CN107531205A - 方向盘单元、气囊模块和方向盘体 - Google Patents

方向盘单元、气囊模块和方向盘体 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的方向盘单元。所述方向盘单元具有方向盘体、容纳在方向盘体的毂区域中的气囊模块和至少三个轴向定位单元，所述轴向定位单元限定没有相对于方向盘体被压低的气囊模块的壳体的轴向位置。这里，所述至少三个轴向定位单元中的每个轴向定位单元都具有与壳体连接的模块侧的轴向定位元件或与方向盘体连接的方向盘体侧的轴向定位元件，所述元件具有由金属制成的承载件(42)。为了简化制造和为了减轻重量，所述至少三个承载件(42)是相互分开的元件。

Description

方向盘单元、气囊模块和方向盘体
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于机动车辆的方向盘单元、一种根据权利要求24所述的在所述方向盘单元中使用的气囊模块以及一种根据权利要求25所述的用于在所述方向盘单元中使用的方向盘体。
背景技术
在几乎所有当今的乘用车辆中，都在方向盘的毂区域中容纳气囊模块，所述气囊模块具有壳体、与壳体连接的多数是气体发生器形式的充气器和折叠装入壳体中的气囊。为此，方向盘体具有容纳部，所述容纳部具有底部和侧向的内壁。在所谓的“浮动模块”设计中，壳体通过压力弹簧与方向盘体连接，从而能克服所述弹簧的力压低壳体，以便操作喇叭。为了沿轴向方向定位壳体以及为了出现所谓的高冲力冲击(Fangschlag)时将壳体保持在方向盘体上，通常设有多个、一般是三个轴向定位单元，所述轴向定位单元在壳体和方向盘体之间作用并且所述轴向定位单元即使在出现高冲力冲击时也将所述气囊模块保持在方向盘体上。
所述壳体通常主要由塑料制成，但这里由于在高冲力冲击时出现的较大的力，轴向定位单元通常不能完全由塑料制作。为此，相同分类的DE 10 2010 023 180 A1提出了一种方向盘单元，所述方向盘单元的壳体具有金属的底板和由塑料制成壳体侧壁。所述金属的底板也构成壳体底部，一体地与所述底板连接的O形连板从所述金属的底板向下朝用于气囊模块的容纳部的底部的方向延伸。所述连板局部地由塑料覆盖件覆盖，所述塑料覆盖件从壳体侧壁延伸出来。由此构成模块侧的轴向定位元件，分别有一个从方向盘体延伸出来的钩形部嵌接到所述模块侧的轴向定位元件中。每个所述模块侧的轴向定位元件都具有一个由金属制成的承载件(连板)和一个局部地覆盖所述承载件的塑料元件。
这种现有技术不利的是，需要较大的并且由此较为沉重且制造复杂的冲压弯曲件，这种冲压弯曲件由金属制成并具有一体成形的连板。
发明内容
由此出发，本发明的目的是，这样来改进所述类型的方向盘单元，使得能够以较低的耗费和较小的重量制造气囊模块。
所述目的通过具有权利要求1的特征的方向盘单元来实现。在权利要求24中给出在这种方向盘单元中使用的气囊模块，并且在权利要求25中给出在这种方向盘单元中使用的方向盘体。
根据本发明，所述至少三个承载件是相互分开的元件。由此，只需要极少的金属，这首先实现了减轻重量。此外，较小的单独的承载件能够简单地制造。
这里，每个承载件都可以如DE 10 2010 023 180 A1中那样构成模块侧的轴向定位元件本身或模块侧的轴向定位元件的一部分，或者每个承载件都可以是方向盘体侧的轴向定位元件或方向盘体侧的轴向定位元件的一部分。首先对于前面首先提及的情况进行说明：
在这种情况下，所述承载件优选设置在壳体环绕的侧壁上。这使得安装变得非常简单。
