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Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkhandhabe, die um eine Lenkachse drehbar ist, einem an der Lenkhandhabe angebrachten Gassackmodul, welches ein Modulgehäuse sowie einen im Modulgehäuse aufgenommenen, gefalteten Gassack aufweist, einem Gasgenerator zum Befüllen des Gassacks mit Generatorgas, der außerhalb der drehbaren Lenkhandhabe angeordnet ist, und einer Gasleiteinrichtung zur Leitung des Generatorgases vom Gasgenerator zum Gassack.
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Die gattungsgemäße
DE 43 07 969 A1 zeigt bereits eine Lenkvorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1. Aufgrund der Anordnung des Gasgenerators außerhalb der drehbaren Lenkhandhabe wird zum einen keine Drehkupplung für die Zuführung des elektrischen Auslöseimpulses zum Gasgenerator mehr benötigt und zum anderen der Bauraumbedarf für das Gassackmodul in der Lenkhandhabe deutlich reduziert.
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Allerdings sind mit Blick auf mögliche Gasleckagen zwischen dem Gasgenerator und dem Gassack recht aufwendige Dichtungsmaßnahmen erforderlich. Mit Blick auf eine hinreichende Dichtigkeit lässt sich bei dem fahrerseitigen Gassack-Rückhaltesystem gemäß der
DE 43 07 969 A1 auch eine wünschenswerte, besonders intuitive Hupenbetätigung durch einfachen axialen Druck auf einen zentralen Nabenbereich der Lenkhandhabe und eine daraus resultierende Modulverschiebung zur Hupenkontaktierung nicht ohne Weiteres realisieren.
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Durch Zukunftstrends wie das automatisierte oder autonome Fahren steigt die Nachfrage nach besonders großvolumigen Gassäcken, welche einen gewünschten Insassenschutz auch in entspannten, zurückgelehnten Sitzpositionen zuverlässig gewährleisten. Um diese großen Gassäcke im Nabenbereich verstauen zu können, geraten kreative Lösungen zur Bauraumgewinnung, etwa durch Verlagerung des Gasgenerators nach außerhalb der drehbaren Lenkhandhabe, wieder in den Fokus.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer Lenkvorrichtung, welche sowohl einen vorteilhaften, außerhalb der drehbaren Lenkhandhabe angeordneten Gasgenerator als auch ein konstruktiv einfaches Kopplungs- und Montageprinzip sowie eine besonders intuitive Hupenbetätigung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Lenkvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der die Gasleiteinrichtung an einem dem Gassack zugewandten Ende eine Gaslanze aufweist, die sich in axialer Richtung erstreckt und axial in den gefalteten Gassack ragt, wobei das Gassackmodul relativ zur Gaslanze in axialer Richtung begrenzt verschieblich gelagert ist. Eine solche Gaslanze ermöglicht einen einfachen Gasanschluss des Gasgenerators über die Gasleiteinrichtung bis in den Gassack und zugleich auch eine gewisse Relativverschiebung des Gassackmoduls, beispielsweise zum Auslösen einer Fahrzeughupe.
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Das Modulgehäuse der Lenkvorrichtung weist bevorzugt eine Modulabdeckung auf, die im eingebauten Zustand der Lenkvorrichtung einem Insassen zugewandt ist, sowie axial gegenüberliegend einen Modulboden, wobei im Modulboden eine Modulbodenöffnung zur Gaszuführung vorgesehen ist.
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Vorzugsweise ist am Rand der Modulbodenöffnung ein Konusring vorgesehen, durch den sich die Gaslanze ins Innere des gefalteten Gassacks erstreckt, wobei sich der Konusring in axialer Richtung zu einem freien Ende der Gaslanze hin konisch verjüngt. Insbesondere umschließt der Konusring die Gaslanze und grenzt in Umfangsrichtung unmittelbar an die Gaslanze an, sodass die Gaslanze bei einer axialen Bewegung des Gassackmoduls über den Konusring auch als Gleitführung für das Gassackmodul dienen kann. Zudem übernimmt der Konusring auch die Funktion einer Dichtung, welche nach einer Aktivierung des Gasgenerators ein Abströmen von Generatorgas über den Gassackmund weitgehend verhindert.
