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Die
vorliegende Erfindung beansprucht die Priorität der am
4. März 2008 eingereichten
koreanischen Anmeldung Nummer 10-2008-0019880 ,
deren gesamter Inhalt durch diesen Bezug hier mit aufgenommen ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkrad. Gemäß der
Erfindung ist ein beheiztes Lenkrad vorgesehen, das ein ferromagnetisches
Material aufweist, zum Erzeugen von Wärme mittels eines
mit einem Magnetfeld induzierten Induktionsstroms, bewirkt durch
Wechselstrom, der in ein leitendes Element eingespeist wird, das
in dem Lenkrad vorgesehen ist, um die Temperatur desselben schnell
zu erhöhen.
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Wie
in 1 dargestellt ist, ist eine Heizspule 102 eines
herkömmlichen beheizten Lenkrads zwischen einem Hauptkörper 101a und
einem äußeren Element 101b vorgesehen,
welches den Hauptkörper 101a eines Kranzabschnittes
eines Lenkrads umgibt. Die Heizspule erzeugt Wärme, um
die Temperatur des Lenkradkranzes 101 zu erhöhen.
Wenn die Außenlufttemperatur wie im Winter niedrig ist,
dann erhöht das Heizspulen-Lenkrad die Temperatur des Lenkradkranzabschnitts 101 bis
zu 20°C, um den Komfort für den Fahrer am Lenkradkranz 101 bei
der Bedienung des Lenkrads zu verbessern.
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Da
jedoch die Aufheizgeschwindigkeit der Heizspule 102 des
konventionellen Heizspulen-Lenkrads gering ist, sind ungefähr
390 Sekunden erforderlich, um die Temperatur von unter 0°C
auf 20°C zu erhöhen, und 270 Sekunden werden benötigt,
um die Temperatur von 0°C auf 20°C zu erhöhen,
wie es in 2 dargestellt ist. Das bedeutet,
dass im Durchschnitt ungefähr vier Minuten benötigt
werden, bis die Temperatur des Lenkradkranzes 101 eine
Temperatur von 20°C erreicht, die einer für den
Fahrer angenehmen Temperatur entspricht. Aus diesem Grund kann es
sein, dass ab dem Starten ein Zeitraum von ungefähr vier
Minuten für den Fahrer aufgrund der niedrigen Temperatur
des Lenkrads nicht angenehm ist. Insbesondere wenn das äußere
Element 101b, das den Hauptkörper 101a des
Lenkradkranzes 101 umgibt, anstelle von Leder aus Holz
hergestellt ist, ist sehr viel mehr Zeit erforderlich, bis die Temperatur des
Lenkradkranzes 101 20°C erreicht.
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Wenn
indessen der Durchmesser der Heizspule 102, die in dem
Lenkradkranz 101 vorgesehen ist, verkleinert wird, dann
kann der Widerstand der Heizspule 102 erhöht werden,
so dass die Temperatur des Lenkradkranzes 101 schnell ansteigen
kann. In diesem Fall jedoch besteht das Problem, dass die Lebensdauer
der Heizspule 102 verringert wird. Des Weiteren ist es
schwierig, eine dünne Heizspule 102 gleichmäßig
auf der Oberfläche des zylinderförmigen Lenkradkranzes 101 für
eine gleichmäßige, verteilte Beheizung bereitzustellen.
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Die
Informationen, die in den vorhergehenden Abschnitten über
den Hintergrund der Erfindung offenbart wurden, sollen lediglich
einer Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrundes der
Erfindung dienen und nicht als Bestätigung oder irgendeine
Form von Hinweis dahingehend dienen, dass die Informationen Teil
des Standes der Technik bilden, welcher einem Fachmann auf dem Gebiet
bereits bekannt ist.
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Verschiedene
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind darauf ausgerichtet, ein
mittels Induktionsstrom beheiztes Lenkrad bereitzustellen, das einen
Leiter zum Erzeugen von Induktionsstrom mittels der Änderung
eines Magnetfeldes aufweist, die durch Wechselstrom bewirkt wird,
der in ein elektrisch leitendes Element gespeist wird, das an einem
Lenkradkranzbereich vorgesehen ist, um die Temperatur desselben
schnell zu erhöhen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein mittels Induktionsstrom
beheiztes Lenkrad auf: ein äußeres Element, das
den Hauptkörper umgibt, und einen Leiter, der zwischen
dem Hauptkörper und dem äußeren Element
vorgesehen ist, wobei der Leiter zum Erzeugen von Induktionsstrom
durch Änderung eines Magnetfeldes, die durch Wechselstorm
bewirkt wird, vorgesehen ist.
