CN1926012A - 用于在机动车转向盘上安装模件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于以下述方式将模件安装到机动车可转动的转向盘上的装置，在这种方式下，模件的角位置在转向盘转动过程中保持不变，该装置具有：反向传动机构；该反向传动机构的第一传动元件，所述第一传动元件固定于机动车的机动车固定部分上；该反向传动机构的第二传动元件，所述第二传动元件固定于模件上并可以与其一起转动；以及传动子组件，该传动子组件可以通过转向盘的转动来操作，第一传动元件和第二传动元件通过该传动子组件以下述方式相连合，其中转向盘沿转动方向相对于第一传动元件的转动被转换成与第二传动元件相连接的模件相对于转向盘沿相反方向的转动。根据本发明，该装置还包括第一电接触单元(20)，该第一电接触单元与第一传动元件(11)一起组成子组件(B1)并与机动车固定部分牢固地连接；第二电接触单元(21)，该第二电接触单元与第二传动元件(12)一起组成子组件(B3)，并与模件(30)牢固地连接；以及电连接件，其用于连接第一电接触单元(20)和第二电接触单元(21)。

Description

用于在机动车转向盘上安装模件的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于在机动车转向盘上安装模件的装置。

背景技术

一种这样的装置用于将模件(特别是气囊模件)以使得该模件的角位置在转向盘转动时保持恒定的方式安装到机动车的可转动的转向盘上，以便在发生撞车时，总是确保从该模件中膨胀出来的展开气囊能够最优的、可复现地定位。该装置具有传动机构，其包括第一传动元件，所述第一传动元件与该机动车的一个以固定成可以一起转动的(也即，在位置上固定的)方式与机动车固定部分相连接；包括第二传动元件，所述第二传动元件与该模件以固定成可以一起转动的方式与该模件相连接并与其一起转动；还包括可以通过转向盘的转动来操作的传动子组件，第一传动元件和第二传动元件通过该传动子组件以下述方式相连合：在这种连合方式下，转向盘相对于在位置上固定的第一传动元件在预期方向上的转动被转换成与第二传动元件相连接的模件沿相反方向的转动。在DE 26 25 184 A1中披露了这种装置。

发明内容

本发明的目的在于实现本文开始处所提及的这样一种装置，该装置由于对可用的生产空间的更好利用以及不同子组件组装过程中的较小集成成本而显著优于现有装置。

根据本发明，这一问题由权利要求1所述技术特征解决。

因此，提供第一电接触单元，该第一电接触单元与第一传动元件一起组成一个子组件并和该传动元件一起与机动车固定部分形成固定连接；还提供第二电接触单元，该第二电接触单元与第二传动元件一起组成一个子组件并与该传动元件一起与该模件形成固定连接；其中，所述两个接触单元通过电连接件彼此相连接。

因此，包括第一电接触单元和第一传动元件的子组件以及包括第二电接触单元和第二传动元件的子组件优选地被构成为一个可以完全地预先安装在转向盘外并可以以完成安装的状态设置在机动车固定部分或模件上的子组件，特别是通过将相应的接触单元和相应的传动元件一体集成(固定连接)而构成上述子组件。

具体而言，如DE 196 16 234 A1和DE 197 27 856 A1所大致披露的是，所述两个电接触单元中的每一个都优选地由定子，可相对于该定子转动的转子，以及将该定子和该转子电连接的、相对于转子-定子组件卷绕或解绕的、作为螺旋弹簧示出的柔性导体构成。因此，第一电接触单元的定子就与第一传动元件相连或与其一体制成，并与其一同固定在机动车固定部分上，而第二电接触单元的定子则与第二传动元件相连或与其一体形成，并与其一同固定在所述模件上，也就是以可以与该模件一起关于转向盘转动的方式固定在所述模件上。与此相反，相应接触单元的转子则转动固定地固定在转向盘上，也就是总是可以与其一起转动。

在根据本发明的装置的一个实施例中，第一传动元件具体实施为第一中心齿轮而第二传动元件则具体实施为第二中心齿轮，以构成行星传动机构。因此，第一传动元件和第二传动元件优选地布置成与转向轴同轴。

用于连合第一传动元件和第二传动元件的传动子组件具有平行于转向盘轴线延伸、可由转向盘的转动驱动、并且可绕其纵向轴线转动的轴。在第一和第二传动元件具体实施为第一和第二中心齿轮时，该第一中心齿轮和第二中心齿轮通过平行于转向盘轴线延伸的轴相连合，因此，设置于该轴一端的第一圆周齿轮就与第一中心齿轮相接合，而设置于该轴另一端的第二圆周齿轮则与第二中心齿轮相接合。为此，该轴可以被导引穿过转向盘基体中的开口。

