CN113195312A - 转向设备组件以及用于将安全气囊模块装配在机动车辆的转向设备上的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将安全气囊模块定位并且固定在机动车辆的能够绕转向轴线旋转的转向设备上的转向设备组件(10)，该转向设备组件具有第一定位体(12)，该第一定位体包括：锁定杆(26)，该锁定杆具有第一支腿(28)以及与第一支腿(28)连接的第二支腿(30)；载体(32)，锁定杆在初始位置与最终装配位置之间可枢转地支承在载体上；以及弹簧元件(34)，该弹簧元件用于将锁定杆加载至最终装配位置，其中锁定杆的两个支腿(28，30)在一个支腿端部(38)处相互连接并且以预定的角度分别延伸至相反的自由支腿端部(40)，并且转向设备组件具有第二定位体(14)，该第二定位体包括：用于第一支腿的自由支腿端部的止挡件(44)，以使锁定杆从初始位置枢转至最终装配位置；以及锁定轮廓(46)，该锁定轮廓用于在锁定杆(26)的最终装配位置处与第二支腿(30)的自由支腿端部卡合。

Description

转向设备组件以及用于将安全气囊模块装配在机动车辆的转 向设备上的方法

本发明涉及一种用于将安全气囊模块定位并且固定在机动车辆的能够绕转向轴线旋转的转向设备上的转向设备组件以及一种用于将安全气囊模块装配在机动车辆的转向设备上的方法。

如今，常规的转向设备组件在大多数情况下包括可旋转的转向设备(尤其方向盘)以及紧固在转向设备的毂区域中的安全气囊模块，其中在安全气囊模块上可以设置有用于与转向设备卡合的刚性的锁定钩。例如借助于两个满足不同目的的锁定机制来进行安全气囊模块的装配。在此，刚性的锁定钩与预装配在转向设备上的弹性的弹簧丝卡合(第一锁定机制)，并且还接合在转向设备的泡沫袋中，这些刚性的锁定钩同样与这些泡沫袋卡合(第二锁定机制)。第一锁定机制确保在启用安全气囊模块之后，安全气囊模块即使在产生的力较高时也不与转向设备分离，而是可靠地与其保持连接。在正常的行驶运行中，即在启用安全气囊模块之前，弹性的弹簧丝可以与刚性的锁定钩间隔开。第二锁定机制确保安全气囊模块的精确定位。

考虑到第二锁定机制，一般来说需要对安全气囊模块进行高耗费的后续校准，以便在正常的行驶运行中能够满足安全气囊模块与转向设备之间的较高的缝隙尺寸要求。然而，由于较长的公差链以及尤其泡沫袋的由制造决定的公差，不仅安全气囊模块的精确定位、而且期望的锁定力的精确设定也是有问题的。因此可能会发生的是：装配工在装配/拆卸安全气囊模块时必须施加不期望高的力来闭合或者松脱第二锁定机制。

本发明的目的在于，提供一种转向设备组件，其中以较小的成本可以实现安全气囊模块相对于转向设备的特别精确的精细定位，并且可以设定在非常窄的范围内可再现的锁定力。

根据本发明，这个目的通过一种用于将安全气囊模块定位并且固定在机动车辆的能够绕转向轴线旋转的转向设备上的转向设备组件来实现，所述转向设备组件具有第一定位体，所述第一定位体包括：锁定杆，所述锁定杆具有第一支腿以及与所述第一支腿连接的第二支腿；载体，所述锁定杆在初始位置与最终装配位置之间可枢转地支承在所述载体上；以及弹簧元件，所述弹簧元件用于将所述锁定杆加载至所述最终装配位置，其中所述锁定杆的支腿在一个支腿端部处相互连接并且以预定的角度分别延伸至相反的自由支腿端部，并且所述转向设备组件具有第二定位体，所述第二定位体包括：用于所述第一支腿的自由支腿端部的止挡件，以使所述锁定杆从所述初始位置枢转至所述最终装配位置；以及锁定轮廓，所述锁定轮廓用于在所述锁定杆的最终装配位置中与所述第二支腿的自由支腿端部卡合。

