DE102008030757A1 - Bimodularer Airbag-Tilger - Google Patents

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Abstract

Eine Anordnung zur Verwendung in einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Gasgenerator (1) für einen Airbag und eine Feder (9) zur Anbindung des Gasgenerators (1) an einen Lenkradkörper (10), ist im Hinblick auf die Aufgabe, 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, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Gasgenerator (1) ein Aktor (2) verbunden ist, der Schwingungen oder Vibrationen erzeugt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • 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.
  • Stand der Technik
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Diese Einbauposition verlangt nach Bauraum in den Lenkradspeichen oder im Lenkradkranz, der in vielen Fällen nicht vorhanden ist.
  • Darstellung der Erfindung
  • 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.
  • Die vorliegende Erfindung löst die zuvor genannte Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Danach ist eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Gasgenerator ein Aktor verbunden ist, der Schwingungen oder Vibrationen erzeugt.
  • 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.
  • 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
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • In der Zeichnung zeigen
  • 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,
  • 2 eine perspektivische Schnittansicht der Anordnung, in welcher der Gasgenerator gemäß 1 mittels einer Elastomerfeder an einem Lenkradkörper angelenkt ist,
  • 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,
  • 4 eine perspektivische Schnittansicht des Aktors, der aktiv Drehschwingungen erzeugt, und eine Torsionsabstützung mit Eingriffzungen, die translatorisch welch ausgebildet ist, und
  • 5 eine perspektivische Schnittansicht des Aktors, in welcher der Verlauf der Feldlinien des von den Spulen erzeugten Magnetfelds schematisch gezeigt ist.
  • Ausführung der Erfindung
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Hierbei ist das den Lenkradkörper 10 anregende dynamische Drehmoment die Vektorsumme aus dem Reaktionsmoment des spulentragenden Torus 5 und dem Drehmoment der Elastomerfeder 9.
  • 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.
  • 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.
  • Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lehre wird einerseits auf den allgemeinen Teil der Beschreibung und andererseits auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
  • Abschließend sei ganz besonders hervorgehoben, dass die zuvor gewählten Ausführungsbeispiele lediglich zur Erörterung der erfindungsgemäßen Lehre dienen, diese jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (12)

  1. Anordnung zur Verwendung in einem Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Gasgenerator (1) für einen Airbag und eine Feder (9) zur Anbindung des Gasgenerators (1) an einen Lenkradkörper (10), dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Gasgenerator (1) ein Aktor (2) verbunden ist, der Schwingungen oder Vibrationen erzeugt.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) als Elastomerfeder ausgebildet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (2) mindestens zwei Spulen (3) und mindestens eine Schwungmasse (4) aufweist, wobei die Spulen (3) die Schwungmasse (4) elektromagnetisch bewegen, um die Schwingungen oder Vibrationen zu erzeugen.
  4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (2) mehrere Spulen (3) aufweist, die einen ferromagnetischen Kern umgeben, der als Torus (5) ausgebildet ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (2) eine Schwungmasse (4) aufweist, die zwei Permanentmagnete (6) sandwichartig einschließt.
  6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schwungmasse (4) am Umfang erste Polschuhe (7a) und zweite Polschuhe (7b) angeordnet sind, welche die Spulen (3) und den Torus (5) umgeben, wobei der Schwerpunkt (8) der Schwungmasse (4) im Zentrum des Torus (5) liegt.
  7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch acht Spulen (3).
  8. Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7 und einen Lenkradkörper (10), wobei die Anordnung durch die Elastomerfeder (9) am Lenkradkörper (10) angebunden ist.
  9. Lenkrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung eine radiale Resonanzfrequenz und ein Teil der Anordnung als Drehschwinger eine torsionale Resonanzfrequenz aufweist.
  10. Lenkrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die torsionale Resonanzfrequenz des Drehschwingers im Frequenzbereich 30 Hz bis 70 Hz, vorzugsweise bei 50 Hz liegt.
  11. Lenkrad nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die torsionale Anregefrequenz des Aktors (2) derart auf die torsionale Resonanzfrequenz des Drehschwingers abgestimmt ist, dass dessen Drehmasse in Resonanz schwingt und somit bei geringer Anregung große Amplituden auftreten.
  12. Lenkrad nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung koaxial zur Drehachse (11) des Lenkrads angeordnet ist.
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