由于所述承载件在出现高冲力冲击时必须承受较大的拉力，所述承载件优选分别具有U形的下部区域，通过所述下部区域实现在方向盘体上的连接。上部区域此时具有至少一个固定部段，所述固定部段与壳体连接。所述至少一个固定部段优选指向下部区域的方向并且容纳在壳体、特别是侧壁的容纳部中。为了避免出现撞击噪声，每个U形的区域优选都带有塑料元件，所述塑料元件至少局部地覆盖所述承载件。所述塑料元件可以卡接到所述承载件上或者注塑到所述承载件上。
在模块侧的轴向定位单元的根据本发明的一个设计方案中，模块侧的定位元件的与方向盘体侧的定位元件(钩形部)接触的各部段通常位于壳体底部的下方，就是说离开重心平面较远。为了实现精确的径向定位以及为了防止无意中使模块沿径向方向运动，可能有利的是，在每个模块侧的轴向定位元件的区域内都设有沿径向从壳体的侧壁伸出的弹性的径向定位元件。
在优选的第一实施例中，承载件由金属丝段弯曲而成。由此能够非常简单和经济地制造承载件。在这种情况下优选的是，每个承载件具有两个固定部段，这两个固定部段由金属丝段的端部段形成。在这种情况下进一步优选的是，弹性的径向定位件分别在承载件的U形区域的两个平行的侧边/侧腿之间延伸，这里弹性的径向定位件可以与壳体是一体的。
在优选的第二实施例中，承载件是由金属板制成的冲压弯曲件。这特别是有这样的优点，即，径向定位元件可以与轴向定位元件的冲压弯曲件构造成一体的。
在第二实施方式中，承载件构成模块侧的轴向定位元件或者是模块侧的轴向定位元件的一部分。此时，承载件也可以优选是弯曲的金属丝段或由金属板制成的冲压弯曲件。
本发明的优选应用领域是具有上面所述的所谓“浮动式模块”的方向盘单元。然而，如果所述模块尽管与方向盘体卡接，但在运行中并不能被压低而抵靠所述方向盘体，则也可以使用模块侧或方向盘体侧的轴向定位元件的根据本发明的设计方案。
通常优选的是，所有至少三个轴向定位单元设计成相同的(就是说具有同样的承载件)，但这不是强制性的。也可以在方向盘单元中设置不同的承载件，例如设置一个冲压弯曲件形式的承载件和两个弯曲的金属丝段形式的承载件(或相反)。甚至可以设想，在一个方向盘单元中将一个承载件用作模块侧的轴向定位元件(或作为模块侧的轴向定位元件)，并将两个承载件用作方向盘体侧的轴向定位元件(或者相反)。
附图说明
现在根据示例性实施例参考附图来更详细地说明本发明。这里：
图1示出方向盘单元的毂区域的示意性平面图；
图2示出沿图1中的平面A-A的剖视图；
图3示出沿图1中的平面B-B的放大剖视图，其中示意性示出轴向定位单元和径向定位元件；
图4用细节透视图示出图1至3的气囊模块；
图5示出气囊模块的塑料壳体；
图6由另一个视角示出图5的塑料壳体；
图7(由另一个视角)示出图6的塑料壳体以及三个模块侧的轴向定位元件的承载件；
图8示出在将承载件设置在壳体上之后图7中所示的内容；
图9示出图8所示内容以及卡接在承载件上的三个塑料元件；
图10示出图9的一个局部的放大图，但是沿相反的定向示出；
图11用与图10对应的图示示出模块侧的轴向定位元件的第二示例性实施例；
图12用与图10对应的图示示出模块侧的轴向定位元件的另一个示例性实施例；
图13示出图12的示例性实施例的轴向定位元件的承载件；
图14示出图13的承载件连同设置在该承载件上的塑料元件；
图15用与图2对应的图示示出本发明的第二实施方式的第一实施例；
图16用与图3对应的图示示出图15的实施例；
图17示出方向盘体侧的轴向定位元件的承载件；
图18基本上示出图16所示内容，但是以细部的透视图示出；
图19基本上示出图18所示内容，但是以剖视图示出；
