leichte
Montage hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, den Dicht-
und Entkopplungsring so zu gestalten, daß er am Airbaggehäuse durch
eine Rastvorrichtung in axialer Längsrichtung des Gasgenerators
festlegbar ist. Gasgenerator und Dicht- und Entkopplungsring können auf diese
Weise vormontiert werden, so daß zur
Endmontage der Airbagbaueinheit nur noch ein Einschieben des Gasgenerators
in die zu seiner Aufnahme vorhandene zylindrische Öffnung des
Airbaggehäuses
notwendig ist, wobei die Rastvorrichtung an vorbestimmter Position
eine einwandfreie Festlegung des Gasgenerators im Airbaggehäuse gewährleistet. Gleichzeitig
bietet die Rastvorrichtung jedoch die Möglichkeit, im Rahmen des Materialrecyclings
Gasgenerator, Dicht- und Entkopplungsring und Airbaggehäuse wieder
zu trennen.
-
Natürlich sind
auch andere Verbindungstechniken denkbar, bei denen eine exakte
Festlegung des Gasgenerators unter Benutzung der erfindungsgemäßen Vorteile
der Entkopplung, des Toleranzausgleiches und der Abdichtung von
Airbaggehäuse
und Gasgenerator möglich
ist.
-
Als
weitere besondere Gestaltung zur Montageerleichterung kann auch
eine Bajonettverbindung zwischen Dicht- und Entkopplungsring und
Airbaggehäuse
vorgesehen sein. Diese Art der Verbindungstechnik besitzt den zusätzlichen
Vorteil, daß eine
exakte Positionierung des Gasgenerators durch entsprechende Ausgestaltung
der Bajonettverbindung in radialer Umfangsrichtung erzielt werden kann.
Diese Ausführung
ist auch dann einsetzbar, wenn das Airbaggehäuse und der Diffusor nicht
als einstückige
Baueinheit ausgeführt
sind. In diesem speziellen Fall ist der eigentliche Gasgenerator
von einem Aluminiummantel mit am Umfang linienförmig axial nebeneinander angeordneten
Durchlässen
umgeben, die die Aufgabe des Diffusors übernehmen.
-
Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
des Gegenstandes der Erfindung sieht vor, daß der Dicht- und Entkopplungsring am Umfang einen
oder mehrere Bypass-Durchlässe
aufweist. Diese Bypass-Öffnungen
können
durch gezielte elastische Verformung des Dicht- und Entkopplungsringes
durch den im Diffusor auftretenden Gasdruck freigelegt werden. Hierdurch
kann der maximal auftretende Gasdruck sowie das in den Airbag abgegebene
Gasvolumen insbesondere bei höheren
Temperaturen durch anteiliges Abströmen des Gases durch die Bypass- Öffnungen begrenzt werden. Dies
dient dem gleichmäßigen Öffnungsverhalten
des an das Airbaggehäuse
angeschlossenen Luftsackes über
den gesamten möglichen
Temperaturbereich. Die erfindungsgemäßen Bypass-Öffnungen sind insbesondere
deshalb vorteilhaft, da eine Begrenzung des maximalen Gasdruckes
bei Konstruktionen gemäß dem Stand
der Technik nur über
die spezielle Bauweise und die Kennlinien des Gasgenerators sowie über zusätzliche
Bypass-Funktionen am Diffusor oder Luftsack erreicht werden kann.
-
Durch
die neuartige Gestaltung werden somit die Funktionen der Abdichtung
der Diffusorkammer bzw. des Airbaggehäuses zum Gasgenerator, die
Entkopplung und somit die Vermeidung von Klappergeräuschen zwischen
Airbaggehäuse
und Gasgenerator, der Toleranzausgleich zwischen Gasgenerator und
Airbaggehäuse
und die Maximalbegrenzung des auftretenden Gasdrucks durch ein einziges Bauteil
erreicht.