这两个定位体之间、尤其安全气囊模块与转向设备组件的转向设备之间的精细定向和锁定力设定，现在不再取决于转向设备中的泡沫袋的具有极大公差的几何形状和可压缩性，而是取决于受弹簧加载的锁定杆，该锁定杆可以以较低的成本对精细取向和锁定力明显更精确地设定。

相对于转向轴线，第二支腿可以在锁定杆的最终装配位置中大体上在径向方向上延伸。这实现了安全气囊模块相对于转向设备的特别稳定的定位，这是因为第二支腿传递在外部激励时横向于转向轴线产生的力，而没有将转矩作用在锁定杆上。在锁定杆的初始位置中，第一支腿优选大体上在径向方向上延伸。锁定杆可以以这种方式特别紧凑地实施，并且在装配安全气囊模块时可以以最小的力耗费而枢转。

根据转向设备组件的实施方式，在锁定杆的初始位置与最终装配位置之间有大约90°的枢转运动。可以在90°的枢转运动中容易地实现有利的状况，即第二支腿在锁定杆的最终装配位置中在径向方向上延伸并且第一支腿在锁定杆的初始位置中在径向方向上延伸。

弹簧元件优选是被紧固在载体上的板簧。这是特别有利的，因为板簧仅具有最小的结构空间需求，并且此外可以容易并且便宜地制造。

尤其，弹簧元件可以将锁定杆取决于其枢转位置相应加载到附近的初始位置或最终装配位置。在这种情况下，弹簧元件相应地辅助安全气囊模块的装配过程和拆卸过程的最终阶段，因此在装配和拆卸中都减轻了装配工的负担。

根据转向设备组件的另一个实施方式，载体与第一定位体固定地连接，尤其与第一定位体一体式地形成。尤其，如果载体在制造定位体时已经一体式地被整合，则可以以有利的方式缩短公差链并且因此最后还可以使这两个定位体之间的缝隙尺寸最小化。

优选地，形成在第二定位体上的锁定轮廓是凹陷，尤其是在周向方向上延伸的周向凹槽。这种锁定轮廓可以在制造第二定位体时在制造技术方面简单并且便宜地成形。

此外，第二定位体可以具有用于沿轴向引导第一支腿的自由支腿端部的引导凹槽，其中止挡件被设置为用于使锁定杆在引导凹槽的轴向端部处枢转。这种轴向装配引导可以实现用于使锁定杆枢转的止挡件的简单整合，并且此外提供这两个定位体(即安全气囊模块和转向设备)在周向方向上的期望的取向。

特别优选地，第一定位体与转向设备相对应，并且第二定位体与安全气囊模块相对应。替代性地，实施变体自然也是可设想的，其中第一定位体与安全气囊模块相对应，并且第二定位体与转向设备相对应。

此外，本发明还包括一种用于借助于上文所述的转向设备组件来将安全气囊模块装配在机动车辆的转向设备上的方法，其中所述两个定位体中的一个定位体具有大体上刚性的抓钩，并且所述两个定位体中的另一个定位体具有用于与所述抓钩卡合的弹性的锁定元件，并且其中所述方法包括以下步骤：

-将所述第二定位体沿轴向装配方向引向所述第一定位体，尤其其中将所述第二定位体沿轴向引至所述第一定位体；

-所述第一支腿的自由支腿端部与所述第二定位体上的止挡件接触，由此将所述锁定杆从其初始位置枢转至其最终装配位置，并且在所述最终装配位置中与所述第二定位体的锁定轮廓卡合，其中

-所述弹性的锁定元件与所述抓钩卡合，随后所述锁定杆到达其最终装配位置。

从参照附图对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。在附图中：

-图1示出了根据本发明的转向设备组件的透视分解视图；

-图2示出了根据图1的转向设备组件在其组装前的透视图；

-图3示出了根据图2的转向设备组件在其组装前的截面；

-图4示出了根据图2的转向设备组件在其组装时的截面；以及

-图5示出了根据图2的转向设备组件在其组装后的截面；

图1至图5示出了用于将安全气囊模块定位并且固定在机动车辆的可以绕转向轴线旋转的转向设备上的转向设备组件10，该转向设备组件具有第一定位体12和第二定位体14。

在转向设备组件10的展示的实施方式中，第一定位体12与转向设备相对应，第二定位体14与安全气囊模块相对应。转向设备在此尤其是方向盘，其中在图中仅示意性地示出了方向盘在毂区域中的局部。

