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Die Erfindung betrifft eine Lenkradeinheit mit einem Lenkradkörper und einem im Nabenbereich des Lenkradkörpers aufgenommenen Gassackmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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In der Kraftfahrzeugtechnik sind Lenkräder mit sogenannten „floating modules” weit verbreitet. Bei solchen Lenkrädern ist im Nabenbereich des Lenkradkörpers das Gehäuse eines Gassackmodules aufgenommen, welches insgesamt gegen die Kraft von Federelementen gegen den Lenkradkörper niederdrückbar ist, um so einen oder mehrere Hupenkontakte zu schließen. Neben den entsprechenden Federn müssen natürlich auch Rückhalteeinrichtungen vorgesehen sein, welche das Modul am Lenkradkörper halten.
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Aus der gattungsbildenden
WO 2009/149776 A1 ist eine Lenkradeinheit mit einem „floating module” bekannt, bei dem eine solche Rückhalteeinrichtung wie folgt aufgebaut ist: Ein Bauteil, welches starr mit dem Lenkradkörper verbunden ist, weist eine Anlagefläche auf und das Modul weist eine Gegenanlagefläche auf. Zwischen diesen beiden Flächen ist ein Drahtabschnitt angeordnet, welcher Teil eines U- oder omegaförmigen Drahtbügels ist. Die Kraftübertragung erfolgt also zwischen Anlagefläche und Drahtabschnitt und zwischen Drahtabschnitt und Gegenanlagefläche. Der U- oder omegaförmige Drahtbügel ist zu Zwecken der Montage und Demontage elastisch deformierbar, so dass der Drahtabschnitt aus dem Bereich zwischen Anlagefläche und Gegenanlagefläche herausschwenkbar ist.
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Bei genannter gattungsbildender Schrift dient die Rückhalteeinrichtung nur als „Notfall-Rückhalteeinrichtung”, welche nur dann aktiv wird, wenn die aus Kunststoff bestehenden Axialpositionierungselemente bei Expansion des Gassackes auf Grund des sogenannten Fangschlages versagen.
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Eine solche Rückhalteeinrichtung kann jedoch auch als „permanente” Rückhalteeinrichtung eingesetzt werden, bei der Kontakt zwischen Anlagefläche und Drahtabschnitt und zwischen Drahtabschnitt und Gegenanlagefläche herrscht, solange das Gassackmodul nicht gegen den Lenkradkörper niedergedrückt ist. Weiterhin ist es auch möglich, eine solche Rückhalteeinrichtung als reine Montagebefestigung (ohne Hupenfunktion) des Gassackmoduls an einem fahrzeugfesten Bauteil zu nutzen. Dies kommt beispielsweise bei einem Floating-Cover-Konzept in Betracht, oder wenn das lenkradkörperseitige Bauteil selbst gegen die Kraft eines Federelements gegen den Lenkradkörper niederdrückbar ist. Die vorliegende Erfindung ist in allen diesen Fällen anwendbar.
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Um zu verhindern, dass im nicht niedergedrückten Zustand des Gassackmodules eine leichte Nichtaxialbewegung (insbesondere in Radialrichtung) der Gegenanlagefläche bezüglich des Drahtabschnittes auf Grund von Fahrzeugvibrationen erfolgen kann, was zu Verschleiß und Geräuschen führen könnte, verläuft die Gegenanlagefläche hier vorzugsweise nicht senkrecht zur Axialrichtung, sondern leicht schräg bezüglich der Axialrichtung. Dies wiederum bedeutet, dass die Gegenanlagefläche eine gewisse Radialkraft auf den Drahtabschnitt ausübt. Auf Grund der hohen Kräfte, welche beim Fangschlag auftreten, kann diese Radialkraft unter Umständen so groß sein, dass es bei entsprechenden geometrischen Verhältnissen und ohne entsprechende Gegenmaßnahmen zu einer Verschwenkung/Verschiebung des Drahtabschnitts und somit zu einem Entrasten der Gegenanlagefläche vom Drahtabschnitt und damit zu einem Loslösen des Moduls vom Lenkrad kommen könnte.
