车辆方向盘及具有这种车辆方向盘的方向盘组件

摘要

本发明涉及一种车辆方向盘(10)，该车辆方向盘具有：方向盘轴线(A)，车辆方向盘(10)在已安装的状态下是能够围绕该方向盘轴线旋转的；方向盘骨架(12)，该方向盘骨架在方向盘轴线(A)的区域内具有轮毂区段(14)；以及用于与气囊模块(20)锁定的单独的锁止销(18)，该锁止销沿轴向方向(22)延伸的且能够装配在方向盘骨架(12)上，其中方向盘骨架(12)的轮毂区段(14)具有用于与气囊模块(20)锁定的刚性的骨架钩(24)，该骨架钩沿轴向方向(22)延伸，其中锁止销(18)邻接骨架钩(24)并且沿周向方向部分地包围这个骨架钩。本发明还涉及一种具有这样的车辆方向盘(10)的方向盘组件。

说明书

本发明涉及一种车辆方向盘，该车辆方向盘具有：方向盘轴线，该车辆方向盘在已安装的状态下是能够围绕该方向盘轴线旋转的；方向盘骨架，该方向盘骨架在该方向盘轴线的区域内具有轮毂区段；以及用于与气囊模块锁定的单独的锁止销，该锁止销沿轴向方向延伸且能够装配在方向盘骨架上。

此外，本发明还涉及一种具有气囊模块和这种车辆方向盘的方向盘组件。

已经从现有技术已知的是，车辆方向盘和气囊模块分别被实施为预先装配的、单独的子组件并且随后彼此连接，以形成方向盘组件。

由于这种方向盘组件设置在驾驶员的直接视野区域和抓握区域内，因此对于子组件之间的连接，在尺寸公差和所产生的间隙尺寸方面有较高的要求。同时，在气囊模块启用的情况下必须传递较高的固持力，以防止气囊模块脱离车辆方向盘。

此外，如果气囊模块也要在轴向方向上相对于车辆方向盘是可移动的以便操纵喇叭，那么连接的结构设计就特别具有挑战性，因为除了高的固持力以及模块与方向盘之间的最小间隙尺寸外，也还必须确保平稳且无卡塞的相对运动。

最后，该连接还应是能够快速且容易地松脱的，以便例如能够快速装配或拆除机动车辆中的气囊模块或方向盘。由于这个原因，用于将气囊模块紧固在车辆方向盘上的锁止连接在当前是很普遍的。

WO 2011/100960 A2示出了一种通用类型的车辆方向盘，其中设置有单独的、可以装配在方向盘骨架上的锁止销，这些锁止销与气囊模块的锁止弹簧锁定。锁止销形状配合地与方向盘骨架联接并且因此可以将在启用气囊模块时产生的力可靠地传递到方向盘骨架中。然而，形状配合连接也具有一定的游隙，使得还可以相对于方向盘骨架对锁止销进行微调来使间隙尺寸最小化。除了气囊模块的这种约束和精确定位之外，锁止销在操纵车辆喇叭时附加地还可以承担对气囊模块的轴向引导。

因此，锁止销确保可靠的模块紧固并且在此承担气囊模块的精确定位和引导以及稳固的止动功能或约束功能。锁止销由于约束功能而是相对较重地且在结构上高耗费地设计的，这是因为在启用气囊模块后必须将较大的力传递到方向盘骨架中。

本发明的目的在于，实现一种车辆方向盘以及一种使气囊模块与车辆方向盘之间的连接在结构上简化、使该连接特别紧凑的方向盘组件，但该方向盘组件仍提供气囊模块的精确定位、可靠的约束功能以及任选地轴向的模块引导。

根据本发明，这个目的通过开篇所述类型的车辆方向盘来实现，其中方向盘骨架的轮毂区段具有用于与气囊模块锁定的刚性的骨架钩，该骨架钩沿轴向方向延伸，其中单独的锁止销邻接骨架钩并且在周向方向上至少部分地包围或者甚至完全地围住这个骨架钩。

因此，方向盘骨架的骨架钩在这种情况下被实施成使得其直接与气囊模块、尤其与气囊模块的弹簧元件锁定。气囊模块与方向盘骨架之间的这个直接的锁止连接在启用气囊模块之后承担止动功能或约束功能。在此，方向盘骨架优选地是一件式的金属部件，该金属部件例如构成方向盘轮毂、至少一个轮辐以及方向盘轮缘，然而还可以任选地包括附件，这些附件与金属部件大体上刚性地连接，尤其固定地拧接或焊接。任选的附件优选也是由金属制成的，从而使得模制在方向盘骨架上的骨架钩也能够毫无问题地传递较高的约束力。于是，气囊模块与单独的锁止销的附加的锁止连接仅用于对气囊模块进行精确定位，以便使间隙尺寸最小化。此外，锁止销任选地还可以承担对气囊模块的轴向引导，以便实现喇叭功能。