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Der
Leiter kann aus einem ferromagnetischen Material gebildet sein.
Das ferromagnetische Material kann ein Metallpulver sein. Der Leiter
kann gleichmäßig zwischen dem Hauptkörper
und dem äußeren Element vorgesehen sein. Der Leiter
kann kreisförmig entlang einem Umfang des Hauptkörpers ausgebildet
sein. Der Leiter kann entlang einem Umfang des Hauptkörpers,
mit Ausnahme eines Bereichs, der zum Aufnehmen einer Speiche des
Lenkrads eingerichtet ist, vorgesehen sein. Der Leiter kann in einer
polygonalen Form vorgesehen sein.
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In
verschiedenen Ausführungsformen weist das beheizte Lenkrad
ferner ein elektrisch leitendes Element auf, das zwischen dem Hauptkörper
und dem äußeren Element vorgesehen ist, wobei
das elektrisch leitende Element mit Wechselstrom gespeist wird.
Das leitende Element kann ein Draht, zum Beispiel ein elektrischer
Draht sein. Das elektrisch leitende Element kann um den Hauptkörper
gewickelt sein. Der Draht kann zwischen dem Hauptkörper
und dem äußeren Element in einer ähnlichen Form
wie der Hauptkörper vorgesehen sein. Das elektrisch leitende
Element kann benachbart zu dem Leiter mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen vorgesehen
sein. Das beheizte Lenkrad kann ein Isolierungselement aufweisen,
das das leitende Element von dem Leiter isoliert.
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Verschiedene
Aspekte der Erfindung sind auf einen Personenkraftwagen ausgerichtet,
der ein wie weiter oben definiertes beheiztes Lenkrad aufweist.
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Die
Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung weisen weitere
Merkmale und Vorteile auf, die aus den hier aufgenommenen angehängten
Zeichnungen und der folgenden ausführlichen Beschreibung
der Erfindung ersichtlich oder in diesen im Einzelnen erläutert
werden, wobei diese gemeinsam dazu dienen, bestimmte Prinzipien
der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht, die ein konventionelles Heizspulen-Lenkrad
darstellt,
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2 ein
Temperatur-Diagramm des Heizspulen-Lenkrads aus 1,
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3 eine
schematische Ansicht, die ein beispielgebendes, mittels Induktionsstrom
beheiztes Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt,
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4 eine
Ansicht, die den Betrieb des Lenkrads aus 3 veranschaulicht,
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5A bis 5C schematische
Ansichten, die ein beispielgebendes, mittels Induktionsstrom beheiztes
Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen,
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6 eine
schematische Ansicht, die ein beispielgebendes, mittels Induktionsstrom
beheiztes Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, und
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7 eine
schematische Ansicht, die ein beispielgebendes mittels Induktionsstrom
beheiztes Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Im
Folgenden wird auf verschiedenen Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele hierfür
in den angehängten Zeichnungen veranschaulicht und im Nachfolgenden
beschrieben sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielgebenden
Ausführungsformen beschrieben wird, wird angemerkt, dass
die vorliegende Erfindung nicht auf diese beispielgebenden Ausführungsformen
beschränkt sein soll. Im Gegenteil soll die Erfindung nicht
nur die beispielgebenden Ausführungsformen sondern auch
verschiedene Alternativen, Modifizierungen, Entsprechungen und andere
Ausführungsformen abdecken, die im Erfindungsgedanken und
dem Schutzbereich der Erfindung enthalten sein können,
wie er durch die angehängten Ansprüche definiert
ist.
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Verschiedene
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
allgemein unter Bezugnahme auf 3 bis 7 beschrieben.
