CN110023174B - 方向盘、用于这样的方向盘的操作单元以及方向盘组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方向盘(10)，其包括：方向盘轴线(A)、用于将方向盘(10)紧固在围绕方向盘轴线(A)可转动的转向轴上的轮毂(12)和方向盘轮圈(14)，该方向盘轮圈与轮毂(12)连接并将所述轮毂(12)沿着周向至少部分地包围，其中，在方向盘轮圈(14)上构造有用于紧固操作单元(22)的装配突起(20)，并且该装配突起(20)具有用于可松脱地紧固操作单元(22)的第一联接元件以及用于使操作单元(22)位置固定的第一定位区段。此外，本发明还涉及一种用于这样的方向盘(10)的操作单元(22)以及一种方向盘组件及其制造方法。

Description

方向盘、用于这样的方向盘的操作单元以及方向盘组件及其 制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于车辆的方向盘、一种用于这样的方向盘的操作单元以及一种方向盘组件及其制造方法。

背景技术

现在，车辆方向盘一般具有轮毂和方向盘轮圈，该方向盘轮圈与轮毂连接。从现有技术中已知有很多方向盘形式，这些方向盘形式例如通过在轮毂与方向盘轮圈之间的轮辐数量而不同。

轮辐尽可能少的方向盘在重量和制造方面具有优势。同时具有以下努力目标：优化方向盘的设计。应该能够尽可能通过方向盘上的操作元件来控制车辆的操作功能。

发明内容

本发明的目的是：实现一种用于车辆的方向盘，该方向盘在设计改进的同时提供所期望的操作功能，以及实现一种操作单元，该操作单元能够以尽可能低的成本装配在这样的方向盘上并且在需要时能够更换。

根据本发明，所述目的通过一种方向盘得以实现，其包括：方向盘轴线、用于将方向盘紧固在围绕方向盘轴线可转动的转向轴上的轮毂以及方向盘轮圈，该方向盘轮圈与轮毂连接并将所述轮毂沿着周向至少部分地包围，其中，在方向盘轮圈上构造有用于紧固所述操作单元的装配突起，并且该装配突起具有用于可松脱地紧固操作单元的第一联接元件以及用于使操作单元位置固定的第一定位区段。所述第一联接元件例如是螺纹件和/或(优选)卡锁元件。进一步优选地，方向盘轮圈仅仅在一个(在安装或功能状态中位于下部的)区域中(在4点30分与7点30分之间)与轮毂连接。优选地，方向盘轮圈在一个(在安装或功能状态中位于侧边和上部的)区域中(在7点30分与4点30分之间)不与轮毂连接、即没有轮辐。

在方向盘的一种实施方式中，所述装配突起从方向盘轮圈出发向着自由端部延伸。装配突起关于其在方向盘轮圈上的起点中的切线方向优选与该切线方向成最小30°和最大90°的夹角延伸、特别是沿着径向方向、也就是说与径向方向成90°的夹角。所述装配突起在此可以向内或向外、亦即向着轮毂的方向或者远离轮毂的方向延伸。

优选地，方向盘轮圈展开形成一平面，其中，所述装配突起在该平面中或平行于该平面延伸。然而可选地也可以考虑：所述装配突起从这个平面中向外延伸、特别是垂直地从这个平面中向外延伸。

根据方向盘的另一种实施方式，第一联接元件是用于将操作单元卡锁在方向盘轮圈上的卡锁元件、特别是刚性的卡锁突起。

所述第一定位区段可以是引导区段，该引导区段与操作单元的引导区段共同构成用于操作单元的装配引导装置。

方向盘轮圈优选具有方向盘骨架，该方向盘骨架具有一体成形的骨架突起，该骨架突起至少部分地构成装配突起，其中，第一联接元件和/或第一定位区段构造在骨架突起上。方向盘骨架优选是金属件、例如由镁合金或铝合金构成的压铸件。该方向盘骨架由此特别适于经由第一联接元件吸收作用到操作单元上的力。为了构成第一定位区段诸如装配引导装置，对方向盘骨架的尺寸精度要求更高。

此外，方向盘轮圈除了方向盘骨架之外优选具有骨架封板，该骨架封板具有一体成形的封板突起，该封板突起至少部分地构成装配突起，其中，所述第一联接元件和/或第一定位区段构造在所述封板突起上。骨架封板优选是塑料件，该塑料件能够以最低的成本尺寸非常精确地制造并且此外与材料和材料厚度相关地具有一定柔性。骨架封板由此特别适于经由第一定位区段例如提供用于操作单元的装配引导装置。为了构成用于建立坚固连接的第一联接元件，骨架封板必须具有必要的稳定性。

