CN117561194A - 转向系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于机动车(2)的转向系统(1)。转向系统(1)包括方向盘(3)、前中空圆柱形转向轴(4)和后中空圆柱形转向轴(5)。前转向轴(4)的一个纵向端与方向盘(3)连接，另一个纵向端与后转向轴(5)连接，从而在每种情况下围绕旋转轴线联合旋转。转向系统(1)还包括具有空腔系统(10)和空气管道(11)的空气调节单元(18)。空腔系统(10)形成于方向盘(3)中，并连接到空气管道(11)以便传导空气。根据本发明，空气管道(11)局部地由后转向轴(5)中的空腔(5a)和前转向轴(4)中的空腔(4a)形成。本发明还涉及包括转向系统(1)的机动车(2)。
Description
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的转向系统。本发明还涉及一种具有该转向系统的机动车。
背景技术
具有空气调节的方向盘的转向系统例如披露于DE 298 15 623U1中。该空气调节的方向盘可以减少驾驶员手部出汗，从而改善高温时和/或长途驾驶时的舒适感。
DE 20 2004 014 968 U1公开一种用于为方向盘通风的装置，优选在抓握区域中通过供应调温空气和之后经由分布在抓握区域中的大量排出口排出空气来进行通风。
DE 197 35 834A1公开一种汽车中的操作元件，该操作元件具有可供乘员抓握的、带有出风口的中空抓握部，空气由空气导引通道引向出风口，并经出风口进入乘客舱。
此外，DE 24 58 643 A1公开一种可从内部通风和加热的方向盘。此外，WO 2005/123 483A1公开一种多功能方向盘，可以通过冷却和加热该方向盘的表面来调节该方向盘的温度。
此外，DE 298 15 623U1公开一种可在所有类型的机动车中为手部降温/通风的空调安全方向盘，其中来自于空调设备或传统通风风扇的空气通过软管连接进入转向柱装饰罩区域。
为了对方向盘进行空气调节，方向盘上形成有用于排出空气的多孔的排出结构。该排出结构可以以传导空气的方式连接到提供干燥凉爽空气的机动车空调设备。为此，以传统方式传导空气的软管被引入转向系统，并以传导空气的方式连接到方向盘上的多孔排出结构。不利的是，当方向盘转动时，传导空气的软管也会扭曲，很有可能造成挤压。当转向角度较大时，连接点处还会出现气隙，从而导致转向系统产生不良噪音。
作为替代方案，可以在方向盘中整合一个具有风扇和珀尔帖元件的独立的空气调节系统。其缺点是，珀尔帖元件的热量会适得其反地散发到乘客舱内，而且风扇在吸入和输送空气时会产生不良噪音。此外，这种独立的空气调节系统需要较大的安装空间。
发明内容
因此，本发明的目的是为同类型的转向系统和具有该转向系统的机动车提供一种改进了的或至少是替代性的实施方式，以克服上述缺点。
该目的根据本发明通过独立权利要求的主题来实现。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明的基本思路是利用转向系统中已有的空腔为方向盘提供经调节的空气。本发明提供一种用于机动车的转向系统。该转向系统具有方向盘、前中空圆柱形转向轴和后中空圆柱形转向轴。其中，前转向轴的一个纵向端与方向盘以不可相对旋转的方式连接，与此相反的另一个纵向端与后转向轴以不可相对旋转的方式连接。该转向系统还具有空气调节单元，该空气调节单元包括用于为方向盘进行空气调节的空腔系统以及用于将经调节的空气引向空腔系统的空气管道。空腔系统形成于方向盘中，并以传导空气的方式与空气管道连接。根据本发明，空气调节单元的空气管道局部地由后转向轴中的空腔和前转向轴中的空腔形成。
此外，转向系统具有用于提供经调节的空气的空气接口。其中，空气接口在后转向轴的与方向盘相反的纵向端上以传导空气的方式与后转向轴的空腔连通。据此，空气接口布置在后转向轴的与方向盘相反的纵向端上。
此外，空气调节单元具有密封系统，且该密封系统将空气接口与后转向轴的与方向盘相反的纵向端以气密和可旋转的方式连接。亦即，密封系统向外气密地封闭后转向轴中的空腔，从而使转向轴内部的空气管道不会沾染发动机侧的污垢。