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In einer Ausführungsform der Lenkvorrichtung ist eine Lenksäule vorgesehen, an der die Lenkhandhabe, insbesondere ein zentraler Nabenbereich der Lenkhandhabe, drehbar angebracht ist, wobei die Gasleiteinrichtung ein Verteilergehäuse aufweist, welches ein mit der Lenkhandhabe fest verbundenes, erstes Gehäuseteil und ein mit der Lenksäule fest verbundenes, zweites Gehäuseteil umfasst. Die Lenksäule stellt dabei ein im Wesentlichen karosseriefestes Bauteil dar, in dem eine mit der Lenkhandhabe verbundene, drehbare Lenkwelle aufgenommen ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Lenkvorrichtung ist der Gasgenerator an der Lenksäule befestigt, insbesondere wobei der Gasgenerator zum Befüllen des Gassacks beispielsweise an das zweite Gehäuseteil angeschlossen ist. Durch eine Unterbringung in der Lenksäule befindet sich der Gasgenerator sehr nah am Gassack, sodass nach einer Generatoraktivierung eine sehr rasche Befüllung des Gassacks mit Generatorgas erfolgt.
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Alternativ kann der Gasgenerator jedoch auch als zentrale Gasquelle zur Versorgung mehrerer aufblasbarer Insassenschutzvorrichtungen ausgebildet und an einer geeigneten Stelle im Fahrzeug untergebracht sein, sodass eine besonders kompakte Lenksäule realisierbar ist, die lediglich eine Zuleitung von der zentralen Gasquelle zum Verteilergehäuse, insbesondere zum zweiten Gehäuseteil des Verteilergehäuses, aufweist.
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Vorzugsweise sind die beiden Gehäuseteile des Verteilergehäuses drehbar miteinander verbunden sowie zumindest in ihrem Verbindungsbereich jeweils kreisrund ausgebildet und konzentrisch zur Lenkachse angeordnet. Somit werden die beiden Gehäuseteile des Verteilergehäuses bei einer Betätigung der Lenkhandhabe gegeneinander verdreht.
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Dabei können die beiden Gehäuseteile die Lenkachse ringförmig umgeben und gemeinsam einen weitgehend dichten Ringkanal bilden. Beispielsweise sind an diesen Ringkanal dann über das erste Gehäuseteil die Gaslanze und über das zweite Gehäuseteil der Gasgenerator angeschlossen.
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Das Gassackmodul der Lenkvorrichtung weist bevorzugt einen Diffusor auf, der an den gefalteten Gassack angrenzt, wobei ein freies Ende der Gaslanze in den Diffusor hineinragt. Der Diffusor ist formstabil ausgeführt, beispielsweise aus einem Metall oder Kunststoff, und stellt dauerhaft einen vorgegebenen Abstand zwischen dem gefalteten Gassackpaket und der Gaslanze sicher. Durch diesen Abstand wird zum einen das Gassackgewebe zu Beginn der Gassackentfaltung geschützt und zum anderen verhindert, dass sich das gefaltete Gassackpaket durch Relaxation an die Gaslanze anschmiegt und dadurch eine Relativbewegung des Gassackmoduls, zum Beispiel bei einer Betätigung der Fahrzeughupe, behindert.
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In einer Ausführungsform der Lenkvorrichtung ist das Gassackmodul drehfest mit der Lenkhandhabe verbunden, sodass sich beim Verdrehen der Lenkhandhabe die Gaslanze zusammen mit dem Gassackmodul verdreht.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist das Gassackmodul, zum Beispiel über ein Getriebe oder einen Stellmotor, um die Lenkachse verdrehbar auf der Lenkhandhabe montiert wobei die Gaslanze so angeordnet ist, dass eine Längsachse der Gaslanze mit der Lenkachse übereinstimmt. Bei einer Relativdrehung zwischen der Lenkhandhabe und dem Gassackmodul dreht sich in diesem Fall die Gaslanze im Aufnahmeraum des gefalteten Gassacks nur um die eigene Längsachse, ohne die Relativdrehung nennenswert zu behindern oder beeinträchtigen.