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Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine gattungsgemäße Lenkradeinheit dahingehend weiterzubilden, dass ein unbeabsichtigtes Loslösen des Gassackmoduls vom Lenkradkörper zuverlässig und mit einfachen Mitteln verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird durch eine Lenkradeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist zumindest ein Teil der Anlagefläche und/oder ein Teil der Gegenanlagefläche die Oberfläche eines Steges mit geringer Breite. Der Steg ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, wobei auch ein weiches Metall, wie insbesondere Aluminium, ein geeignetes Material darstellen könnte. Durch die gewählte Form der Anlagefläche/Gegenanlagefläche ist die Kraft pro Flächeneinheit (also der Druck), welcher vom Drahtabschnitt beim Fangschlag übertragen wird, sehr hoch, was eine plastische Deformation des Steges und somit ein Einsinken des Drahtabschnitts in die Anlagefläche/Gegenanlagefläche hinein bewirkt, was eine Schwenkbewegung des Drahtabschnitts und somit eine Entrastung des Gassackmoduls zuverlässig verhindert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anlagefläche (welche sich am lenkradkörperseitigen Bauteil befindet) stegförmig ausgebildet, wobei weiter vorzugsweise pro Rückhalteeinrichtung zwei solcher stegförmiger Anlageflächen vorgesehen sind, welche weiter vorzugsweise zu einer Durchbrechung benachbart sind, durch die ein Haken durchtritt, welcher die Gegenanlagefläche trägt.
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Der Drahtabschnitt ist vorzugsweise ein Abschnitt eines U- oder omegaförmigen Drahtbügels, wobei jeder Schenkel dieses Drahtbügels ein Teil einer Rückhalteeinrichtung ist. Es sind jedoch auch andere Formen möglich, insbesondere dann, wenn der Drahtbügel nur einer Rückhalteeinrichtung zugeordnet ist.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen, sowie aus dem nachfolgend beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese nun mit Bezug auf die Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 die Bauelemente einer erfindungsgemäßen Lenkradeinheit in einer schematisierten Querschnittsdarstellung in einem noch nicht vollständig montierten Zustand,
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2 eine Draufsicht auf die Hupenplatte aus 1 von unten aus Richtung R,
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3 das in 1 Gezeigte im montierten Zustand,
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4 das in 3 Gezeigte in einer der 2 entsprechenden Ansicht,
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5 das in 3 Gezeigte bei niedergedrücktem Gassackmodul,
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6 das in 3 Gezeigte nach Zünden des Gasgenerators und zu dem Zeitpunkt, zu dem der Gassack seine maximale Ausdehnung erreicht, und
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7 das Detail D aus 6.
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Zunächst werden die Bestandteile der Lenkradeinheit mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben:
Die Lenkradeinheit besteht zum einen aus einem Lenkradkörper 10, wobei der Lenkradkörper im Nebenbereich eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Gassackmoduls aufweist. Innerhalb der Ausnehmung des Lenkradkörpers ist ein lenkradkörperseitiges Bauteil, hier nämlich die lenkradkörperfeste Hupenplatte 12, aufgenommen. Auch wenn diese Hupenplatte 12 mit dem nachfolgend beschriebenen Gehäuse des Gassackmoduls zusammenwirkt, so gilt die Hupenplatte gemäß den hier getroffenen Definitionen nicht als zum Gassackmodul gehörend, sondern als zum Lenkradkörper gehörend (lenkradkörperseitig).
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Die Hupenplatte 12 ist derart im Nebenbereich des Lenkradkörpers 10 angeordnet, dass zumindest abschnittsweise ein Freiraum unterhalb der Hupenplatte 12 vorliegt. Dies wird im gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass die Hupenplatte 12 über Winkel 13 mit dem Lenkradkörper verbunden ist. Es wäre jedoch beispielsweise genauso möglich, dass die Hupenplatte 12 an ihren Randbereichen plan auf dem Boden des Lenkradkörpers 10 aufliegt, und der Boden des Lenkradkörpers 10 eine zentrale Vertiefung oder mehrere Vertiefungen aufweist.
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Die Hupenplatte 12 weist drei Durchbrechungen auf, nämlich zwei seitliche Durchbrechungen 14a, b und eine mittlere Durchbrechung 14c. Diese Durchbrechungen sind jeweils Teil einer Rückhalteeinrichtung, wobei nur die seitlichen Durchbrechungen 14a, b jeweils Teil einer Rückhalteeinrichtung sind, welche erfindungsgemäß ausgebildet ist.
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Auf der Unterseite der Hupenplatte 12 ist ein U-förmiger Drahtbügel 16 (dieser könnte auch omegaförmig ausgebildet sein) gehalten. Die Stärke des in der Regel aus Stahl bestehenden Drahtbügels beträgt vorzugsweise zwischen 1 und 4 mm. Dieser Drahtbügel 16 weist einen ersten Schenkel 16a und einen zweiten Schenkel 16b auf. Hierbei überstreicht der erste Schenkel 16a die seitliche Durchbrechung 14a und der zweite Schenkel 16b überstreicht die seitliche Durchbrechung 14b. Gehalten wird der Drahtbügel 16 durch ein zentrales Halteelement 18 sowie durch Haltebügel 20a bis 20d, welche sich jeweils benachbart zu den seitlichen Durchbrechungen 14a, b befinden.
