DE102008062421A1 - Lenkradeinheit - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Lenkradeinheit mit einem Gassackmodul und einem mit einer die Axialrichtung (R) definierenden Lenksäule verbindbaren Lenkradkörper, welcher im Nabenbereich eine Aufnahme für das Gassackmodul aufweist, beschrieben. Hierbei ist das Gassackmodul gegen die Kraft wenigstens einer Feder (30) gegen den Lenkradkörper niederdrückbar und es sind wenigstens zwei zwischen Gassackmodul und Lenkradkörper wirkende Positionierungseinheiten (40) vorgesehen, welche in der zur Axialrichtung (R) senkrechten Schwerpunktsebene (E) angeordnet sind. Um eine einfache Montierbarkeit und eine hohe Variabilität bezüglich des benötigten Einbauraums zu erreichen, wirken die Positionierungseinheiten (40) zumindest in Nicht-Axialrichtung und die wenigstens eine Feder (30) ist von den Positionierungseinheiten (40) beabstandet (Fig. 1).
Description
- Die Erfindung betrifft eine Lenkradeinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Bei nahezu jedem modernen Kraftfahrzeug ist im Nabenbereich des Lenkrades ein Gassackmodul zum Schutz des Fahrers angeordnet. Der in einem Gehäuse angeordnete Gassack durchbricht bei Zündung des zugeordneten Gasgenerators eine das Gehäuse abdeckende Abdeckung und bläst sich zwischen Lenkrad und Fahrer auf. Häufig dient die Abdeckung auch als Betätigungsfläche für die Hupe, so dass sie im Wesentlichen in axialer Richtung (bezüglich der Lenksäule) gegen den Lenkradkörper niedergedrückt werden kann. Hierzu sind zwei Grundkonzepte bekannt:
Beim sogenannten „Floating-Cover”-Konzept ist das Gehäuse des Gassacksmoduls starr damit mit dem Lenkradkörper verbunden und die Abdeckung kann gegen die Kraft von Federelementen in Richtung des Lenkradkörpers und somit auch des Gehäuses niedergedrückt werden. - Beim sogenannten „Floating-Module”-Konzept sind Abdeckung und Gehäuse starr miteinander verbunden und bilden das Gassackmodul, welches komplett gegen den Lenkradkörper niedergedrückt werden kann. In einer häufigen Bauform sind hierbei zwischen dem Boden des Gehäuses und dem Boden der Ausnehmung des Lenkradkörpers, in welcher das Gassackmodul aufgenommen ist, Druckfedern angeordnet, gegen deren Kraft das Gassackmodul niedergedrückt werden kann. Es sind weiterhin Positionierungseinheiten vorgesehen, welche das Gehäuse bezüglich des Lenkradkörpers positionieren, wobei die modulseitigen Positionierungsbauteile am Gehäuseboden und die lenkradseitigen Positionierungsbauteile häufig am Boden der Ausnehmung vorgesehen sind. Das Prinzip einer solchen Anordnung ist in
13 dargestellt. - Es hat sich herausgestellt, dass bei einer solchen Anordnung relativ starke Federn vorgesehen sein müssen, um Klappergeräusche während der Fahrt zu vermeiden. Nachteilig am Einsatz von starken Federn ist jedoch, dass man auch entsprechend hohe Kräfte benötigt, um die Hupe zu betätigen.
- Die gattungsbildende
EP 0823362 B1 schlägt deshalb vor, sowohl die Positionierungseinheiten als auch die Federn in der Schwerpunktsebene des Gassackmodules vorzusehen. Hierbei sind die Druckfedern jeweils koaxial um einen Führungsstift herum angeordnet, welcher in erster Linie der Axialpositionierung dient. Es ergeben sich somit „Positionierungs- und Federeinheiten”. Die notwendige Anordnung ist recht kompliziert und entsprechend aufwendig in der Montage und benötigt relativ viel Bauraum an einem Ort. - Hiervon ausgehend stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine gattungsgemäße Lenkradeinheit dahingehend weiterzubilden, dass sie einfacher zu montieren und variabler bezüglich des benötigten Einbauraumes ist.