通过转向盘的转动，被导引穿过转向盘基体中开口的轴沿转动方向受到驱动，而第一圆周齿轮则在固定于机动车上的第一中心齿轮上滚动。由此产生的该轴绕其轴线的旋转运动借助于其转动运动与第一圆周齿轮相同(同向)的第二圆周齿轮传递到第二中心齿轮，以使得第二中心齿轮的转动运动与该圆周齿轮的转动运动相反，并因此与转向盘的转动运动相反。结果，与第二中心齿轮相连接的模件就相对于转向盘沿相反方向转动，以使得该模件的角位置与固定于机动车上的坐标系保持相对不变。

因此，第一和第二中心齿轮以及第一和第二圆周齿轮在齿数和尺寸方面设置成，使得转向盘关于第一传动元件的转动角该模件在相反方向上的转动角在大小上基本上相同。转向盘沿一个方向上的转动由此导致设置于转向盘上的该模件相对于该转向盘沿相反方向的转动，并且是以相同转向角的转动，因此使得以可转动的方式安装在转向盘上的该模件的角位置在固定于该机动车的坐标系统中保持不变。

在本发明的一个优选实施例中，第一电接触单元以固定于机动车上的方式设置于转向盘轮毂区域内(例如，位于其定子上方)。这样，举例而言，第一接触单元可以实施为使其在转向盘的安装过程中可插在转向盘的轮毂上并穿过该轮毂，例如在其(可相对于定子转动的)转子上方，同时还在轮毂区域内与转向盘相连接。

第二电接触单元设置于转向盘基体的侧面上，该侧面与转向盘轮毂相对并且朝向该模件，并且该第二电接触单元在该处(例如，在其定子上方)与该模件牢固地连接。第二接触单元的转子则反过来与转向盘转动固定地连接。

第一电接触单元与第二电接触单元的电连接具有优点地通过在转向盘的转向盘基体中的第二开口实现，并且甚至特别是通过在定子和转子之间的电插接连接或者通过柔性导体实现。由此，在模件上设置的电子元件，例如操作元件可与机动车的车载电子系统电连接，其中所述电子元件可由机动车驾驶者操作以启动汽车中的不同功能。进一步，可以提供点火元件，利用它可以在碰撞事故时点燃气囊模件的气体发生器，以展开气囊。

附图说明

下面将结合附图阐述本发明的更多细节和优点。在附图中：

图1是具有用于将模件安装于转向盘上的装置的转向盘的分解透视图；

图2是图1所示的转向盘的剖视图；

图3是图1所示的截去透视图；

图4示出了行星传动机构，模件通过该行星传动机构安装在转向盘上。

具体实施方式

图1示出了机动车转向盘1，其具有用于将模件30安装到转向盘1上的装置，其中整个装置可基本上由四个子组件B1、B2、B3、B4共同组成。下面将结合图2到图4的补充参考对其详细地说明。

第一子组件B1包括第一电接触单元20，该第一电接触单元由第一定子20a、可以(绕转向盘轴线)关于该定子转动的第一转子20b，以及以第一螺旋弹簧22的形式构成的导电片，该导电片使得转子20b可以通过定子20a实现与机动车电网的电连接。该第一子组件B1还包括与第一定子20a相连接或与其一体地形成的第一中心齿轮11(太阳轮)，作为用作反向传动机构的行星传动机构10的一部分。该第一子组件B1通过第一定子20a，利用固定件31与机动车的机动车固定部分相连接，它或者与转向柱的壳体9或者机动车的内衬相连接，从而以固定于机动车的方式固定第一中心齿轮11。

第二子组件B2大致由转向盘1组成，其具有转向盘底座2形式的转向盘基体，该转向盘底座通过四根由转向盘底座2伸出的辐杆5与转向盘轮缘6相连接。第一子组件B1在转向盘轮毂7的区域内通过第一转子20b与转向盘1相连接，其中，第一转子20b以固定成可以一起转动的方式安装于转向盘1上。这样，转向盘1就可以和第一转子20b一起相对于第一子组件B1的定子20a和中心齿轮11转动。