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Erfindungsgemäß wird die oben gestellte Aufgabe auch gelöst durch eine Lenkvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der eine Lenksäule vorgesehen ist, an der die Lenkhandhabe drehbar angebracht ist, wobei die Gasleiteinrichtung ein Verteilergehäuse aufweist, welches ein mit der Lenkhandhabe fest verbundenes, erstes Gehäuseteil sowie ein mit der Lenksäule fest verbundenes, zweites Gehäuseteil umfasst, wobei die Gasleiteinrichtung eine am Gassackmodul befestigte Gaslanze aufweist, die sich zumindest teilweise in axialer Richtung erstreckt und axial in das erste Gehäuseteil ragt, wobei das Gassackmodul und die Gaslanze relativ zum Verteilergehäuse in axialer Richtung begrenzt verschieblich gelagert sind.
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Auch hier wird über die Gaslanze sowohl ein einfacher Gasanschluss des Gasgenerators über die Gasleiteinrichtung bis in den Gassack als auch eine gewisse Relativverschiebung des Gassackmoduls ermöglicht, zum Beispiel zum Auslösen einer Fahrzeughupe. Allerdings ist die Gaslanze hier nicht gehäuseseitig angeordnet, um ins Gassackmodul zu ragen, sondern modulseitig angeordnet, um ins Verteilergehäuse zu ragen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. In diesen zeigt:
- - 1 eine perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung;
- - 2 einen schematischen Detailschnitt durch eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung gemäß einer Ausführungsform,
- - 3 einen schematischen Detailschnitt durch eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform, und
- - 4 einen schematischen Detailschnitt durch eine erfindungsgemäße Lenkvorrichtung gemäß noch einer weiteren Ausführungsform.
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Die 1 bis 4 zeigen eine Explosionsansicht sowie Detailschnitte einer Lenkvorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lenkhandhabe 12, die um eine Lenkachse A drehbar ist. Die Lenkhandhabe 12 ist gemäß 1 beispielhaft als klassisches Lenkrad ausgeführt und über eine Lenkwelle 28 mit lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs so gekoppelt ist, dass ein Verdrehen der Lenkhandhabe 12 um die Lenkachse A eine Fahrtrichtungsänderung des Kraftfahrzeugs bewirkt. Selbstverständlich sind jedoch vom klassischen Lenkrad abweichende Formen der Lenkhandhabe 12 genauso denkbar wie sogenannte „steer-by-wire“ Lenkungen, welche keine mechanische Verbindung zwischen der Lenkhandhabe 12 und den lenkbaren Rädern des Kraftfahrzeugs über die Lenkwelle 28 aufweisen.
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Die Lenkvorrichtung 10 umfasst darüber hinaus ein an der Lenkhandhabe 12 angebrachtes Gassackmodul 14, welches ein Modulgehäuse 16 sowie einen im Modulgehäuse 16 aufgenommenen, gefalteten Gassack 18 aufweist, einen Gasgenerator 20 zum Befüllen des Gassacks 18 mit Generatorgas, der außerhalb der drehbaren Lenkhandhabe 12 angeordnet ist, und eine Gasleiteinrichtung 22 zur Leitung des Generatorgases vom Gasgenerator 20 zum Gassack 18. Das Gassackmodul 14 ist hierbei in einem zentralen Bereich der Lenkhandhabe 12 angebracht, wobei sich die Lenkachse A durch das Gassackmodul 14 erstreckt.
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Ferner ist eine stationäre, d.h. im Wesentlichen karosseriefeste Lenksäule 24 mit einer Lenksäulenverkleidung 26 vorgesehen. In dieser Lenksäule 24 ist die um die Lenkachse A drehbare Lenkwelle 28 aufgenommen, welche mit der Lenkhandhabe 12, insbesondere mit einem zentralen Nabenbereich der Lenkhandhabe 12, fest verbunden ist. Die Gasleiteinrichtung 22 der Lenkvorrichtung 10 weist ein Verteilergehäuse auf, welches ein mit der Lenkhandhabe 12 fest verbundenes, erstes Gehäuseteil 30 und ein mit der Lenksäule 24 fest verbundenes, zweites Gehäuseteil 32 umfasst.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Gasgenerator 20 an der Lenksäule 24 befestigt und zum Befüllen des Gassacks 18 an das zweite Gehäuseteil 32 angeschlossen.
