DE10101895A1

DE10101895A1 - Lenkrad für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10101895A1
Application number: DE2001101895
Authority: DE
Inventors: Frank Blaesing; Joerg Welschholz
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 2001-01-16
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2002-07-18

Abstract

Ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einem über Speichen mit einer Prallplatte als Boden des Lenkradtopfes verbundenen Lenkradkranz 3 und einer zwischen den Speichen angeordneten Airbag-Einrichtung 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad 1 ein Oberteil 2 mit dem Lenkradkranz 3 und der Airbag-Einrichtung 4 sowie ein Unterteil 5 mit der Prallplatte umfaßt und beide Teile 2, 5 unter Ausbildung der den Lenkradkranz 3 mit dem Pralltopf verbindenden Speichen miteinander verbindbar und aneinander befestigbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einem über Speichen mit einer Prallplatte als Boden des Lenkradtopfes verbundenen Lenkradkranz und einer zwischen den Speichen angeordneten Airbag- Einrichtung.

Lenkräder für Kraftfahrzeuge bestehen aus einem ringförmigen Lenkrad kranz, der sich über Speichen an einer Prallplatte abstützt. Die Prallplatte befindet sich in einer Ebene unterhalb der Ebene des Lenkradkranzes, so daß durch die Verbindung mit den Speichen ein Topf - ein sogenannter Lenkradtopf - gebildet ist. Über die Prallplatte ist das Lenkrad an der Lenkspindel einer Lenksäule drehfest befestigbar. Befestigt wird die Prall platte an der Lenkspindel entweder durch Einsatz axial wirkender Befesti gungsmittel oder in radialer Weise.

Der durch die Speichen eingeschlossene Raum des Lenkradtopfes wird genutzt, um darin die Airbag-Einrichtung einzuordnen. Diese ist fest mit den Speichen verbunden und muß nach einer Montage am Lenkrad re gelmäßig auf eine Funktionstüchtigkeit hin überprüft werden. Dem Lenk rad können ferner weitere elektrische/elektronische Baugruppen, wie Be dien- und/oder Funktionselemente zugeordnet sein, die beispielsweise zum Bedienen des Signalhornes, eines Audiosystems, eines Klimasy stems, eines Navigationssystems oder auch zum Wechseln der eingelegten Gänge dienen können. Diese Bedien- und/oder Funktionselemente befinden sich benachbart zu der Airbag-Einrichtung.

Um eine bestimmungsgemäße Montage der Airbag-Einrichtung und ihrer einzelnen Komponenten nicht nach einer Montage des Lenkrades im Kraftfahrzeug vornehmen zu müssen, wird diese Überprüfung vorgenom men, bevor das Lenkrad im Kraftfahrzeug montiert wird. Da sich die Air bag-Einrichtung jedoch zentrisch im Pralltopf des Lenkrades befindet, ist eine Befestigung des Lenkrades mittels des Pralltopfes an der Lenkspin del mit axial wirkenden Befestigungsmitteln nicht oder nicht ohne weiteres möglich, wenn nicht die Airbag-Einrichtung für die Montage des Lenkra des auf der Lenkspindel entfernt werden soll. Dies hätte jedoch eine er neute Überprüfung der dann erneut montierten Airbag-Einrichtung zur Folge. Aus diesem Grunde werden derartig konzipierte Lenkräder unter Einsatz radial wirkender Befestigungsmittel an der Lenkspindel drehfest befestigt. Die radial wirkenden Befestigungsmittel sind aus radialer Rich tung zugänglich, so daß eine Montage des Lenkrades auch ohne eine Entfernung der Airbag-Einrichtung erfolgen kann.

Es ist jedoch aus mehreren Gründen gewünscht, Lenkräder mit axial wir kenden Befestigungsmitteln an der Lenkspindel befestigen zu können, unter anderem auch deswegen, um ein unbefugtes Entfernen des Lenk rades durch die darüber befindliche Anordnung des Airbags besser schüt zen zu können.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes gattungsgemäßes Lenkrad dergestalt weiterzubilden, daß dieses eine vormontierte und ge prüfte Airbag-Einrichtung aufweisen kann und dennoch ohne weiteres axial an der Lenkspindel der Lenksäule befestigbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lenkrad ein Oberteil mit dem Lenkradkranz und der Airbag-Einrichtung sowie ein Unterteil mit der Prallplatte umfaßt und beide Teile unter Ausbildung der den Lenkradkranz mit dem Pralltopf verbindenden Speichen miteinander verbindbar und aneinander befestigbar sind.