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Zu jeder seitlichen Durchbrechung 14a, b ist ein Steg 22a bis 22d benachbart. Hierbei ist die Erstreckungsrichtung der Stege quer zur Erstreckungsrichtung des jeweiligen Schenkels 16a, b, insbesondere senkrecht. Die Breite b jedes Steges 22a, b beträgt vorzugsweise das 0,3 bis 1,5-fache der Dicke des Drahtbügels 16. Ein bevorzugtes Material für die Stege ist Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktes Polyamid. Der erste Schenkel 16a des Drahtbügels 16 liegt auf den Oberflächen der Stege 22a und 22b auf, wobei der sich zwischen den Bügeln erstreckende Abschnitt des Drahtbügels 16 sich über die Durchbrechung 14a erstreckt. Die Oberflächen der Stege 22a und 22b bilden somit die Anlageflächen der ersten Rückhalteeinrichtung (in den Bildern die rechte Rückhalteeinrichtung).
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Analoges gilt für die zweite (linke) Rückhalteeinrichtung, bei welcher der zweite Schenkel 16b auf den Oberflächen der Stege 22c und 22d aufliegt, wobei die Oberflächen dieser Stege die Anlageflächen (eingezeichnet in 1 ist die Anlagefläche 23c) dieser Rückhalteeinrichtung bilden. In Umkehrung des eben Beschriebenen wäre es auch möglich, die Gegenanlageflächen (hier also die nach oben weisenden Oberflächen der Haken) als Oberflächen entsprechender Stege auszubilden.
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Die Oberfläche der Hupenplatte 12 trägt die Hupenkontakte 50a und 50b.
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Zum anderen besteht die Lenkradeinheit aus einem Gassackmodul 30. Dieses Gassackmodul 30 weist ein Gehäuse 32, einen in das Gehäuse 32 eingefalteten Gassack 36 und einen den Inflator bildenden Gasgenerator 34 auf. Vom Boden des Gehäuses erstrecken sich Haken, nämlich zwei seitliche Haken 38a, b und ein mittlerer Haken 42. Diese Haken bilden jeweils den modulseitigen Teil einer Rückhaltevorrichtung, wobei lediglich die seitlichen Haken 38a, b zu den erfindungsgemäß ausgebildeten Rückhalteeinrichtungen gehören, weswegen im Folgenden auch nur auf diese Bezug genommen wird. Jeder dieser seitlichen Haken 38a, b weist eine nach oben weisende Gegenanlagefläche 40a, b auf, wobei diese Gegenanlageflächen 40a, b etwas schräg verlaufen, nämlich nach innen abfallend. Auch die vorderen Abschnitte der Unterseiten der seitlichen Haken 38a, b verlaufen leicht schräg, nämlich nach innen ansteigend, so dass die vorderen Abschnitte der seitlichen Haken keilförmig ausgebildet sind.
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Am Gehäuseboden des Gehäuses 32 sind Hupenkontakte 50c, 50d angeordnet. Auf Grund der Schnittdarstellungen sind an der Hupenplatte und am Gehäuse jeweils nur zwei Hupenkontakte dargestellt, in der Regel sind jedoch mehr, nämlich mindestens jeweils drei Hupenkontakte vorgesehen.
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Weiterhin weist die Lenkradeinheit Federn 55 auf, auch hier sind nur zwei Stück dargestellt, es werden in der Regel jedoch wenigstens drei benötigt.
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Die Montage des Gassackmoduls 30 am Lenkradkörper geschieht dadurch, dass das Gassackmodul in axialer Richtung A (also in Richtung der Lenksäule L) in den Nabenbereich eingesetzt wird, so dass der seitliche Haken 38a durch die seitliche Durchbrechung 14a, der seitliche Haken 38b durch die seitliche Durchbrechung 14b und der mittlere Haken 42 durch die mittlere Durchbrechung 14c durchtritt. Hierbei drückt die Unterseite des seitlichen Hakens 38a den ersten Schenkel 16a nach innen und die Unterseite des seitlichen Hakens 38b drückt den zweiten Schenkel 16b nach innen. Dem mittleren Haken 42 ist ein separater weiterer Bügel 24 zugeordnet, welcher bei der Montage ebenfalls elastisch verformt wird.