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Alternativ kann der Gasgenerator 20 jedoch auch als zentrale Gasquelle zur Versorgung mehrerer aufblasbarer Insassenschutzvorrichtungen ausgebildet und an einer geeigneten Stelle im Fahrzeug untergebracht sein. Dadurch ist eine besonders kompakte Lenksäule 24 realisierbar, die lediglich eine Zuleitung von der zentralen Gasquelle zum Verteilergehäuse, insbesondere zum zweiten Gehäuseteil 32 des Verteilergehäuses, aufweist.
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Gemäß den 2 und 3 weist die Gasleiteinrichtung 22 an einem dem Gassack 18 zugewandten Ende eine Gaslanze 34 auf, die sich in axialer Richtung erstreckt und axial in den gefalteten Gassack 18 ragt, wobei das Gassackmodul 14 relativ zur Gaslanze 34 in axialer Richtung begrenzt verschieblich gelagert ist. Aufgrund der durch einen Doppelpfeil 35 angedeuteten, axial begrenzt verschieblichen Lagerung des Gassackmoduls 14 lässt sich eine besonders intuitive Betätigung einer Fahrzeughupe realisieren. Dabei wird das Gassackmodul 14 von einem Federelement 37 in eine axiale Ausgangsposition beaufschlagt, in der die Fahrzeughupe unbetätigt ist. Bei einem Betätigungswunsch der Fahrzeughupe wird das Gassackmodul 14 dann von einem Fahrzeuginsassen axial entgegen einer Kraft des Federelements 37 bewegt, bis ein gewünschtes Hupsignal ertönt.
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Das Modulgehäuse 16 des Gassackmoduls 14 umfasst eine Modulabdeckung 36, die im eingebauten Zustand der Lenkvorrichtung 10 einem Insassen zugewandt ist, sowie axial gegenüberliegend einen Modulboden 38, in dem eine Modulbodenöffnung 40 zur Gaszuführung vorgesehen ist, wobei sich die Gaslanze 34 durch die Modulbodenöffnung 40 ins Innere des gefalteten Gassacks 18 erstreckt.
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Um bei der Aktivierung des Gassackmoduls 14 Gasverluste zu minimieren, ist am Rand der Modulbodenöffnung 40 ein Konusring 42 befestigt, durch den sich die Gaslanze 34 ins Innere des gefalteten Gassacks 18 erstreckt, wobei sich der Konusring 42 in axialer Richtung zu einem freien Ende 44 der Gaslanze 34 hin konisch verjüngt.
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Um eine Beabstandung der Gaslanze 34 vom gefalteten Gassack 18 und damit eine ungehinderte Axialverschiebung des Gassackmoduls 14 dauerhaft sicherzustellen, weist das Gassackmodul 14 in den dargestellten Ausführungsbeispielen ferner einen Diffusor 46 auf, der an den gefalteten Gassack 18 angrenzt, wobei das freie Ende 44 der Gaslanze 34 in den Diffusor 46 hineinragt.
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Wie in den 2 und 3 angedeutet, sind die beiden Gehäuseteile 30, 32 des Verteilergehäuses drehbar miteinander verbunden und zumindest in ihrem Verbindungsbereich jeweils kreisrund ausgebildet sowie konzentrisch zur Lenkachse A angeordnet. Dabei umschließen die beiden Gehäuseteile 30, 32 die Lenkachse A ringförmig und bilden gemeinsam einen weitgehend dichten Ringkanal 48. An diesen Ringkanal 48 ist dann über das erste Gehäuseteil 30 die Gaslanze 34 und über das zweite Gehäuseteil 32 der Gasgenerator 20 angeschlossen.
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Die 2 zeigt eine Ausführungsform der Lenkvorrichtung 10, bei der das Gassackmodul 14 drehfest mit der Lenkhandhabe 12 verbunden ist, sodass sich beim Verdrehen der Lenkhandhabe 12 die Gaslanze 34 zusammen mit dem Gassackmodul 14 verdreht.