图20示出方向盘体侧的中间板，在所述中间板上固定三个方向盘体侧的轴向定位元件，这些轴向定位元件与图17所示的轴向定位元件类似；
图21示出第二实施方式的第一实施例的另一个变型；
图22示出该根据第二实施方式的方向盘体侧的轴向定位元件的承载件；
图23示出方向盘体侧的中间板，在所述中间板上固定三个方向盘体侧的轴向定位元件，如在图22中示出的轴向定位元件；
图24用从下面观察的视图示出中间板的一部分，该中间板处于方向盘体侧的轴向定位元件还未安装的状态。
具体实施方式
图1非常示意性地示出方向盘单元10的毂区域的俯视图。图2同样非常示意性地示出沿图1中的平面A-A的剖视图。在对于本发明重要的部件方面，方向盘单元10包括带有毂区域中的容纳部14的方向盘体12和气囊模块20，所述气囊模块容纳在所述容纳部中。这里，容纳部14的侧向内壁14b以及气囊模块20的壳体22的侧壁22b的外壁在图1中用虚线示出。方向盘单元10是具有所谓的“浮动模块”的方向盘单元，如由图2能看到的那样。这意味着，气囊模块20的壳体22通过螺旋弹簧30与方向盘体12连接，就是说与用于气囊模块的容纳部的底部14a连接。
除了具有底部22a和侧壁22b的所述壳体22以外，气囊模块20还具有用作充气器的气体发生器28、折叠装入壳体22的气囊29和封闭壳体22的顶盖21。除了通过螺旋弹簧30，壳体22和方向盘单元10还通过三个轴向定位单元连接，其中，在所述轴向定位单元的区域内还分别设有弹性的径向定位元件，所述径向定位元件在壳体22和所述容纳部的侧向内壁14b之间延伸，从而得到三个定位单元P、Ρ'、P”。
图3示出一个穿过所述定位单元P的示意性剖视图，所述定位单元由一个轴向定位单元和一个径向定位元件组成。在这里还要强调的是，也可以设想本发明这样的实施例，其中，在轴向定位单元的区域内没有设置附加的径向定位元件。所有定位单元都构造成相同的，因此对其中一个定位单元进行说明就足够了。
每个轴向定位单元都具有与壳体22连接的模块侧的轴向定位元件40和方向盘体侧的保持钩16，所述保持钩嵌入模块侧的轴向定位元件40的一个部段中。
现在参考图3至10来详细说明模块侧的轴向定位元件40及其在壳体22上的固定结构的第一实施例的细节，图3是非常示意性的图示，而图4至10是忠实反映细节的透视图。
模块侧的轴向定位元件包括两个部分，即包括承载件42和卡接在承载件42上的塑料元件49。金属的、特别是钢制的承载件42在第一示例性实施例中是金属丝元件，就是说，所述承载件由金属丝段弯曲而成。所述金属丝元件具有U形的下部区域44并具有上部区域46，所述上部区域具有两个固定部段，这两个固定部段与壳体22连接。各固定部段是金属丝元件相互平行地朝向U形的下部区域44延伸的两个端部段46a、46b。对于一个金属丝段的每个端部段46a、46b，侧壁22b具有一个容纳孔23(这里术语“孔”不应理解为制造技术意义上的，而仅是几何意义上的)。所述容纳孔23沿轴向方向延伸。用于容纳金属丝元件的侧边的槽24与每个容纳孔23相邻地在侧壁22b的外侧上延伸。在两个所述槽24之间分别有一个L形的弹性的径向定位元件25从侧壁22b向外延伸。整个壳体22可以是一体的塑料注塑件。
模块侧的轴向定位元件在壳体22上的安装非常简单：首先，将承载件(即金属丝元件)以其端部插入为此设置的容纳孔23中(对此见图7和8)。接着，在承载件42的每个U形的下部区域44上卡接一个塑料元件49(对此，特别是见图4、9和10)。由于径向定位元件一体地模制成形在壳体上，因此不必安装径向定位元件。
