用于将气囊模块紧固在车辆方向盘上的弹簧元件以及具有这种弹簧元件的方向盘组件的制作方法

本发明涉及用于将气囊模块紧固在车辆方向盘上的弹簧元件，该弹簧元件具有从工具作用点起经由第一支承部位延伸直到第一自由弹簧端部为止的第一弹簧区段以及从所述工具作用点起经由第二支承部位延伸直到第二自由弹簧端部为止的第二弹簧区段，其中，所述工具作用点与在两个自由弹簧端部之间的连接路段间隔开并且能沿操作方向向该连接路段移动。

此外，本发明还涉及具有这种弹簧元件的方向盘组件。

背景技术：

为了将气囊模块装配在车辆方向盘上，卡锁连接在当前汽车工业中被广泛推广，其中，例如气囊模块配置有刚性的卡锁钩以及车辆方向盘的方向盘骨架配置有弹性的弹簧夹。针对方向盘轴线，气囊模块在此可以通过向着方向盘骨架的方向的轴向压力快速并简单地卡锁在车辆方向盘上，由此产生非常可靠并且结实的模块紧固。

当期望更换气囊模块以及当对汽车方向盘进行维护或修理工作时，当然必须首先将安装的气囊模块重新拆卸下来，这至今为止由于不同原因被证实是有问题的。例如，拆卸仅利用特殊工具可以实现，伴随有车辆方向盘中不希望的大的结构空间需求和/或装配工的高的力量或时间消耗。

例如ep1179457a1公开了这种用于将气囊模块紧固在车辆方向盘上的弹簧元件，该弹簧元件具有用于操作该弹簧元件的中间臂和用于将该弹簧元件与配置的卡锁钩卡锁的两个对置的侧臂，其中，所述侧臂分别具有倾斜分段，该倾斜分段与止挡表面邻接。当拆卸气囊模块时，整个弹簧元件进行平移运动，其中，倾斜分段被向着止挡表面加载并沿着该止挡表面滑动。在此，弹簧元件被变形，使得侧臂彼此远离或彼此靠近地运动以释放卡锁钩。然而为了能够实现整个弹簧元件的平移运动，在方向盘组件内需要沿操作方向的不希望的大的结构空间。此外，由于弹簧元件的摩擦和必要的变形，需要装配工特别高的力消耗以及非常坚固的止挡表面，以便以上述方式释放卡锁钩。

技术实现要素：

本发明的目的是：完成一种弹簧元件，通过该弹簧元件可以将气囊模块经由卡锁连接快速并且可靠地装配在车辆方向盘上，但是也可以以低费用再将该气囊模块从车辆方向盘上拆卸下来。

根据本发明，所述目的通过开头所述类型的弹簧元件得以实现，其中，弹簧区段成型为，使得当第一支承部位和第二支承部位基本上在操作方向上不可移动地保持时，自由弹簧端部随着工具作用点沿操作方向的移动而彼此靠近或彼此远离地运动。因为在操作方向上很大程度上不可移动地保持的支承部位，在支承部位和自由弹簧端部之间不进行弹簧元件的沿操作方向的平移运动，从而显著减小了用于弹簧元件的结构空间需求。此外这种平移在功能上也不是必需的，因为自由弹簧端部彼此远离或彼此靠近的运动足以释放卡锁钩。

两个弹簧区段优选关于延伸穿过工具作用点的弹簧轴线基本上对称地构造，特别是操作方向与弹簧轴线的轴向一致。

根据弹簧元件的一种实施方式，在两个支承部位之间设置有至少一个螺旋形卷绕的弹簧区段。弹簧元件的弹性可以通过螺旋形卷绕的弹簧区段的材料、材料厚度、卷绕数和/或卷绕直径来影响并且由此例如可以设定希望的操作力。

工具作用点在此可以设置在所述至少一个卷绕的弹簧区段上。替代地也可考虑的是：在两个支承部位之间设置有两个螺旋形卷绕的弹簧区段，其中，工具作用点设置在这两个弹簧区段之间、特别是基本上在两个弹簧区段之间的中央。

根据一种优选的实施方式，第一弹簧区段和第二弹簧区段交叉。由此当弹簧元件在工具作用点处被操作时，自由弹簧端部沿操作方向彼此靠近地运动，由此在径向方向上获得弹簧元件的紧凑的结构类型。此外因为交叉，在支承部位与相应配置的自由弹簧端部之间获得了较长的杠杆臂。

弹簧元件优选由弯曲的弹簧丝制造成一件式的构件。丝的特性例如可以通过其横截面或其材料成份轻松地适配并且可以以低费用个性化地成型以及低成本地制造。

根据弹簧元件的另一实施方式，在支承部位与弹簧区段的配置的自由弹簧端部之间分别延伸有弹簧腿，该弹簧腿具有卡锁区段。弹簧腿的卡锁区段优选直接邻接自由弹簧端部并且此外可以基本上平行于弹簧轴线延伸。由于弹簧元件在卡锁区段的后面立刻终止，因此以有利的方式获得特别小的结构空间需求。

