DE102020116454A1

DE102020116454A1 - Steering transmission arrangement for a motor vehicle and steering arrangement

Info

Publication number: DE102020116454A1
Application number: DE102020116454.8A
Authority: DE
Inventors: Carsten Tilscher; Doeke Willem De Walle; Salar Vakili; Dominic Arnold; Daniel Bamesberger; Daniel Zarges; Jens Hoffbauer-Kieper
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2020-06-23
Filing date: 2020-06-23
Publication date: 2021-12-23

Abstract

Lenkübertragungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Gehäuseanordnung (8), die zumindest eine Lenksäulenanordnung (10), eine Lenkradanbindungsstelle (16) und ein Airbagmodul (14) aufweist, wobei das Airbagmodul (14) in einem Pralltopf (12) vorgesehen ist, wobei die Lenkradanbindungsstelle (16) an dem Pralltopf (12) vorgesehen ist und zumindest einen Teil einer formschlüssigen Verbindungsanordnung (15) aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lenkanordnung.Steering transmission arrangement for a motor vehicle with a housing arrangement (8) which has at least one steering column arrangement (10), a steering wheel connection point (16) and an airbag module (14), the airbag module (14) being provided in an impact pot (12), the steering wheel connection point (16) is provided on the impact pot (12) and has at least part of a form-fitting connection arrangement (15). The invention also relates to a steering arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkübertragungsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Gehäuseanordnung, die zumindest eine Lenksäulenanordnung, eine Lenkradanbindungsstelle und ein Airbagmodul aufweist. Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Lenkanordnung mit einer derartigen Lenkübertragungsanordnung.The invention relates to a steering transmission arrangement for a motor vehicle with a housing arrangement which has at least one steering column arrangement, a steering wheel connection point and an airbag module. The invention also relates to a steering arrangement with such a steering transmission arrangement.

Lenkübertragungsanordnungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Klassischerweise besitzen diese eine Lenksäulenanordnung mit einer Lenkwelle zur elektromechanischen Kopplung mit einer Lenkachse, die letztendlich die Lenkkraft zu den Rädern überträgt. Insbesondere bei der Entwicklung von Fahrzeugen mit einem autonomen Fahrmodus kommt die „Steer-by-Wire Lenksäule“ zum Einsatz, bei der die Lenksäulenanordnung von der Lenkachse mechanisch entkoppelt ist. In allen Fällen weist jedoch die Lenkübertragungsanordnung eine Lenkradanbindungsstelle auf, die zur Herstellung einer Lenkanordnung mit einem entsprechenden Lenkrad vorgesehen ist. Hierbei ist es bekannt, das Lenkrad lösbar an der Lenkradanbindungsstelle mit der Lenksäulenanordnung zu verbinden. Bei Fahrzeugen, die im Bereich der Lenkanordnung ein Airbagmodul aufweisen, ist es bekannt, dieses Airbagmodul in das Lenkrad zu integrieren, wobei dieses Airbagmodul beim Austausch eines Lenkrades ebenfalls gewechselt werden würde. Um das Lenkrad einfacher an die Bedürfnisse eines Nutzers anpassen zu können, schlägt die japanische Offenlegungsschrift JP H 11139325 A vor, das Airbagmodul an der Längssäulenanordnung vorzusehen und das Lenkrad auf einer Rückseite des Airbagmoduls mittels Schrauben zu befestigen. Insbesondere bei Fahrzeugen, die in unterschiedlichsten Betriebssituationen eingesetzt werden können, wie zum Beispiel Sportwagen, die sowohl auf einer Rennstrecke wie auch im öffentlichen Verkehr eingesetzt werden, ist es wünschenswert, verschiedene Lenkräder für die verschiedenen Betriebssituationen einzusetzen. Ein derartiger schneller Wechsel unter Beibehaltung der Sicherheitsbedingungen, die eine Lenkanordnung erfüllen muss, ist mit den bekannten Anordnungen nicht oder nur sehr schwer möglich.Steering transmission arrangements are well known from the prior art. Classically, these have a steering column arrangement with a steering shaft for electromechanical coupling with a steering axle that ultimately transmits the steering force to the wheels. The “steer-by-wire steering column”, in which the steering column arrangement is mechanically decoupled from the steering axle, is used particularly in the development of vehicles with an autonomous driving mode. In all cases, however, the steering transmission arrangement has a steering wheel connection point which is provided for producing a steering arrangement with a corresponding steering wheel. It is known here to releasably connect the steering wheel to the steering column arrangement at the steering wheel connection point. In vehicles which have an airbag module in the area of the steering arrangement, it is known to integrate this airbag module into the steering wheel, this airbag module also being exchanged when a steering wheel is replaced. In order to be able to adapt the steering wheel more easily to the needs of a user, the Japanese patent application suggests JP H 11139325 A propose to provide the airbag module on the longitudinal column arrangement and to fasten the steering wheel on a rear side of the airbag module by means of screws. In particular in the case of vehicles that can be used in a wide variety of operating situations, such as sports cars that are used both on a racetrack and in public transport, it is desirable to use different steering wheels for the different operating situations. Such a rapid change while maintaining the safety conditions that a steering arrangement must meet is not possible, or only possible with great difficulty, with the known arrangements.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lenkübertragungsanordnung beziehungsweise eine Lenkanordnung bereit zu stellen, die den oben genannten Nachteil auf möglichst einfache und kostengünstige Weise vermeidet.The object of the invention is therefore to provide a steering transmission arrangement or a steering arrangement which avoids the above-mentioned disadvantage in the simplest and most cost-effective way possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Lenkübertragungsanaordnung dadurch gelöst, dass das Airbagmodul in einem Pralltopf vorgesehen ist, wobei die Lenkradanbindungsstelle an dem Pralltopf vorgesehen ist und zumindest einen Teil einer formschlüssigen Verbindungsanordnung aufweist. Hierdurch ist ein besonders einfacher Wechsel des Lenkrades möglich, der jederzeit vom Fahrer selbst vorgenommen werden kann. Hierzu muss lediglich das Lenkrad über den Pralltopf geschoben werden und dann an der Lenkradanbindungsstelle verriegelt werden.According to the invention, this object is achieved in a steering transmission arrangement in that the airbag module is provided in an impact pot, the steering wheel connection point being provided on the impact pot and having at least part of a form-fitting connection arrangement. This enables a particularly simple change of the steering wheel, which can be carried out by the driver himself at any time. To do this, the steering wheel only needs to be pushed over the impact absorber and then locked at the steering wheel connection point.

In besonders vorteilhafter Weise ist der Pralltopf im Querschnitt kreisförmig oder viereckig ausgeführt. Hierbei ist es bei der viereckigen Ausführung besonders einfach, das Lenkrad in der richtigen Position auf den Pralltopf zu schieben. Zu dem wird hierdurch auch ein zusätzlicher Formschluss erzeugt. Bei einem rein kreisförmigen Querschnitt ist es zudem denkbar, dass mindestens eine Nase oder eine Nut am Pralltopf vorgesehen ist, die mit einer entsprechenden Nut oder Nase am Lenkrad zusammenwirkt und folglich den zusätzlichen Formschluss herstellt.In a particularly advantageous manner, the impact pot is designed to be circular or square in cross section. With the square design, it is particularly easy to push the steering wheel onto the impact pot in the correct position. This also creates an additional form fit. In the case of a purely circular cross section, it is also conceivable that at least one nose or one groove is provided on the impact pot, which cooperates with a corresponding groove or nose on the steering wheel and consequently produces the additional form fit.

Die Längssäulenanordnung kann als Steer-by-Wire Lenksäule ausgebildet sein. Alternativ kann die Längssäulenanordnung eine Lenkwelle zur elektromechanischen Kopplung mit einer Lenkachse aufweisen.The longitudinal column arrangement can be designed as a steer-by-wire steering column. Alternatively, the longitudinal column arrangement can have a steering shaft for electromechanical coupling with a steering axle.