因此实现了功能划分，其中骨架钩承担止动功能或约束功能，而锁止销承担精确定位功能以及任选的引导功能。同时，锁止销直接邻接骨架钩并且部分地包围这个骨架钩。因此，尽管划分了功能，但是各种功能局部集中，这促使结构空间需求较低。此外，显著地减小了锁止销的最大应力，从而可以在结构上更简单且更精巧地(filigran)实施这个锁止销。这同样有助于较小的结构空间需求，从而总体上得到用于方向盘组件的特别紧凑的结构方式。

锁止销优选具有沿轴向方向延伸的槽缝，其中骨架钩延伸到这个槽缝中或者穿过这个槽缝延伸。开有槽缝的锁止销可以以较小的制造技术方面的耗费制造，并且骨架钩在锁止销的槽缝中的定位实现了特别节省空间的构造。

在车辆方向盘的一个实施方式中，锁止销从轮毂区段开始沿轴向方向延伸直至自由端部，并且在该自由端部处具有锁止凸出部，该锁止凸出部具有用于气囊模块的锁止弹簧的贴靠面。

骨架钩可以从轮毂区段开始沿轴向方向延伸直至自由端部，并且在这个自由端部处具有锁止凸出部，该锁止凸出部具有用于气囊模块的锁止弹簧的止挡面。

在此，止挡面与轮毂区段的轴向距离优选大于贴靠面与轮毂区段的轴向距离。通过这种方式，沿轴向方向远离轮毂区段施加作用的气囊模块的锁止弹簧支撑在锁止销的贴靠面上，从而使得藉由锁止销可以实现气囊模块的精确定位。与之相比，骨架钩的止挡面与锁止弹簧间隔开，从而使得较大的制造公差仅影响锁止弹簧与止挡面之间的轴向游隙，然而并不影响气囊模块与方向盘之间的可见的间隙尺寸。仅在触发气囊模块之后，锁止销才可以在某些情况下不再吸收产生的力，使得锁止弹簧随后与止挡面产生接触并且将产生的力藉由骨架钩可靠地传递到方向盘骨架中。

此外，止挡面与轮毂区段的轴向距离优选小于止挡面与车辆方向盘的、在轴向上邻接止挡面的构件的轴向距离。通过这种方式，可以在骨架钩的轴向尺寸较小的情况下实现与气囊模块的特别稳固且紧凑的锁止连接。此外，较短的骨架钩实现在制造方向盘骨架时制造技术方面的优点。

在这种情况下，车辆方向盘的、在轴向上邻接止挡面的构件可以具有用于容纳与止挡面在轴向上邻接的气囊模块区段的凹部。在此，邻接止挡面的构件优选是方向盘泡沫，方向盘骨架至少部分地以该方向盘泡沫被泡沫包覆。

根据车辆方向盘的另一个实施方式，锁止销的锁止凸出部在骨架钩的止挡面的相反侧直接邻接骨架钩。

骨架钩优选一件式地模制在方向盘骨架的轮毂区段上。在此，方向盘骨架特别优选地包括尤其由金属压铸件制成的金属体，该金属体构成方向盘骨架的轮辐区段和轮缘区段。任选地，方向盘骨架此外还可以具有与金属体牢固地连接的装配板，其中方向盘骨架的轮毂区段由金属体和/或装配板构成。装配板同样可以是金属板、尤其钢板。

相比之下，锁止销优选是塑料构件，其中塑料构件任选地可以是纤维增强地实施的。

根据车辆方向盘的另一个实施方式，设置有多个锁止销和骨架钩，其中尤其每个骨架钩均指配有一个锁止销。

优选地，在这个实施方式中，多个锁止销相互连接、尤其一件式地相互连接，并且形成单独的预制的组件。这个组件或各个锁止销根据精确定向牢固地与方向盘骨架或方向盘骨架的包覆泡沫

此外，本发明还涉及一种具有气囊模块和上述车辆方向盘的方向盘组件，其中气囊模块是被锁定在车辆方向盘上的。

在此，气囊模块优选具有锁止弹簧，该锁止弹簧与锁止销并且与骨架钩形成锁止连接。在锁定之后，锁止弹簧在此尤其贴靠锁止销，同时该锁止弹簧与骨架钩优选在轴向上间隔开并且仅在触发气囊模块之后才与这个骨架钩产生接触。