Das erfindungsgemäße Lenkrad ist im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik zumindest zweiteilig aufgebaut und umfaßt ein Oberteil mit der montierten und vorgeprüften Airbag-Einrichtung und dem Lenk radkranz sowie ein Unterteil mit der Prallplatte, die axial an der Lenkspin del befestigbar ist. Nach einer Verbindung des Oberteils mit dem Unterteil sind auch die den Lenkradkranz mit der Prallplatte verbindenden Spei chen ausgebildet.

Bei diesem Lenkrad erfolgt in einem ersten Schritt bei einer Montage des Lenkrades an der Lenkspindel das Befestigen der Prallplatte an der Lenk spindel. Dies kann - wenn gewünscht - auch mit axial wirkenden Befesti gungsmitteln erfolgen. In einem zweiten Schritt wird dann das Oberteil des Lenkrades an dem die Prallplatte aufweisenden Unterteil befestigt. Auf diese Weise ist das Lenkrad mit axial wirkenden Befestigungsmitteln an der Lenkspindel befestigt und die Airbag-Einrichtung bestimmungsgemäß vorgeprüft und insbesondere ohne das Überprüfungsergebnis zu beein trächtigen im Kraftfahrzeug montiert.

Zum Verbinden des Oberteils des Lenkrades mit seinem Unterteil können Speichenstummel dienen, von denen jeweils ein einem Teil - Oberteil und Unterteil - zugeordneter Speichenstummel eine Speiche des Lenkrades ausbilden. Jede dieser Speichen trägt zweckmäßigerweise eine Anlage fläche zur definierten Anlage der Anlagefläche des mit diesem Speichen stummel zur Ausbildung einer Speiche zusammenwirkenden Speichen stummels des jeweiligen anderen Teils. Eine drehfeste Befestigung kann beispielsweise durch Einsatz von Gewindebolzen erfolgen, für den Fall, daß eine lösbare Verbindung beabsichtigt ist. Durchaus können auch Verbindungsmittel eingesetzt werden, die ohne ihre Zerstörung nur eine einmalige Verbindung zwischen Oberteil und Unterteil bei der Montage des Lenkrades im Kraftfahrzeug gestatten.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Prallplatte des Bodens des Pralltopfes ein Speichenrad einer Drehmomenterfas sungseinrichtung für ein Lenkkraftunterstützungssystem umfaßt. Die Drehmomenterfassungseinrichtung dient zum Erfassen des von einem Fahrer des Kraftfahrzeuges auf das Lenkrad ausgeübten Drehmoments, um entsprechend dem erfaßten Drehmoment ein Lenkkraftunterstüt zungssystem ansteuern zu können, beispielsweise ein EPS-System. Das Speichenrad ist axial an der Lenkspindel befestigt und umfaßt elastisch deformierbare Speichen, die in einen das Speichenrad ringförmig umge benden Ringkörper übergehen, so daß die Prallplatte bei einer solchen Ausgestaltung durch diese Einrichtung gebildet ist. Zwar ist es grundsätz lich möglich, das Speichenrad auch mit radial wirkenden Befestigungs mitteln an der Lenkspindel zu befestigen, jedoch ist eine Befestigung un ter Einsatz axial wirkender Befestigungsmittel an der Lenkspindel unter anderem auch aus Platzgründen bevorzugt. Daher eignet sich die Ausbil dung eines Lenkrades wie beansprucht insbesondere dann, wenn eine solche Drehmomenterfassungseinrichtung an der Schnittstelle Lenkrad- Lenkspindel vorgesehen ist.

Es ist zweckmäßig, das Unterteil des Lenkrades zusätzlich als Träger für weitere elektrische/elektronische Baugruppen, wie beispielsweise Bedien- und/oder Funktionselemente einzusetzen und dem Lenkradunterteil ebenfalls ein Elektronikmodul mit den zum Betreiben der elektri schen/elektronischen Baugruppen und der Drehmomenterfassungsein richtung notwendigen Elektronik. Ein solches Elektronikmodul bildet gleichzeitig eine Schnittstelle zu einem BUS-System, über welches die jeweiligen Daten von dem Lenkrad an die im Kraftfahrzeug befindlichen Aktoren oder an eine zentrale Prozessoreinheit übermittelbar sind.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 1 erläutert. Diese Figur zeigt nach Art einer Explosionsdarstellung ein Lenkrad 1 für ein Kraftfahrzeug. Das Lenkrad 1 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zweiteilig aufge baut und umfaßt ein Oberteil 2 mit dem Lenkradkranz 3 und einer von dem Lenkradkranz 3 eingeschlossenen Airbag-Einrichtung 4. Das Lenk rad 1 umfaßt ferner ein als Lenkradtopf ausgebildetes Unterteil 5, dessen Boden 6 als Prallplatte durch ein Speichenrad 7 einer nicht näher darge stellten Drehmomenterfassungseinrichtung für ein Lenkradunterstüt zungssystem gebildet ist. Das Oberteil 2 weist drei am Lenkradkranz 3 angeformte Speichenstummel S_O auf, die zur Ausbildung des Lenkrades 1 mit einer entsprechenden Anzahl an Speichenstummeln S_U des Unterteils 5 zusammengebracht werden. Verbunden stellen die aneinander gefügten Speichenstummel S_O, S_U die Speichen des Lenkrades 1 dar.