-
Im
Folgenden werden in den 1 bis 7 verschiedene
Ausführungsvarianten
die nicht zur Erfindung gehören
und lediglich einen technischen Hintergrund beschreiben sowie in
den 8 bis 11 Ausführungen des Gegenstandes der
Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 eine
Schnittdarstellung durch einen Teilbereich einer Airbagbaueinheit;
-
2 eine
Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltungsvariante einer Airbagbaueinheit;
-
3 eine
Seitenansicht der Airbagbaueinheit aus 2 entsprechend
Pfeil A;
-
4 eine
dritte Variante einer Airbagbaueinheit in Schnittdarstellung;
-
5 eine
weitere Variante einer Airbagbaueinheit ähnlich den 2 und 4 mit
modifiziertem Dicht- und Entkopplungsring;
-
6 eine
Ansicht entsprechend Pfeil B aus 5 der dort
dargestellten Airbagbaueinheit;
-
7 eine
weitere Ausgestaltungsvariante einer Airbagbaueinheit;
-
8 eine
Variante des Erfindungsgegenstandes in Schnittdarstellung und
-
9 eine
Schnittdarstellung durch die Variante der 8 entsprechend
der Schnittlinie C/C aus dieser Figur;
-
10 eine
ausschnittsweise Darstellung einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes
und
-
11 den
Schnittverlauf entsprechend der Schnittlinie E/E aus der 10.
-
Eine
in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Airbagbaueinheit
ist in der 1 zum besseren Verständnis nur
in dem Teilbereich dargestellt, in dem der Dicht- und Entkopplungsring 5 zwischen
dem zylindrischen Gasgenerator 4 und dem ihn umgebenden
Airbaggehäuse 2 angeordnet
ist. Der Dicht- und Entkopplungsring 5 besitzt eine im
wesentlichen ringförmige
Gestalt und ist am Airbaggehäuse 2 durch eine
Rastverbindung festgelegt. Die Rastverbindung besteht aus in radialer
Richtung nach außen
am Dicht- und Entkopplungsring 5 vorstehenden Anschlagschultern 11,
die sich in Anlage zu einer korrespondierende Anschlagfläche 13 des
Airbaggehäuses 2 befinden.
In axialem Abstand zu den Anschlagschultern 11 befindet
sich eine umlaufende Schnappnase 12, die ebenfalls radial
nach außen über den Umfang
des Dicht- und Entkopplungsringes
vorsteht. Natürlich
ist auch denkbar, die Schnappnase nicht umlaufend zu gestalten,
sondern nur in radialen Teilbereichen auszubilden. Die Schnappnase 12 hintergreift
eine korrespondierende Anschlagfläche 14 des Airbaggehäuses 2,
so daß der
Dicht- und Entkopplungsring in axialer Richtung festgelegt ist.
Die Montage des Gasgenerators im Airbaggehäuse erfolgt dergestalt, daß nach Einschieben
des Gasgenerators 4 in die zylindrische Aufnahmeöffnung des
Airbaggehäuses 2 der
Dicht- und Entkopplungsring 5 von außen zwischen Gasgenerator 4 und
Airbaggehäuse
geschoben wird, bis die Rastverbindung 10 eine axiale Fixierung
des Dicht- und Entkopplungsringes 5 herbeiführt.
-
Zur
endgültigen
axialen Fixierung des Gasgenerators innerhalb des Airbaggehäuses kann
an dem in dieser Figur nicht dargestellten anderen Ende des Gasgenerators
eine Schnappverbindung angeordnet sein, durch die auch eine axiale
Fixierung des Gasgenerators herbeigeführt wird. Ebenso ist es möglich auf
der nicht dargestellten Seite eine Verschraubung zur Befestigung
des Gasgenerators am Gehäuse
vorzusehen.
-
In
der 2 ist zwischen Gasgenerator 4, dem diesen
umgreifenden Dicht- und Entkopplungsring 5 und dem Airbaggehäuse 2 ein
zusätzliches Halteelement 8 angeordnet.
Dieses Halteelement 8 ist in Form eines Halteringes 19 gestaltet,
der an seiner Außenseite
eine Rast vorrichtung 15 zur axialen Festlegung des Halteringes 19 am
Airbaggehäuse 2 aufweist.
Durch die Elastizität
des Dicht- und Entkopplungsringes 5 ist in dieser Ausgestaltungsvariante
ebenso wie in derjenigen der 1 sowohl
eine Entkopplung zwischen Gasgenerator 4 und Airbaggehäuse 2 als
auch eine vollständige
Abdichtung des den Gasgenerator 4 umgebenden Diffusorraumes 10 gegenüber der
Außenluft
gegeben. Der den Gasgenerator 4 direkt umgebende Diffusorraum 10 ist
mit dem Airbagaufnahmeraum 7 zur Aufnahme des hier nicht
näher dargestellten
Luftsackes mit zahlreichen Durchlaßbohrungen 6 versehen,
durch die nach Zünden
des Gasgenerators das Gas gezielt in den Luftsack geleitet wird.