此外，密封系统具有密封件、空气接口侧元件和转向轴侧元件。空气接口形成在空气接口侧元件中，转向轴侧元件与后转向轴的与方向盘相反的纵向端以气密和不可相对旋转的方式连接。空气接口侧元件和转向轴侧元件通过密封件以气密和可旋转的方式彼此连接。密封件可以是金属密封件和/或间隙密封件和/或聚合物密封件。
密封件允许转向轴侧元件相对于空气接口侧元件中的空气接口进行旋转。因此，当后转向轴旋转时，转向轴侧元件可在空气接口侧元件上旋转，在此过程中，密封件使两个元件之间的连接保持密封。空气接口侧元件和形成在空气接口侧元件中的空气接口可以以不可旋转或者说位置固定的方式安装在机动车中。如果空气接口上设有用于空调设备或独立空气调节系统的附加软管或附加管件，这些附加软管或附加管件也可以以不可旋转或者说位置固定的方式安装在机动车中。这样可以防止软管或管件受损。
前转向轴中的空腔和后转向轴中的空腔均可居中地形成。前转向轴中的空腔和后转向轴中的空腔可分别与转向系统的旋转轴同轴延伸。后转向轴中的空腔可与前转向轴中的空腔连通。前转向轴和后转向轴可以是金属材质。前转向轴的纵向中轴线可与旋转轴重合。后转向轴的纵向中轴线可与旋转轴重合。前转向轴和后转向轴可彼此同轴定向。
后转向轴和前转向轴可以有利地在推拉区域中以可沿旋转轴推拉的方式彼此连接。在推拉区域中，后转向轴可在其靠近方向盘的纵向端上局部地容置在前转向轴或前转向轴的空腔中。在推拉区域中，前转向轴和后转向轴可以以对外气密的方式彼此连接。后转向轴和/或前转向轴可以以可绕旋转轴旋转的方式容置在车辆侧壳体中。车辆侧壳体可以以不可旋转和/或位置固定的方式布置在机动车中。
在根据本发明的转向系统中，为方向盘所进行的空气调节可以简化方式实现。具体而言，空气管道是局部地通过转向轴中已有的空腔而实现，因此不需要通过复杂的设计来将空气引入方向盘。此外，方向盘的相对运动不会影响空气管道，从而降低了空气管道被挤压的风险。
空气接口可被设计成可连接到机动车的空调设备。在此情况下，机动车的空调设备可为方向盘的空气调节提供经调节的空气。其中，空调设备可用于冷却和加热空气调节单元所需要的空气，并对空气管道进行加压。空气接口可通过附加软管或附加管件以传导空气的方式连接到空调设备。这就无需在车厢内增设风扇，从而降低了车厢内的噪音。此外，也不需要昂贵的珀尔帖元件(Pelletier-Element)。
作为替代方案，空气接口可被设计成可连接到独立的空气调节系统，该空气调节系统包括风扇和酌情设置的珀尔帖元件。空气接口可通过附加软管或附加管件以传导空气的方式连接到风扇。空气调节系统可布置在后转向轴的与方向盘相反的一侧，从而可布置在机动车的发动机舱内。换言之，空气调节系统可以布置在发动机舱一侧。这样可以减少风扇发出的噪音和珀尔帖元件在乘客舱内所产生的热量。
可以有利地设置成：方向盘通过中空圆柱形中心螺钉与前转向轴以不可相对旋转的方式连接。在此情况下，前转向轴中的空腔与中心螺钉中的空腔连通。其中，空气调节单元的空气管道局部地由中心螺钉中的空腔形成。
空腔系统可通过柔性的端部管道以传导空气的方式与中心螺钉的空腔连通。柔性的端部管道优选由柔性的端部软管形成。在此情况下，转向系统中的空气管道可由后转向轴的空腔、前转向轴的空腔、中心螺钉的空腔和柔性端部管道形成。端部管道可以通过螺旋连接固定在中心螺钉上。为此，端部管道可具有带内螺纹的螺套，而中心螺钉可具有外螺纹。由于在转向过程中，中心螺钉与方向盘一起转动，从而也与端部管道一起转动，因此在方向盘、中心螺钉与端部管道之间不会发生相对旋转。这就消除了导引空气的端部管道的受挤压风险。
可以有利地设置成：空腔系统具有多个通流开口，并且所述开口形成在方向盘中。这些开口以传导空气的方式与空气管道连通，并从方向盘通向外部。多个开口可由形成方向盘的发泡体中的空腔和/或沟槽形成，以及/或者由方向盘多孔功能垫和/或方向盘穿孔覆盖层中的孔形成。在此情况下，经调节的空气可从空气管道流入发泡体的空腔和/或沟槽中，并分布在方向盘中。然后，空气可以通过多孔功能垫和/或穿孔覆盖层从方向盘的发泡体流向外部。覆盖层例如可由皮革或人造皮革制成，并具有穿孔。
在转向系统的进一步设计中，可设置成：转向系统具有至少一个用于通过传动机构横向/侧向引入模拟转向力的力反馈执行器。作为替代方案，转向系统可具有至少一个力反馈执行器，该力反馈执行器相对于前转向轴和/或相对于后转向轴沿径向安装。这就可以在转向系统中横向引入模拟转向力。换言之，力反馈执行器可以连接在Z-Y块(Z-Y-Block)中，而不是连接在X块(X-Block)中。