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Hingegen zeigt die 3 eine alternative Ausführungsform, bei welcher das Gassackmodul 14, zum Beispiel über ein Getriebe oder einen Stellmotor, um die Lenkachse A verdrehbar auf der Lenkhandhabe 12 montiert ist, wobei die Gaslanze 34 so angeordnet ist, dass eine Längsachse L der Gaslanze 34 mit der Lenkachse A übereinstimmt. Bei einer Relativdrehung zwischen der Lenkhandhabe 12 und dem Gassackmodul 14 dreht sich die Gaslanze 34 im Aufnahmeraum des gefalteten Gassacks 18 somit lediglich um die eigene Längsachse L, ohne die Relativdrehung nennenswert zu behindern oder beeinträchtigen. Eine solche Konstruktion wird beispielsweise genutzt um das Gassackmodul 14, unabhängig von einer Verdrehung der Lenkhandhabe 12, in Umfangsrichtung weitgehend stationär zu halten. Vorteilhafterweise muss der Gassack 18 dadurch nicht mehr zwangsläufig rotationssymmetrisch ausgebildet sein.
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Selbstverständlich sind auch Ausführungsvarianten gemäß 2 denkbar, bei welchen die Längsachse L der Gaslanze 34 mit der Lenkachse A übereinstimmt.
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Die 4 zeigt schließlich eine Lenkvorrichtung 10, welche sich von den Ausführungsformen gemäß den 2 und 3 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Gaslanze 34 hier nicht gehäuseseitig angeordnet ist und ins Gassackmodul 14 ragt, sondern dass die Gaslanze 34 modulseitig angeordnet ist und ins Verteilergehäuse ragt. Daher wird hinsichtlich des Funktionsprinzips auf die obigen Ausführungen verwiesen und im Folgenden lediglich auf konstruktive Unterschiede eingegangen.
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Die Gaslanze 34 ist gemäß 4 am Modulgehäuse 16, insbesondere am Modulboden 38 des Modulgehäuses 16 befestigt, erstreckt sich zumindest an einem vom Gassackmodul 14 abgewandten Ende in axialer Richtung und ragt axial in das erste Gehäuseteil 30 des Verteilergehäuses, wobei das Gassackmodul 14 mitsamt der Gaslanze 34 relativ zum Verteilergehäuse in axialer Richtung begrenzt verschieblich gelagert ist. Folglich ist auch in diesem Fall eine Auslösung der Fahrzeughupe durch axiale Beaufschlagung und Verschiebung des Gassackmoduls 14 möglich.
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Analog zur Modulbodenöffnung 40 in den 2 und 3 ist gemäß 4 im ersten Gehäuseteil 30 eine Gehäuseöffnung 50 vorgesehen, über welche das freie Ende 44 der Gaslanze 34 in das Verteilergehäuse hineinragt, um Generatorgas aus dem Ringkanal 48 des Verteilergehäuses in den Gassack 18 zu leiten.
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Zur Minimierung der Gasverluste ist auch in dieser Ausführungsform ein Konusring 42 am Rand der Gehäuseöffnung 50 vorgesehen, durch den sich die Gaslanze 34 ins Innere des Verteilergehäuses erstreckt, wobei sich der Konusring 42 in axialer Richtung zum freien Ende 44 der Gaslanze 34 hin konisch verjüngt.
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Ein weiterer Unterschied der Lenkvorrichtung 10 gemäß 4 besteht darin, dass die Längsachse L der Gaslanze 34 von der Lenkachse A der Lenkhandhabe 12 einen Abstand aufweist, der zumindest einem Radius der Lenkwelle 28, insbesondere wenigstens einem Durchmesser der Lenkwelle 28 entspricht, wodurch der Gassack nicht mittig, sondern seitlich befüllt wird. Dieser Abstand zwischen der Längsachse L und der Lenkachse A erweist sich als vorteilhaft, weil dadurch eine (in den Figuren nicht dargestellte) Nabenschraube zur Befestigung der Lenkhandhabe 12 an der Lenkwelle 28 besser zugänglich ist. Eine solche Beabstandung lässt sich natürlich ohne weiteres auch bei Ausführungsformen der Lenkvorrichtung 10 gemäß 2 realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4307969 A1 [0002, 0003]
