ZENTRIERBOLZEN FÜR AIRBAG PATRONEN |
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申请号 | EP09749944.6 | 申请日 | 2009-05-25 | 公开(公告)号 | EP2282856B1 | 公开(公告)日 | 2011-10-19 |
申请人 | Kerb-Konus-Vertriebs-GmbH; | 发明人 | NUEBLER, Thomas; ZINTL, Andreas; | ||||
摘要 | Centering bolt for centering the cartridge of an airbag system, comprising a shaft (11), which is optionally provided with an exterior threading, and a head (12), wherein the head (12) comprises a main surface (17) at the side thereof that faces away from the shaft (11), and wherein a centering pin (13) is disposed centrally within said main surface (17), said centering pin protruding above the main surface (17) of the head and being integrally formed with the head (12), wherein the centering pin (13) is produced through material flow in a deformation process. | ||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | Die Erfindung betrifft einen Zentrierbolzen zum Zentrieren der Patrone eines Airbagsystems umfassend einen ggf. mit Außengewinde versehenen Schaft sowie einen Kopf, wobei der Kopf auf seiner dem Schaft abgewandten Seite eine Hauptfläche aufweist und zentral innerhalb dieser Hauptfläche ein Zentrierzapfen angeordnet ist, der über die Hauptfläche des Kopfes vorsteht und mit dem Kopf integral ausgebildet ist, sowie ein Verfahren zum Ausbilden eines Zentrierzapfens bei einem Zentrierbolzen (Siehe z.B. Bei herkömmlichen Zentrierbolzen zum Zentrieren einer Patrone eines Airbagsystems wurde der gegenüber der Hauptfläche des Kopfes vorstehende Zentrierzapfen durch Abdrehen, also durch spanendes Abheben von Material in einem relativ aufwändigen Arbeitsschritt erzeugt. Es versteht sich von selbst, dass diese Vorgehensweise vergleichweise hohe Herstellungskosten für die Zentrierbolzen zum Zentrieren der Patrone eines Airbagsystems nach sich zog. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, einen Zentrierbolzen zu schaffen, der mit verringerten Kosten herstellbar ist. Gleichzeitig soll ein entsprechendes Verfahren angegeben werden. Diese Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht gelöst mit einem Zentrierbolzen nach Anspruch 1 sowie in verfahrenstechnischer Hinsicht mit einer Herstellungsmethode nach Anspruch 11. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Nach einem Kerngedanken der vorliegenden Erfindung wird der für den vorliegenden Zentrierbolzen entscheidende Zentrierzapfen nun nicht mehr durch Abdrehen sondern in einem Umformungsprozess durch Materialfluss aus dem Material des Zentrierbolzen erzeugt. Insbesondere wird durch Pressen bzw. Stauchen des Kopfes oder einer Vorform des Kopfes der zentrisch angeordnete Zentrierzapfen durch Rückwärtsfließpressen hergestellt bzw. geformt. Dass sich ein Zentrierbolzen mit der vorliegenden Technik mit ausreichend definierter Geometrie des Zentrierzapfens herstellen lässt, erschien überraschend. Besonders überraschend und insofern nicht zu erwarten war, dass sich die dem Kopf abgewandte distale Kante des Zentrierzapfens mit den gewünschten kleinen Radien in reproduzierbarer Weise durch die hier vorgeschlagene Umformung zuverlässig realisieren lässt. Der Zentrierzapfen ist auf der dem Schaft abgewandten Seite des Kopfes von einer ringnutförmigen Vertiefung umgeben. Obwohl die ringnutförmige Vertiefung auch weitere Merkmale und Vorteile aufweisen kann, ist sie in erster Linie ausgebildet, um den Materialfluss für das erfindungsgemäße Erzeugen des Zentrierzapfens durch Umformung aus dem Material des Zentrierbolzens zu erzeugen. In Versuchen hat sich nämlich gezeigt, dass ein Umformen, insbesondere durch Rückwärtsfließpressen einer Vorform des Kopfes bzw. des Kopfes selbst auch dann möglich ist, wenn der Kopf bis auf den auszubildenden Zentrierzapfen durchgehend plan ausgebildet ist bzw. wird. Allerdings müssen dann größere Schwankungen in den Geometrien der Zentrierzapfen bei Ausbildung einer Serie von Zentrierbolzen hingenommen werden, so dass aus diesem Grunde die Ausbildung des Zentrierzapfens unter gleichzeitiger Ausbildung einer ringnutförmigen Vertiefung um den Zentrierzapfen herum bevorzugt wird. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Zentrierzapfen wenigstens an seinem distalen, dem Kopf abgewandten Ende eine im Wesentlichen zylindrische Grundform auf. Dies wird auch von den in den Airbagsystemen derzeit verwendeten Patronen so vorgegeben. Auf der anderen Seite sei erwähnt, dass mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren auch abweichende Formen eines Zentrierzapfens herstellbar sind, insbesondere polygonale Ausgestaltungen oder zylindrische bzw. polygonale Ausgestaltung mit einer den Rotationsfreiheitsgrad festlegenden Kodierung. In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung weist der Zentrierzapfen wenigstens an seinem distalen, dem Kopf abgewandten Ende eine parallel zur Längsachse des Schaftes ausgerichtete Mantelfläche und eine distale Kopffläche auf, wobei der Übergang zwischen Kopffläche und Mantelfläche scharfkantig, vorzugsweise mit einem Kantenradius unter 0.1 mm, weiter vorzugsweise unter 0.04 mm, und insbesondere mit einem Kantenradius von 0.01 mm ausgebildet ist. Die scharfkantige Ausbildung der oberen Kante zwischen Kopffläche und Mantelfläche wird bei der derzeitigen Ausbildung der Patronen eines Airbagsystems zur zuverlässigen Zentrierung benötigt. In einer weiter bevorzugten Ausbildung weist die ringnutförmige Vertiefung eine orthogonal zur Längsachse des Schaftes ausgerichtete Basisfläche auf. In einer alternativ oder zusätzlich sinnvollen Ausgestaltung weist der Zentrierzapfen an seinem proximalen, dem Kopf zugewandten Ende eine zur Längsachse des Schaftes schräg ausgerichtete, vorzugsweise rotationssymmetrische Übergangsfläche auf. Dabei ist die Übergangsfläche speziell so ausgerichtet, dass, wenn gleichzeitig eine ringnutförmige Vertiefung vorgesehen ist, diese sich durch die schräge Ausrichtung der Übergangsfläche zu ihrem Grund bzw. zu ihrer Basis hin verjüngt. In einer konkreten, bevorzugten Ausgestaltung ist der Zentrierzapfen derart ausgebildet, dass er gegenüber dem Niveau der Anlage- bzw. Hauptfläche um 0.1 mm bis 1.0 mm, insbesondere um etwa 0.1 mm bis 0.7 mm, besonders bevorzugt um etwa 0.25 mm mit einer Toleranz von +/- 0.08 mm vorsteht. In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung kann der Schaft des Zentrierbolzens an seinem distalen, dem Kopf abgewandten Ende einen gegenüber dem Rest des Schaftes verjüngten Bund aufweisen. Weiter kann es vorgesehen sein, dass der Kopf an seiner dem Schaft zugewandten Unterseite Eingreifmittel, insbesondere in Form von Zähnen aufweist. Die Hauptfläche kann mindestens abschnittsweise, insbesondere in einem Abschnitt, welcher sich von der ringförmigen Vertiefung radial nach außen erstreckt, konvex ausgebildet sein. Dies hat zur Folge, dass bei einem - im Vergleich zu einer planen Fläche - ausgeprägteren Schiefstellung des Zentrierbolzens der Zentrierzapfen immer noch mit der Patrone des Airbagsystems in Eingriff list. Alternativ oder zusätzlich kann die Hauptfläche in dem Abschnitt, welcher sich von der ringförmigen Vertiefung radial nach außen erstreckt, eine ringförmige Erhebung aufweisen. Der Vorteil besteht insbesondere darin, dass sich die ringförmige Erhebung bei einer Schiefstellung des Zentrierbolzens zusätzlich im Material der Patrone verankert. Weiter wird unabhängig auch ein Verfahren zum Herstellen eines Zentrierzapfens bei einem Zentrierbolzen bzw. zur Herstellung eines Zentrierbolzens beansprucht, wobei der Zentrierbolzen zum Zentrieren der Patrone eines Airbagsystems ausgebildet und bestimmt ist und einen ggf. mit einem Außengewinde versehenen Schaft sowie einen Kopf umfasst, wobei der Kopf auf seiner dem Schaft abgewandten Seite eine Hauptfläche aufweist und zentral innerhalb dieser Hauptfläche ein Zentrierzapfen ausgebildet wird, der über die Hauptfläche des Kopfes vorsteht und mit dem Kopf integral ausgebildet wird, wobei der Zentrierzapfen in einem Umformungsprozess durch Materialfluss erzeugt wird, wobei der Zentrierzapfen von einer ringnutförmigen Vertiefung umgeben ist und wobei die ringnutförmige Vertiefung im Umformprozess bei Erzeugung des Zentrierzapfens augebildet wird. Dies kann in einer speziellen Ausgestaltung dadurch erfolgen, dass der Kopf oder eine Vorform des Kopfes unter Verwendung einer definierten Stempelform bzw. Stempelkontur gepresst bzw. gestaucht wird derart, dass der Zentrierzapfen mit ausreichend definierter Geometrie durch Rückwärtsfließpressen geformt wird. Wie bereits angedeutet, ist es sowohl möglich, dass der Zentrierzapfen nach Formung der Grundform des Kopfes des Zentrierbolzens erzeugt wird; in gleicher Weise ist es aber auch möglich, dass der Zentrierzapfen gleichzeitig mit der Formung der Grundform des Kopfes des Zentrierzapfens erzeugt wird. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des hier beanspruchten Verfahrens ist vorgesehen, dass eventuelle Grate des Zentrierzapfens nach seiner Ausbildung nachfolgend geglättet werden und zwar derart, dass zwischen einer distalen Kopffläche und einer sich orthogonal hierzu erstreckenden Mantelfläche gegebene Radien nicht unter 0.01 mm betragen. Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:
In den An seiner dem Schaft 11 abgewandten Seite weist der Kopf 12 eine bei der vorliegenden Ausführungsform plane Hauptfläche 17 auf, innerhalb der zentral ein im vorliegenden Fall rotationssymmetrischer Zentrierzapfen 13 angeordnet ist. Der Zentrierzapfen 13 steht gegenüber der Hauptfläche 17 in einer zum Schaft 11 entgegengesetzten Richtung nach außen vor, hier konkret um 0.6 mm. Der Zentrierzapfen 13 weist eine orthogonal zur Längsachse des Schaftes 11 ausgerichtete Kopffläche 15 auf, die hier kreisförmig ausgestaltet ist und mit einer Toleranz von +/- 0.1 mm einen Durchmesser von 1.0 mm aufweist. An die Kopffläche 15 schließt sich eine orthogonal zur Kopffläche ausgerichtete zylindrische Mantelfläche 14 an, die etwa auf Niveau der Hauptfläche 17 in eine schräg ausgerichtete Übergangsfläche 21 übergeht, wobei die Übergangsfläche 21 gleichzeitig Bestandteil einer den Zentrierzapfen 13 umgebenden ringnutförmigen Vertiefung 16 ist. Die ringnutförmige Vertiefung 16 weist einen Nutgrund auf, der hier eine plane Basisfläche 20 ausbildet, wobei die plane Basisfläche 20 parallel zur Hauptfläche 17 des Kopfes 12 ausgerichtet ist. Eine der ersten, als Übergangsfläche 21 ausgebildeten Seitenwand der ringnutförmigen Vertiefung 16 gegenüberliegende zweite Seitenwand 23 kann ebenfalls schräg verlaufend oder zur Basisfläche 20 im Wesentlichen orthogonal ausgerichtet ausgebildet sein. Obwohl die ringnutförmige Vertiefung 16 weitere Merkmale und Vorteile aufweisen kann, dient sie gleichzeitig dazu, bei der Ausbildung des Zentrierzapfens 13 das für den Materialfluss notwendige Material bereitzustellen. Mit anderen Worten, der Zentrierzapfen 13 wird vorwiegend aus dem bei der Ausbildung der ringnutförmigen Vertiefung 16 verdrängten Material erzeugt. Der Außengewindeabschnitt 22 am Schaft 11 erstreckt sich bei der hier vorliegenden Ausführungsform nicht komplett bis zum Kopf 12, vielmehr ist ein Begrenzungsbund 34 vorgesehen, welcher eine Nut 24 definiert, die an dem dem Kopf 12 proximalen Ende des Schaftes 11 angeordnet ist. Flächenförmige Materialien, insbesondere Bleche, einer entsprechenden Dicke und mit entsprechenden Aussparungen können in die Nut 24 eingreifen und den Zentrierbolzen halten. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Material des Bleches in einem Montageschritt in diese Nut 24 durch Materialfluß eingreift und folglich den Zentrierbolzen fixiert. An der dem Schaft 11 zugewandten Unterseite weist der Kopf 12 bei der vorliegenden Ausführungsform Eingreifmittel 19 in Gestalt von neun über den Umfang äquidistant verteilt angeordneter Zähne auf, wie insbesondere aus In In Mit der Vorgehensweise, wie sie anhand der Wie in In der skizzenhaften Insbesondere ist es von Vorteil, wie aus Wie aus den In Die Diese Grate 33 werden im ebenfalls beanspruchten Nachbehandlungsschritt, wie in In Die Die alternativen Ausführungsformen nach den
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