-
Die
Rastvorrichtung 15 ist am Umfang des Halteringes 19 in
drei Teilbereichen vorhanden, wie dies die 3 als Ansicht
A der 2 deutlich macht. Die Rastvorrichtung verfügt somit über drei einzelne,
am Umfang des Halteringes 19 verteilte Schnappnasen 16,
die korrespondierende Anschlagflächen 17 an
dem Airbaggehäuse 2 hintergreifen. Gleichzeitig
erfolgt die endgültige
axiale Fixierung des Halteringes 19 durch die Anlage des
Entkopplungselementes 5 an einer korrespondierenden Anschlagfläche 18.
Die Anschlagflächen 17 bzw. 18 können am
radialen Umfang umlaufend oder unterbrochen angeordnet sein.
-
In
der 4 ist der Dicht- und Entkopplungsring 5 durch
ein Halteelement in Form eines Abschlußdeckels 20 in axialer
Richtung fixiert. Der Abschlußdeckel 20 besitzt
eine umlaufende U-förmige Nut 21,
die einen korrespondierenden Vorsprung des Airbaggehäuses umgreift,
so daß am
Boden der Nut das Airbaggehäuse 2 und
der Abschlußdeckel 20 im Kontaktpunkt 22 zur
Anlage kommen. An dieser Stelle können der Abschlußdeckel
und das Airbaggehäuse
beispielsweise durch Verschweißung
mittels Ultraschall oder aber durch Verklebung fest miteinander verbunden
werden. Durch die Tatsache, daß der Dicht-
und Entkopplungsring zum einen an dem Abschlußdeckel 20, gleichzeitig
mit seiner dem Abschlußdeckel 20 abgewandten
Seite an einer Schulter des Airbaggehäuses zur Anlage kommt, ist
der Dicht- und Entkopplungsring
zuverlässig
in axialer Richtung festgelegt. Im radial inneren Bereich kann sich
der Abschlußdeckel 20 öffnen, sodaß in Zusammenwirkung
mit der Bypaßöffnung 36 in
dem Dicht- und Entkopplungsring 5 ein Bypaß in der
zuvor beschriebenen Weise realisiert ist. In der unteren Bildhälfte ist
der Öffnungsvorgang
einseitig einskizziert.
-
In
den 5 und 6 ist eine weitere Variante
einer Airbagbaueinheit dargestellt, bei der der Dicht- und Entkopplungsring 5 mit
Hilfe eines Abschlußdeckels 23 festgelegt
wird, der mittels eines Bajonettverschlusses 24 wiederum
mit dem Airbaggehäuse 2 verbunden
ist. In der 6 als Ansicht B der 5 wird
deutlich, daß der
Abschlußdeckel 23 drei
Haltenasen 26 aufweist, die über den Außenumfang des Abschlußdeckels 23 in
radialer Richtung hervorstehen. Am Airbaggehäuse sind drei korrespondierende
Aufnahmeöffnungen 27 für die Haltenasen 26 vorgesehen.
Nach Einsetzen des Abschlußdeckels 23 mit
seinen Haltenasen in die Aufnahmeöffnungen 27 wird der
Deckel durch Verdrehen im Uhrzeigersinn am Airbaggehäuse 2 fixiert,
indem die Haltenasen entsprechende Vorsprünge des Airbaggehäuses hintergreifen.
-
In
der Ausgestaltungsvariante einer Airbagbaueinheit nach der 7 ist
an den Gasgenerator 4 eine Zwischenplatte 25 angeschweißt. Der
Dicht- und Entkopplungsring 5 besitzt in dieser Ausgestaltungsvariante
eine ringförmige
Gestalt mit U-förmigem
Querschnitt, wobei die Zwischenplatte 25 in den Innenraum
des U-förmigen
Querschnittes eingreift, so daß der
Dicht- und Entkopplungsring 5 fest
mit dem Gasgenerator 4 verbunden ist und mit diesem entsprechend
vormontiert werden kann. In der hier dargestellten Variante muß eine endgültige axiale Festlegung
des Gasgenerators durch eine Befestigung an dem hier nicht dargestellten
anderen Ende des Gasgenerators erfolgen. Der Bypaßdurchlass 36 kann
bei dem dargestellten Beispiel auch entfallen, wenn die Zwischenplatte 25 zumindest
bereichsweise mit einer Elatizität
versehen wird, die ein Aufweiten in axialer Richtung bei Überschreitung
des maximal zulässigen
Gasdruckes beziehungsweise Gasvolumens ermöglicht.