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Unter
Bezugnahme auf die 3 kann ein mittels Induktionsstrom
beheiztes Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung
aufweisen: einen Hauptkörper 1a eines Kranzabschnitts 1 des
Lenkrads, ein äußeres Element 1b, welches
den Hauptkörper 1a des Kranzabschnitts 1 umgibt,
ein elektrisch leitendes Element 2, das mit Wechselstorm
gespeist wird, und einen Leiter 10, der im Wesentlichen
nahe bei dem elektrisch leitenden Element 2 vorgesehen
ist, und der mit Induktionsstrom, der durch den in das elektrisch
leitende Element 2 eingespeisten Wechselstrom verursacht
wird, Wärme erzeugt.
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Gemäß verschiedenen
Aspekten der vorliegenden Erfindung kann das elektrisch leitende
Element 2 zwischen dem Hauptkörper 1a und
dem äußeren Element 1b des Lenkrads vorgesehen
sein. Das elektrisch leitende Element wird mit Wechselstrom gespeist.
Die Position des elektrisch leitenden Elements 2 ist jedoch
nicht auf die Position zwischen dem Hauptkörper 1a und
dem äußeren Element 1b des Lenkrads beschränkt,
solange das elektrisch leitende Element 2 durch ein Magnetfeld
einen Induktionsstrom in dem Leiter 10 induzieren kann.
Das elektrisch leitende Element 2 kann auch ein Draht oder ein
drahtförmiger Leiter sein.
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Der
Leiter 10 kann ein ferromagnetisches Material sein. Gemäß verschiedenen
Aspekten der vorliegenden Erfindung kann das ferromagnetische Material
ein Metallpulver sein, das zum Heizen mittels der Änderung
eines Magnetfeldes Induktionsstrom generiert. Demensprechend wird
ein Magnetfeld um das elektrisch leitende Element 2 erzeugt, wenn
Wechselstrom in das elektrisch leitende Element 2 gespeist
wird, und in dem ferromagnetischen Material 10 tritt aufgrund
des induzierten Magnetfeldes ein Induktionsstrom auf, wie es in 4 dargestellt
ist. In diesem Fall erzeugt das ferromagnetische Material 10 zum
Beheizen des Lenkradkranzes 1 mittels der Änderung
des Magnetfeldes Induktionsstrom.
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Das
ferromagnetische Material 10 ist optional ein Metallpulver,
das mittels der Änderung eines Magnetfeldes Induktionsstrom
erzeugt, und das ferromagnetische Material 10 strahlt Wärme,
die durch den Induktionsstrom verursacht wird, durch seine Oberfläche
aus. Dementsprechend weist das mittels Induktionsstrom beheizte
Lenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung im Vergleich
zu konventionellen beheizten Lenkrädern, die eine Wärmespule
nur aufweisen (siehe zum Beispiel 102 in 1),
einen größeren Heizbereich auf. Aus diesem Grund
kann das mittels Induktionsstrom beheizte Lenkrad gemäß der vorliegenden
Erfindung die Temperatur des Lenkrads schneller erhöhen.
Als Ergebnis kann das beheizte Lenkrad der vorliegenden Erfindung
den Bedienkomfort des Lenkrads verbessern, wenn die Außentemperatur,
wie im Winter, niedrig ist.
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Da
die Temperatur des Lenkradkranzes 1 mittels Wärme
erhöht wird, die von dem ferromagnetischen Material 10 erzeugt
wird, muss die Wärmeerzeugung des elektrisch leitenden
Elements 2, die durch den Widerstand erfolgt, bei dem mittels
Induktionsstrom beheizten Lenkrad nicht berücksichtigt werden.
Das bedeutet, dass bei dem beheizten Lenkrad gemäß der
vorliegenden Erfindung ein elektrisch leitendes Element 2 mit
einem niedrigen Widerstand verwendet werden kann.
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Indessen
kann das ferromagnetische Material 10 ein Metallpulver,
das heißt ein Leiter sein. Wenn das ferromagnetische Material 10 mit
dem elektrisch leitenden Element 2 in Kontakt kommt, dann
kann dementsprechend Wechselstrom auch in dem ferromagnetischen
Material 10 fließen. Aus diesem Grund kann das
beheizte Lenkrad ferner ein Isolationselement benötigen,
welches das elektrisch leitende Element 2 von dem ferromagnetischen
Material 10 isoliert, um zu verhindern, dass der Wechselstorm,
der in das leitende Element 2 eingespeist wird, in das
ferromagnetische Material 10 fließt.
