CN111971205A - 方向盘组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种方向盘组件(10)，该方向盘组件具有方向盘骨架(12)、连接构件(14)、用于将连接构件(14)紧固在方向盘骨架(12)上的连接元件(20)、以及以能够振动的方式将连接元件(20)与连接构件(14)相联接的第一弹性阻尼元件(16)，其中设置有第二弹性阻尼元件(18)，该第二弹性阻尼元件以能够振动的方式将连接元件(20)与方向盘骨架(12)相联接。
Description
本发明涉及一种方向盘组件，该方向盘组件具有方向盘骨架、连接构件、用于将连接构件紧固在方向盘骨架上的连接元件、以及以能够振动的方式将连接元件与连接构件联接的第一弹性阻尼元件。
在许多车辆方向盘中，在空转或在车辆的一定的速度范围内产生振动，驾驶员对这些振动感受为干扰。这些振动尤其可以归因于方向盘与转向柱的刚性联接。
已知的是，为了避免不期望的方向盘振动，使用所谓的减振器，以便将整个系统的固有频率调整为使其处于非临界范围内。如今，使用例如布置在方向盘中的安全气囊模块的气体发生器作为抵抗振动的减振质量。
由于减振随着减振质量的增加而得以改善，因此DE 37 10 173 C2已经描述了一种机动车辆转向装置，其中以有利的方式利用整个安全气囊模块作为减振质量。藉由所使用的振动阻尼器的抗剪刚度，系统(方向盘/模块)的第一固有频率调整得低到使其处于车辆的还未出现(例如在大约120km/h时的)高的激发振幅的速度范围中。
DE 20 2017 104 817 U1公开了一种通用类型的方向盘组件，其中螺栓与方向盘骨架固定地拧接，并且连接构件以能够振动的方式支承在螺栓上，其中连接构件尤其用作安全气囊模块的载体。展示的减振器结构是特别紧凑的，并且具有可用于降低方向盘振动的共振场，该共振场可以在有限的范围内与相应的车辆的要求和边界条件相适配。然而，当要求频谱特别低(例如小于30Hz的频率)的共振场时，根据DE 20 2017 104 817 U1的方向盘组件的结构性构造到达其极限。
因此本发明的目的在于提出一种特别紧凑的方向盘组件，其中方向盘骨架和用于安全气囊模块的连接构件以能够振动的方式相联接，其方式为在随后的车辆运行中得到共振场，该共振场也可以覆盖特别小的频率。
根据本发明，这个目的通过开篇所述类型的方向盘组件实现，其中设置有第二弹性阻尼元件，该第二弹性阻尼元件以能够振动的方式将连接元件与方向盘骨架联接。由于在这种情况下，在连接构件与连接元件之间以及在方向盘骨架与连接元件之间设置有对振动加阻尼的支承，因此以有利的方式产生具有联接的振荡体的振动系统，即加阻尼的双质量振动系统，其共振场可以在特别大的频谱上适配，并且在随后的行驶运行中例如还可以包括小于30Hz的频率。根据方向盘组件的详细结构，改变的振动系统在此对减振器结构的结构空间需求几乎没有或根本没有影响。
根据方向盘组件的一个实施方式，连接构件是用于安全气囊模块的装配板。将装配板紧固在方向盘骨架上后，将安全气囊模块与装配板连接，尤其卡接。用于致动车辆喇叭的相对运动可以随后选择性地在安全气囊模块与装配板之间或在安全气囊模块内进行。替代性地还可设想的是，连接构件本身就是安全气囊模块的部件。在这种情况下，用于致动车辆喇叭的相对运动可以随后选择性地在连接构件与方向盘骨架之间或在安全气囊模块内进行。
方向盘骨架优选地是单件式的金属部件，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。
优选地，第一阻尼元件大体上无游隙地固定在连接构件上，尤其形状配合地与连接构件连接。类似地，第二阻尼元件优选大体上无游隙地固定在方向盘骨架上，尤其形状配合地与方向盘骨架连接。以这种方式，在方向盘组件的静止状态中，连接构件可以相对于方向盘骨架非常准确地定位。这随后在组装完成的车辆方向盘中有助于安全气囊模块与邻接的方向盘元件之间的小的间隙尺寸公差。
