DE60102363T2

DE60102363T2 - Schnappbefestigung für fahrer-airbagmodul

Info

Publication number: DE60102363T2
Application number: DE60102363T
Authority: DE
Inventors: Scott Kurz; Aaron Levine
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: US6276711B1; EP1268240B1; DE60102363D1; EP1268240A1; WO2001072558A1; AU2001232812A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrer-Airbagmodul mit einem Gehäuse für die direkte Befestigung an einem Fahrzeuglenlσad.
Üblicherweise haben Airbagmodule für die Fahrerseite einen Verschlussdeckel zum Einschließen eines Prallkissens und eines Gasgenerators. Normalerweise sind der Prallkissen-Gasgenerator und der Verschlussdeckel am Gehäuse befestigt, indem eine Anzahl von Verbindungselementen eingesetzt wird, um das Airbagmodul am Fahrzeuglenkrad zu befestigen.
Das Gehäuse dient als stabile Fläche zum Einschließen der Prallkissenpackungs-Baugruppe und zur Aufnahme der Entfaltungs-Reaktionskräfte. Dieses Gehäuse wird häufig eingesetzt, um das Airbagmodul an die Lenksäule zu koppeln. Es ist bekannt, dass das Gehäuse eine Vielzahl von Stiftbolzen mit Kerben aufweisen kann, mit Hilfe derer das Airbagmodul an der Lenkradbaugruppe formschlüssig in Eingriff gebracht wird. Andere gegenwärtig erhältliche Fahrer-Airbagsysteme, einschließlich der Einschnapp-Modulsysteme, sind eher hinderlich und lassen sich schwer vom Lenkrad entfernen. Eine solche Lenkradbaugruppe ist aus dem US-Patent 5 380 037 A bekannt, das alle Merkmale des Oberbegriffes von Anspruch 1 offenbart. Ein System, dass einen einfacheren Ein- und Ausbau des Fahrer-Airbagmoduls ermöglicht, würde die Kosten bedeutend senken und eine Verbesserung hinsichtlich der Leichtigkeit der Fertigung im Fahrzeug-Montagewerk und der Einfachheit der Wartbarkeit bringen.
Diese Vorteile werden von einer Lenkradbaugruppe der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 dargelegt, bereitgestellt. Gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung weist das Modul verbesserte Befestigungselemente auf, die einen Lenkradanker nutzen, um das Modul zu befestigen und um eine ordnungsgemäße Verteilung der Reaktionskräfte und einen leichteren Ausbau des Airbagmoduls zu ermöglichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Explosionsdarstellung des Fahrer-Airbagmoduls gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Airbagmodul-Unterbaugruppe der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Querschnitt der Unterbaugruppe von 2.
4 ist eine Explosionsdarstellung des Lenkrades und des Haltemechanismus.
Die 5–8 sind Darstellungen der Rückhaltemechanismen.
Die 9a und 9b zeigen einen Einschnappstiftbolzen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die 1 und 4 zeigen, dass die vorliegende Erfindung aus acht Hauptbauteilen besteht: einem Gasgenerator 20, einem Prallkissen 22, einem Haltering 24, einem Verschlussdeckel 26, einer Befestigungsplatte 31, einer Vielzahl von Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32, dem Lenkradanker 30 und einem Paar Haltemechanismen 34.
Eine Airbagmodul-Unterbaugruppe 29 wird zusammengebaut, indem der Haltering 24 bezüglich des Prallkissens 22 so angeordnet wird, dass seine Gewindebolzen 28 durch die Öffnungen 21 im Befestigungsrandbereich des Prallkissens hindurchgehen. Die Gewindebolzen 28 am Haltering 24 werden dann durch die korrespondierenden Löcher 36 am Gasgenerator 20 hindwchgeführt. Die Bolzen können am Ring 24 befestigt oder durch denselben lose hindurchgesteckt werden.
Das Prallkissen 22 wird dann zusammengefaltet und auf die Befestigungsplatte 31 im Verschlussdeckel 26, wie in den 2 und 3 dargestellt, gelegt. Wie bekannt ist, kann das Prallkissen 22, nachdem es gefaltet wurde, mit einer optionalen Schicht aus TYVEK^® oder einem Schrumpffolienverpackungs-Polymer umhüllt werden, um zu verhindern, dass Schadstoffe in die Beutelpackung gelangen. Die Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32, die in die Befestigungsplatte 31 gesenkgeschmiedet wurden, dienen zur Befestigung der Airbagmodul-Unterbaugruppe 29 am Lenkradanker 30. Die Airbagmodul-Unterbaugruppe 29 wurde so konstruiert, dass die Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 eine Bewegung der Befestigungsplatte 31 bezüglich des Lenkradankers 30 während einer Entfaltung verhindern. Wie am besten anhand der 1 und 3 ersichtlich ist, verläuft eine Reißnaht 46 durch die gesamte Mitte des Verschlussdeckels, so dass sich das Prallkissen durch denselben entfalten kann.