- Diese Aufgabe wird durch eine Lenkradeinheit mit Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
- Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es ausreicht, die in nicht-axialer Richtung wirkenden Positionierungseinheiten in der Schwerpunktebene anzuordnen. Auf die Position der Federn kommt es nicht an, so dass diese von den Positionierungseinheiten beabstandet sind.
- Durch diese Anordnung gewinnt man zum einen Flexibilität, da die nicht-axial wirkenden Positionierungseinheiten und die Federn an unterschiedlichen Positionen angeordnet werden können. Weiterhin lässt sich das Konzept mit einer geringen Anzahl von Bauteilen verwirklichen, was zu einem deutlich reduzierten Montageaufwand führt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 definiert jedes Positionierungsmittel die Position des Gassackmoduls bezüglich des Lenkradkörpers in ge nau einer ersten nicht-axialen Richtung, während es in der zweiten nicht-axialen Richtung, welche senkrecht zur ersten Richtung steht, die Position nicht definiert. Dies hat, insbesondere wenn gemäß Anspruch 2 drei Positionierungseinheiten vorhanden sind, insbesondere den Vorteil, dass eine Bewegung des Gassackmoduls in der nicht-axialen Ebene vollständig ausgeschlossen werden kann, was den gewünschten Effekt stark begünstigt.
- Weiter vorzugsweise nach Anspruch 7 dienen die Positionierungseinheiten auch der axialen Positionierung, wodurch sich die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert.
- Eine besonders einfache Montierbarkeit lässt sich durch eine Lenkradeinheit mit den weiteren Merkmalen des Anspruchs 9 erzielen.
- Weitere bevorzugte Ausführungsformen aus der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen, sowie aus den nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispielen.
- Hierbei zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer stark schematisierten Querschnittsdarstellung, -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der1 entsprechenden Darstellung, -
3 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer der1 entsprechenden Darstellung, -
4 ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung einer der1 entsprechenden Darstellung, -
5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches im Wesentlichen der1 entspricht, in einer Darstellung mit größerer Detailfülle, -
6 Einschnitt entlang der Ebene A-A aus5 , -
7 Einschnitt entlang der Ebene B-B aus5 , -
8 eine Positionierungseinheit ähnlich einer Positionierungseinheit, wie sie in den6 und7 dargestellt ist, in einer perspektivischen Darstellung, -
9 eine Variation zu der in8 dargestellten Positionierungseinheit in einer Schnittdarstellung, -
10 eine weitere Variation einer Positionierungseinheit in einer der9 entsprechenden Darstellung, -
11 ein Lenkrad in der Draufsicht in einer schematisierten Darstellung, -
12 einen Sicherungsdraht in einer perspektivischen Darstellung in zwei Stellungen, -
13 die Darstellung eines Standes der Technik in einer1 entsprechenden Ansicht. - Zunächst wird mit Bezug auf die
13 auf den Stand der Technik eingegangen. - Die