在方向盘组件的一个实施方式中，方向盘骨架和连接构件具有紧固开口，其中连接元件包括连接螺栓，该连接螺栓沿螺栓轴线穿过这些紧固开口延伸。
优选地，在此阻尼元件中的至少一个阻尼元件相对于螺栓轴线是在轴向上被预紧的。藉由轴向预紧力可以以低耗费影响减振器结构的共振场，并且可以以理想的方式调节到期望的频率范围。
第一阻尼元件可以被实施为阻尼套筒，并且相对于螺栓轴线在径向上布置在连接螺栓与连接构件的紧固开口的边缘之间。类似地，第二阻尼元件同样可以被实施为阻尼套筒，并且相对于螺栓轴线在径向上布置在连接螺栓与方向盘骨架的紧固开口的边缘之间。由此，可以以特别小的结构空间需求实现连接构件在方向盘骨架上的对振动加阻尼的支承，这进而对方向盘组件的尽可能紧凑的结构具有积极影响。
优选地，连接元件包括具有螺栓头部和螺栓杆部的螺栓以及能够至少部分地旋紧到螺栓杆部上的螺母。
在此，螺栓可以在轴向方向上从螺栓头部经由第一杆部区段和邻接的第二杆部区段延伸至自由端部，其中这些杆部区段具有不同的杆部直径，螺母拧接到第二杆部区段上，并且阻尼元件布置、尤其是夹紧在轴向上位于螺栓头部与螺母之间的第一杆部区段的区域中。
根据方向盘组件的一个结构特别简单并且成本有效的实施变体，第一阻尼元件和第二阻尼元件被实施为单件式的，并且因此构成唯一的阻尼元件。
替代性地，设置有两个单独的阻尼元件，这些阻尼元件要么可以彼此直接邻接，要么可以在轴向上间隔开。以这种方式，单独地并且彼此独立地影响连接构件与连接元件之间以及方向盘骨架与连接元件之间的能够振动的或对振动加阻尼的联接，例如藉由各个阻尼元件的几何形状和/或材料来影响。
特别优选地，在方向盘组件的无负载的基本位置中，连接构件和方向盘骨架与连接元件间隔开，并且仅藉由第一弹性阻尼元件和/或第二弹性阻尼元件支撑在连接元件上。如果连接元件具体地被实施为连接螺栓，连接构件和方向盘骨架相对于螺栓轴线各自在轴向方向上和径向方向上仅藉由第一弹性阻尼元件和/或第二弹性阻尼元件支撑在连接元件上。由此，在双质量振动系统的任意外部激发的情况下获得良好的阻尼，以该阻尼还可以实现频谱特别低的共振场。
此外，本发明还包括一种方向盘组件，该方向盘组件具有方向盘骨架、连接构件、以能够振动的方式将连接构件与方向盘骨架相联接的至少一个弹性阻尼元件、以及用于将连接构件紧固在方向盘骨架上的连接元件，其中连接元件藉由至少一个阻尼元件以能够振动的方式与连接构件和方向盘骨架相联接。
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示出了根据一个实施方式的根据本发明的方向盘组件的截面细节；
-图2示出了根据另一个实施方式的根据本发明的方向盘组件的截面细节；以及
-图3示出了根据再另一个实施方式的根据本发明的方向盘组件的截面细节。
图1至图3示出了车辆方向盘的方向盘组件10的不同的实施方式，该车辆方向盘具有方向盘骨架12、连接构件14、以能够振动的方式将连接构件14与方向盘骨架12相联接至少一个弹性阻尼元件16、18、以及用于将连接构件14紧固在方向盘骨架12上的连接元件20。在此，连接元件20藉由至少一个弹性阻尼元件16、18以对振动加阻尼的方式支承在连接构件14和方向盘骨架12上。
各自仅展示了方向盘组件10的具有在连接构件14与方向盘骨架12之间的支承部位的局部，但是其中在连接构件14与方向盘骨架12之间总共设置有多个、尤其三个这样的支承部位。
在本文的实施例中，方向盘骨架12是刚性的金属部件，并且构成可以围绕转向轴线S旋转的车辆方向盘的支承核心。方向盘骨架12在此可以构造成单件式或多件式的，并且尤其具有轮毂区段22、辐条区段和轮缘区段。
连接构件14同样是大体上刚性的主体，该刚性的主体例如由金属或塑料制成。优选地，连接构件14是用于预制的安全气囊模块的装配板，该安全气囊模块在方向盘组件10组装后紧固在装配板上，尤其简单地与装配板卡接。
根据图1至图3，连接元件20包括具有螺栓轴线A的刚性的连接螺栓，该连接螺栓由金属制成，并且在此具体地被设计为螺栓27。在连接构件14以及在方向盘骨架12的轮毂区段22中各自设置有紧固开口24、26，其中连接螺栓沿其螺栓轴线A穿过这些紧固开口24、26延伸。