Mit der in 2 dargestellten Konfiguration ist das Modul fertig für den Versand an ein Automobil-Montagewerk. Im Montagewerk wird der Lenkradanker 30 zuerst an der Lenkwelle befestigt. Dann wird das Fahrer-Airbagmodul 29 der vorliegenden Erfindung an die Lenkradbaugruppe angeschlossen, indem zuerst die erforderlichen elektrischen Anschlüsse hergestellt werden und danach die Airbagmodul-Unterbaugruppe 29 in den Lenkradanker 30 eingeschnappt wird. Die Haltemechanismen 34 sind an der Rückfläche des Lenkradankers 30 angeordnet.
Wie am besten anhand der 5–8 ersichtlich ist, wird jeder der zwei Haltemechanismen 34 durch einen Basisabschnitt 35 definiert, der ein Paar Löcher 36, 37 definiert, die ein Paar Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 aufnehmen. In die Haltemechanismen 34 ist ein schlangenförmiger Rückhaltedraht 40 integriert, der in Nuten oder Kerben 48a,b in den Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 einrastet. Der Rückhaltemechanismus 34 weist außerdem eine röhrenförmige Passführung 39 auf, die zur Führung in einem Demontagewerkzeug 38 und zur Ermöglichung des Ausrastens des schlangenförmigen Rückhaltedrahtes 40 aus den Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 dient. Ein Werkzeug 38 (in 5 dargestellt), das ein Schlitz- oder Kreuzschlitzschraubendreher sein kann, wird mit Hilfe der röhrenförmigen Passfuhrung 39 eingeführt und drückt die Keulen 74, 76 des Drahtes 40 auseinander, wodurch die Anetierungsabschnitte 85, 86 aus einer entsprechenden Nut 48a,b heraus bewegt werden. Die Rückhaltemechanismen 34 umfassen auch vorstehende Befestigungsteile 88, die zur Kopplung des Haltemechanismus 34 an den Lenkradanker 30 dienen.
Die Einschnapp-Befestigungsteile 88 halten die Haltemechanismen 34 fest an den Lenkradanker 30 und stellen sicher, dass der schlangenförmige Rückhaltedraht 40 an Ort und Stelle bleibt. Außerdem hat der Rückhaltemechanismus 34 einen Rückhalteschlitz 90, der in einen Flanschabschnitt 92 geschnitten ist. Wenn die Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 in die Basisabschnittslöcher 36, 37 gedrückt werden, bewegen die angeschrägen Enden eines jeden Stiftbolzens den schlangenförmigen Rückhaltedraht 40 senkrecht zur Einführungsrichtung der Stiftbolzen. Der schlangenförmige Rückhaltedraht 40 stellt eine vergrößerte freie Gesamtlänge bereit. Diese vergrößerte Länge ist ein besonders wichtiger Fortschritt gegenüber Befestigungsmechanismen mit einem eher geraden Rückhaltedraht, und zwar insoweit, als dass dieses Merkmal die Leichtigkeit bedeutend erhöht, mit der das Modul während des Einbaus in den Radanker 30 eingeschnappt werden kann. Die Konfiguration ermöglicht es dem schlangenförmigen Rückhaltedraht 40, sich an den zwei Öffnungen 74 zu bewegen, lässt aber den schlangenförmigen Rückhaltedraht 40 in ausreichenden Maße auffedern, um die Einrastnut 48 des Einschnappbefestigungs-Stiftbolzens 32 zu "erfassen". Zusätzlich gibt es eine Wechselwirkung zwischen dem vorstehenden Lappen 93 im Flanschabschnitt 92 und der Rückhaltedrahtschleife 50, um zu verhindern, dass sich der Draht bei einer Erschütterung aus der Position bewegt. Der Lappen 93 verhindert auch, dass der Draht 40 aus dem Haltemechanismus 34 herausrutscht; außer wenn ein Mechaniker das Ausrastwerkzeug 38 mit ausreichender Kraft einführt, wodurch die Arretierungsabschnitte 84, 85 aus der Nut 48 herausbewegt werden.
Die Konfiguration und Funktion des schlangenförmigen Rückhaltedrahtes 40 sind klar unterscheidbar von anderen Mechanismen mit einem eher geraden Rückhaltedraht. Der schlangenförmige Rückhaltedraht 40 ist durch seine zahlreichen Bögen definiert, wobei jeder Bogen die Gesamtfunktionalität des schlangenförmigen Rückhaltedrahtes 40 verbessert. Wie am besten anhand der 5 ersichtlich ist, weist der Draht ein Paar Arretierungsabschnitte 85, 86 auf, die für den Eingriff in die Nut 48 in den Einschnappbefestigungen 32 dienen. Der schlangenförmige Rückhaltedraht 40 ist außerdem durch eine erste große Radiusschleife 50 gekennzeichnet, die einen Innenradius aufweist, der bezüglich des Demontagewerkzeuges 38 konkav ist. Der erste große Radius fungiert als eine Feder, die die Anetierungsabschnitte 85, 86 mit der Nut 48 in Kontakt bringt. Der schlangenförmige Rückhaltedraht 40 definiert außerdem einen ersten und zweiten keulenförmigen Abschnitt 74, 76, wobei diese Abschnitte ein Paar Ausrastflächen 52 definieren. Der erste und zweite keulenförmige Abschnitt sind zueinander nahe genug angeordnet, so dass die Einführung eines einzigen Ausrastwerkzeuges die Ausrastflächen 52 gegen die Federkraft des ersten großen Radius 50 auseinanderspreizt. Der schlangenförmige Rückhaltedraht 40 definiert außerdem einen zweiten Radius, der die Arretierungsabschnitte 85, 86 des schlangenförmigen Rückhaltedrahtes über die Mitte der Löcher 36, 37 im Basisabschnitt platziert.
Die Haltemechanismen 34 nehmen die Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 der Airbagmodul-Unterbaugruppe 29 auf, indem anfangs die Enden oder Arretierungsabschnitte 85, 86 des schlangenförmigen Rückhaltedrahtes 40 von der Mitte der Löcher 36, 37 im Basisabschnitt weg bewegt werden. Während die Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 durch die Öffnungen 35, 36 gedrückt werden, gleiten sie an den Anetierungsabschnitten 85, 86 des schlangenförmigen Rückhaltedrahtes 40 vorbei und die Arretierungsabschnitte spreizen sich in dem Maße, wie die Mittenschleife 50 des Drahtes 40 verformt wird. Sobald die Nut 48 in den Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 die Arretierungsabschnitte erreicht, schnappen die Anetierungsabschnitte 85, 86 in eine korrespondierende Nut 48 ein, um die Airbagmodul-Unterbaugruppe 29 zu halten.
Sollte das Modul nach der Montage einer Erschütterung ausgesetzt sein, verhindert die Konfiguration dass beide Arretierungsabschnitte 85, 86 sich während der Erschütterung gleichzeitig aus der Position bewegen. Falls ein Modul vom Lenkradanker 30 ausgebaut werden soll, führt ein Bediener ein Werkzeug 38, beispielsweise einen normalen Schraubendreher, in die Passführung 39 ein, wodurch dieses mit den keulenförmigen Abschnitten 74, 76 im Eingriff steht und sie verschiebt. Wenn der Bediener das Werkzeug 38 einführt, verformt sich der schlangenförmige Rückhaltedraht 40 an der Rückhaltedrahtschleife 50, um das Ausrasten der Anetierungsabschnitte 85, 86 und der Einschnappbefestigungs-Stiftbolzennut 48 zu bewirken.
Der Lenkradanker 30 weist einen vertieften Abschnitt 81 auf, der die Aufnahme der Mutter gestattet, mit die Lenkradbaugruppe an die Lenksäulenwelle befestigt wird und den Zwischenraum für den Stecker ermöglicht, der erforderlich ist, um sicherzustellen, dass der Gasgenerator elektrisch am restlichen Fahrzeug angeschlossen ist. Dies verringert das Gesamtprofil der Modul-/Lenkradbaugruppe. Zusätzlich wird ein Loch 82 bereitgestellt, damit der Gasgenerator-Anschlussdraht vom Fahrzeug zum Oberteil des Lenkrades hindurchgeführt werden kann.