在气囊模块20的整个安装过程(设置气体发生器、折叠装入气囊、设置顶盖31)结束后，可以简单地将气囊模块20与方向盘体12相卡接，这种卡接在承载件42发生弹性变形的情况下实现。为了实现这一点，塑料元件49具有斜面49a。
图11用对应于图10的图示示出模块侧的轴向定位元件40的第二实施例。图12示出该模块侧的轴向定位元件40的承载件42。与第一实施例不同，这里，承载件42是冲压弯曲件，所述冲压弯曲件带有O形主部段、从O形的上端部延伸出来的固定臂47(所述固定臂朝O形的下端部的方向延伸，所述下端部构成U形的下部区域44)和承载件的同样的从O形的上端部延伸出来的弹性的径向定位臂48。为了容纳连接臂47，壳体22的侧壁22b具有相应的缝隙状的容纳部。
这里，在承载件42的U形的下部区域44上还设置有塑料元件49，所述塑料元件在所描绘的示例性实施例中通过对U形的下部区域44进行包围注塑而制成。另外，O形区域的上端部也由塑料元件(另一个塑料元件50)包围注塑。
图14示出刚刚提及的示例性实施例的一个变型，该变型的不同之处仅在于承载件的弹性的径向定位臂48的形状。
参考图15至24来说明本发明的第二实施方式。与首先说明的实施形式相同的是，第二实施形式也具有三个分开的、由金属制成的承载件142。但与第一实施方式不同，这些承载件没有构成模块侧的轴向定位元件(或模块侧的轴向定位元件的部分)，而是构成方向盘体侧的轴向定位元件140。与第一实施方式的所描述的各实施例不同，方向盘体12在其毂区域中具有中间板18(所述中间板也可以称为喇叭板)，所述中间板根据这里给出的定义是方向盘体12的一部分。这里要强调的是，这种中间板18也可以存在于第一实施方式的各实施例中；在这种情况下，例如保持钩16可以从中间板18延伸出来，但这在第一实施方式的各附图中没有示出。此外要强调的是，中间板18、如针对第二实施方式所描述的各实施例中存在的中间板，在第二实施方式中也不是强制性的；原则上承载件142也可以直接从方向盘体12的骨架中延伸出来。观察图15可以清楚地看到中间板18的位置，在其他方面，图15基本上对应于图2。中间板18至少间接地与方向盘体的骨架固定连接。
图16对应于第一实施方式的第一实施例的图3，由图16可以看到，方向盘侧的轴向定位元件140的每个承载件142都与中间板18螺纹连接(示出的情况)或铆接(未示出)。特别是如图17所示，与第一实施方式的第一实施例相同，承载件142是弯曲的金属丝段。承载件142具有(这里也对应于第一实施方式的第一实施例)U形的区域，但这里所述U形的区域是上部区域(U形的上部区域144)。固定区域146基本上直角地(优选为精确的直角)从U形的上部区域144中弯出，从而所述固定区域在安装状态下处于方向盘体12的径向平面内。固定区域146通过金属丝段的两个端部段146a、146b构成并且在金属丝段的两个端部148a、148b处终止。承载件142的这两个端部146a、146b相互指向。但如在下面的实施例中看到的那样，这不是强制性的。如特别是由图18和19可以看到的那样，在中间板18上的固定通过螺栓150、垫片152和螺母158实现。为了沿径向方向精确地定位，在中间板18上设置止挡19，如在图16、18和19中示出的止挡。
特别是如由图16和19可以看到的那样，壳体22的侧壁22b的突起123用作模块侧的轴向定位元件，所述侧壁在第二实施方式的所示实施例中在轴向定位元件的区域内设计成双层的，具有外层122a和内层122b。突起123这里分别位于外层的侧壁上，从而承载件142与内层122b隔开间距，这是优选的。