In besonders vorteilhafter Weise ist die formschlüssige Verbindungsanordnung als Bajonettverschluss, Passfeder, Nut-Federverbindung, etc. ausgeführt. Diese Verbindungsanordnung wirkt natürlich dann in entsprechender Weise mit einem Gegenstück des Lenkrades zusammen.In a particularly advantageous manner, the form-fitting connection arrangement is designed as a bayonet lock, feather key, tongue and groove connection, etc. This connection arrangement then of course interacts in a corresponding manner with a counterpart of the steering wheel.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch eine Lenkanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Lenkübertragungsanordnung, wobei ein Lenkrad vorgesehen ist, das ein Zentralelement aufweist, das über eine Speichenanordnung mit einer Griffanordnung verbunden ist, dass mit einem Innenbereich in Form auf einen Seitenwandbereich des Pralltopfes anschließt und das ein Formschlussverbindungmittel für die formschlüssige Verbindungsanordnung aufweist.The object is also achieved by a steering arrangement for a motor vehicle with such a steering transmission arrangement, wherein a steering wheel is provided which has a central element which is connected via a spoke arrangement to a handle arrangement that connects with an inner area in the form of a side wall area of the impact pot and which has a form-fit connection means for the form-fit connection arrangement.

Wie oben bereits angedeutet, ist es hierbei besonders vorteilhaft, wenn zumindest der Innenbereich des Zentralelementes eine mit dem Pralltopf korrespondierende Ringform oder Viereckform aufweist. Hierdurch korrespondiert das Zentralelement und damit das Lenkrad in optimaler Weise mit der entsprechenden Form des Pralltopfes.As already indicated above, it is particularly advantageous here if at least the inner region of the central element has an annular shape or a square shape that corresponds to the impact pot. As a result, the central element and thus the steering wheel correspond in an optimal way with the corresponding shape of the impact pot.

In besonders vorteilhafter Weise weist die Gehäuseanordnung ein Anschlagmittel in axialer Richtung für das Zentralelement auf. Hierdurch ist gewährleistet, dass das Lenkrad nicht zu weit über den Pralltopf hinausgeschoben werden kann.In a particularly advantageous manner, the housing arrangement has a stop means in the axial direction for the central element. This ensures that the steering wheel cannot be pushed too far beyond the impact absorber.

In vorteilhafter Weise ist die Griffanordnung ringförmig ausgebildet. Sie kann jedoch auch alternativ aus zwei, in einer nicht eingeschlagenen Betriebssituation an einer Vertikalachse gespiegelten, gegenübergelegenen Griffbereichen bestehen.The handle arrangement is advantageously designed in the form of a ring. However, it can alternatively consist of two, in one not taken Operating situation on a vertical axis mirrored, opposite grip areas exist.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Lenkanordnung mit einem abgehobenen Lenkrad,
2 eine perspektivische Ansicht der Lenkanordnung aus 1 im montierten Zustand, und
3 eine perspektivische Ansicht einer Lenkanordnung mit einem alternativen Lenkrad.

The invention is explained in more detail with reference to a drawing. Here shows:

1 a side view of a steering arrangement according to the invention with a lifted steering wheel,
2 a perspective view of the steering assembly from 1 in the assembled state, and
3 a perspective view of a steering assembly with an alternative steering wheel.

1 zeigt in einer Seitenansicht eine erfindungsgemäße Lenkübertragungsanordnung 2 mit einem beabstandet davon vorgesehenen, noch nicht montierten Lenkrad 4 für ein nicht weiter dargestelltes Kraftfahrzeug. Wie in den 2 und 3 dargestellt, bilden die Lenkübertragungsanordnungen 2 und das jeweilige Lenkrad 4, 4' eine erste und zweite Lenkanordnung 6, 6'. 1 shows a steering transmission arrangement according to the invention in a side view 2 with a steering wheel which is provided at a distance from it and has not yet been assembled 4th for a motor vehicle not shown in detail. As in the 2 and 3 shown, form the steering transmission assemblies 2 and the respective steering wheel 4th , 4 ' first and second steering assemblies 6th , 6 ' .