Jeder Speichenstummel S_O, S_U weist an seinem freien Ende eine Anlage fläche A, ausgebildet als Absatz auf, wobei vorgesehen ist, daß die Anlageflächen A bzw. Absätze zweier Speichenstummel S_O, S_U zueinander weisend angeordnet sind. Die Anlageflächen A zweier zur Ausbildung ei ner Speiche vorgesehener Speichenstummel S_O, S_U sind somit komple mentär ausgebildet, so daß durch diese Maßnahme eine paßgenaue An ordnung der Speichenstummel S_O, S_U zueinander möglich ist. Die Spei chenstummel S_U des Unterteils 5 weisen ferner eine Befestigungsbohrung B auf, durch die in nicht näher dargestellter Art und Weise von unten eine Befestigungsschraube hindurchführbar ist und die in eine entsprechende, mit einem Innengewinde versehene Bohrung in der Anlagefläche A des oberen Speichenstummels S_O eingreift.

In das Speichenrad 7 als Prallplatte des Lenkrades 1 ist eine axiale Durchbrechung 8 eingebracht, durch die die einem Kraftfahrzeug zuge ordnete Lenkspindel 9 hindurchgreift. Die Lenkspindel 9 des dargestellten Ausführungsbeispieles trägt an ihrem freien Ende eine axiale, mit einem Innengewinde versehene Bohrung 10, so daß das Unterteil 5 durch Ein satz eines axialen Befestigungsmittels, beispielsweise einer Schraube, an der Lenkspindel 9 befestigbar ist.

Das Unterteil 5 des Lenkrades 1 ist ferner Träger weiterer elektri scher/elektronischer Baugruppen, von denen in der Figur zwei Schalter anordnungen 11, 12, zwei Taster 13, 14 sowie ein Elektronikmodul 15 erkennbar sind. Die Schalteranordnungen 11, 12 dienen zum Betätigen bestimmter Aktoren; die Taster 13, 14 dienen zum Herauf- bzw. Herunter schalten der Gänge. Das Elektronikmodul 15 beinhaltet die notwendigen elektrischen Komponenten für die genannten elektrischen/elektronischen Baugruppen sowie für die mittels des Speichenrades 7 gewünschte Drehmomenterfassung. Gleichzeitig stellt das Elektronikmodul 15 eine BUS-Schnittstelle zur Verfügung, über die die Daten an die jeweiligen Aktoren bzw. an eine zentrale Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt werden können.

Das Speichenrad 7 der Drehmomenterfassungseinrichtung umfaßt mehre re dünnere Speichen, über die das Speichenrad 7 mit einem umlaufenden Ringkörper 16 verbunden ist. Das Innere des Speichenrades 7 einschließ lich seiner Nabe ist gegenüber dem Ringkörper 16 durch elastisches De formieren der dünnen Speichen bewegbar. Die dünneren Speichen sind in nicht näher dargestellter Art und Weise mit Dehnungsmeßstreifen bestückt, über die der Grad der Deformation als proportionale Größe zu dem am Lenkrad 1 anliegenden Drehmoment erfaßbar ist. Die Meßstreifen sind an das Elektronikmodul 15 angeschlossen. Das Speichenrad 7 umfaßt ferner Speichen mit einer sehr viel größeren Querschnittsfläche, die je doch nicht mit dem Ringkörper 16 verbunden sind. Diese Speichen grei fen mit ihrem freien Ende in eine dem Ringkörper 16 zugeordnete Auf nahme ein und dienen als Überlastsicherung, insbesondere im Hinblick auf unberechtigte Benutzungen.