从参照附图的优选实施方式的以下说明中得出本发明的其他特征和优点。在这些附图中：

-图1示出了根据本发明的车辆方向盘的局部剖开的、透视的分解视图；

-图2示出了处于组装后的状态下的根据图1的车辆方向盘的透视局部；

-图3示出了处于锁止销和骨架钩的区域中的根据图2的车辆方向盘的细节；

-图4示出了根据图2的车辆方向盘在锁止销和具有示意性示出的锁止弹簧的骨架钩的区域中的另一细节；

-图5示出了具有用于锁定在车辆方向盘上的锁止弹簧的预制的气囊模块的仰视图；

-图6示出了根据图1至图4的车辆方向盘的示意性细节截面，其中锁止弹簧处于锁定状态；

-图7示出了根据一个替代性实施方式的根据本发明的车辆方向盘的示意性细节截面；

-图8示出了根据本发明的车辆方向盘在装配气囊模块之前在根据另一个实施方式的骨架钩的区域中的局部；以及

-图9示出了根据图8的车辆方向盘在装配气囊模块之后的局部。

图1和图2示出了车辆方向盘10，该车辆方向盘具有：方向盘轴线A，车辆方向盘10在已安装的状态下是能够围绕该方向盘轴线旋转的；和方向盘骨架12，该方向盘骨架在方向盘轴线A的区域内具有轮毂区段14，其中方向盘骨架12部分地被方向盘泡沫16以泡沫包覆。车辆方向盘10还包括用于与图5中所展示的气囊模块20锁定的单独的锁止销18，该锁止销沿轴向方向22延伸并且能够直接装配在方向盘骨架12上或者藉由方向盘泡沫16间接地装配。此外，方向盘骨架12的轮毂区段14具有用于与气囊模块20锁定的刚性的骨架钩24，该骨架钩同样沿轴向方向22延伸。

在所展示的车辆方向盘10的实施方式中，骨架钩24一件式地模制在方向盘骨架12的轮毂区段14上，其中方向盘骨架12包括由金属压铸件制成的金属体，该金属体构成方向盘骨架12的轮辐区段26以及轮缘区段28。任选地，方向盘骨架12此外还可以具有与这个金属体牢固地连接的装配板，其中方向盘骨架12的轮毂区段14于是由金属体和/或任选的装配板构成。

与之相比，锁止销18优选是塑料构件，该塑料构件具有较小的重量、在其形状方面是可容易适配的且总体上是能够价格便宜地制造的。

在本实施例中，车辆方向盘10相应地具有三个锁止销18和三个骨架钩24，其中每个骨架钩24均指配有一个锁止销18。

借助图1可以很好地看到，多个锁止销18一件式地相互连接并且形成预制的单独的组件30。随后，这个组件例如可以通过锁定、拧接或粘接简单且快速地被紧固在方向盘骨架12和/或方向盘泡沫16上。

图2示出了处于组装后的状态下的车辆方向盘10，其中每个锁止销18直接邻接其所指配的骨架钩24并且沿周向方向部分地包围这个骨架钩。

具体而言，每个锁止销18均具有沿轴向方向22延伸的槽缝32(参见图1)，所指配的骨架钩24在车辆方向盘10已组装的状态下穿过该槽缝延伸(参见图2)。以这种方式产生车辆方向盘10与气囊模块20之间的极其紧凑的锁止连接，其中骨架钩24专门用于在触发气囊模块20之后吸收较大的轴向约束力，并且锁止销18被专门设置用于对气囊模块20相对于车辆方向盘10进行定向和精确定位，以便在车辆的正常行驶操作中确保尽可能小且一致的间隙尺寸。只要车辆喇叭应能够通过使气囊模块20轴向移位来触发，锁止销18就可以同时还用作承担气囊模块20的轴向引导的引导销。

图3和图4示出了处于骨架钩24和其所指配的锁止销18的区域中的已组装的车辆方向盘10的透视细节视图。

可以很好地看到，锁止销18从轮毂区段14开始沿轴向方向22延伸直至自由端部34，并且在自由端部34处具有锁止凸出部，该锁止凸出部具有用于气囊模块20的(在图4中示意性示出的)锁止弹簧38的贴靠面36。在锁止销槽缝32内，骨架钩24从轮毂区段14开始沿轴向方向22延伸直至自由端部40，并且在这个自由端部40处具有锁止凸出部，该锁止凸出部具有用于气囊模块20的锁止弹簧38的止挡面42。

