DE102007005921B3

DE102007005921B3 - Lenkmechanismus mit zwei in gleicher Raumlage bleibenden Griff-Elementen

Info

Publication number: DE102007005921B3
Application number: DE200710005921
Authority: DE
Inventors: Michael Hoffmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2027-02-07

Abstract

Lenkmechanismus, bestehend aus Lenkrad (1) mit Aussparungen (2) und zwei drehbar gelagerten, ergonomischen Griff-Elementen (3), die immer in der gleichen Raumlage wie bei Geradeausfahrt bleiben. Gleiche Raumlage bedeutet, dass das "Oben" der Griff-Elemente bei jedem Lenkeinschlag oben bleibt. Bei Geradeausfahrt passen die Griff-Elemente derart in die Aussparungen, dass sich, abgesehen von den Zwischenräumen (4), eine klassische Lenkradform ergibt. Die üblichen, am Lenkrad angebrachten Schaltelemente (5) befinden sich an den Griff-Elementen. Mit diesem Lenkmechanismus sind Lenkrad-Einschläge bis ca. 180° beidhändig und ohne Umgreifen möglich. Darüber hinaus kann das Lenkrad einhändig bis zum Anschlag der Lenkung gedreht werden. Das einhändige Drehen erleichtert Rangiermanöver und das beidarmige Drehen ohne Umgreifen gestaltet Kurvenfahren und Abbiegen sicherer als dies mit einem konventionellen Lenkrad und Umgreifen der Fall ist. Der Lenkmechanismus kann ein- und ausgeschaltet werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkmechanismus für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Der Lenkmechanismus ermöglicht Lenkrad-Einschläge bis ca. 180° ohne Umgreifen sowie einarmiges Manövrieren bis zum Anschlag der Lenkung.
Bekannt sind am Lenkrad montierbare Lenkknäufe sowie drehbar am Lenkrad befestigte U- oder O-förmige Handgriffe ( US 3 196 709 und US 2001 0027699 A1 ). Bekannt sind in die Lenkradspeichen eingearbeitete drehbare Ringe, die einarmiges Manövrieren ohne Umgreifen ermöglichen ( FR 2 831 509 A1 ). Bekannt ist ein Lenkrad, bei dem Teile des kreisförmigen Handgriffes ausgespart bzw. abnehmbar sind ( DE 202 00 226 U1 ). Bekannt ist ein konvexes, drehbar im Bereich des Lenkradkranzes angebrachtes Bauteil, das einarmiges Lenken mit dem Handballen ermöglicht ( DE 100 52 537 C1 ). Bekannt sind in einer fixen Konsole gelagerte Winkeltriebe mit Walzen ( JP 06 179 369 A ). Man steuert das Fahrzeug durch gegenläufiges Drehen dieser Walzen. Bekannt sind zwei, in entsprechenden Aussparungen des Lenkradkranzes angebrachte, nach rechts und links schwenkbare Hebel mit denen Bedienfunktionen des Fahrzeugs ausgeführt werden können ( JP 2005 225 384 A ). Bekannt ist ein exzentrisch im Lenkrad gelagertes, drehbares Element mit zwei senkrechten Haltegriffen, das mittels einer geeigneten Mechanik bei jedem Lenkrad-Einschlag die gleiche räumliche Lage (senkrechte Position der Haltegriffe) beibehält ( US 006 062 102 A ). Bekannt sind zwei drehbar im Lenkrad angebrachte Ringe mit Griff, die mittels einer geeigneten Mechanik so geführt sind, dass sie zwar gemeinsam drehbar sind, aber nicht unabhängig von einander gedreht werden können ( US 2 746 698 ). Durch das gemeinsame Drehen der Griff-Ringe wird eine zweite, vom Lenkradeinschlag unabhängige Steuerfunktion ermöglicht (Flugzeug). Bekannt sind zwei drehbare, mechanisch in zueinander gleicher Raumlage geführte Griffelemente, mit denen der Lenkeinschlag verstärkt oder abgeschwächt werden kann ( US 3 282 124 ). Bei dieser Erfindung würde ein Loslassen der Griffelemente allerdings zum Verlust der Lenkkontrolle führen.
Die beiden letztgenannten Erfindungen kommen dem erfindungsgemäßen Lenkmechanismus am nächsten. Bei beiden können die Griffelemente vom Fahrer sowohl in aufrechter Raumlage gehalten als auch gedreht werden. Das wesentliche Unterscheidungsmerkmal zum aktuellen erfindungsgemäßen Lenkmechanismus ist, dass dessen Griffelemente bei jedem Lenkeinschlag zwangsweise in aufrechter Raumlage bleiben.
Den meisten übrigen, oben genannten Erfindungen liegt die Idee zurunde, Manövrieren einfacher und sicherer zu gestalten, indem das Lenkrad einarmig bis zum Anschlag der Lenkung gedreht werden kann. Bei US 3 196 709 ist darüber hinaus ein zweiarmiger Lenkeinschlag bis ca. 180° möglich, durch das beliebige Drehen der Griffe ist es aber problematisch, einen Griff wieder in die Hand zu bekommen, wenn man ihn einmal losgelassen hat. Bei DE 100 52 537 C1 kann zwar einarmig bis zum Anschlag der Lenkung gedreht werden, das Drehen des Lenkrads mittels Auflegen des Handballens führt aber leicht zum Kontrollverlust über das Fahrzeug. Bei US 006 062 102 A kann sogar zweiarmig bis zum Anschlag der Lenkung gedreht werden – problematisch ist hier, dass sich die Haltegriffe nahe der Lenkachse befinden, was präzises Lenken und Festhalten des Lenkrads bei Widerstand erschwert. Darüber hinaus macht die Konstruktion den Blick auf die Fahrzeugarmaturen unmöglich.
Der aktuellen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lenkmechanismus so zu konstruieren, dass die klassische Form des Lenkrades bei Geradeausfahrt weit gehend erhalten bleibt und trotzdem beidhändige Lenkrad-Einschläge bis ca. 180° ohne Umgreifen möglich sind. Darüber hinaus soll einhändiges Drehen bis zum Anschlag der Lenkung möglich sein. Diese Aufgabe wird durch das Lenkrad mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche 2–10 zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen. Die Erfindung wird im Folgenden mittels fünf Abbildungen und anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert.
1 zeigt eine lenkachsenparallele Ansicht des Lenkrades mit: Lenkrad (1), Aussparungen (2), Griff-Elementen (3), Zwischenräumen (4), Schaltelementen (5), Lenkradkranz (6) und Halterungsarmen (7).
2 zeigt unterschiedliche Lenkeinschläge.
3 zeigt die Lage der Schnitte A-A' und B-B'.
4 zeigt einen horizontalen Schnitt durch die Lenkachse mit: Lenkrad (1), Griff-Elementen (3), Halterungsarme (7), Wellen für die Griff-Elemente (8), Lenkachse (9), Achsen der Wellen der Griff-Elemente (10), Lenksäule (11), starr an der Lenksäule fixiertes Winkelzahnrad (12), in den Halterungsarmen gelagerte Wellen (13), Winkelzahnräder (14, 15, 16) und Lenkwelle (17).
5 zeigt einen vertikalen Schnitt durch die Achse eine Griff-Elementes mit: Lenkrad (1), Griff-Elementen (3), Lenkradkranz (6), Halterungsarm (7), Welle für das Griff-Element (8), Lenkachse (9), Achse der Welle des Griff-Elementes (10), Lenksäule (11) und Winkelzahnräder (15, 16).
An dem in den Abbildungen dargestellten Lenkrad (1) sind rechts und links zwei kreissegmentartige Aussparungen (2) des Lenkradkranzes (6) eingearbeitet. Außerdem existiert rechts und links am Lenkrad je ein Halterungsarm (7), an dem ein ergonomisch geformtes, U-förmiges Griff-Element (3) mittels einer Welle (8) drehbar befestigt ist. In die Griff-Elemente sind Schalteinheiten (5) der Fahrzeugelektrik eingearbeitet (z.B. Tempomat, Hupe). Auch Schaltelemente, die in der Regel an Hebeln rechts und links an der Lenksäule angebracht sind (z.B. Blinker, Scheibenwischer, Licht) können an den Griff-Elementen (3) angebracht sein. Alle elektrischen Signale werden mittels konzentrischer Schleifkontakte oder mittels Funk an die Bordelektrik weitergeleitet.
Unabhängig vom Lenkradeinschlag werden die Griff-Elemente (3) immer in der gleichen Raumlage gehalten. Dies wird im gezeigten Beispiel mittels folgender Mechanik erreicht: Ein Winkelzahnrad (12) ist konzentrisch zur Lenkachse (9) starr an der Lenksäule (11) fixiert (dieses Winkelzahnrad weist eine Bohrung auf, durch welche die Lenkwelle (17) verläuft). Das genannte Winkelzahnrad (12) greift in ein zweites Winkelzahnrad (14), welches Drehbewegungen auf eine im Halterungsarm (7) gelagerte Welle (13) überträgt. Das Verhältnis der Größe der beiden Winkelzahnräder ist frei wählbar. Am Ende der genannten Welle befinden sich wieder zwei Winkelzahnräder (15, 16). Ihr Verhältnis muss dem der erstgenannten Winkelzahnräder entsprechen.
Die äußeren Winkelzahnräder übertragen durch Lenkradeinschläge entstandene Drehbewegungen auf die Griff-Elemente (3). Das gleiche Verhältnis der beiden Zahnräder-Sets gewährleistet, dass die Griff-Elemente immer in ihrer ursprünglichen, aufrechten Position bleiben. Die Drehung der Griff-Elemente gegenüber dem Lenkrad kann neben der beschriebenen Mechanik auch durch andere Mechanismen wie Ketten, Zahnriemen, Zahnradfolgen oder mittels elektronisch gesteuerter Motoren realisiert werden.
Bei Geradeausfahrt passen die Griff-Elemente (3) derart in die Aussparungen, dass sich eine klassische Lenkradform ergibt (abgesehen von den Zwischenräumen). Dies schließt ein, dass sich die Griff-Elemente (3) in der Ebene des Lenkradkranzes befinden (vgl. Schnitt A-A' und Schnitt B-B'), also nicht in Richtung Fahrer vorstehen. Des weiteren sind die Griff-Elemente so geformt bzw. ihre Achsen so gewählt, dass bei ca. 90°-Einschlag des Lenkrades unten kein wesentlicher Überstand gegenüber dem dort normalerweise befindlichen Lenkradkranz entsteht. Die Beinfreiheit des Fahrers wird also nicht beeinträchtigt (vgl. 2).
Der gesamte Mechanismus kann auch deaktiviert werden, in der dargestellten Ausführung z.B. dadurch, dass das mit der Lenksäule verbundene Winkelzahnrad (12) von dieser abgekoppelt und mit dem Lenkrad verbunden wird. Der Schalter für das Ein- und Ausschalten kann sich an einem der Griff-Elemente befinden.

Claims

Lenkrad an dem sich Griff-Elemente befinden, die mittels einer geeigneten Mechanik bei jedem Lenkrad-Einschlag die gleiche Raumlage zueinander aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lenkmechanismus existiert, bestehend aus Lenkrad (1) mit kreissegmentartigen Aussparungen (2) und geeigneten Halterungen (7) für Griff-Elemente (3) und mindestens zwei mit drehbaren Wellen (8) verbundenen Griff-Elementen, die mittels einer geeigneten Mechanik bei jedem Lenkrad-Einschlag zwangsweise in der gleichen aufrechten Position wie bei Geradeausfahrt bleiben; und dass die genannten Wellen (8) zur Lenkachse parallele Achsen (10) aufweisen; und dass die Form der Griff-Elemente (3) bei Blickrichtung in Lenkrad-Ebene etwa einem U oder einem 0 oder einem auf dem Kopf stehenden U entspricht, wobei die Griff-Elemente (3) etwa mittig auf die Drehachse (10) aufgesetzt sind; und dass die genannten Griff-Elemente (3) so geformt sind und derart mit den genannten Aussparungen (2) im Lenkrad zusammenwirken, dass die Außenkontur des gesamten Lenkmechanismus bei Geradeausfahrt einem üblichen Lenkrad entspricht; und dass die genannten Griff-Elemente (3) derart mit den genannten Aussparungen (2) im Lenkrad zusammenwirken, dass bei Blickrichtung in der Ebene des Lenkrades sowohl der Lenkradkranz (6) als auch die Griff-Elemente (3) in derselben Ebene liegen.
Lenkmechanismus nach Anspruch 1, bei dem die Mechanik über ein mit der Lenksäule (11) fest verbundenes Winkelzahnrad (12) und zur Lenkachse radial verlaufenden Wellen (13) mit je zwei weiteren Winkelzahnrädern (14, 15) und je einem Winkelzahnrad (16) an den mit den Griff-Elementen (3) verbundenen Wellen (8) verfügt.
Lenkmechanismus nach Anspruch 1, bei dem die konstante Raumlage der Griff-Elemente (3) anstelle der Mechanik elektronisch geregelt wird.
Lenkmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Zwischenräume (4) zwischen den Griff-Elementen (3) und dem Lenkrad groß genug sind, um ein Einklemmen der Finger oder der Hand des Lenkenden auszuschließen.
Lenkmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Griff-Elemente (3) abmontierbar sind und je nach Handgröße des Fahrers durch ergonomische Griff-Elemente passender Größe ersetzt werden können.
Lenkmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Griff-Elemente (3) so geformt sind und/oder die Drehachsen (10) der Griff-Elemente so angebracht sind, dass die unteren Enden der Griff-Elemente bei 90°-Einschlägen des Lenkrades im unteren Bereich nicht wesentlich gegenüber der Außenkontur des Lenkradkranzes (6) überstehen.
Lenkmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an den Griff-Elementen (3) Bedienelemente für Fahrzeugsysteme angebracht sind.
Lenkmechanismus nach Anspruch 7, bei dem Bedienelemente, die in der Regel an Hebeln rechts und links an der Lenksäule angebracht sind an den Griff-Elementen (3) angebracht sind.
Lenkmechanismus nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die von auf den Griff-Elementen (3) angebrachten Bedienelementen erzeugten elektrischen Signale mittels konzentrischer Schleifkontakte oder mittels Funk an die Bordelektrik weitergeleitet werden.
Lenkmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Drehfähigkeit der Griff-Elemente (3) gegenüber dem Lenkrad (1) ein- und ausgeschaltet werden kann.