-
Die 8 und 9 offenbaren
eine Gestaltungsvariante des erfindungsgemäßen Enkopplungsringes. In diesem
Ausführungsbeispiel
sind die Aufgaben der Abdichtung der Diffusorkammer gegenüber der
Umgebung und die Aufgabe der Halterung des Gasgenerators 4 innerhalb
des Airbaggehäuses 2 durch
einen kombinierten Dicht- und Entkopplungsring 5 realisiert.
Dieser einteilig und aus einem Material hergestellte Dicht- und
Entkopplungsring besitzt einen radial umlaufenden Dichtlippenbereich 30 aus einem
hochelastischen Material und darüber
hinaus einen radial umlaufenden Halteringbereich 31 geringerer
Elastizität.
Der Halteringbereich 31 besitzt, wie dies insbesondere
aus der 9 anschaulich ersichtlich ist,
axial und radial über
ihn hervorstehende Haltestege 32. Zur axialen Fixierung
des Dicht- und Entkopplungsringes 5 innerhalb des Airbaggehäuses 2 weist
der hochelastische Dichtlippenbereich 31 radial am Außenumfang
vorstehende Rastnasen 33 auf, die in korrespondierende
Aussparungen 34 am Airbaggehäuse 2 eingreifen.
Bei der Montage des Gasgenerators dieser Ausgestaltungsvariante
wird der Dicht- und Entkopplungsring 5 zunächst in
das Airbaggehäuse 2 eingesetzt,
danach wird der Gasgenerator 4 seitlich in das Airbaggehäuse eingeschoben.
Die Trennung von Dicht- und Haltefunktion besitzt den Vorteil, daß für jede Funktion
eine konstruktive Auslegung entsprechend den erforderlichen Elastizitätswerten
erfolgen kann. Die Verbindung der Materialien des Dichtlippenbereichs 30 und
des Halteringbereiches 31 kann durch eine Klebe- oder Schweißverbindung
oder aber durch einen Vulkanisierprozeß erfolgen. Darüber hinaus
hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen,
das Gesamtbauteil in zwei aufeinanderfolgenden Spritzgießprozessen
zu formen.
-
Um
zu gewährleisten,
daß innerhalb
des Diffusors bzw. der gesamten Airbagbaueinheit ein maximaler Gasdruck
nicht überschritten
wird, kann der Dicht- und Entkopplungsring mit einem oder mehreren
Bypass-Durchlässen 36 versehen
werden. Diese Durchlässe
sind in den Schnittdarstellungen der einzelnen Gestaltungsvarianten
als schmale Schlitze bzw. Bohrungen dargestellt. Dies ist aus Gründen des
besseren Verständnisses
der Lage der Öffnungen
geschehen. Üblicherweise
sind die Bypass-Öffnungen 36 durch
die Elastizität
des Dicht- und Entkopplungsringmaterials gänzlich oder teilweise geschlossen.
Erst eine elastische Verformung des Dicht- und Entkopplungsringes 5 infolge
des innerhalb des Airbaggehäuses
auftretenden maximalen Gasdruckes führt zu einer Freilegung der
Bypass-Öffnungen
und daraus resultierend zu einem anteiligen Abströmen des
Gases.
-
In
den 10 und 11 ist
eine weitere Ausgestaltungsvariante des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Der Bypaßdurchlass 36 ist
dabei auf einer dem Airbagaufnahmeraum 7 abgewandten Seite
in das Gehäuse 2 eingelassen.
Bei Überschreitung des
höchstzulässigen Gasdruckes
beziehungsweise Gasvolumens im Diffusorraum 10 wird bei
dieser Ausführung
des Erfindungsgegenstandes der Dicht- und Entkopplungsring 5 zumindest
bereichsweise elastisch in axialer Richtung verformt. In der Darstellung
der 10 entspricht dies der Pfeilrichtung „D". Somit werden der
oder die Bypassdurchlässe
freigegeben und das Gas kann entweichen, bis der Druck sich auf
die zulässige
Größe reduziert
hat, sodaß der Dicht-
und Entkopplungsring 5 in seine Ausgangslage zurückehrt (entgegen
der Pfeilrichtung „D") und den Bypassdurchlass 36 wieder
verschließt.