优选在该实施方式中，支承部位与配置的卡锁区段之间的间距比支承部位与工具作用点之间的间距大、特别是大至少三倍。当操作弹簧元件以将气囊模块从车辆方向盘上拆卸下来时，在工具作用点处的操作路径因此小于、特别是明显小于卡锁区段的解锁路径。

弹簧元件的弹簧腿例如基本上z形地构造。因此，车辆方向盘的中心轮毂区域没有被弹簧元件交叉，因而气体发生器及其馈电线可以不受干扰地设置在该区域中。

根据本发明，上述目的另外也通过一种用于将气囊模块紧固在车辆方向盘上的弹簧元件得以实现，该弹簧元件具有从工具作用点起经由第一支承部位延伸直到第一弹簧端部为止的第一弹簧区段以及从工具作用点起经由第二支承部位延伸直到第二弹簧端部为止的第二弹簧区段，其中，各弹簧区段在工具作用点与它们的弹簧端部之间、特别是在它们的支承部位与它们的弹簧端部之间交叉。由于交叉，在支承部位与分别配置的自由弹簧端部之间获得特别长的杠杆臂，从而以有益的方式从工具作用点处的小的操作路径获得自由弹簧端部处的较大的解锁路径。

本发明还包括一种车辆的方向盘组件，该方向盘组件具有上述的弹簧元件以及紧固有弹簧元件的组件构件，该组件构件具有与第一支承部位邻接的弹簧轴承以及与第二支承部位邻接的另外的弹簧轴承。弹簧轴承优选设计为仅仅允许弹簧元件旋转的旋转轴承或径向轴承。特别是没有设置会允许整个弹簧元件沿操作方向作平移运动的滑动轴承。

在方向盘组件的一种实施方式中，所述组件构件是方向盘骨架、气囊模块或单独的紧固元件，该紧固元件可以牢固地装配在方向盘骨架或气囊模块上。

附图说明

本发明的其它特征和优点从下面参照附图对优选实施方式的描述中得出。

附图中：

图1示出了根据本发明的用于将气囊模块固定在车辆方向盘上的弹簧元件的透视图；

图2示出了根据图1的弹簧元件的俯视图和侧视图；

图3示出了根据本发明的方向盘组件的透视图，其中带有已装配的根据图1和图2的弹簧元件；

图4示出了根据图3的方向盘组件的俯视图；

图5示出了工具和图3所示方向盘组件在锁紧状态中的俯视图；

图6示出了工具和图3所示方向盘组件在解锁状态中的俯视图；

图7示出了根据图5的工具和方向盘组件的透视图；

图8示出了根据本发明的方向盘组件的剖视图，其中带有已装配的根据图1和2的弹簧元件；

图9示出了图8在工具作用点的区域中的局部细节。

具体实施方式

图1和图2示出了用于将气囊模块12紧固在车辆方向盘14(也参见图8和图9)上的弹簧元件10，该弹簧元件具有从工具作用点p起经由第一支承部位18延伸直到第一自由弹簧端部20为止的第一弹簧区段16以及从所述工具作用点p起经由第二支承部位24延伸直到第二自由弹簧端部26为止的第二弹簧区段22，其中，工具作用点p与在两个自由弹簧端部20、26之间的连接路段28间隔开并且能沿操作方向x朝向所述连接路段28移动。在此，弹簧区段16、22成型为，使得当第一支承部位18和第二支承部位24基本上在操作方向x上不可移动地保持时，自由弹簧端部20、28随着工具作用点p在操作方向x上的移动而彼此靠近或彼此远离地运动。

弹簧元件10在这里是由弯曲的弹簧丝制成的一件式的构件并且因此可以简单且低成本地制造。

两个弹簧区段16、22关于延伸穿过工具作用点p的弹簧轴线a基本上对称地构造，其中，操作方向x与弹簧轴线a的轴向一致。

根据图1和图2，在弹簧元件10的两个支承部位18、24之间设置有两个螺旋形卷绕的弹簧区段30，工具施加点p设置在这两个卷绕的弹簧区段30之间。

通常在两个支承部位18、24之间优选存在至少一个螺旋形卷绕的弹簧区段30，以便在操纵方向x上的预定操作力下确保弹簧元件10的期望的弹性形变。与此相应地，作为所示实施例的替代，还可考虑弹簧元件10的如下的实施方式，在这些实施方式中，工具作用点p设置在至少一个卷绕的弹簧区段30上。

此外在图2中可以清晰地识别到：弹簧元件10的第一弹簧区段16和第二弹簧区段22交叉。这种交叉基于所产生的杠杆比在工具作用点p沿操作方向x略微移动时就已经能够实现自由弹簧端部20、26的较大运动。