所以特别优选地，第一联接元件构造、特别是成形在方向盘骨架上并且第一定位区段构造、特别是成形在骨架封板上。

根据方向盘的另一种实施方式，方向盘轮圈具有方向盘骨架、骨架封板以及用于数据传输和/或用于给操作单元供电的导线，其中，方向盘骨架和骨架封板构成导线通道，所述导线在该导线通道中延伸。

骨架封板在这种情况下可以具有一体成形的封板突起，该封板突起至少部分地构成装配突起，其中，在封板突起的自由端部上构造有插塞连接器，用于数据传输和用于给操作单元供电的导线结束在该插塞连接器中。这个插塞连接器优选构造为与操作单元的插塞连接器互补。

最后，方向盘的方向盘骨架以及在必要时可选设置的骨架封板能够至少部分利用柔性材料、特别是发泡包覆物包围。

所述目的此外还通过用于这样的方向盘的操作单元、特别是(多功能)开关组件得以实现，该操作单元具有第二联接元件以及第二定位区段并且能够插装到方向盘的装配突起上以及能够与所述装配突起形状锁合地联接。优选地，操作单元能够从装配突起的自由端部起向着方向盘轮圈的方向插装。

优选地，操作单元的第二联接元件设计为卡锁元件、特别是设计为弹性的卡锁弹簧。

此外，操作单元的第二定位区段可包括平行的两个引导轨道，其中，第二联接元件优选设置在所述两个引导轨道之间。

根据一种实施方式，在操作单元中设置有用于容纳所述装配突起的盲孔状的空隙，该空隙从操作单元表面上的开口起延伸直到封闭的端部为止，其中，在所述空隙的封闭的端部上构造有用于将操作单元与方向盘连接的电气插塞连接器。

此外，本发明还涉及一种方向盘组件，其具有上述的方向盘和单独的上述操作单元，该操作单元插装在装配突起上并且形状锁合地紧固在所述装配突起上。

根据方向盘组件的一种实施方式优选的是：操作单元和/或装配突起具有用于工具的空隙，该工具用于松脱在操作单元与方向盘之间的形状锁合连接。在此，所述空隙具体地说可以设计为切口、通孔、缝隙等等。

最后，本发明还涉及一种用于制造方向盘组件的方法，其包括以下步骤：

a)提供上述操作单元，该操作单元具有用于信号传输和/或用于给操作单元的电气部件供电的电气端子；

b)提供方向盘、特别是上述方向盘，其中，在方向盘轮圈上设置有装配突起，并且在该方向盘轮圈中设置有用于与操作单元导电连接的电导线；

c)沿着装配方向将操作单元插装在方向盘轮圈的装配突起上直到到达最终装配位置为止，在该最终装配位置中在操作单元与方向盘轮圈之间存在形状锁合连接，其中，操作单元在插装到装配突起上时在到达最终装配位置之前与方向盘轮圈中的电导线电连接。

根据一种方法变型方案，在方向盘组件中设置有用于显示正确的电连接的识别单元，其中，在插装操作单元之后给所述电导线通电，并且识别单元接着在操作单元电连接正确的情况中发出信号、特别是发出光学信号。所述识别单元例如构建在操作单元中或方向盘中。

附图说明

由下文参照附图对优选实施方式的说明获得本发明的另外的特征和优点。

在附图中：

图1是根据本发明的方向盘的俯视图；

图2是图1所示的方向盘的后视图；

图3是图1和2所示的方向盘的骨架封板的单独视图；

图4是图2所示的方向盘的后视图，其具有敷设的发泡包覆物；

图5是用于根据本发明的方向盘的根据本发明的操作单元的一部分的视图；

图6是根据本发明的方向盘组件的操作单元的区域中的局部视图，其中示出的是所述操作单元紧固在方向盘上之前；

图7是图6所示的方向盘组件在操作单元紧固在方向盘上之后的局部视图；

图8是预制的根据本发明的操作单元在根据本发明的方向盘上的装配过程；

图9是根据本发明的操作单元的示意性透视图。

具体实施方式

图1和2示出用于机动车的方向盘10，其具有方向盘轴线A、用于将方向盘10紧固在围绕方向盘轴线A可转动的转向轴上的轮毂12以及方向盘轮圈14，该方向盘轮圈与轮毂12连接并将轮毂12沿着周向至少部分包围。