替代性地，转向设备组件10的实施变体自然也是可设想的，其中第一定位体12与安全气囊模块相对应，并且第二定位体14与转向设备相对应。

安全气囊模块具有模块纵向轴线A，并且在其装配时沿轴向装配方向52运动，直至其与转向设备卡合(参见图3至图5)。安全气囊模块的拆卸在相反的轴向拆卸方向上进行。在此情况下，模块纵向轴线A平行于转向设备的转向轴线延伸，并且尤其可以是与该转向轴线相同的。

被实施为转向设备的第一定位体12包括挡板16，该挡板在转向设备组件10的组装状态下至少部分可见并且与被实施为安全气囊模块的第二定位体14邻接。此外，转向设备包括骨架，尤其是从现有技术中一般已知的具有轮缘区段、轮辐区段和毂区段的方向盘骨架。在图中示意性示出的用于安全气囊模块的锚固构件18是骨架区段，尤其是方向盘骨架的毂区段、或转向设备的与骨架固定地连接的中间板。被实施为锁定弹簧的弹性的锁定元件20被预装配在这个锚固构件18上，该弹性的锁定元件在将安全气囊模块装配在转向设备上时与安全气囊模块的大体上刚性的抓钩22形成锁定连接机构。

图2示出了在组装之前的根据图1的转向设备组件10，其中在图1中设置的挡板16的周向壁24在此未展示，以便能够更好地识别第一定位体12的其他部件。

因此，第一定位体12包括：锁定杆26，该锁定杆具有第一支腿28以及与第一支腿28连接的第二支腿30；载体32，锁定杆26在初始位置与最终装配位置之间可枢转地支承在该载体上；以及用于将锁定杆26加载到最终装配位置的弹簧元件34。

锁定杆26、载体32和弹簧元件34构成锁定杆单元36，其中第一定位体12具有至少三个锁定杆单元36。在展示的实施例中，在挡板16的周向壁24内侧设置有四个在周向方向上均匀分布的锁定杆单元36。

载体32与第一定位体12，具体地与第一定位体12的挡板16固定地连接，其中载体32在此情况下甚至一体式地整合到挡板16中。

图3至图5示出了转向设备组件10的纵截面，其中在图3中展示了在将第二定位体14装配在第一定位体12上之前的状态，在图4中展示了装配期间的状态，并且在图5中展示了装配之后的状态。相对应地，每个锁定杆26根据图3处于其初始位置、根据图4处于中间位置，并且根据图5处于其最终装配位置。

特别借助于图3至图5的细节局部变得明显的是，锁定杆26的这两个支腿28、30在支腿端部38处相互连接，并且在预定的角度下分别延伸至相反的自由支腿端部40，其中锁定杆26的这两个支腿28、30尤其围成大致90°的角度。锁定杆26的枢转轴线位于相互连接的支腿端部38的区域中，锁定杆26藉由该枢转轴线可枢转地支承在载体32上。

相对于转向轴线和模块纵向轴线A，第一支腿28在锁定杆26的初始位置中(图3)大体上在径向方向上延伸，并且第二支腿30在锁定杆26的最终装配位置中(图5)大体上在径向方向上延伸。

相对应地，在锁定杆26的初始位置与最终装配位置之间有大体上90°的枢转运动。

根据图3至图5，锁定杆单元36的弹簧元件34是被紧固在载体32上的板簧。这个弹簧元件34在根据图3的锁定杆26的初始位置中和根据图5的锁定杆26的最终装配位置中在很大程度上是松弛的或者或许具有一定的残余应力。在锁定杆26在其初始位置与其最终装配位置之间枢转时，弹簧元件34通过锁定杆凸起42而变形并且因此被张紧。在此情况下，弹簧元件34大致在可枢转的锁定杆26的初始位置与最终装配位置之间的中间达到其最大变形，如在图4中展示的。