由于这种有利的设计，具有从工具作用点p起经由第一支承部位18延伸直到第一自由弹簧端部20为止的第一弹簧区段16以及从工具作用点p起经由第二支承部位24延伸直到第二自由弹簧端26为止的第二弹簧区段22的弹簧元件10已经看作是有独创性的，其中，两个弹簧区段16、22在工具作用点p与它们的弹簧端部20、26之间、特别是在它们的支承部位18、24与它们的弹簧端部20、26之间交叉。

借助图2的侧视图此外还变得清楚的是：弹簧元件10基本上在弹簧平面e中延伸，其中，车辆方向盘14的转向轴线s(见图8)基本上垂直于该弹簧平面e延伸。横向于弹簧平面e，弹簧元件10的尺寸主要对应弹簧丝的直径。仅仅在交叉区域以及在所述至少一个螺旋形状卷绕的弹簧区段30的区域内部，横向于弹簧平面e的尺寸大约等于弹簧丝直径的两倍。因此关于转向轴线s，弹簧元件10在轴向方向上的结构空间需求最小。

图3和图4示出了用于图8和图9所示方向盘组件32的组件构件的视图，其中，根据图1和图2的弹簧元件10装配在该组件构件上。在示出的实施例中，所示组件构件是单独的紧固元件34，该紧固元件可以牢固地连接、例如拧紧至气囊模块12或方向盘组件32的方向盘骨架36。但是替代地也可考虑的是：紧固元件34一件式地集成在气囊模块12或方向盘骨架36中，也就是说，弹簧元件10直接紧固在气囊模块12或方向盘框架36上。

在支承部位18、24与配置的弹簧区段16、22的自由弹簧端部20、26之间分别延伸有具有卡锁区段42、44的弹簧腿38、40。卡锁区段42、44邻接自由弹簧端部20、26并且在所示情况中基本上平行于弹簧轴线a延伸。弹簧元件10在卡锁区段42、44的区域中接合气囊模块12(见图8)的或车辆方向盘14的卡锁钩56，以便在气囊模块12与车辆方向盘14之间建立卡锁连接。

弹簧腿38、40分别基本上z形地构造。

关于弹簧区段16、22，根据图4，支承部位18、24与配置的卡锁区段42、44之间的间距46比支承部位18、24与工具作用点p之间的间距48大、特别是大至少三倍。因此当操作弹簧元件10以将气囊模块12从车辆方向盘14上拆卸时，在工具作用点p处的操作路径明显小于卡锁区段42、44的解锁路径。

图5和图6示出了根据图3和图4的结构单元，其中，各有一个工具50作用在弹簧元件10的工具作用点p上。在图5中，还没有力沿操作方向x施加在工具50上，因而弹簧元件10处于其未操作的松弛的静止位置中，在该静止位置中，气囊模块12例如安全地紧固、特别是卡锁在车辆方向盘14上。在图6中，工具作用点p通过施加到工具50上的力沿操作方向x移动。

紧固元件34具有与第一支承部位18邻接的弹簧轴承52以及与第二支承部位24邻接的另外的弹簧轴承54，其中，每个弹簧轴承52、54设计为旋转轴承。这意味着，弹簧元件10在弹簧轴承52、54的区域中不能沿操作方向x移动，而只能绕相应的弹簧轴承52、54扭转。特别是在弹簧轴承52、54的区域中，弹簧元件10完全不可能平移移动。

与此相应的，图6中的弹簧元件10通过工具作用点p沿操作方向x的运动而张紧并且弹性形变，使得自由弹簧端部20、26彼此靠近地运动。在此根据图8的卡锁区段42、44例如可以释放气囊模块12的卡锁钩56，从而可以将气囊模块12从固定在方向盘骨架36上的紧固元件34上松脱下来。如果不再沿操作方向x在工具50上施加力，则弹簧元件10松弛并占据其根据图5的位置。

图7示出了根据图5的结构单元的透视图，其中，能够清晰地识别到构造为紧固元件34的组件构件的两个弹簧轴承52、54。

图8示出了车辆的方向盘组件32，该方向盘组件具有气囊模块12、车辆方向盘14和根据图5至图7的结构单元，其中，所述结构单元的紧固元件34牢固地连接至车辆方向盘14的方向盘骨架36。气囊模块12通过卡锁钩56和弹簧元件10的卡锁区段42、44紧固在车辆方向盘14上。

图9示出了根据图8的方向盘组件32的细节。在这里变得明显的是：在完全组装的方向盘组件32的情况下，工具50可以没有问题地到达工具作用点p并且可以通过简单的压力沿操作方向x移动，因而可以以低费用将气囊模块12从车辆方向盘14上拆卸下来。