根据图1，设置有：单独的第一阻尼元件16，该第一阻尼元件以能够振动的方式将连接元件20与连接构件14相联接；以及单独的第二阻尼元件18，该第二阻尼元件以能够振动的方式将连接元件20与方向盘骨架12相联接。
阻尼元件16、18各自由弹性材料、尤其弹性体制成，其中第一阻尼元件16被实施为阻尼套筒，并且相对于螺栓轴线A在径向上布置在连接螺栓与连接构件14的紧固开口24的边缘之间。第二阻尼元件18同样被实施为阻尼套筒，并且相对于螺栓轴线A在径向上布置在连接螺栓与方向盘骨架12的紧固开口26的边缘之间。
第一阻尼元件16藉由形状配合连接大体上在轴向上无游隙地固定在连接构件14上。为此，在紧固开口24的边缘设置有径向向内伸出的突出部，该突出部接合到套筒形的阻尼元件16的径向外侧的凹槽区段中。
对应地，第二阻尼元件18藉由形状配合连接大体上无游隙地固定在方向盘骨架12上。为此，在紧固开口26的边缘设置有径向向内伸出的突出部，该突出部接合到套筒形的阻尼元件18的径向外侧的凹槽区段中。
根据图1，这两个阻尼元件16、18被实施为相同的，而且只是以镜像相反的方式布置。
然而，这两个阻尼元件16、18在方向盘组件10的替代性的实施变体中尤其可以在材料和/或几何形状方面区分开，以便能够独立于方向盘骨架12与连接元件20之间的阻尼特性来调节连接构件14与连接元件20之间的阻尼特性。
根据图1，连接元件20包括具有螺栓头部28和螺栓杆部的螺栓27以及可以至少部分地旋紧到螺栓杆部上的螺母30。螺栓27在轴向方向上具体地从螺栓头部28经由第一杆部区段32和邻接的第二杆部区段34延伸至自由端部36，其中杆部区段32、34具有不同的杆部直径。在当前情况下，第二杆部区段34的杆部直径小于第一杆部区段32的杆部直径，因此在杆部区段32、34之间存在径向凸肩，该径向凸肩构成用于螺母30的限定的止挡部。
螺母30拧接到第二杆部区段34直至径向凸肩，同时套筒形的阻尼元件16、18在轴向上布置在螺栓头部28与螺母30之间的第一杆部区段32的区域中。第一杆部区段32以及阻尼元件16、18的轴向尺寸在此优选被选择为使得阻尼元件16、18夹紧在螺栓头部28与螺母30之间并且因此具有限定的轴向预紧力。藉由这个预紧力，可以以低耗费来影响减振器结构的共振场，并且以理想的方式调节到期望的频率范围。
图2示出了方向盘组件10的另一个实施方式，该方向盘组件与在图1中展示的实施方式的不同之处仅在于，第一阻尼元件16和第二阻尼元件18被实施为单件式的，并且构成唯一的阻尼元件38。然而同样在这种情况下，连接元件20藉由恰好一个弹性阻尼元件38以对振动加阻尼的方式支承在连接构件14和方向盘骨架12上。
这减少了单独构件的数量并且简化了方向盘组件10的结构性构造。然而，对于连接元件20与接合部件14的能够振动的联接以及连接元件20与方向盘骨架12的能够振动的联接，可以不再使用不同的阻尼材料，因此在此限制阻尼特性的可调节性。
图3示出了方向盘组件10的再另一个实施方式，该方向盘组件与在图1中展示的实施方式的不同之处主要在于，两个单独的阻尼元件16、18在轴向上不彼此贴靠，而是在轴向上间隔开。
在方向盘组件10的这种结构中，由于杠杆更长，因此可以在连接构件14与方向盘骨架12之间实现更大的振动幅度。
根据图3，在两个阻尼元件16、18之间在轴向上设置有压力弹簧40，该压力弹簧在周向方向上包围螺栓27的第一杆部区段32，并且一方面支撑在方向盘骨架12上，并且另一方面藉由滑动套筒42支撑在螺栓头部28上。
连接构件14藉由第一阻尼元件16以对振动加阻尼的方式支承在滑动套筒42上，并且藉由滑动套筒42对应地也以对振动加阻尼的方式支承在螺栓27的第一杆部区段32上，其中滑动套筒42可以实施相对于第一杆部区段32的轴向运动。
与此相对应地，在这种情况下，发生用于致动连接构件14与方向盘骨架12之间的车辆喇叭的相对运动。在此，连接构件14与第一阻尼元件16和滑动套筒42一起藉由朝向连接构件14的轴向压力抵抗压力弹簧40的力沿第一杆部区段32移位，直至响起期望的喇叭信号，并且随后藉由压力弹簧40再次复位到根据图3的初始位置。