相对应地，弹簧元件34将锁定杆26取决于其当前的枢转位置相应加载到附近的初始位置或最终装配位置。

被实施为安全气囊模块的第二定位体14包括用于第一支腿28的自由支腿端部40的轴向止挡件44，以使锁定杆26从初始位置枢转到最终装配位置。

优选地，第二定位体14具有用于沿轴向引导第一支腿28的自由支腿端部40的引导凹槽50，其中止挡件44被设置为用于使锁定杆26在引导凹槽50的轴向凹槽端部处枢转。在转向设备组件10的本实施例中，引导凹槽50在安全气囊模块外侧的轴向尺寸相对较小，因此只有在装配过程期间才产生轴向引导。为了在装配安全气囊模块时提前实现轴向引导，在替代性的实施变体中，引导凹槽50在安全气囊模块的外侧上进一步沿轴向朝向锚固构件18的方向延伸，如在图1中用虚线指示的。

第二定位体14还包括用于在锁定杆26的最终装配位置中与第二支腿30的自由支腿端部40卡合的锁定轮廓46。根据图1，这个锁定轮廓46被实施为第二定位体14的外侧上的凹陷，尤其被实施为在周向方向上延伸的周向凹槽48。

如上文已经提及的，这两个定位体12、14中的一个定位体(在此是被设计为安全气囊模块的第二定位体14)具有大体上刚性的抓钩22，并且这两个定位体12、14中的另一个定位体(在此是被设计为转向设备的第一定位体12)具有用于与抓钩22卡合的弹性的锁定元件20。

借助图3至图5，在下文中阐述了借助于上文描述的转向设备组件10将安全气囊模块装配在机动车辆的转向设备上。

根据图3，首先将第二定位体14沿轴向装配方向52引向第一定位体12，其中锁定杆26处于其初始位置。在此，第二定位体14可以藉由引导凹槽50和其中接合的锁定杆26在轴向方向上至少部分地被引导至第一定位体12。

在这两个定位体12、14沿轴向进行这种相对运动时，第一支腿28的自由支腿端部40与第二定位体14上的止挡件44进行接触，由此锁定杆26枢转并且弹簧元件34被张紧，如在图4中展示的。在锁定杆26的中间位置克服弹簧元件34的最大变形后，第二定位体14进一步沿装配方向52运动，直至锁定杆26受到由弹簧元件34的弹簧力辅助地咬合第二定位体14的被设计为周向凹槽48的锁定轮廓46，并且因此占据其最终装配位置。

然而，弹性的锁定元件20已经与抓钩22卡合，随后锁定杆26到达其最终装配位置。

因此在正常的行驶运行中(即因此在启用安全气囊模块之前)，通过锁定杆26与锁定轮廓46之间的锁定连接机构来实现安全气囊模块相对于转向设备的精细定位，同时弹性的锁定元件20在轴向方向上与抓钩22优选稍微间隔开。

弹性的锁定元件20与抓钩22之间的锁定连接机构58只有在启用安全气囊模块之后才受机械应力，并且确保安全气囊模块即使在产生的力较高时也不与转向设备分离，而是可靠地与其保持连接。

因此在正常的行驶运行中，在安全气囊模块(尤其安全气囊模块的模块壳体)与转向设备(尤其转向设备的挡板16)之间仅藉由锁定杆26进行轴向和径向定位。

根据图5，设置有弹簧54(例如模块弹射弹簧或喇叭弹簧)，该弹簧在轴向上抵着由弹簧元件34固持在最终装配位置的锁定杆26来加载周向凹槽48的下边缘，因此确保安全气囊模块的精确的轴向取向。

藉由在周向方向上分布布置的锁定杆26实现安全气囊模块的径向取向，并且大体上仅取决于第二支腿30的长度，具体地取决于自由支腿端部40与锁定杆26的枢转轴线的间距。

由于这个较短的公差链，可以以相对较小的耗费实现安全气囊模块相对于转向设备的特别精确的轴向和径向的精细定位。以这种方式还可以满足较高的缝隙尺寸要求，这些缝隙尺寸要求例如为安全气囊模块的模块盖与转向设备的挡板16之间的缝隙56规定明显低于1mm、尤其大约0.5mm的缝隙宽度。