Die Lenkübertragungsanordnung 2 weist auf bekannte Weise eine Gehäuseanordnung 8 auf, die auf ein ebenfalls nicht weiter dargestelltes Armaturenbrett des Kraftfahrzeuges angreift. Die Gehäuseanordnung 8 weist hier im Wesentlichen eine Lenksäulenanordnung 10 und einen Pralltopf 12 auf. In dem Pralltopf 12 ist ein Airbagmodul 14 vorgesehen, das auf bekannte Weise in einer Crash-Situation einen Luftsack entfaltet, um einen Fahrer vor schwerwiegenden Verletzungen zu schützen. An den Pralltopf 12 ist eine Lenkradanbindungstelle 16 vorgesehen, die eine formschlüssige Verbindungsanordnung 15 als Teil eines Bajonettverschlusses, der mit einem entsprechenden Formschlussverbindungsmittel 17 des Lenkrades 4 zusammenwirkt, ausbildet. Der Pralltopf 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildet und weist eine exemplarisch dargestellte Feder 18 auf, die in eine entsprechende Nut des Lenkrades 4 eingreifen kann, um das Lenkrad 4 bei der Montage sicher vor zu positionieren und darüber hinaus eine weitere formschlüssige Verbindung mit dem Pralltopf 12 herzustellen. Des Weiteren ist ein ringförmig verlaufendes Anschlagmittel 20 vorgesehen, das mit einem Zentralelement 22 des Lenkrades 4 zusammenwirkt, um das Lenkrad 4 beim Aufschieben auf den Pralltopf 12 in axialer Richtung zu fixieren. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Lenksäulenanordnung 10 eine Lenkwelle 24 zur elektromechanischen Kopplung mit einer nicht weiter dargestellten Lenkachse auf. Alternativ ist es natürlich auch möglich die Lenksäulenanordnung 10 als Steer-by-Wire Lenksäule auszubilden.The steering transmission arrangement 2 comprises a housing assembly in a known manner 8th on, which attacks a dashboard of the motor vehicle, also not shown. The housing arrangement 8th here essentially has a steering column arrangement 10 and an impact pot 12th on. In the impact pot 12th is an airbag module 14th provided, which unfolds an airbag in a known manner in a crash situation in order to protect a driver from serious injuries. To the impact pot 12th is a steering wheel connection point 16 provided that a form-fitting connection arrangement 15th as part of a bayonet catch, which is connected to a corresponding form-fit connection means 17th of the steering wheel 4th cooperates, trains. The impact pot 12th is circular in the present embodiment and has a spring shown as an example 18th into a corresponding groove on the steering wheel 4th can intervene to the steering wheel 4th To be positioned safely in advance during assembly and, in addition, a further form-fitting connection with the impact absorber 12th to manufacture. Furthermore, there is an annular stop means 20th provided with a central element 22nd of the steering wheel 4th cooperates to the steering wheel 4th when sliding onto the impact pot 12th to be fixed in the axial direction. In the present exemplary embodiment, the steering column arrangement 10 a steering shaft 24 for electromechanical coupling with a steering axle not shown. Alternatively, it is of course also possible to use the steering column arrangement 10 to be designed as a steer-by-wire steering column.