在此，第二阻尼元件18被布置在轴向上位于螺栓杆部的凸肩与螺母30之间的第二杆部区段34的区域中，其中藉由螺母30可以将期望的轴向预紧力施加到第二阻尼元件18上。
Claims (12)
1.一种方向盘组件，所述方向盘组件具有：
方向盘骨架(12)，
连接构件(14)，
用于将所述连接构件(14)紧固在所述方向盘骨架(12)上的连接元件(20)，以及
以能够振动的方式将所述连接元件(20)与所述连接构件(14)相联接的第一弹性阻尼元件(16)，
其特征在于，设置有第二弹性阻尼元件(18)，所述第二弹性阻尼元件以能够振动的方式将所述连接元件(20)与所述方向盘骨架(12)相联接。
2.根据权利要求1所述的方向盘组件，其特征在于，所述连接构件(14)是用于安全气囊模块的装配板。
3.根据前述权利要求之一所述的方向盘组件，其特征在于，所述第一阻尼元件(16)大体上无游隙地固定在所述连接构件(14)上，尤其形状配合地与所述连接构件(14)连接。
4.根据前述权利要求之一所述的方向盘组件，其特征在于，所述第二阻尼元件(18)大体上无游隙地固定在所述方向盘骨架(12)上，尤其形状配合地与所述方向盘骨架(12)连接。
5.根据前述权利要求之一所述的方向盘组件，其特征在于，所述方向盘骨架(12)和所述连接构件(14)具有紧固开口(24，26)，其中所述连接元件(20)包括连接螺栓，所述连接螺栓沿螺栓轴线(A)穿过所述紧固开口(24，26)延伸。
6.根据权利要求5所述的方向盘组件，其特征在于，所述阻尼元件(16，18)中的至少一个阻尼元件是在轴向上被预紧的。
7.根据权利要求5或6所述的方向盘组件，其特征在于，所述第一阻尼元件(16)被实施为阻尼套筒，并且相对于所述螺栓轴线(A)在径向上布置在所述连接螺栓与所述连接构件(14)的紧固开口(24)的边缘之间，并且/或者，所述第二阻尼元件(18)被实施为阻尼套筒，并且相对于所述螺栓轴线(A)在径向上布置在所述连接螺栓与所述方向盘骨架(12)的紧固开口(26)的边缘之间。
8.根据前述权利要求之一所述的方向盘组件，其特征在于，所述连接元件(20)包括具有螺栓头部(28)和螺栓杆部的螺栓(27)以及能够至少部分地旋紧到所述螺栓杆部上的螺母(30)。
9.根据权利要求8所述的方向盘组件，其特征在于，所述螺栓(27)在轴向方向上从所述螺栓头部(28)经由第一杆部区段(32)和邻接的第二杆部区段(34)延伸至自由端部(36)，其中所述杆部区段(32，34)具有不同的杆部直径，所述螺母(30)拧接到所述第二杆部区段(34)上，并且所述阻尼元件(16，18)布置在轴向上位于所述螺栓头部(28)与所述螺母(30)之间的所述第一杆部区段(32)的区域中。
10.根据前述权利要求之一所述的方向盘组件，其特征在于，所述第一阻尼元件(16)和所述第二阻尼元件(18)被实施为单件式的，并且构成唯一的阻尼元件(38)。
11.根据前述权利要求之一所述的方向盘组件，其特征在于，在所述方向盘组件(10)的无负载的基本位置中，所述连接构件(14)和所述方向盘骨架(12)与所述连接元件(20)间隔开，并且仅藉由所述第一弹性阻尼元件(16)和/或所述第二弹性阻尼元件(18)支撑在所述连接元件(20)上。
12.一种方向盘组件，所述方向盘组件具有：
方向盘骨架(12)，
连接构件(14)，
以能够振动的方式将所述连接构件(14)与所述方向盘骨架(12)相联接的至少一个弹性阻尼元件(16，18，38)，以及
用于将所述连接构件(14)紧固在所述方向盘骨架(12)上的连接元件(20)，
其特征在于，所述连接元件(20)藉由所述至少一个阻尼元件(16，18)以能够振动的方式与所述连接构件(14)和所述方向盘骨架(12)相联接。
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