Claims (11)

1.一种用于将安全气囊模块定位并且固定在机动车辆的能够绕转向轴线旋转的转向设备上的转向设备组件，所述转向设备组件具有

第一定位体(12)，所述第一定位体包括：

锁定杆(26)，所述锁定杆具有第一支腿(28)以及与所述第一支腿(28)连接的第二支腿(30)；

载体(32)，所述锁定杆(26)在初始位置与最终装配位置之间能够枢转地支承在所述载体上；以及

弹簧元件(34)，所述弹簧元件用于将所述锁定杆(26)加载到所述最终装配位置，

其中所述锁定杆(26)的两个支腿(28，30)在一个支腿端部(38)处相互连接，并且以预定的角度分别延伸至相反的自由支腿端部(40)，并且所述转向设备组件具有

第二定位体(14)，所述第二定位体包括：

用于所述第一支腿(28)的自由支腿端部(40)的止挡件(44)，以使所述锁定杆(26)从所述初始位置枢转到所述最终装配位置；以及

锁定轮廓(46)，所述锁定轮廓用于在所述锁定杆(26)的最终装配位置中与所述第二支腿(30)的自由支腿端部(40)卡合。

2.根据权利要求1所述的转向设备组件，其特征在于，在所述锁定杆(26)的最终装配位置中，所述第二支腿(30)大体上在径向方向上延伸，尤其其中在所述锁定杆(26)的初始位置中，所述第一支腿(28)大体上在径向方向上延伸。

3.根据权利要求1或2所述的转向设备组件，其特征在于，在所述锁定杆(26)的初始位置与最终装配位置之间有大体上90°的枢转运动。

4.根据前述权利要求之一所述的转向设备组件，其特征在于，所述弹簧元件(34)是被紧固在所述载体(32)上的板簧。

5.根据前述权利要求之一所述的转向设备组件，其特征在于，所述弹簧元件(34)将所述锁定杆(26)取决于其枢转位置相应加载到附近的初始位置或最终装配位置。

6.根据前述权利要求之一所述的转向设备组件，其特征在于，所述载体(32)与所述第一定位体(12)固定地连接，尤其与所述第一定位体(12)一体式地形成。

7.根据前述权利要求之一所述的转向设备组件，其特征在于，形成在所述第二定位体(14)上的锁定轮廓(46)是凹陷，尤其是在周向方向上延伸的周向凹槽(48)。

8.根据前述权利要求之一所述的转向设备组件，其特征在于，所述第二定位体(14)具有用于沿轴向引导所述第一支腿(28)的自由支腿端部(40)的引导凹槽(50)，其中所述止挡件(44)被设置为用于使所述锁定杆(26)在所述引导凹槽(50)的轴向凹槽端部处枢转。

9.根据前述权利要求之一所述的转向设备组件，其特征在于，所述第一定位体(12)与所述转向设备相对应，并且所述第二定位体(14)与所述安全气囊模块相对应。

10.根据权利要求1至8之一所述的转向设备组件，其特征在于，所述第一定位体(12)与所述安全气囊模块相对应，并且所述第二定位体(14)与所述转向设备相对应。

11.一种用于借助于根据前述权利要求之一所述的转向设备组件(10)将安全气囊模块装配在机动车辆的转向设备上的方法，

其中所述两个定位体(12，14)中的一个定位体具有大体上刚性的抓钩(22)，并且所述两个定位体(14，12)中的另一个定位体具有用于与所述抓钩(22)卡合的弹性的锁定元件(20)，并且

其中所述方法包括以下步骤：

-将所述第二定位体(14)沿轴向装配方向引向所述第一定位体(12)，尤其其中将所述第二定位体(14)沿轴向引至所述第一定位体(12)；

-所述第一支腿(28)的自由支腿端部(40)与所述第二定位体(14)上的止挡件(44)接触，由此使所述锁定杆(26)从其初始位置枢转至其最终装配位置，并且在所述最终装配位置中与所述第二定位体(14)的锁定轮廓(46)卡合，其中

-所述弹性的锁定元件(20)与所述抓钩(22)卡合，随后所述锁定杆(26)到达其最终装配位置。

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