本发明还涉及一种具有转向系统和空调设备的机动车。转向系统具有空气调节单元，该空气调节单元包括用于为方向盘进行空气调节的空腔系统以及用于将经调节的空气引向空腔系统的空气管道。空腔系统形成于方向盘中，并以传导空气的方式与空气管道连接。根据本发明，转向系统采用如上所述的设计。其中，空气调节单元的空气管道以传导空气的方式与空调设备连接，可由空调设备为空气调节单元提供经调节的空气。为避免重复，在此请参考上文中关于转向系统的说明。
附图说明
本发明的一个优选实施例图示于附图中，在下面的说明中将对其进行详细解释。
具体实施方式
唯一的图1示出机动车2中根据本发明所提供的转向系统1。转向系统1具有可绕旋转轴DA旋转的方向盘3、前中空圆柱形转向轴4和后中空圆柱形转向轴5。方向盘3在其方向盘轮毂3a处通过中心螺钉6与前转向轴4以不可相对旋转的方式连接。在转向系统1的推拉区域7中，前转向轴4在远离方向盘3一侧与后转向轴5以可沿旋转轴DA推拉但不可相对旋转的方式连接。亦即，当方向盘3转动时，前转向轴4和后转向轴5也随之转动。
在推拉区域7中，前转向轴4和后转向轴5可以沿旋转轴DA彼此靠近或远离，从而可根据驾驶员的情况调节方向盘3。推拉区域7向外气密密封。转向系统1还具有密封系统8，该密封系统在后转向轴5上远离方向盘3布置，并将后转向轴5封闭。
转向系统1还具有空气调节单元18。空气调节单元包括空气接口9、空腔系统10和空气管道11。空气接口9形成在密封系统8中，空腔系统10形成在方向盘3中。空气管道11以传导空气的方式将空气接口9和空腔系统10连接在一起。
密封系统8具有密封件12、空气接口侧元件13和转向轴侧元件14。转向轴侧元件14和后转向轴5在与方向盘3相反的一侧以气密和不可相对旋转的方式连接。空气接口侧元件13通过密封件12与转向轴侧元件14以气密和可旋转的方式连接。空腔系统10具有多个形成在方向盘3中的通流开口15。
空气管道11将密封系统8中的空气接口9与方向盘3中的空腔系统10连接起来。空气管道11由后转向轴5的空腔5a、前转向轴4的空腔4a、中心螺钉6的空腔6a和端部管道16形成。端部管道16将空腔系统10与中心螺钉6的空腔6a连接起来。
端部管道16与中心螺钉6拧紧。为此，端部管道16具有带内螺纹的螺套17，而中心螺钉6具有外螺纹。在转向系统1中，端部管道16可随方向盘3和前转向轴4一起旋转，因此端部管道16与方向盘3之间不会发生相对旋转。
在图1中，转向系统1布置在机动车2中。机动车2具有空调设备19和用于转向系统1的壳体20。空调设备19以传导空气的方式与空气调节单元18的空气接口9连接，并为空气调节单元18提供经调节的空气。经调节的空气可从空调设备19被输送到空气接口9，并进一步通过空气管道11被输送到方向盘3。然后，经调节的空气可从方向盘3中排出，从而为方向盘3进行空气调节。这可以改善驾驶员在高温下和/或长时间驾驶时的舒适感。
方向盘3、前转向轴4、后转向轴5和转向轴侧元件14不能相对转动。空气接口侧元件13相对于车辆是固定的，并且相对于机动车2不可旋转。壳体20相对于车辆是固定的，并在转向轴4和5或推拉区域7的区域内可旋转地容纳转向系统1。在安装于车辆2的转向系统1中，方向盘3、前转向轴4、后转向轴5和转向轴侧元件14不能相对转动，但可相对于机动车2和空气接口侧元件13进行旋转。
在根据本发明的转向系统1中，可以通过空气调节单元19以简化的方式为方向盘3进行空气调节。经调节的空气可从空气接口9经现有的空腔4a、5a和6a以及端部管道16进入空腔系统10，并通过空腔系统10的开口15向外输送。此外，方向盘3的相对旋转不会影响空气管道11，尤其不会影响端部管道16，从而降低空气管道被挤压的风险。
Claims (7)
1.一种用于机动车(2)的转向系统(1)，
-其中所述转向系统(1)具有方向盘(3)、前中空圆柱形转向轴(4)和后中空圆柱形转向轴(5)，
-其中所述前转向轴(4)的一个纵向端与所述方向盘(3)以不可相对旋转的方式连接，另一个纵向端与所述后转向轴(5)以不可相对旋转的方式连接，