Wie bereits angedeutet zeigt 2 die Lenkanordnung 6 für das nicht weiter dargestellte Kraftfahrzug in einer perspektivischen Ansicht. Deutlich zu erkennen ist hier das Lenkrad 4, das mit dem Zentralelement 22 auf den Pralltopf 12 geschoben ist und dort verriegelt ist. Das Zentralelement weist hierzu einen nicht weiter dargestellten Innenbereich auf, der im Querschnitt mit einem zugewandten Außenbereich 25 des Pralltopfes 12 korrespondierende Kreisform besitzt. Das Lenkrad 4 besitzt eine Speichenanordnung 26 bestehend aus drei Speichenorganen 28, 30, 32, die mit einer ringförmigen Griffanordnung 34 verbunden sind. Deutlich zu erkennen ist hier auch das Airbagmodul 14, dass fest in dem Pralltopf 12 angeordnet ist.As already indicated shows 2 the steering assembly 6th for the motor vehicle, not shown, in a perspective view. The steering wheel can be clearly seen here 4th , the one with the central element 22nd on the impact pot 12th is pushed and is locked there. For this purpose, the central element has an inner area (not shown further) which, in cross section, has a facing outer area 25th of the impact pot 12th has a corresponding circular shape. The steering wheel 4th has a spoke arrangement 26th consisting of three spoke organs 28 , 30th , 32 that come with an annular handle assembly 34 are connected. The airbag module can also be clearly seen here 14th that stuck in the baffle 12th is arranged.

3 zeigt eine Lenkanordnung 6' mit einer alternativen Ausführungsform eines Lenkrades 4'. Diese Lenkrad 4' ist besonders geeignet für eine Fahrt auf Rennstrecken. Auch dieses Lenkrad 4' weist wieder das vollständig ringförmig ausgebildete Zentralelement 22 auf, das in diesem Falle über eine Speichenanordnung 26' bestehend aus zwei Speichen 28' und 30' mit jeweils zwei Griffbereichen 36, 38, die hier die Griffanordnung 34' bilden, verbunden ist. Die Griffbereiche 36 und 38 sind in einer nicht eingeschlagenen Betriebssituation an einer Vertikalachse 40 gespiegelt und sind dementsprechend gegenüberliegend angeordnet. 3 shows a steering arrangement 6 ' with an alternative embodiment of a steering wheel 4 ' . This steering wheel 4 ' is particularly suitable for driving on racetracks. This steering wheel too 4 ' again has the completely ring-shaped central element 22nd on, in this case via a spoke arrangement 26 ' consisting of two spokes 28 ' and 30 ' with two grip areas each 36 , 38 Here's the handle assembly 34 ' form, is connected. The grip areas 36 and 38 are on a vertical axis in an operating situation that has not been taken 40 mirrored and are accordingly arranged opposite one another.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

JP H11139325 A [0002]

Claims

Steering transmission arrangement for a motor vehicle with a housing arrangement (8) which has at least one steering column arrangement (10), a steering wheel connection point (16) and an airbag module (14), characterized in that the airbag module (14) is provided in an impact pot (12), wherein the steering wheel connection point (16) is provided on the impact pot (12) and has at least part of a form-fitting connection arrangement (15).

Steering transmission arrangement according to Claim 1 , characterized in that the impact pot (12) is circular or polygonal in cross section.

Steering transmission arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the steering column arrangement is designed as a steer-by-wire steering column.

Steering transmission arrangement according to Claim 1 or 2 , characterized in that the steering column arrangement (10) has a steering shaft (24) for electromechanical coupling with a steering axle.

Steering transmission arrangement according to Claim 4 , characterized in that the form-fitting connection arrangement (15) is designed as a bayonet lock, feather key, tongue and groove connection, etc.

Steering arrangement for a motor vehicle with a steering transmission arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a steering wheel (4, 4 ') is provided which has a central element (22) which is connected via a spoke arrangement (26, 26') to a handle arrangement ( 34, 34 '), which connects with an inner area in the form of a side wall area of the impact pot (12) and which has a form-fit connection means (17) for the form-fit connection arrangement (15).

Steering arrangement according to Claim 6 i. V. m. Claim 2 , characterized in that at least the inner area of the central element (22) has a ring shape or polygonal shape corresponding to the impact pot (12).

Steering arrangement according to Claim 6 or 7th , characterized in that the housing arrangement (8) has a stop means (20) in the axial direction for the central element (22).

Steering arrangement according to one of the Claims 6 - 8th , characterized in that the handle arrangement (34) is annular.

Steering arrangement according to one of the Claims 6 - 8th , characterized in that the handle arrangement (34 ') consists of two opposite handle areas (36, 38) which are mirrored on a vertical axis (40) when the operating situation is not taken.