第三子组件B3包括第二电接触单元21，其包括第二定子21a、可以相对于该定子(绕转向盘轴线)转动的第二转子21b、以及以第二螺旋弹簧23形式构成的导电片，该导电片使得第二转子21b可以与第二定子21a电连接并由此实现模件30与机动车电网之间的电连接。第三子组件B3还包括与第二定子21a相连接或者与其一体地形成的第二中心齿轮12。通过将第三子组件B3的定子21a设置在构成或者固定于转向盘1的转向盘底座2上的轴颈或销32上，该定子借助于设置在第三子组件B3上的球轴承17以可转动的方式安装在转向盘1上，而相反的是，第二转子21b以转动固定的方式与转向盘1相连接。因此，与图2不同的是，在图3中示出了所述轴颈或销32也是可以设置在第二转子21b上的。

第一和第二螺旋弹簧22、23在组装时通过两个转子20b、21b经过转向盘底座2中的第二开口与第一、第二和第三子组件B1、B2和B3(例如，借助于电导体或借助于电插接件)彼此电连接。这样，第三子组件B3就通过第一子组件B1与机动车电网相连。

第四子组件B4具有气囊模件30形式的模件30，该气囊模件的气囊在撞车事故中为保护机动车驾驶员而展开。该模件30由适当的固定件与第二电接触单元21的定子21a转动固定地相连接。第四子组件B4在驾驶员侧由盖板33覆盖，设置于可由驾驶员操作的电操作元件24上。电操作元件24通过螺旋弹簧22、23与机动车电网相连接。在模件30的盖板33的下方设置有气囊装置34，该气囊装置具有在撞车的情况下展开并膨胀的气囊。

在组装所述的子组件B1、B2、B3和B4时，与转向盘轴线3同轴设置的第一中心齿轮11(太阳轮)与同样与转向盘轴线3同轴设置的第二中心齿轮12(太阳轮)由被导引穿过转向盘底座2中的第一开口4的轴14相连合。这是通过与第一子组件B1的第一中心齿轮11相接合(也即，与其相啮合)的、在该轴14的第一端设置的第一圆周齿轮15(行星齿轮)实现的。设置于轴14第二端的第二圆周齿轮16(行星齿轮)接合于第三子组件B3的第二中心齿轮12中并与其相啮合。这样，第一中心齿轮11、第二中心齿轮12、第一圆周齿轮15和第二圆周齿轮16就构成了行星传动机构10。

为进一步提高集成度，每个轴14也可以设置于(与转向盘1相连的)第二电接触单元21的转子21b上。重要的是，在转向盘1和轴14之间实现一种有效的连接，使得轴14随着转向盘1的转动而受到驱动并可以使第一圆周齿轮15在相应的中心齿轮11上滚动。

由于第一子组件B1的第一中心齿轮11以固定于机动车上的方式设置，并且与第一中心齿轮11通过圆周齿轮15、16相连合的第二中心齿轮12可以与模件30一起相对于转向盘1转动，因而能够将机动车驾驶员所提供的转向盘1转动，如下面还会进一步说明地转换为第四子组件B4的模件30沿相反方向的转动，也就是说，行星传动机构起到了反向传动机构的作用，将沿第一方向的转向盘转动转换为相对于转向盘1沿相反方向的模件30的转动。

下面将特别参考图2到图4中所示的对上述装置的详细说明。

图2到图4更详细地示出了以可转动方式安装的转向盘1，其具有呈转向盘底座2形式的转向盘基体。从转向盘底座2伸出有四根辐条5，它们将转向盘底座2与转向盘1的转向盘轮缘6相连接。

转向盘1上设置有呈行星传动机构10形式的反向传动机构，其包括第一中心齿轮11、第二中心齿轮12、第一圆周齿轮15和第二圆周齿轮16。第一中心齿轮11与转向盘1的转向盘轴线3同轴地以固定于机动车的方式设置于转向盘底座2的轮毂7的侧面。第二中心齿轮12同样与转向盘1的转向盘轴线3同轴地在转向盘底座2的朝向机动车驾驶员的一侧设置于模件30上。第一中心齿轮11通过轴14与第二中心齿轮有效地连接，该轴被导引穿过转向盘1的转向盘底座2中的第一开口4并平行于转向盘轴线3延伸。设置于轴14一端的第一圆周齿轮15与第一中心齿轮11相接合，而设置于轴14的第二端的第二圆周齿轮16则与第二中心齿轮12相接合，从而使第一中心齿轮11和第二中心齿轮12相连合。

第一中心齿轮11与第一子组件B1的定子20一起以固定成可以一起转动的方式与机动车的机动车固定部分相连接，尤其是与转向柱的壳体9或者机动车的附件相连接。第二中心齿轮12与第三子组件B3的定子21a一起与安装在转向盘1上并可相对于该转向盘转动的模件30以固定成可以一起转动的方式相连接，也就是说，可以与其一同转动。