Montiert wird das Lenkrad 1 auf der Lenkspindel 9, indem in einem ersten Montageschritt das Unterteil 5 mit dem als Prallplatte dienenden Spei chenrad 7 auf die Lenkspindel 9 aufgesetzt und daran durch Einsatz einer die Durchbrechung 8 durchgreifenden Befestigungsschraube befestigt wird. Erst in einem zweiten Schritt wird das Oberteil 2 des Lenkrades 1 mit dem Unterteil 5 zusammengeführt und mit diesem durch Verwendung von die Bohrungen B der Speichenstummel S_U durchgreifende Befestigungs bolzen verschraubt. Dabei ist Teil des Oberteils 2 die Airbag-Einrichtung 4, die trotz axialer Befestigung des Lenkrades 1 auf der Lenkspindel 9 nicht von dem Oberteil 2 demontiert und anschließend erneut montiert werden muß. Vielmehr ist die Airbag-Einrichtung 4 bereits mit dem Ober teil 2 dergestalt verbunden und eingerichtet, daß das Oberteil 2 mit der darin angeordneten Airbag-Einrichtung 4 bezüglich einer bestimmungs gemäßen Montage und Funktionstüchtigkeit der Airbag-Einrichtung 4 ge prüft worden ist. Dieser geprüfte Zustand wird durch die beschriebene Montage in keiner Weise beeinträchtigt.

Eine elektrische Kontaktierung der Airbag-Einrichtung 4 kann beispiels weise durch eine Steckkontaktierung erfolgen, die sich selbsttätig beim Aufsetzen des Oberteils 2 auf das Unterteil 5 einstellt oder indem ein mit einem Steckverbindungsteil ausgerüsteter Leitungssatz zur Herstellung der elektrischen Verbindung in ein entsprechendes Gegenstück am Un terteil eingesteckt wird. Das dem Unterteil 5 zugeordnete Steckverbin dungsteil ist zweckmäßigerweise Teil des Elektronikmoduls 15, wie dies in der Figur dargestellt ist. Das Steckverbindungsteil des Unterteils 5 zum Kontaktieren der Airbag-Einrichtung 4 ist darin mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet.

Zusammenstellung der Bezugszeichen

1

Lenkrad

2

Oberteil

3

Lenkradkranz

4

Airbag-Einrichtung

5

Unterteil

6

Boden

7

Speichenrad

8

Durchbrechung

9

Lenkspindel

10

Bohrung

11

Schalteranordnung

12

Schalteranordnung

13

Taster

14

Taster

15

Elektronikmodul

16

Ringkörper

17

Steckverbindungsteil
A Anlagefläche
B Befestigungsbohrung
S_O

Speichenstummel
S_U

Speichenstummel

Claims

1. Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einem über Speichen mit einer Prallplatte als Boden des Lenkradtopfes verbundenen Lenkrad kranz (3) und einer zwischen den Speichen angeordneten Airbag- Einrichtung (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (1) ein Oberteil (2) mit dem Lenkradkranz (3) und der Airbag-Einrichtung (4) sowie ein Unterteil (5) mit der Prallplatte umfaßt und beide Teile (2, 5) unter Ausbildung der den Lenkradkranz (3) mit dem Pralltopf verbindenden Speichen miteinander verbindbar und aneinander befestigbar sind.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl an dem Lenkradkranz (3) als auch an der Prallplatte Speichen stummel (S_O, S_U) angeordnet sind, deren freie Enden jeweils eine Anlagefläche (A) zur Anlage der Anlagefläche (A) eines Speichen stummels (S_O, S_U) des anderen Teils (5, 2) tragen.

3. Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die An lageflächen (A) als Absätze ausgebildet sind.

4. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeich net, daß das Lenkrad (1) über die Prallplatte axial an der Lenkspin del (9) der Lenksäule befestigbar ist.

5. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeich net, daß die Prallplatte als Boden des Pralltopfes ein Speichenrad (7) einer Drehmomenterfassungseinrichtung für ein Lenkkraftunter stützungssystem zur Erfassung des von einem Fahrer des Kraft fahrzeuges auf das Lenkrad (1) ausgeübten Drehmoments umfaßt.

6. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeich net, daß das Unterteil (5) des Lenkrades (1) den Lenkradtopf bildet und Träger für dem Lenkrad zugeordnete weitere elektri sche/elektronische Baugruppen (11, 12, 13, 14) ist.

7. Lenkrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Unterteil (5) ein zentrales Elektronikmodul (15) mit dem zum Be treiben der elektrischen/elektronischen Baugruppen (11, 12, 13, 14) und gegebenenfalls der Drehmomenterfassungseinrichtung not wendigen Elektronik angeordnet ist.