此外设置有方向盘骨架16作为方向盘10的承载部件，其中，方向盘骨架16的区段包括轮毂12、方向盘轮圈14以及方向盘10的一个或多个轮辐17。根据图1，方向盘骨架16是一件式的金属件、例如由镁合金或铝合金构成的压铸件，然而作为可选方案也可以由多个骨架部件组合而成。

借助图2变得清晰的是：方向盘10、特别是方向盘轮圈14在方向盘骨架16的背侧具有骨架封板18，该骨架封板紧固在方向盘骨架16上。作为背侧，就此而论是指在方向盘10的安装状态中面向车辆仪表板的那侧。骨架封板18特别是塑料件，该塑料件例如与方向盘骨架16共同构成用于引导电导线的通道。

在方向盘轮圈14上构造有用于紧固操作单元22(参见例如图8和9)的装配突起20，这些装配突起16分别从方向盘轮圈14出发向着自由端部21延伸。

特别地，所述装配突起16在由方向盘轮圈14展开形成并且基本上垂直于方向盘轴线A延伸的平面中延伸或平行于该平面延伸。

在当前的实施例中，所述装配突起16从方向盘轮圈14出发向内伸出、也就是说向着轮毂12的方向、特别是基本上径向向内伸出。

当然也可以考虑的变型实施方案是：在这些变型实施方案中，装配突起16向外、也就是说从轮毂12起离开该轮毂伸出或倾斜于由方向盘轮圈展开形成的平面延伸。

根据图1和2，装配突起20通过一体成形在方向盘骨架16上的骨架突起24以及一体成形在骨架封板18上的封板突起26构成。

特别是借助图1的详细局部视图变得清晰的是：装配突起20具有用于可松脱地紧固操作单元22的第一联接元件28以及用于使操作单元22位置固定的第一定位区段30。第一联接元件28在当前情况中是用于将操作单元22卡锁在方向盘轮圈14上的卡锁元件，作为可选方案也可以考虑：第一联接元件28是用于将操作单元22紧固在方向盘轮圈14上的螺纹或螺纹件。在任何情况下，第一联接元件28的作用是可靠以及坚固的连接并且防止操作单元22非预期地从方向盘轮圈14上脱落。而第一定位区段30则用于操作单元22的精确定向并且主要是有助于横向于装配方向或者拆卸方向尽可能无间隙地支承操作单元22。因此第一定位区段30特别是引导区段，该引导区段与操作单元22的引导区段共同构成装配引导装置。

在所示出的实施例中，第一联接元件28作为刚性的卡锁凸耳成形在方向盘骨架16的骨架突起24上，而第一定位区段30则以两个平行的引导轨道的形式成形在骨架封板18的封板突起26上。

除了第一联接元件28和第一定位区段30之外，装配突起20在其自由端部21上还具有插塞连接器32，用于数据传输和/或用于给操作单元22供电的电导线34结束在该插塞连接器中。该插塞连接器32因此设计为与操作单元22的插塞连接器36互补。

图3示出了骨架封板18的面向方向盘骨架16的那侧的俯视图。在此清晰的是：方向盘10具有用于数据传输和/或用于给操作单元22供电的电导线34，其中，骨架封板18在其在方向盘骨架16上的装配状态中与该方向盘骨架16共同构成受到保护的导线通道，导线34在该导线通道中延伸。

具体地说，插塞连接器32在此成形在封板突起26的自由端部上，用于数据传输和/或用于给操作单元22供电的电导线34结束在该自由端部中。

类似于图2，图4示出了方向盘10的后视图，其中，方向盘骨架16和骨架封板18部分地由柔性材料包围、优选被发泡包覆。方向盘轮圈14因此具有泡沫包裹物38。此外，方向盘轮圈14可选地还可具有集成的方向盘加热装置以及木饰面或皮饰面。

为了说明在方向盘轮圈14上的装配，图5至7示出了剖开的或拆开的操作单元22，该操作单元包括第二联接元件40以及第二定位区段42并且能够插装在方向盘10的装配突起20上以及能够与所述装配突起20形状锁合地联接。

第二联接元件40根据图5设计为弹性的卡锁弹簧、具体地说设计为由弹簧钢构成的板簧。

第二定位区段42包括两个平行的引导轨道43(在图5中用粗体虚线强调显示)，其中，第二联接元件40设置在引导轨道43之间(另参见图9)。

图6示出了将操作单元22沿着装配方向44从装配突起20的自由端部21起向着方向盘轮圈14的方向推动，其中，操作单元22的引导轨道43在装配突起30的构造为引导区段的第一定位区段30上滑动，并且其作用在于将操作单元22相对方向盘轮圈14精确定向。

卡锁弹簧根据图6沿着装配方向44观察直接位于装配突起20的构造为刚性的卡锁凸耳的第一联接元件28前，因而操作单元22沿着装配方向44以及沿着相反的拆卸方向还未固定在方向盘轮圈14上。

图7示出了操作单元22在其最终装配位置中，在该最终装配位置中通过共同作用的第一联接元件28、第二联接元件40在操作单元22与方向盘轮圈14之间产生卡锁连接。具体地说，在推动操作单元22时，卡锁弹簧通过刚性的卡锁凸耳的倾斜的背部而弹性变形并且然后迅速卡回到卡锁凸耳后面，使得操作单元22与方向盘轮圈14牢固连接。

操作单元22的最终装配位置特别是可以通过骨架突起24上、封板突起26上或泡沫包裹物38上的止挡限定。

在如上所述地装配操作单元22之后，产生具有方向盘10和操作单元22的方向盘组件46，其中，操作单元22插装在方向盘10的装配突起20上并且形状锁合地紧固在该装配突起20上。

用于制造这个方向盘组件46的方法的出众之处特别在于：操作单元22在插装到装配突起20上时在到达最终装配位置之前经由插塞连接器32、36自动与方向盘轮圈14中的电导线34电连接(参见图8)。

根据图9，操作单元22为此具有用于容纳装配突起20的空隙48，该空隙从操作单元22表面上的开口50起直到封闭的端部为止延伸，其中，在操作单元22的这个封闭的端部上设置有电气插塞连接器36，该电气插塞连接器设计为与装配突起20的插塞连接器32互补并且用于将操作单元22与方向盘10连接。

根据图9，操作单元22是多功能开关组件，该多功能开关组件例如具有两个按钮开关52和一个滚花轮54，当然也可以设置其它开关元件如旋转开关、触摸板或触摸敏感的显示屏。此外，操作单元22在当前的情况中还包括显示元件56、特别是发光件。

作为可选方案，用于制造方向盘组件46的方法还包括用于对操作单元22进行连接控制的步骤。为此在方向盘组件46中例如设置有识别单元58，该识别单元用于显示操作单元22的正确的电连接，其中，在插装操作单元22之后给电导线34通电并且识别单元58在操作单元22电连接正确的情况中发出事先确定的信号。

根据图9，识别单元58集成在操作单元22中并且包括显示元件56。然而作为可选方案，识别单元58也可以设置在方向盘10上或中。

一旦识别单元58在电导线34通电之后(例如经由电阻测量)确认操作单元22电连接正确时，在显示元件56上触发事先确定的信号。通过这种方式，在将操作单元22装配在方向盘10上之后能够快速且简单地进行电连接检查。

为了拆卸操作单元22，该操作单元22和/或装配突起20具有用于工具的空隙，该工具用于松脱在操作单元22与方向盘10之间的形状锁合连接。

所述空隙根据图1的详细局部视图特别是设计为装配突起20中的通孔60并且根据图8设计为操作单元22中的、特别是该操作单元22的壳体中的通孔62。借助图6和7变得清晰的是：构造为卡锁弹簧的第二联接元件40的一个区段在操作单元22的最终装配位置中与通孔60接界。因此通过利用适当的工具使卡锁弹簧变形能够松脱第一联接元件28、第二联接元件40之间的卡锁连接并且因此能够将操作单元22从装配突起20上拉出。

Claims (18)

1.用于机动车的方向盘，该方向盘包括：

方向盘轴线(A)，

用于将所述方向盘(10)紧固在围绕所述方向盘轴线(A)可转动的转向轴上的轮毂(12)，和

方向盘轮圈(14)，该方向盘轮圈与所述轮毂(12)连接并将所述轮毂(12)沿着周向至少部分地包围，

其中，在所述方向盘轮圈(14)上构造有用于紧固操作单元(22)的装配突起(20)，

其中，所述装配突起(20)具有用于可松脱地紧固操作单元(22)的第一联接元件以及用于使操作单元(22)位置固定的第一定位区段，

其中，所述装配突起(20)从方向盘轮圈(14)起向着自由端部(21)延伸，

其特征在于，所述方向盘轮圈(14)具有方向盘骨架(16)以及骨架封板(18)，该骨架封板具有一体成形的封板突起(26)，该封板突起至少部分地构成所述装配突起(20)，其中，所述第一联接元件和/或所述第一定位区段构造在所述封板突起(26)上。