在转向盘1转动时，被导引穿过转向盘1的转向盘基体2中的第一开口4的轴14受到沿转向盘1的转动方向的驱动，而第一圆周齿轮15则绕固定于机动车上的第一中心齿轮11滚动。第一圆周齿轮15的转动运动通过轴14沿相同的转动方向传递到第二圆周齿轮16。就此而言，第二圆周齿轮16的转动则传递到与其相啮合的第二中心齿轮12，以使得第二中心齿轮12的转动运动与圆周齿轮15、16的转动运动以及转向盘1的转动运动方向相反。因此，与第二中心齿轮12相连并与其一起以可转动的方式安装到转向盘1上的模件30相对于转向盘1沿与转向盘1转动的相反方向转动，从而使得模件30在转向盘1的转动运动过程中相对于机动车的机动车固定部分保持恒定的角位置。

由于在所示的本发明的实施例中，第一中心齿轮11和第二中心齿轮12以及第一圆周齿轮15和第二圆周齿轮16相对应地构成，也就是说，各自具有相同的直径并尤其是具有相同的齿数，因而，转向盘1的转动向第二中心齿轮12的传动比为1∶1，以使得转向盘1和模件30相对于转向盘1沿相对方向经过的转动角基本上相同。

在图中说明的转向装置还具有第一电接触单元20，该第一电接触单元具有第一定子20a、可绕该第一定子转动的第一转子20b以及通过导电片构成的、与定子20a和转子20b电连接的第一螺旋弹簧22，其中第一定子20a与第一中心齿轮11一起设置于机动车固定部分上并与其牢固地相连。第二电接触单元21包括第二定子21a、可绕该定子转动的第二转子21b以及由导电片构成的、与定子21a和转子21b电连接的第二螺旋弹簧23。第二定子21a与第二中心齿轮12一起固定于模件30上并由此以可相对于转向盘1的转向盘基体2转动的方式安装。两个接触单元20、21的转子20b、21b各自转动固定地固定于转向盘1上，也就是固定于转向盘1的基体2上。

这样，就设置了第一螺旋弹簧22与第二螺旋弹簧23之间的电连接件。该电连接件由例如插接连接或柔性导线构成，该插接连接或柔性导线被导引穿过转向盘1的转向盘底座2中为其设置的第二开口并与两个转子20b、21b彼此电连接。由此，使得设置于模件30上的用于控制机动车中的不同电气功能的操作元件24与机动车电网相连接。

在该模件构成为气囊模件30的情况下，气体发生器的点火元件与机动车车上电器通过螺旋弹簧22、23建立连接，以便在撞车发生时能够由撞车传感器触发用于点燃气体发生器的点火元件，从而实现气囊的展开和膨胀。

附图标记

1   转向盘

2   转向盘基体，转向盘底座

3   转向盘轴线

4   转向盘基体中的第一开口

5   转向盘轮辐

6   转向盘轮缘

7   转向盘轮毂

9   转向柱壳体

10  (行星)传动机构

11  第一传动元件，第一中心齿轮

12  第二传动元件，第二中心齿轮

13  传动子组件

14  轴

15  第一圆周齿轮

16  第二圆周齿轮

17  球轴承

20  第一电接触单元

20a 第一定子

20b 第一转子

21  第二电接触单元

21a 第二定子

21b 第二转子

22  第一螺旋弹簧

23  第二螺旋弹簧

24  电元件，操作元件

B1  第一子组件

B2  第二子组件

B3  第三子组件

B4  第四子组件

30 (气囊)模件

31 固定件

32 销

33 盖板

34 气囊装置

Claims (25)

1.用于以使模件的角位置在转向盘转动过程中保持不变的方式将模件安装到机动车的可转动的转向盘上的装置，其包括：

反向传动机构，

该反向传动机构的第一传动元件，所述第一传动元件固定于机动车的机动车固定部分上，

该反向传动机构的第二传动元件，所述第二传动元件固定于模件上并可以与其一起转动，以及

传动子组件，该传动子组件可以通过转向盘的转动来操作，第一传动元件和第二传动元件通过该传动子组件以下述方式相连合，其中转向盘沿转动方向相对于第一传动元件的转动被转换成与第二传动元件相连接的模件相对于转向盘沿相反方向的转动，