图20示出前面所述的实施例的一个变型。这里区别在于，替代圆形的垫片，采用多角形的垫板154并且承载件142的端部148a、148b指向上面并相互平行地延伸。由此，即使在不存在止挡的情况下也能实现非常精确的径向定位。
图21示出另一个变型。这里垫板154是开缝的，从而U形的上部区域146的下部段分别延伸通过缝隙156。
图22和23示出本发明的第二实施方式的第二实施例。这里，承载件142构造成由金属板、特别是由钢板制成的冲压弯曲件，所述冲压弯曲件具有上部段145和固定区域146，上部段145和固定区域146优选相互垂直。固定区域146具有用于穿过螺栓150或销钉的孔。在上部段145中冲裁出一个窗口145a，从而所述上部段具有U形的上部区域144。在所示的优选实施例中，分别有一个基本上水平延伸的、弯曲出来的部段145b从窗口145a的上边缘延伸出来，从而相对于单纯的边缘实现了增大的贴靠面。壳体的突起分别嵌入所述窗口145a中(如在第一实施例中那样)。
图24示出第二实施例的一个变型。这里固定区域146朝上部段145的两侧延伸。
附图标记列表
10 方向盘单元
12 方向盘体
14 用于气囊模块的容纳部
14a 容纳部的底部
14b 容纳部侧向的内壁
16 保持钩
18 中间板
19 止挡
20 气囊模块
21 顶盖
22 壳体
22a 底部
22b 侧壁
23 容纳孔
24 槽
25 壳体的弹性的径向定位臂
28 气体发生器
29 气囊
30 螺旋弹簧
32 接触弹簧
40 模块侧的轴向定位元件
42 承载件
44 U形的下部区域
46 上部区域
46a、46b 金属丝段的端部段
48 承载件的弹性的径向定位臂
47 固定臂
49 塑料元件
50 另一个塑料元件
122a 侧壁的外层
122b 侧壁的内层
123 突起
140 方向盘体侧的轴向定位元件
142 承载件
144 U形的上部区域
145 上部段
145a 窗口
145b 弯出的部段
146 固定区域
150 螺栓
152 垫片
154 垫板
156 缝隙
158 螺母
146a、b 金属丝段的端部段
148a、b 金属丝段的端部
P、Ρ'、P" 定位单元

Claims (25)

1.用于机动车辆的方向盘单元(10)，具有
方向盘体(12)，
容纳在所述方向盘体(12)的毂区域中的气囊模块(20)，所述气囊模块(20)具有壳体(22)、与所述壳体(22)连接的充气器和折叠装入所述壳体(22)中的气囊(29)，
至少三个轴向定位单元，所述轴向定位单元限定没有相对于所述方向盘体(12)被压低的壳体(22)的轴向位置，
所述至少三个轴向定位单元中的每个轴向定位单元都具有与所述壳体(22)连接的模块侧的轴向定位元件(40)或与方向盘体连接的方向盘体侧的轴向定位元件(140)，所述轴向定位单元具有由金属制成的承载件(42)，
其特征在于，所述至少三个承载件(42)是相互分开的元件。
2.根据权利要求1所述的方向盘单元，其特征在于，所述壳体(22)能够克服至少一个弹簧元件的力被压低而抵靠所述方向盘体(12)。
3.根据权利要求1或2所述的方向盘单元，其特征在于，至少一个承载件(42)是模块侧的轴向定位元件(40)或是模块侧的轴向定位元件的一部分，并且优选设置在所述壳体(22)的环绕的侧壁(22b)上。
4.根据权利要求3所述的方向盘单元，其特征在于，承载件(42)具有U形的下部区域(44)并且具有上部区域(46)，所述上部区域(46)具有至少一个固定部段，所述固定部段与所述壳体(22)连接。