2.根据权利要求1所述的方向盘，其特征在于：所述方向盘轮圈(14)展开形成一平面，其中，所述装配突起(20)在该平面中延伸或者平行于该平面延伸。

3.根据权利要求1或2所述的方向盘，其特征在于：所述第一联接元件是用于将操作单元(22)卡锁在方向盘轮圈(14)上的卡锁元件。

4.根据权利要求1或2所述的方向盘，其特征在于：所述第一定位区段是引导区段，该引导区段与操作单元(22)的引导区段共同构成用于操作单元(22)的装配引导装置。

5.根据权利要求1或2所述的方向盘，其特征在于：所述方向盘轮圈(14)具有方向盘骨架(16)，该方向盘骨架具有一体成形的骨架突起(24)，该骨架突起至少部分地构成所述装配突起(20)，其中，所述第一联接元件和/或所述第一定位区段构造在所述骨架突起(24)上。

6.根据权利要求1或2所述的方向盘，其特征在于：所述方向盘轮圈(14)具有方向盘骨架(16)、骨架封板(18)以及用于数据传输和/或用于给操作单元(22)供电的导线(34)，其中，所述方向盘骨架(16)和骨架封板(18)构成导线通道，所述导线(34)在该导线通道中延伸。

7.根据权利要求6所述的方向盘，其特征在于：骨架封板(18)具有一体成形的封板突起(26)，该封板突起至少部分地构成所述装配突起(20)，其中，在所述封板突起(26)的自由端部上构造有插塞连接器(32)，用于数据传输和/或用于给操作单元(22)供电的导线(34)结束在该插塞连接器中。

8.根据权利要求1或2所述的方向盘，其特征在于：所述方向盘骨架(16)至少部分利用柔性材料包覆。

9.根据权利要求8所述的方向盘，其特征在于：所述方向盘骨架(16)至少部分利用泡沫包裹物(38)包覆。

10.操作单元，该操作单元用于根据权利要求1至9之任一项所述的方向盘(10)，其特征在于：所述操作单元(22)具有第二联接元件以及第二定位区段并且能够插装在方向盘(10)的装配突起(20)上以及能够与该装配突起(20)形状锁合地联接，其中，设置有用于容纳装配突起(20)的盲孔状的空隙(48)，该空隙从操作单元(22)表面上的开口(50)起直到封闭的端部为止延伸，其中，在所述盲孔状的空隙(48)的封闭的端部上构造有电气插塞连接器(36)。

11.根据权利要求10所述的操作单元，其特征在于：所述第二联接元件设计为卡锁元件。

12.根据权利要求11所述的操作单元，其特征在于：所述第二联接元件设计为弹性的卡锁弹簧。

13.根据权利要求10至12之任一项所述的操作单元，其特征在于：所述第二定位区段包括两个平行的引导轨道(43)。

14.根据权利要求13所述的操作单元，其特征在于：所述第二联接元件设置在各引导轨道(43)之间。

15.方向盘组件，该方向盘组件具有根据权利要求1至9之任一项所述的方向盘(10)和单独的根据权利要求10至14之任一项所述的操作单元(22)，其特征在于：所述操作单元(22)插装在装配突起(20)上并且形状锁合地紧固在该装配突起(20)上。

16.根据权利要求15所述的方向盘组件，其特征在于：所述操作单元(22)和/或所述装配突起(20)具有用于工具的空隙(60)，该工具用于松脱所述操作单元(22)与所述方向盘(10)之间的形状锁合连接。

17.用于制造方向盘组件(46)的方法，其包括以下步骤：

a)提供根据权利要求10至14之任一项所述的操作单元(22)，该操作单元具有用于信号传输和/或用于给操作单元(22)的电气部件供电的电气端子；

b)提供根据权利要求1至9之任一项所述的方向盘(10)，其中，在方向盘轮圈(14)上设置有装配突起(20)，并且在该方向盘轮圈(14)中设置有用于与操作单元(22)电连接的电导线(34)；

c)沿着装配方向(44)将操作单元(22)插装到方向盘轮圈(14)的装配突起(20)上直到到达最终装配位置为止，在该最终装配位置中，在操作单元(22)与方向盘轮圈(14)之间存在形状锁合连接，其中，所述操作单元(22)在插装到装配突起(20)上时在到达所述最终装配位置之前与方向盘轮圈(14)中的电导线(34)电连接。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：在方向盘组件(46)中设置有识别单元(58)，该识别单元用于显示操作单元(22)的正确的电连接，其中，在插装操作单元(22)之后给电导线(34)通电，并且识别单元(58)在操作单元(22)电连接正确的情况中发出信号。

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