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Die 3 zeigt den montierten Zustand. Hierbei liegt der erste Schenkel 16a an den Anlageflächen (gezeigt ist die Anlagefläche 23a) der Stege 22a und 22b und an der Gegenanlagefläche 40a des ersten seitlichen Hakens 38a an. Somit bilden die beiden Anlageflächen, der erste Haken 38a mit seiner Gegenanlagefläche 40a und ein Abschnitt des ersten Schenkels 16a eine Rückhalteeinrichtung (hier die rechte Rückhalteeinrichtung). Der entsprechende Drahtabschnitt liegt hierbei zwischen den Anlageflächen und der Gegenanlagefläche. Hierbei ist natürlich die Gegenanlagefläche zu den beiden Anlageflächen versetzt. Das eben erläuterte gilt analog für die zweite (linke) Rückhalteeinrichtung. Auf Grund der Kraft der Federn 55 werden die Gegenanlageflächen 40a, 40b an ihren jeweiligen Schenkel 16a, 16b angedrückt, welcher wiederum an die jeweiligen Anlageflächen 23a bis 23d gedrückt wird.
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Soll eine Demontage erfolgen, so können die Schenkel 16a, 16b mittels eines Werkzeuges von außen her nach innen gedrückt werden, so dass dann das Modul entnommen werden kann. Hierfür sind im Lenkradkörper Einstiche vorgesehen, welche in den Zeichnungen jedoch nicht dargestellt sind.
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Wird das Gassackmodul 36 zur Betätigung der Hupe niedergedrückt, so kommen die Gegenanlageflächen außer Kontakt mit den Schenkeln 16a, 16b (5).
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Die 6 zeigt die Situation nach Zündung des Gasgenerators und vollständiger Expansion des Gassackes. Erreicht der Gassack seine volle Größe, so überträgt er einen hohen Kraftimpuls (Fangschlag) auf das Gehäuse in Pfeilrichtung. Diese Kraft wird über die Gegenanlageflächen und die Schenkel des Drahtbügels auf die Anlageflächen übertragen. Auf Grund der geringen Kontaktflächen zwischen den Schenkeln und den Anlageflächen entsteht ein sehr hoher Druck, welcher zu einer Deformation der Stege derart führt, dass die Schenkel in diese einsinken (siehe hierzu insbesondere 7). Durch dieses Einsinken ist es ausgeschlossen, dass die Schenkel nach innen schwenken, obwohl durch die schräg ausgeführten Gegenanlageflächen eine radial nach innen gerichtete Kraft auf diese übertragen wird. Somit ist ein unbeabsichtigtes Lösen des Gassackmoduls vom Lenkradkörper bei Betätigung der Gassackeinrichtung ausgeschlossen.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Drahtabschnitte (das heißt hier der Drahtbügel) am lenkradseitigen Bauteil (Hupenplatte) gehalten. Dies ist jedoch nicht zwingend; eine Anordnung am Gehäuse wäre ebenso möglich. Weiterhin ist nochmals zu betonen, dass statt der Anlageflächen auch die Gegenanlageflächen stegförmig ausgebildet sein können. Es wäre sogar möglich, sowohl Anlageflächen als auch Gegenanlageflächen stegförmig auszubilden.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Federn bei der Betätigung der Hupe zusammengedrückt. In einem Anwendungsfall, bei dem die Rückhalteeinrichtungen jedoch als reine Montagebefestigungen dienen, können die Federn auch so stark ausgebildet sein, dass sie beim Betätigen der Hupe nicht zusammengedrückt werden. Ein Zusammendrücken der Federn erfolgt dann nur bei Montage und Demontage.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lenkradkörper
- 12
- Hupenplatte
- 13
- Winkel
- 14a, b
- seitliche Durchbrechung
- 14c
- mittlere Durchbrechung
- 16
- Drahtbügel
- 16a
- erster Schenkel
- 16b
- zweiter Schenkel
- 18
- zentrales Halteelement
- 20a–d
- Haltebügel
- 22a–d
- Steg
- 23a–d
- Anlagefläche
- 24
- weiterer Bügel
- 30
- Gassackmodul
- 31
- Dach
- 32
- Gehäuse
- 34
- Gasgenerator
- 36
- Gassack
- 38a, b
- seitliche Haken
- 40a, b
- Gegenanlagefläche
- 42
- mittlerer Haken
- 50a–d
- Hupenkontakt
- 55
- Feder
- L
- Lenksäule
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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