13 zeigt schematisch eine Lenkradeinheit10 , welche aus einem Lenkradkörper12 und einem Gassackmodul20 besteht. Die Axialrichtung Ra ist durch die mit der Lenkradeinheit10 verbindbaren Lenksäule14 definiert. Im Nabenbereich16 des Lenkradkörpers12 ist das Gassackmodul20 in einer Aufnahme aufgenommen. Das Gassackmodul weist neben dem gezeigten Gehäuse22 und der gezeigten Abdeckung24 weiterhin eine n nicht dargestellten Gasgenerator und einen in das Gehäuse22 eingefalteten Gassack (ebenfalls nicht dargestellt) auf. Zwischen dem Gehäuseboden22a und dem Boden16a des Nabenbereiches des Lenkradkörpers12 erstrecken sich Federn30 , so dass das Gassackmodul20 in Axialrichtung Ra gegen den Lenkradkörper12 niedergedrückt werden kann. Es ist in der Regel auch möglich, das Gassackmodul20 leicht schräg, also nicht exakt in Axialrichtung niederzudrücken. Weiterhin sind am Gehäuseboden22a und am Boden16a Hupenkontakte32 und Positionierungseinheiten40 vorgesehen. Diese Positionierungseinheiten40 positionieren das Gassackmodul20 in nicht-axialer Richtung, also in alle Richtungen, welche senkrecht zur Axialrichtung Ra stehen. Es sind in der Regel weiterhin Axialpositionierungsmittel vorhanden, welche das Gassackmodul20 bezüglich des Lenkradkörper12 in axialer Richtung positionie ren (nicht dargestellt). Durch diese Axialpositionierungsmittel stehen die Federn30 unter Vorspannung. - Werden nun während des Fahrens Vibrationen über die Lenksäule
14 und den Lenkradkörper12 in das Gassackmodul20 eingeleitet, so versucht das Gassackmodul20 in nicht axialer Richtung, wie durch die Pfeile in13 gezeigt, zu schwingen, was aufgrund der nicht-axialen Positionierungseinheiten40 nicht möglich ist. Aufgrund der Tatsache, dass der Schwerpunkt S oberhalb der Positionierungseinheiten40 liegt, werden jedoch Drehmomente M auf die Positionierungseinheiten ausgeübt, wie dies ebenfalls in13 angedeutet ist. Bei gegebener Kraft in nicht-axialer Richtung ist das auf eine Positionierungseinheit40 wirkende Drehmoment M proportional zum Abstand h dieser Positionierungseinheit M von der Schwerpunktsebene ES. Diese Drehmomente M führen dann wieder zu der unerwünschten Geräuschentwicklung. - Erfindungsgemäß sind deshalb, wie es in
1 dargestellt ist, die nicht-axial wirkenden Positionierungseinheiten in die Schwerpunktsebene Es verlegt. Unter Schwerpunktsebene wird in dieser Anmeldung diejenige Ebene verstanden, in welcher der Gesamtschwerpunkt S des Gassackmodules20 liegt, und welche senkrecht zur Axialrichtung Ra ist. Die Position der Federn30 und Hupenkontakte32 ist beliebig, beispielsweise ist eine Positionierung zwischen dem Gehäuseboden22a und dem Boden16a des Nabenbereiches möglich, wie dies in1 gezeigt ist. Die2 bis4 zeigen alternative Anordnungen der Federn30 und der Hupenkontakte32 . Man sieht, dass diese an beliebigen Stellen angeordnet werden können, wodurch sich insbesondere die Möglichkeit ergibt, die Anordnung der Federn und der Hupenkontakte den konkreten Begebenheiten der jeweiligen Lenkradeinheit anzupassen. Die axial wirkenden Positionierungseinheiten40 verbleiben jedoch immer in der Schwerpunktsebene Es und die Federn30 sind von den Positionierungseinheiten40 beabstandet und liegen vorzugsweise nicht in der Schwerpunktsebene ES. - Die
5 zeigt eine Lenkradeinheit, wie sie in1 gezeigt ist, in größerer Detailfülle. Man erkennt in5 den Lenkradkörper12 , welcher im Wesentli chen aus einem umschäumten Metallskelett besteht, das Gassackmodul20 , welches neben dem Gehäuse22 und der Abdeckung24 auch einen Gasgenerator26 aufweist, die Federn30 , die Hupenkontakte32 und die Positionierungseinheiten40 . Es sind in5 zwei Positionierungseinheiten40 dargestellt, in der Regel sind drei Positionierungseinheiten vorhanden, wie später mit Bezug auf die11 nochmals erläutert wird. Auf dem konkreten Aufbau der Positionierungseinheiten40 wird später mit Bezug auf die6 bis10 detailliert eingegangen. - In gezeigtem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Positionierungseinheiten
40 so ausgebildet, dass sie das Gassackmodul20 sowohl nicht-axialer Richtung, als auch in axialer Richtung positionieren. Sie sind jedoch nicht so stabil ausgebildet, dass sie den Kräften, welche bei Expansion des Gassackes auftreten, sicher widerstehen können, weshalb zusätzlich Sicherungselemente vorgesehen sind. Diese Sicherungselemente bestehen aus Sicherungshaken50 , welche sich im gezeigten Ausführungsbeispiel vom Gehäuseboden22a nach unten erstrecken, und einem hufeisenförmig gebogenen Sicherungsdraht52 , welcher am Boden des Nabenbereiches gehalten ist. Die5 zeigt die vorderen Endabschnitte des Sicherungsdrahtes52 , wobei in durchgezogenen Linien die Ruhestellung52a und gestrichelten Linien eine nach innen geschwenkte Stellung52b gezeigt ist. Die nach innen geschwenkte Stellung dient ausschließlich dazu, dass Gassackmodul20 vom Lenkradkörper12 demontieren zu können. Man entnimmt der5 , dass sich die Sicherunghaken50 und der Sicherungsdraht52 in normalen Betriebszuständen nicht berühren, diese Bauteile tragen also Nichts zur Positionierung des Gassackmodules im Lenkradkörper12 bei. Treffen jedoch bei Expansion des Gassackes, wenn die Positionierungseinheiten40 gegebenenfalls gebrochen sind, die Sicherungshaken50 auf den Sicherungsdraht52 , so bleiben sie an diesem hängen und es wird verhindert, dass sich das Gassackmodul20 vom Lenkradkörper löst. - Die
12 zeigt in perspektivischer Ansicht einen vorderen Endbereich des Sicherungsdrahtes52 in seiner äußeren Ruhestellung52a und in seiner nach innen geschwenkten Stellung52b , in welche er mit Hilfe eines von außen wirkenden Werkzeugs (nicht dargestellt) gebracht werden kann. Der Sicherungsdraht52 ist durch starr mit dem Boden16a des Nabenbereichs16 verbundene Halteblöcke19 gesichert. In seiner inneren Stellung wird der Sicherungsdraht52 durch Nuten in den Halteblöcken19 gehalten. Bei Montage des Gassackmoduls am Lenkradkörper wird der Sicherungsdraht durch die Sicherungshaken50 nach innen gedrückt, jedoch nicht so weit, dass er in die Nuten einrasten kann. Ist das Gassackmodul vollständig montiert, so schnppt der Sicherungsdraht in seine äußere Stellung und kann so seine Sicherungsfunktion erfüllen. Die Anordnung im Bereich des anderen Endes des Sicherungsdrahtes ist spiegelbildlich zur12 . - Mit Bezug auf die
6 bis8 wird nun der Aufbau der Positionierungseinheiten40 beschrieben. Die Positionierungseinheiten40 weisen ein lenkradseitiges Positionierungselement in Form eines Aufnahmeelementes45 und eine modulseitiges Positionierungselement in Form eines plattenförmig ausgebildeten Führungselementes42 auf. - Ein solches plattenförmig ausgebildetes Führungselement
42 und ein Aufnahmeelement45 in montierter Stellung sind in den6 und7 schematisch in einem Schnitt und in8 perspektivisch dargestellt. Das Aufnahmeelement45 hat einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, wobei sich von einem oberen Ende eines ersten Schenkels45a ein elastischer Arm45c ins Innere des Us erstreckt. Die Innenseite des dem ersten Schenkel45a gegenüberliegenden zweiten Schenkels45b ist konvex ausgebildet. Der Minimalabstand zwischen dem elastischen Arm45c und dem zweiten Schenkel45b ist im kräftefreien Zustand kleiner als die Dicke des plattenförmigen ausgebildeten Führungselements42 , so dass im montierten Zustand das plattenförmige Führungselement42 auf den zweiten Schenkel gedrückt wird, was zu einer Lagefixierung in der nicht-axialen Ebene führt, jedoch in nur genau einer Richtung, welche in7 mit R1 bezeichnet ist. - Die Positionierungseinheiten dienen auch zur Positionierung in Axialrichtung. Um dies zu erreichen, sind die unteren Enden der Führungselemente
42 hakenförmig ausgebildet, so dass die so gebildeten Hakenabschnitte42a aufgrund der Kraft der Federn gegen die Unterseiten der elastischen Arme45 gedrückt werden. Bei der Montage des Gassackmoduls im Lenkrad werden die Arme durch die Hakenabschnitte42a der plattenförmigen Führungselemente42 zunächst zur Seite gedrückt und schnappen dann zurück. Die Führungselemente42 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. - Die Aufnahmelemente sind vorzugsweise separate Elemente aus Kunststoff, welche in hierfür vorgesehenen Ausnehmungen des Lenkradkörpers formschlüssig angeordnet sind. Die dem Formschluss dienenden Elemente sind die Überstände
46 . Ein außermittig angeordneter Zapfen48 (in6 nicht dargestellt) ist am unteren Schenkel des U-förmigen Aufnahmeelements45 vorgesehen, um sicherzustellen, dass das Aufnahmeelement45 nur in korrekter Orientierung in die entsprechende Ausnehmung eingeführt werden kann. - Der Lenkradkörper ist im Bereich der Ausnehmungen, in denen die Aufnahmeelemente
45 gehalten sind, etwas elastisch (beispielsweise durch Benutzung eine Schaum-Materials), so dass die Aufnahmeelemente zu Demontagezwecken aus dem Lenkradkörper heausgerastet werden können, indem sie in Axialrichtung herausgezogen werden. Vor einer neuen Montage müssen sie wieder in den Schaum gerastet werden. - Die
9 und10 zeigen Varianten des in6 Gezeigten. In der Variante der9 zeigt der Hakenabschnitt42a des Führungselements42 in Richtung des zweiten Schenkels45b des Aufnahmeelements45 , welcher einen Absatz aufweist. Der Vorteil dieser Variante ist, dass es möglich ist, die Hakenabschnitte42a durch eine kombinierte Dreh- (s. Pfeil in9 ) und Ziehbewegung zu entrasten (vorausgesetzt, dass alle Paare von Führungselmeneten42 und Aufnahmeelementen45 in der Lenkradeinheit die selbe Orientierung haben, was bevorzugt ist). - In der Variante der
10 hat das Führungselement42 Hakenabschnitte45a auf beiden Seiten. Diese Anordnung erleichtert es, die Aufnahmeelemente aus dem Schaum eines Lenkradkörpers zu ziehen, da die Zugkraft, welche auf das Gehäuse ausgeübt wird, symmetrischer auf die Aufnahmeelemente übertragen wird. - Wenn eine Lösung gewählt wird, bei der wenigstens ein Hakenabschnitt
42a des plattenförmigen Führungselements in Richtung des elastischen Arms45c weist, ist es zu bevorzugen, dass sich die obere Oberfläche dieses Hakenabschnitts42a vom Führungselement schräg nach oben erstreckt, wie dies insbesondere in10 zu sehen ist. Die Unterseite des elastischen Arms45c sollte dieser Schräge folgen. In dieser Ausgestaltung hilft die Kraft der Federn30 dem elastischen Arm, gegen das Führungselement42 gedrückt zu werden. In diesem Fall eliminiert die Klemmkraft jede Lücke zwischen dem Führungselement42 und dem Aufnahmeelement45 . Dies ist sehr nützlich, um Geräusche bei Vibrationsbeanspruchung weiter zu minimieren. - Die
11 zeigt schematisch ein Lenkrad von oben und die Position der Positionierungseinheiten40 . Man sieht, dass jede Positionierungseinheit nur genau eine nicht-axiale Position in genau einer Richtung (R1 bis R3) definiert, während es die Position in der hierzu senkrechten nicht-axialen Richtung (R4 bis R6) nicht definiert. Hierdurch wird zum einen eine statische Überbestimmung vermieden und zum anderen eine Kompensation von alterungs- oder temperaturbedingten Größenänderungen des Gassackmoduls möglich, so dass das Gassackmodul spielfrei am Lenkradkörper gehalten ist. -
- 10
- Lenkradeinheit
- 12
- Lenkradkörper
- 14
- Lenksäule
- 16
- Nabenbereich
- 16a
- Boden des Nabenbereichs
- 20
- Gassackmodul
- 22
- Gehäuse
- 22a
- Gehäuseboden
- 24
- Abdeckung
- 26
- Gasgenerator
- 30
- Feder
- 32
- Hupenkontakt
- 40
- Positionierungseinheit
- 42
- plattenförmig ausgebildetes Führungselement
- 42
- Hakenabschnitt
- 45
- Aufnahmeelement
- 45a
- erster Schenkel
- 45b
- zweiter Schenkel
- 45c
- Arm
- 45d
- Basis
- 46
- Überstand
- 48
- Zapfen
- 50
- Sicherungshaken
- 52
- Sicherungsdraht
- 52a
- Ruhestellung
- 52b
- nach innen geschwenkte Stellung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 0823362 B1 [0005]
Claims (10)
- Lenkradeinheit (
10 ) mit einem Gassackmodul (20 ) und einem mit einer die Axialrichtung (Ra) definierenden Lenksäule (14 ) verbindbaren Lenkradkörper (12 ), welcher im Nabenbereich (16 ) eine Aufnahme für das Gassackmodul (20 ) aufweist, wobei das Gassackmodul (20 ) gegen die Kraft wenigstens einer Feder (30 ) gegen den Lenkradkörper (12 ) niederdrückbar ist und wobei wenigstens zwei zwischen Gassackmodul (20 ) und Lenkradkörper (12 ) wirkende Positionierungseinheiten (40 ) vorgesehen sind, welche in der zur Axialrichtung (Ra) senkrechten Schwerpunktsebene (ES) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungseinheiten (40 ) zumindest in Nicht-Axialrichtung wirken und dass die wenigstens eine Feder (30 ) von den Positionierungseinheiten (40 ) beabstandet ist. - Lenkradeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau drei Positionierungseinheiten (
40 ) vorhanden sind. - Lenkradeinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Positionierungseinheit (
40 ) in genau eine erste Nicht-Axialrichtung (R1–R3) wirkt und in einer zweiten Nichtaxial-Richtung (R4–R6), welche senrecht zur ersten Nicht-Axialrichtung ist, keine Positionierungswirkung hat. - Lenkradeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Positionierungseinheit (
40 ) aus einem Führungselement (42 ) und einem Aufnahmeelement (45 ), in welchem das Führungselement (42 ) geführt ist, besteht. - Lenkradeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeelemente (
45 ) U-förmig mit zwei Schenkeln (45a ,45b ) ausgegebildet sind, wobei sich von wenigstens einem Schenkel (45a ) ein Arm (45c ) ins Innere des Us erstreckt. - Lenkradeinheit nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (
42 ) im wesentlichen plattenförmig ausgebildet sind. - Lenkradeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungseinheiten (
40 ) auch zur axialen Positionierung dienen. - Lenkradeinheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6 und nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (
42 ) Hakenabschnitte (42a ) aufweisen. - Lenkradeinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (
42 ) in die Aufnahmeelmente (45 ) einrastbar sind. - Lenkradeinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin Sicherungselemente aufweist, die im normalen Betriebszustand wirkungslos sind, das Gassackmodul (
20 ) bei Zündung eines Gasgenerators (26 ) jedoch am Lenkradkörper (12 ) halten.
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