5.根据权利要求4所述的方向盘单元，其特征在于，所述至少一个固定部段指向所述U形的下部区域(44)的方向并且容纳在所述壳体(22)的、特别是侧壁(22b)的容纳部中。
6.根据权利要求4或5之一所述的方向盘单元，其特征在于，所述U形的下部区域(44)带有塑料元件(49)，所述塑料元件(49)至少局部地覆盖所述承载件(42)。
7.根据权利要求6所述的方向盘单元，其特征在于，所述塑料元件(49)卡接到所述承载件(42)上。
8.根据上述权利要求之一所述的方向盘单元，其特征在于，在至少一个模块侧的轴向定位元件(40)的区域内设有沿径向伸出的弹性的径向定位元件。
9.根据上述权利要求之一所述的方向盘单元，其特征在于，至少一个承载件(42)是由金属板制成的冲压弯曲件。
10.根据权利要求8和9所述的方向盘单元，其特征在于，相配的径向定位元件与轴向定位元件的冲压弯曲件构造成一体的。
11.根据上述权利要求之一所述的方向盘单元，其特征在于，至少一个承载件(42)由金属丝段弯曲而成。
12.根据引用权利要求5的权利要求5至8之一和权利要求11所述的方向盘单元，其特征在于，承载件(42)具有两个固定部段，这两个固定部段由金属丝段的端部段(46a、46b)形成。
13.根据权利要求8和权利要求11或12之一所述的方向盘单元，其特征在于，相配的弹性的径向定位元件分别在U形区域的两个平行的侧边之间延伸。
14.根据权利要求1或2所述的方向盘单元，其特征在于，至少一个承载件(142)形成方向盘体侧的轴向定位元件(140)的一部分或形成方向盘体侧的轴向定位元件(140)并且在方向盘体(12)的毂区域的底部(22a)上与方向盘体(12)连接。
15.根据权利要求14所述的方向盘单元，其特征在于，所述承载件(142)具有U形的上部区域(144)和固定区域(146)，所述固定区域与方向盘体(12)连接。
16.根据权利要求15所述的方向盘单元，其特征在于，固定区域(146)基本上平行于毂区域的底部(22a)并垂直于轴向方向延伸。
17.根据权利要求16所述的方向盘单元，其特征在于，固定区域(146)与毂区域的底部螺纹连接或铆接。
18.根据上述权利要求14至17之一所述的方向盘单元，其特征在于，承载件(142)是由金属板制成的冲压弯曲件，所述冲压弯曲件具有冲裁出的窗口(145a)。
19.根据上述权利要求14至17之一所述的方向盘单元，其特征在于，承载件(142)由金属丝段弯曲而成。
20.根据权利要求15和19所述的方向盘单元，其特征在于，承载件(142)的固定区域(146)由金属丝段的两个端部段(146a、146b)形成。
21.根据上述权利要求14至21之一所述的方向盘单元，其特征在于，所述壳体具有侧壁(22b)，所述侧壁带有至少一个用作模块侧的轴向定位件的突起(123)，所述突起(123)优选与侧壁(22b)构造成一体的。
22.根据上述权利要求21所述的方向盘单元，其特征在于，所述侧壁(22b)至少局部地构造成两层的，带有外层(122a)和内层(122b)，并且所述突起位于通过这两个层(122a、122b)形成的空腔的内部。
23.根据权利要求22所述的方向盘单元，其特征在于，所述突起(123)设置在外层(122a)上。
24.气囊模块，所述气囊模块具有三个模块侧的轴向定位元件，所述气囊模块用于在根据权利要求3至13之一所述的方向盘单元(10)中使用。
25.方向盘体，所述方向盘体具有三个方向盘体侧的轴向定位元件，所述方向盘体用于在根据权利要求14至23之一所述的方向盘单元(10)中使用。
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