-其中所述转向系统(1)具有空气调节单元(18)，所述空气调节单元包括用于为所述方向盘(3)进行空气调节的空腔系统(10)以及用于将经调节的空气引向所述空腔系统(10)的空气管道(11)，
-其中所述空腔系统(10)形成于所述方向盘(3)中，并以传导空气的方式与所述空气管道(11)连接，
其特征在于，
所述空气调节单元(18)的空气管道(11)局部地由所述后转向轴(5)中的空腔(5a)和所述前转向轴(4)中的空腔(4a)形成，所述转向系统(1)具有用于提供经调节的空气的空气接口(9)，其中所述空气接口(9)在所述后转向轴(5)的与所述方向盘(3)相反的纵向端上以传导空气的方式与所述后转向轴(5)的空腔(5a)连通，并且所述空气调节单元(18)具有密封系统(8)，所述密封系统将所述空气接口(9)与所述后转向轴(5)的与所述方向盘(3)相反的纵向端以气密和可旋转的方式连接，其中
-所述密封系统(8)具有密封件(12)、空气接口侧元件(13)和转向轴侧元件(14)，
-所述空气接口(9)形成在所述空气接口侧元件(13)中，所述转向轴侧元件(14)以气密的方式连接到所述后转向轴(5)的与所述方向盘(3)相反的纵向端，并且
-所述空气接口侧元件(13)和所述转向轴侧元件(14)通过所述密封件(12)以气密和可旋转的方式彼此连接。
2.根据权利要求1所述的转向系统，
其特征在于，
所述密封件(12)是金属密封件和/或间隙密封件和/或聚合物密封件。
3.根据权利要求1或2所述的转向系统，
其特征在于，
-所述方向盘(3)通过中空圆柱形中心螺钉(6)与所述前转向轴(4)以不可相对旋转的方式连接，以及
-所述前转向轴(4)中的空腔(4a)与所述中心螺钉(6)中的空腔(6a)连通，以及
-所述空气调节单元(18)的空气管道(11)局部地由所述中心螺钉(6)中的空腔(6a)形成。
4.根据权利要求3所述的转向系统，
其特征在于，
所述空腔系统(10)通过柔性的端部管道(16)以传导空气的方式与所述中心螺钉(6)中的空腔(6a)连通。
5.根据前述权利要求中任一项所述的转向系统，
其特征在于，
-所述空腔系统(10)具有多个通流开口(15)，并且所述开口(15)形成在所述方向盘(3)中，以及
-所述开口(15)以传导空气的方式与所述空气管道(11)连通，
并从所述方向盘(3)通向外部。
6.根据前述权利要求中任一项所述的转向系统，
其特征在于，
-所述转向系统(1)具有至少一个用于通过传动机构横向引入模拟转向力的力反馈执行器，或者
-所述转向系统(1)具有至少一个力反馈执行器，其中所述至少一个力反馈执行器相对于所述前转向轴(4)以及/或者相对于所述后转向轴(5)沿径向安装。
7.一种具有转向系统(1)和空调设备(19)的机动车(2)，
-其中所述转向系统(1)具有空气调节单元(18)，所述空气调节单元包括用于为所述方向盘(3)进行空气调节的空腔系统(10)以及用于将经调节的空气引向所述空腔系统(10)的空气管道(11)，
-其中所述空腔系统(10)形成于所述方向盘(3)中，并以传导空气的方式与所述空气管道(11)连接，
其特征在于，
所述转向系统(1)按照前述权利要求之一进行设计，其中所述空气调节单元(18)的空气管道(11)以传导空气的方式与所述空调设备(19)连接，可由所述空调设备(19)为所述空气调节单元(18)提供所述经调节的空气，所述转向系统(1)具有用于提供经调节的空气的空气接口(9)，其中所述空气接口(9)在所述后转向轴(5)的与所述方向盘(3)相反的纵向端上以传导空气的方式与所述后转向轴(5)的空腔(5a)连通，并且所述空气调节单元(18)具有密封系统(8)，所述密封系统将所述空气接口(9)与所述后转向轴(5)的与所述方向盘(3)相反的纵向端以气密和可旋转的方式连接，其中：
-所述密封系统(8)具有密封件(12)、空气接口侧元件(13)和转向轴侧元件(14)，
-所述空气接口(9)形成在所述空气接口侧元件(13)中，所述转向轴侧元件(14)以气密的方式连接到所述后转向轴(5)的与所述方向盘(3)相反的纵向端，并且
-所述空气接口侧元件(13)和所述转向轴侧元件(14)通过所述密封件(12)以气密和可旋转的方式彼此连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |