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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verwendung in einem Lenkrad
eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Gasgenerator für einen
Airbag und eine Feder zur Anbindung des Gasgenerators an einen Lenkradkörper.
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Stand der Technik
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Das
Lenkrad eines Kraftfahrzeugs ist mit einer Lenksäule verbunden, die im Fahrzeug
fliegend gelagert ist. Das Lenkrad und die Lenksäule können relativ zum Fahrzeug schwingen.
Der Motor eines Kraftfahrzeugs und die Fahrbahn können das
Lenkrad und die Lenksäule
zu Resonanzschwingungen anregen.
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Bei
dem auffälligsten
Schwingmodus führt das
Lenkrad eine translatorische, nämlich
radiale Schwingung aus. Die mit dieser Schwingung einhergehenden
Vibrationen empfindet der Fahrer eines Kraftfahrzeugs als störend und
unangenehm.
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Aus
dem Stand der Technik ist es bekannt, Anordnungen der eingangs genannten
Art zu verwenden, um die Vibrationen des schwingungsfähigen Systems
Lenksäule-Lenkrad
zu reduzieren. Dabei dient eine elastische Feder der Anbindung des Gasgenerators
an das Lenkrad und erlaubt dem Gasgenerator, als Tilgermasse zu
fungieren.
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Aus
dem Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, Ermüdungserscheinungen
beim Fahrer eines Kraftfahrzeuges zu detektieren. Beispielsweise kann
durch eine Kamera erfasst werden, ob die Augenlider des Fahrers über eine
längere
Zeit geschlossen sind. Des Weiteren kann erfasst werden, ob der Fahrer
von einer Fahrspur abweicht. Sobald die Ermüdungserscheinungen des Fahrers
detektiert werden, kann dieser gewarnt werden.
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Der
Fahrer kann auch durch Vibrationen des Lenkrads gewarnt werden.
Hierzu wird das Lenkrad durch einen Aktor z. B. in Vibrationen versetzt.
Dieser Aktor muß zusätzlich eingebracht
werden und wird als translatorisch arbeitender Aktor überlicherweise möglichst
weit von der Drehachse des Lenkrades entfernt angeordnet, um eine
für den
Fahrer des Kraftfahrzeugs spürbare
torsionale Schwingung bzw. Vibration zu erzeugen.
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Diese
Einbauposition verlangt nach Bauraum in den Lenkradspeichen oder
im Lenkradkranz, der in vielen Fällen
nicht vorhanden ist.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Lenkrad anzugeben,
welches trotz fehlenden Bauraums an den von der Drehachse des Lenkrads
ausreichend weit entfernten Lenkradspeichen, einen hohen Fahrkomfort
und eine Erhöhung der
Fahrsicherheit gewährleistet.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die zuvor genannte Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1.
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Danach
ist eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Gasgenerator ein Aktor verbunden ist, der Schwingungen
oder Vibrationen erzeugt.
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Erfindungsgemäß ist erkannt
worden, dass durch die Kombination eines Gasgenerators mit einem
Vibrationen erzeugenden Aktor zwei Funktionen erfüllt werden
können.
Einerseits fungiert der Gasgenerator zusammen mit zumindest einzelnen
Teilen der Anordnung als Tilgermasse für translatorische Schwingungen,
die durch den Motor in das schwingungsfähige System Lenksäule-Lenkrad
eingetragen werden. Andererseits ist in die Anordnung ein Aktor integriert,
der als aktives Bauteil Schwingungen oder Vibrationen erzeugen kann,
die den Fahrer eines Kraftfahrzeuges warnen. Insoweit realisiert
die erfindungsgemäße Anordnung
die Kombination einer Tilgermasse und eines Warnsystems in einem
Bauteil, welches in ein Lenkrad eingebaut werden kann. Hierdurch
kann ein Warnsystem in ein Lenkrad integriert werden, obwohl kein
Bauraum an den von der Drehachse weit entfernten Lenkradspeichen
vorhanden ist. Folglich ist die eingangs genannte Aufgabe gelöst.
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Vor
diesem Hintergrund könnte
die Feder als Elastomerfeder ausgebildet sein. Bei einer solchen Anordnung
ist durch die Elastomerfeder ein definiertes translatorisches Schwingen,
welches orthogonal zur Drehachse des Lenkrads orientiert ist, als
erste Eigenform möglich.
Des Weiteren ist auch ein rotatorisches Schwingen um die Drehachse
des Lenkrads als zweite Eigenform möglich. Dabei sind die Resonanzfrequenzen
dieser Eigenformen auf einen funktionstauglichen Bereich abgestimmt.
Durch diese konkrete Ausgestaltung ist es möglich, das Elastomer derart
zu wählen
und zu dimensionieren, dass die Anordnung bei einer Resonanzfrequenz
von ca. 25 Hz wirksam translatorische Lenkradschwingungen bedämpft, die
mit einer translatorischen Bewegung des Lenkrads einhergehen. Des
Weiteren kann die Elastomerfeder zusätzlich auf eine weitere torsionale
Resonanzfrequenz von ca. 50 Hz abgestimmt werden. Hierdurch ist
es möglich,
das Lenkrad durch den Aktor zu torsionalen Schwingungen um die Drehachse
des Lenkrads in torsionaler Resonanz anzuregen. Die torsionale Resonanz
ist bestimmt durch die Elastomerfeder und die rotatorische Trägheit des Gasgenerators
und den mit dem Gasgenerator fest verbundenen Teilen des Aktors.
Die zuvor genannte Resonanzfrequenz der torsionalen Schwingungen liegt
günstigerweise
bei ca. 50 Hz, da dieser Frequenzbereich vom Fahrer als Warnsignal
besonders gut wahrgenommen wird
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Vor
diesem Hintergrund ist denkbar, dass der Aktor mindestens zwei Spulen
und mindestens eine Schwungmasse aufweist, wobei die Spulen die Schwungmasse
elektromagnetisch bewegen, um die Schwingungen oder Vibrationen
zu erzeugen. Eine Spule kann problemlos mit Wechselstrom betrieben werden
und erzeugt dadurch ein wechselndes magnetisches Feld. Hierdurch
kann eine Schwungmasse, die mit einem Permanentmagneten verbunden
ist, in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt werden, um Schwingungen
oder Vibrationen zu erzeugen.
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Der
Aktor könnte
mehrere Spulen aufweisen, die einen ferromagnetischen Kern umgeben,
der als Torus ausgebildet ist. Ein ferromagnetischer Kern kann ein
Magnetfeld führen,
ein Torus erlaubt es, die Spulen auf einer Kreisbahn anzuordnen.
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Der
Aktor könnte
eine bewegliche Schwungmasse aufweisen, die zwei Permanentmagnete sandwichartig
einschließt.
Die Permanentmagnete werden hierdurch Teil der Schwungmasse. Die
Verwendung zweier Permanentmagnete erlaubt, diese derart anzuordnen,
dass sich deren Nordpole gegenüberliegen.
Durch diese Ausgestaltung entstehen magnetische Feldlinien, die
mit den magnetischen Feldlinien der von den Spulen erzeugten Magnetfelder Wechselwirken.
Dabei wechselt die Polarität
der von den Spulen erzeugten Magnetfelder periodisch. Diese konkrete
Ausgestaltung stellt sicher, dass die Schwungmasse eine oszillierende
Drehbewegung ausführt.
Die Schwungmasse führt
eine rotatorische, hin- und hergehende Bewegung aus. Die Frequenz dieser
Bewegung wird derart gewählt,
dass eine durch eine Elastomerfeder am Lenkradkörper angelenkte Drehmasse eine
torsionale Resonanzschwingung ausführt.
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An
der Schwungmasse könnten
am Umfang erste und zweite Polschuhe angeordnet sein, welche die
Spulen und den Torus umgeben, wobei der Schwerpunkt der Schwungmasse
im Zentrum des Torus liegt. Weil der Schwerpunkt der Schwungmasse
im Zentrum des Torus liegt, ist eine besonders Platz sparende und
kompakte Einbindung der Anordnung in das Lenkrad möglich. Vor
diesem Hintergrund könnte
die Anordnung acht Spulen aufweisen, die von acht Polschuhen umgriffen
sind.
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Die
hier beschriebene Anordnung könnte durch
die Elastomerfeder am Lenkradkörper
eines Lenkrads angebunden sein und relativ zum Lenkradkörper translatorisch
beweglich sein. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist es möglich, dass
eine Tilgermasse translatorische Schwingungen ausführt. Die
Elastomerfeder ist derart abgestimmt, dass die Tilgermasse vom Motor
eingetragene Schwingungen des Lenkrads, nämlich translatorische Schwingungen,
betilgen kann. Des Weiteren kann ein Drehschwinger, der aus dem
Gasgenerator und der mit ihm rotatorisch fest verbundenen Schwungmasse besteht,
eine oszillierende rotatorische Drehbewegung ausführen. Diese
Drehbewegung wird durch die oszillierende Drehanregung des Aktors
in Resonanz angeregt. Die oszillierende Drehbewegung des Drehschwingers
erlaubt es, das Lenkrad derart in Vibrationen zu versetzen, dass
der Fahrer eines Kraftfahrzeugs gewarnt werden kann.
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Vor
diesem Hintergrund könnte
die Anordnung eine radiale Resonanzfrequenz aufweisen und ein Teil
der Anordnung als Drehschwinger mit einer torsionalen Resonanzfrequenz
wirken. Hierdurch kann die Anordnung in einer bestimmten Frequenz translatorisch
als Tilgermasse wirken. Der Drehschwinger kann in einer anderen
Frequenz rotatorisch als Müdigkeitswarnsignalgeber
wirken. Hierdurch deckt die Anordnung zwei Funktionen ab.
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Die
torsionale Resonanzfrequenz könnte
im Frequenzbereich 30 Hz bis 70 Hz, vorzugsweise bei 50 Hz liegen.
Torsionale Schwingungen des Lenkrads dieser Frequenzen können vom
Fahrer eines Kraftfahrzeugs gut wahrgenommen werden.
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Die
torsionale Anregefrequenz des Aktors könnte derart auf die torsionale
Resonanzfrequenz des Drehschwingers abgestimmt sein, dass dessen Drehmasse
in Resonanz schwingt und somit bei geringer Anregung große Amplituden
auftreten. Die rotatorische Eigenform des Drehschwingers könnte derart
auf die Anregefrequenz des Aktors abgestimmt sein, dass der Drehschwinger
in Resonanz angeregt wird. Durch die dadurch entstehende Anregung
am Maximum der Übertragungsfunktion
des Drehschwingers, kann eine maximale torsionale Amplitude des
Drehschwingers bei kleiner Anregeamplitude und somit kleiner Leistung
erreicht werden.
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Die
Anordnung könnte
koaxial zur Drehachse des Lenkrads angeordnet sein. Durch diese
konkrete Ausgestaltung ist es möglich,
die Anordnung zentrumsnah im Bereich der Nabe des Lenkrads anzuordnen.
Hierdurch kann die Anordnung zusammen mit einem Warnsystem Platz
sparend im Lenkrad angeordnet werden.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung auf vorteilhafte Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche, andererseits
auf die nachfolgende Erläuterung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen.
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In
Verbindung mit der Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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In
der Zeichnung zeigen
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1 eine
perspektivische Schnittansicht einer Anordnung, die einen Gasgenerator
und einen Aktor zur Erzeugung von Drehschwingungen aufweist und
an der Nabe eines Lenkradkörpers
angebracht ist,
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2 eine
perspektivische Schnittansicht der Anordnung, in welcher der Gasgenerator
gemäß 1 mittels
einer Elastomerfeder an einem Lenkradkörper angelenkt ist,
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3 eine
perspektivische Schnittansicht des Aktors gemäß 1 und 2,
der eine Schwungmasse, die mit dem Gasgenerator drehfest verbunden
ist, und einen Spulenträger
aufweist, der sich an der Lenkradnabe torsional abstützt,
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4 eine
perspektivische Schnittansicht des Aktors, der aktiv Drehschwingungen
erzeugt, und eine Torsionsabstützung
mit Eingriffzungen, die translatorisch welch ausgebildet ist, und
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5 eine
perspektivische Schnittansicht des Aktors, in welcher der Verlauf
der Feldlinien des von den Spulen erzeugten Magnetfelds schematisch gezeigt
ist.
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Ausführung der Erfindung
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1 zeigt
eine Anordnung zur Verwendung in einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs
umfassend einen Gasgenerator 1 für einen Airbag und einen Aktor 2,
der mit dem Gasgenerator 1 verbunden ist. Der Aktor 2 dient
der aktiven Erzeugung von Drehschwingungen. Der Aktor 2 weist
eine Schwungmasse 4 auf, die translatorisch und rotatorisch
fest mit dem Gasgenerator 1 verbunden ist. Der Aktor 2 weist
des Weiteren einen Spulenträger 3, 5 auf,
der drehfest mit der Lenkradnabe eines Lenkradkörpers 10 verbunden ist.
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Der
Spulenträger 3, 5 ist
relativ zum Lenkradkörper 10 und
relativ zur Schwungmasse 4 beweglich gelagert. Zum Lenkradkörper 10 ist
der Spulenträger 3, 5 translatorisch,
zur Schwungmasse 4 rotatorisch beweglich gelagert.
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Der
Aktor 2 weist einen Spulenträger 3, 5 mit mindestens
zwei Spulen 3 und mindestens eine Schwungmasse 4 auf,
wobei die Spulen 3 die Schwungmasse 4 elektromagnetisch
bewegen, um Drehschwingungen zu erzeugen. Der Spulenträger 3, 5 weist
im hier gezeigten Ausführungsbeispiel mehrere
Spulen 3 und einen ferromagnetischen Kern auf. Die Spulen 3 umgeben
den ferromagnetischen Kern. Der ferromagnetische Kern ist als Torus 5 ausgebildet.
Auf dem Torus 5 sind am Umfang acht Spulen 3 angeordnet.
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Die
bewegliche Schwungmasse 4 schließt sandwichartig zwei Permanentmagnete 6 ein.
Die Permanentmagnete 6 sind derart angeordnet, dass sich
deren Nordpole gegenüberliegen.
Die Permanentmagnete 6 sind bevorzugt aus einem Hartferritmaterial
gefertigt. Die Spulen 3 bestehen bevorzugt aus einem gewickelten
Kupferband. Die Schwungmasse 4 weist einen schichtartigen
Aufbau auf, bei welchem zwei Schichten als Permanentmagnete 6 ausgestaltet
sind.
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An
der Schwungmasse 4 sind am Umfang erste Polschuhe 7a und
zweite Polschuhe 7b angeordnet, welche die Spulen 3 und
den Torus 5 umgeben. Dabei liegt der Schwerpunkt 8 der
Schwungmasse 4 nahe des Zentrum des Torus 5, wodurch
die Lagerkräfte
bei Drehbewegungen gering sind. Im Torus 5 sind Schlitze 12 ausgebildet,
die gegenüberliegend
angeordnet sind.
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Die
Schwungmasse 4 ist mittels eines Befestigungsträgers 13 mit
dem Gasgenerator 1 verbunden. Der Befestigungsträger 13 ist
am Gasgenerator 1 eingeclipst. Der Befestigungsträger 13 kann
aus Kunststoff gefertigt sein. Der Befestigungsträger 13 steht
des weiteren in einer gleitenden Clipverbindung mit dem Torus 5.
Hierdurch ist der Torus 5 im Befestigungsträger 13 drehbar
gelagert. Der Befestigungsträger 13 fungiert
dabei als Gleitlager.
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Der
Torus 5 wird durch eine Torsionsabstützung 14 an einer
rotatorischen Bewegung relativ zum Lenkradkörper 10 gehindert.
Durch die Ausbildung von Eingriffzungen 15 wird der Torus 5 jedoch
nicht an einer translatorischen Bewegung relativ zum Lenkradkörper 10 gehindert.
Die Torsionsabstützung 14 weist
hierzu Eingriffzungen 15 auf, die in die Schlitze 12 im
Torus 5 eingreifen. Die Torsionsabstüzung 14 fixiert den
Torus 5 rotatorisch am Lenkradkörper 10. Dadurch kann
sich die Schwungmasse 4 zusammen mit dem Gasgenerator 1 torsional
relativ zum Lenkradkörper 10 und
zum Torus 5 bewegen. Der Befestigungsträger 13 sitzt dabei
fest an der Schwungmasse 4 und gleitet am Torus 5.
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Die
Eingriffzungen 15 sind in radialer Richtung elastisch.
Somit kann die Anordnung, die aus Gasgenerator 1, Schwungmasse 4 und
Spulenträger 3, 5 besteht,
translatorische Bewegungen relativ zum Lenkradkörper 10 ausführen. Durch
Abstimmung mit einer Elastomerfeder 9 kann die Anordnung
als translatorische Tilgermasse wirken. Die Tilgermasse besteht
daher aus dem Gasgenerator 1 und dem Aktor 2.
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1 zeigt
in perspektivischer, geschnittener Ansicht, dass die Anordnung über eine
Elastomerfeder 9 an dem Lenkradkörper 10 angebunden ist.
Dabei sind die Schwungmasse 4 und der Gasgenerator 1 zum
Lenkradkörper 10 relativ
beweglich angeordnet. Durch diese konkrete Ausgestaltung ist es möglich, dass
ein Teil der Anordnung als Tilgermasse translatorische, nämlich radiale,
Schwingungen und ein Teil der Anordnung als Drehschwinger rotatorische
Schwingungen ausführen
kann. Die Tilgermasse weist dabei eine radiale Resonanzfrequenz
von 25 Hz und der Drehschwinger eine torsionale Resonanzfrequenz
von 50 Hz auf.
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Die
genannten Resonanzfrequenzen werden durch Abstimmung der Elastomerfeder 9 und
der Eingriffzungen 15 auf die Tilgermasse und nur durch
Abstimmung der Elastomerfeder 9 auf den Drehschwinger eingestellt.
Die Tilgermasse kann relativ zum Lenkradkörper 10 in radialer
Richtung schwingen und hierdurch Schwingungen bedämpfen, welche durch
den Motor im Leerlauf in das schwingungsfähige System Lenkradsäule-Lenkrad
eingetragen werden.
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Durch
den Aktor 2 kann der Drehschwinger, bestehend aus Gasgenerator 1,
Schwungmasse 4 und einem Anteil an torsionaler Steifigkeit
der Elastomerfeder 9 in eine oszillierende Drehbewegung
versetzt werden, welche eine resonante Torsionsschwingung des Drehschwingers
anregt. Die Schwingung des Drehschwingers in ihrer Gesamtheit leitet
Vibrationen in das Lenkrad ein, die vom Fahrer des Kraftfahrzeugs
als Warnsignal bei eintretender Müdigkeit wahrgenommen werden
können.
Der hier beschriebene Drehschwinger umfasst eine Drehmasse, die
torsional relativ beweglich zum Torus 5 ist. Die Drehmasse
besteht dabei im Wesentlichen aus dem Gasgenerator 1 und
der Schwungmasse 4. Die Anordnung ist koaxial zur Drehachse 11 des Lenkrads
innerhalb des Lenkradkörpers 10 angeordnet.
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2 zeigt
in perspektivischer, teilweise geschnittener Ansicht eine Anordnung
gemäß 1 in einer
Ansicht auf den Aktor 2. Der perspektivischen, teilweise
geschnittenen Ansicht eines Lenkrads gemäß 2 ist der
Aktor 2 zu entnehmen, welcher aktiv Schwingungen erzeugt.
Der Aktor 2 weist acht Spulen 3 auf, die einen
ferromagnetischen Kern umgeben, der als Torus 5 ausgebildet
ist. Die Spulen 3 sind am Umfang äquidistant auf dem Torus 5 angeordnet.
Der Aktor 2 weist eine bewegliche Schwungmasse 4 auf,
an welcher Polschuhe 7a, 7b angeordnet sind. Die
Polschuhe 7a, 7b umgeben die Spulen 3 und
den Torus 5, wobei der Schwerpunkt der Schwungmasse 4 im
Zentrum des Torus 5 liegt.
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3 zeigt
in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Ansicht den Aktor 2,
der mit dem Gasgenerator 1 gemäß der 1 und 2 verbunden
ist. Der Aktor 2 weist acht Spulen 3 und mindestens
eine Schwungmasse 4 auf, wobei die Spulen 3 die
Schwungmasse 4 elektromagnetisch bewegen, um Schwingungen
zu erzeugen. Die Spulen 3 umgeben einen ferromagnetischen
Kern, der als Torus 5 ausgebildet ist. Die Spulen 3 sind äquidistant
am Umfang des Torus 5 angeordnet. Im Torus 5 sind
Schlitze 12 ausgebildet. Der Torus 5 steht in
einer gleitenden Clipverbindung mit dem Befestigungsträger 13.
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Der
in 3 und 4 abschnittsweise gezeigte Befestigungsträger 13 sitzt
fest an den Polschuhen 7a, 7b der Schwungmasse 4.
Die Schwungmasse 4 weist 2 Permanentmagnete 6 auf,
die vorzugsweise als Hartferritmagnete ausgestaltet sind. Die Permanentmagnete 6 sind
derart angeordnet, dass sich deren Nordpole N gegenüberliegen.
An der Schwungmasse 4 sind am Umfang Polschuhe 7a, 7b angeordnet,
welche die Spulen 3 und den Torus 5 umgeben. Dabei
liegt der Schwerpunkt 8 der Schwungmasse 4 im
Zentrum des Torus 5. Die hier beschriebene Anordnung ist
koaxial zur Drehachse 11 des Lenkrads innerhalb des Lenkradkörpers 10 angeordnet.
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4 zeigt
den Aktor 2 gemäß 3 zusammen
mit der Torsionsabstützung 14.
Der Torus 5 wird durch die Torsionsabstützung 14 an einer
rotatorischen Bewegung relativ zum Lenkradkörper 10 gehindert.
Die Torsionsabstützung 14 weist
hierzu Eingriffzungen 15 auf, die in die Schlitze 12 im
Torus 5 eingreifen. Die Torsionsabstüzung 14 fixiert den
Torus 5 am Lenkradkörper 10 durch
an der Lenkradnabe angebrachte Schlitze. Dadurch kann sich die Schwungmasse 4 zusammen
mit dem Gasgenerator 1 als Drehschwinger relativ zum Lenkradkörper 10 und
zum Torus 5 bewegen. Der Befestigungsträger 13 sitzt dabei
fest an der Schwungmasse 4 und gleitet am Torus 5.
Die Eingriffzungen 15 sind in radialer Richtung elastisch.
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5 zeigt
eine perspektivische Schnittansicht des Aktors 2 ohne die
kreisförmige
Ausnehmung im Zentrum, die in den 1 bis 4 gezeigt ist.
In 5 ist der Verlauf der Feldlinien des von den Permanentmagneten 6 erzeugten
Magnetfelds schematisch gezeigt. Die Spulen 3 weisen einen
Innendurchmesser d auf, der durch den magnetfelddurchflossenen Querschnitt
des Torus 5 bestimmt ist. Die Stromflußrichtung einer Spule 3 wechselt
zu jeder benachbarten Spule 3 das Vorzeichen. Zwei Permanentmagnete 6 mit
zueinander zeigenden gleichnamigen Nordpolen N treiben deren Magnetfeld
radial nach aussen, wie dies durch die Pfeile b gezeigt ist. Das
Magnetfeld wird über
ringförmige
erste Polschuhe 7a geführt
und durchdringt näherungsweise
orthogonal eine auf dem Torus 5 fixierte Spule 3 von
außen
nach innen. Dies zeigen die Pfeile c.
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Das
Magnefeld verläuft
dann im Querschnitt des Torus 5 tangential. Dies zeigt
Pfeil d. Darauf durchtritt das Magnetfeld gemäß Pfeil e die benachbarte Spule 3 nahezu
orthogonal von innen nach außen.
Das Magnetfeld wird dann gemäß Pfeil
f über zweite
ringförmige
Polschuhe 7b zurückgeführt, die mit
den gleichnamigen Südpolen
S der Permanentmagnete 6 verbunden sind.
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Die
Wechselwirkung der stromdurchflossenen Spulen 3 mit dem
durch die Permanentmagnete 6 erzeugten Magnetfeld erzeugt
ein Drehmoment, das aus der Lorentzkraft und einem Hebelarm D/2
resultiert. Werden die Spulen 3 mit einem zeitlich sinusförmig verlaufenden
Strom versorgt, so stellt sich ein näherungsweise harmonischer Drehmomentverlauf mit
wechselndem Vorzeichen ein.
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Das
sich periodisch ändernde
Drehmoment stützt
sich zum einen an dem mit dem Lenkradkörper 10 verbundenen
Torus 5 ab, zum anderen an der magnetflußführenden
Schwungmasse 4, die mit dem Gasgenerator 1 verbunden
ist. Damit wird der Drehschwinger, der aus Elastomerfeder 9,
Gasgenerator 1 und Schwungmasse 4 besteht, zu
oszillierender Drehschwingung angeregt.
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Hierbei
ist das den Lenkradkörper 10 anregende
dynamische Drehmoment die Vektorsumme aus dem Reaktionsmoment des
spulentragenden Torus 5 und dem Drehmoment der Elastomerfeder 9.
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Das
möglichst
effektive Erzeugen dynamischer Drehmomente bedingt kleine wirksame Luftspalte 16 zwischen
den magnetflußführenden ferromagnetischen
Teilen. Aus diesem Grund wird bevorzugt ein dünnes Kupferband für die Wicklungen der
Spulen 3 verwendet, welches eine hohe Raumausnutzung und
einen hohen Füllgrad
ermöglicht. Die
kleinen Luftspalte 16 bedingen eine spielarme radiale und
axiale Lagerung der Schwungmasse 4 und des Spulenträgers 3, 5.
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Da
der Gasgenerator 1 als schwingfähige Drehmasse und als translatorische
Tilgermasse arbeitet, kann die radiale Beweglichkeit kombiniert
mit drehsteifer Koppelung entweder zwischen Lenkradkörper 10 und
Spulenträger 3, 5 oder
zwischen Schwungmasse 4 und Gasgenerator 1 vorgesehen werden.
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Hinsichtlich
weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre
wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits
auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
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Abschließend sei
ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor gewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur
Erörterung
der erfindungsgemäßen Lehre
dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.