其特征在于，还包括

第一电接触单元(20)，该第一电接触单元与第一传动元件(11)一起组成子组件(B1)并与机动车固定部分牢固地连接，

第二电接触单元(21)，该第二电接触单元与第二传动元件(12)一起组成子组件(B3)，并与模件(30)牢固地连接，

电连接件，其用于连接第一电接触单元(20)和第二电接触单元(21)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一传动元件(11)和第一电接触单元(20)的元件(20a)固定在转向柱的壳体(9)或者机动车内衬的一部分上。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，第一传动元件(11)和第一电接触单元(20)的部件(20a)以固定于机动车上的方式设置于转向盘(1)的轮毂(7)的区域内。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，第二传动元件(12)以及第二电接触单元(21)的元件(21a)以可相对于转向盘(1)转动的方式安装于模件(30)上。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，第一和第二电接触单元(20、21)的元件(20b、21b)各自与转向盘(1)转动固定地相连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，第一电接触单元(20)的与转向盘(1)转动固定地连接的元件(20b)通过柔性导体(22)与第一电接触单元(20)的固定于机动车上的元件(20a)电连接，并且，第二电接触单元(21)的与转向盘(1)转动固定地连接的元件(21b)通过柔性导体(23)与第二电接触单元(21)的固定于模件上的元件(21a)电连接。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，第一和/或第二电接触单元(20、21)具有定子(20a、21a)、可绕所述定子转动的转子(20b、21b)以及将所述定子(20a、21a)和所述转子(20b、21b)电连接的柔性导体(22、23)，该柔性导体在转子(20b、21b)相对于定子(20a、21a)转动时可以卷绕和解绕。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，第一电接触单元(20)的定子(20a)相对于第一传动元件(11)转动固定地设置于其上。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，第二电接触单元(20)的定子(21a)相对于第二传动元件(12)转动固定地设置于其上。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，第一和/或第二电接触单元(20、21)的定子(20a、21a)与相应的传动元件(11、12)一体地形成。

11.根据权利要求7到10中任意一项所述的装置，其特征在于，第一和/或第二电接触单元(20、21)的转子(20b、21b)转动固定地设置于转向盘上。

12.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，第一传动元件(11)和第二传动元件(12)与转向盘的转向盘轴线(3)同轴地设置。

13.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，反向传动机构被构成为行星传动机构(10)。

14.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，第一传动元件被构成为第一中心齿轮(11)，第二传动元件被构成为与其同轴设置的第二中心齿轮(12)。

15.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，用于连合第一传动元件(11)和第二传动元件(12)的传动子组件(13)具有平行于转向盘轴线延伸的轴(14)。

16.根据权利要求14和15所述的装置，其特征在于，第一中心齿轮(11)和第二中心齿轮(12)通过平行于转向盘轴线延伸的轴(14)相连合，其中，设置于轴(14)上的第一圆周齿轮(15)与第一中心齿轮(11)相接合，而设置于轴(14)上的第二圆周齿轮(16)则与第二中心齿轮(12)相接合。

17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，用于连合第一传动元件(11)和第二传动元件(12)的轴(14)被导引穿过转向盘(1)的转向盘基体(2)内的开口(4)。

18.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，反向传动机构以下述形式构成：在转向盘(1)转过一个确定角度时，以可转动的方式安装在转向盘(1)上的模件(30)相对于转向盘(1)在相反方向上转过大小相同的角度，以使得模件(30)相对于固定于机动车上的部分以及设置于该部分上的第一传动元件(11)的角位置保持不变。

19.根据权利要求14、16和18所述的装置，其特征在于，第一和第二中心齿轮(11、12)以及第一和第二圆周齿轮(15、16)各自具有相同的齿数。

20.根据权利要求14、16和18所述的装置，其特征在于，第一和第二中心齿轮(11、12)以及第一和第二圆周齿轮(15、16)各自具有相同的直径。

21.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，第一电接触单元(20)和第二电接触单元(21)之间的电连接通过转向盘(1)的转向盘基体(2)中的第二开口实现。

22.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，第一和第二电接触单元(20、21)通过插接连接彼此电连接。

23.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，模件被构成为气囊模件(30)，该气囊模件具有在碰撞时可展开的气囊。

24.根据前述权利要求中任意一项所述的装置，其特征在于，在模件(30)上设置有电构件，特别是以可由机动车驾驶员操作的操作元件(24)的形式和/或气体发生器的点火元件的形式的电构件，所述电构件可以由第二电接触单元(21)电接触。

25.机动车转向盘，具有设置于转向盘(1)上的模件(30)以及根据前述权利要求中任意一项所述的用于将模件(30)安装到转向盘(10)上的装置。

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