通过这种方式，锁止销18的锁止凸出部在骨架钩24的止挡面42的相反侧直接邻接骨架钩24。

在此，止挡面42与轮毂区段14的轴向距离a

在气囊模块20(例如藉由至少一个喇叭弹簧)在轴向上远离方向盘骨架12的轮毂区段14施加作用之后，锁止弹簧38在正常的行驶操作中与锁止销18的贴靠面36接触，其中贴靠面36由止挡面42的相反侧上的两个局部表面形成。

只有在单独的锁止销18承受极高的应力时(例如在触发气囊模块20时)，锁止销18或其支承部才发生屈服，从而使气囊模块20与锁止弹簧38一起沿轴向方向22略微远离轮毂区段14运动。然而，锁止弹簧38随后直接与骨架钩24的止挡面42产生接触，其中稳固的骨架钩24确保可靠地约束气囊模块20。

图5示出了气囊模块20的仰视图，该气囊模块适用于与图1至图4中展示的车辆方向盘10锁定。

在气囊模块20的模块底部设置有三个套筒状的突起44，这些突起沿轴向方向22延伸并且这些突起各指配有一个锁止弹簧38。这些套筒状的突起44为了将气囊模块20装配在车辆方向盘10的轮毂区段14上而被插接到锁止销18和其所指配的骨架钩24上。在轴向的装配压力足够的情况下，锁止弹簧38首先在径向方向上变形，并且随后在锁止销18和骨架钩24的锁止凸出部的后方向回卡固。

因此，在装配气囊模块20之后，车辆方向盘10与气囊模块20一起形成方向盘组件，在该方向盘组件中气囊模块20是被锁定在车辆方向盘10上的，其中气囊模块20的至少一个锁止弹簧38与锁止销18并且与骨架钩24形成锁止连接。

图6示出了车辆方向盘10的示意性细节截面，其中骨架钩24没有被泡沫包覆，而是在轮毂区段14的区域中在轴向上从方向盘泡沫16中伸出。

与图6类似地，在图7中展示了根据一个替代性实施方式的车辆方向盘10的示意性细节截面。在这个情况下，骨架钩24由于完全或至少部分地被方向盘泡沫16覆盖而以泡沫包覆。为了尤其还能够在骨架钩24的止挡面42的区域中确保泡沫包覆，在起泡过程中使用在泡沫包覆之后随后留下图7所示出的泡沫通道46的特殊工具。

在功能上，对骨架钩24的这种泡沫包覆并不重要，原因在于方向盘泡沫16在止挡面42的区域中没有形成任何明显的阻力。在触发气囊模块20之后，锁止弹簧38无论如何均轴向地支撑在止挡面42上，其中锁止弹簧38尤其轴向切入到方向盘泡沫16中并且可以使这个方向盘泡沫变形，使得该锁止弹簧直接与止挡面42产生接触。

图8和图9分别示出了根据另一个实施方式的车辆方向盘10或方向盘组件的局部，其中在图8中展示了在将气囊模块20锁定在车辆方向盘10上之前的情况，而在图9中展示了在将气囊模块20锁定在车辆方向盘10上之后的情况。

参照车辆方向盘10，本实施例具有的特别之处在于，骨架钩24的止挡面42与方向盘骨架12的大体上平坦的、板状地设计的轮毂区段14的轴向距离a

根据图8和图9，车辆方向盘10的在轴向上邻接止挡面42的构件是方向盘泡沫16，方向盘骨架12至少部分地以该方向盘泡沫被泡沫包覆。方向盘泡沫16具有用于容纳与止挡面42在轴向上邻接的(即在根据图8的止挡面42的下方)的气囊模块区段的凹部48，其中这个气囊模块区段尤其是气囊模块20的套筒形的突起44的区段(还参见图5)。方向盘泡沫16在这个区域中与方向盘骨架12的轮毂区段14一起形成大体上平坦的、板形的方向盘底部，在该方向盘底部中设置有凹部，其中凹部48的轴向尺寸优选为4mm至8mm、尤其约为6mm。

替代于方向盘泡沫16或除此之外，在轴向上邻接止挡面42的构件也可以由组件30和/或方向盘骨架12构成。

为了在根据图9的方向盘组件的已组装的状态下在启用气囊模块20时可靠地防止气囊模块20脱离车辆方向盘10，必须对应地确定锁止弹簧38和套筒形的突起44的尺寸。尤其套筒形的突起44的尺寸t(参见图8)是关键的，该尺寸不应低于可指定的最小尺寸。

套筒形的突起44在方向盘组件的已组装的状态下接合到方向盘泡沫16的凹部48中。此外，凹部48能够实现气囊模块20在朝向车辆方向盘10的方向上的轴向移位，以便触发车辆喇叭。在图9中通过双箭头示出了最大的喇叭操纵路径50。