Bei der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Ausführung mit "schwimmendem Horn", bei der die Betätigung des Fahrzeughorns durch Niederdrücken des Gesamtmoduls in Richtung zum Lenkradanker 30 hin möglich ist. Das Modul ist in Normalrichtung vom Lenkradanker 30 weg durch eine Vielzahl von Schraubenfedern 23 vorgespannt, wobei jeweils eine um einen korrespondierenden Einschnappbolzen 32 angeordnet ist. Wie in 9a dargestellt, hat die Nut 48a eine ausreichende Länge, damit sich das Modul zur Betätigung des Horns zum Radanker hin und vom Radanker weg bewegen kann. Die Schraubenfedern 23 dienen dazu, die Modulunterbaugruppe 29 von den Hornkontakten am Lenkradanker 30 weg zu drücken. Der Rückhaltemechanismus 34 fungiert als elektrischer Isolator, damit das Modul als Hornschalter funktionieren kann. Als solcher ist der Basisabschnitt des Rückhaltemechanismus 34 aus einem Spritzgusskunststoff, wie z.B. Nylon oder Polypropylen, geformt.
Der Lenkradanker 30 des Lenkrades ist mit einer ebenen Fläche 54 versehen, die Ansätze 55 aufweist, die als elektrische Anschlussstellen dienen. Der Lenkradanker 30 des Rades enthält außerdem ein Einbauloch 56 direkt hinter dem Modul, damit der Einbau des Gasgenerators möglich ist. Die ebene obere Fläche 54 ist für das Funktionieren des Moduls wichtig, da sie als Reaktionsfläche fungiert und sicherstellt, dass sich das Prallkissen 22 immer zum Insassen hin entfaltet. Ein weiterer Vorteil dieser ebenen Fläche 54 besteht darin, dass wenn die Fläche nicht eben wäre, das Prallkissen 22 längs einer unebenen Fläche gedrückt werden würde und an einem vorstehenden Punkt der Fläche reißen könnte.
9b zeigt die Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 der vorliegenden Erfindung, die bei einem nicht schwimmenden Modul eingesetzt werden. Dieser Einschnappbefestigungs-Stiftbolzen 32 hat eine keilförmige Nut 48b für den Eingriff des schlangenförmigen Drahtes 40 des Einrastmechanismus 34. Die Form der Nut so beschaffen, dass sie das Modul im Radanker arretiert, ohne eine Relativbewegung zum Radanker 30 zuzulassen. Bei einem nicht schwimmenden Modulsystem kann der Rückhaltemechanismus 34 integral in den Lenkradanker gegossen oder geformt werden.

Claims

Lenkradbaugruppe, umfassend: einen Anker (30) und ein Fahrer-Airbagmodul (29); wobei das Airbagmodul Folgendes umfasst: einen Gasgenerator (20), ein Prallkissen (22), eine Befestigungsplatte (31) mit einer Vielzahl von Schnappbefestigungs-Stiftbolzen (32); einen Verschlussdeckel (26), der mit der Befestigungsplatte (31) gekoppelt ist; wobei die Lenkradbaugruppe außerdem Folgendes umfasst: mindestens einen am Anker (30) angeordneten Haltemechanismus (34), der einen schlangenförmigen Rückhaltedraht (40) aufweist, der mit den Schnappbefestigungs-Stiftbolzen (32) formschlüssig in Eingriff gebracht wird, um das Airbagmodul zu arretieren, wobei der Draht einen Federabschnitt (50) und mindestens zwei Ausrastabschnitte (74, 76) aufweist, die für die Aufhebung der Arretierung des Airbagmoduls ausgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Ausrastabschnitte keulenförmig sind.
Lenkradbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Haltemechanismus (34) eine Passfuhrung (39) zum Führen eines Demontagewerkzeuges (38) aufweist.
Lenkradbaugruppe nach Anspruch 2, die außerdem mindestens ein Rückhaltemittel (90) zur Regelung des elastischen Verformungsgrades des schlangenförmigen Rückhaltedrahtes (40) umfasst.
Lenkradbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der schlangenförmige Rückhaltedraht (40) ein Paar Arretierungsabschnitte (85, 86) aufweist und der Satz an Ausrastabschnitten (74, 76) durch ein Demontagewerkzeug (38) betätigt wird.
Lenkradbaugruppe nach Anspruch 4, wobei die Anetierungsabschnitte (85, 86) des schlangenförmigen Rückhaltedrahtes (40) formschlüssig in eine Nut (48) greifen, die im Schnappbefestigungs-Stiftbolzen (32) definiert ist.