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Um
die Menge an Wärme zu erhöhen, die von dem ferromagnetischen
Material 10 in dem beheizten Lenkrad der vorliegenden Erfindung
erzeugt wird, kann das ferromagnetische Material 10, das heißt
Metallpulver in kreisförmigen Formen in mehrfacher Wiederholung
ausgebildet und zwischen dem Hauptkörper 1a des
Lenkradkranzes 1 und dem äußeren Element 1b verteilt
sein, wie aus 5A ersichtlich ist. Jedoch ist
das Muster des ferromagnetischen Materials 10 nicht auf
kreisförmige Formen beschränkt, sondern es kann
auch polygonale Formen, zum Beispiel dreieckige Formen, die den
aus 5B ersichtlichen Form gleichen oder ähneln,
viereckige Formen, die den aus 5C ersichtlichen
Formen gleichen oder ähneln, oder fünfeckige Formen,
die den aus 5D ersichtlichen Formen gleichen
oder ähneln, aufweisen.
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Es
wird angemerkt, dass der Leiter nicht auf einen solchen aus ferromagnetischem
Material beschränkt ist. Es wird ferner angemerkt, dass
der Leiter und das ferromagnetische Material aus anderen Materialien
und Beschaffenheiten als Metallpulver sein können, die
einen Induktionsstrom ausgehend von einer Änderung eines
Magnetfeldes, die durch einen elektrischen Wechselstrom verursacht
wird, erzeugen können. Es wird angemerkt, dass die Positionierung
und Beschaffenheit des Leiters gemäß der vorliegenden
Erfindung weiter modifiziert werden können.
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Um
die Wärmeerzeugungs-Effizienz des beheizten Lenkrads aus 6 zu
verbessern, kann das ferromagnetische Material 10 zwischen
dem Hauptkörper 1a und dem äußeren
Element 1b an einem Lenkradkranzbereich 1 vorgesehen
sein, mit dem der Fahrer häufig in Kontakt kommt. Das ferromagnetische
Material 10 kann jedoch aus einem Bereich des Lenkrads
weggelassen werden, wo eine Speiche 3 und der Lenkradkranzbereich 1 miteinander
verbunden sind.
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Selbst
in diesem Fall kann das ferromagnetische Material 10 zum
Erhöhen der Menge an Wärme, die von dem ferromagnetischen
Material 10 in dem mittels Induktionsstrom beheizten Lenkrad
gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird,
in einer kreisförmigen oder polygonalen Form zwischen dem Hauptkörper 1a des
Lenkradkranzes 1 und einem äußeren Element 1b an
einem Bereich des Lenkradkranzes 1 ausgebildet sein, mit
dem der Fahrer häufig in Kontakt kommt.
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Bei
dem beheizten Lenkrad aus 7 kann das
elektrisch leitende Element 2 zwischen dem Hauptkörper 1a und
dem äußeren Element 1b in derselben Form
wie der Hauptkörper 1a entlang dem Umfang desselben
vorgesehen sein, ähnlich wie es in Bezug auf 3 bis 6 gezeigt
und beschrieben ist. Alternativ kann das elektrisch leitende Element 2 um
den Umfang des Hauptkörpers 1a gewickelt sein.
Wenn das elektrisch leitende Element 2 um den Hauptkörper 1a gewickelt
ist, wird von dem elektrisch Leitenden Element 2 ein starkes
Magnetfeld um den Lenkradkranz 1 herum erzeugt. Aus diesem
Grund erzeugt das ferromagnetische Material 10 einen starken
Induktionsstrom, so dass die Temperatur des Lenkradkranzes 1 schnell
ansteigt.
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Zum
Zweck einer vereinfachten Erläuterung und genauen Definition
in den angehängten Ansprüchen werden die Begriffe „oben” oder „unten”, „vorne” oder „hinten”, „innen” oder „außen” und
so weiter zum Beschreiben von Merkmalen der beispielgebenden Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Positionen solcher Merkmale verwendet,
wie sie in den Figuren gezeigt sind.
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Die
vorangehende Beschreibung bestimmter beispielgebender Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wurde zum Zweck der Veranschaulichung
und Beschreibung dargestellt. Sie soll weder vollständig
sein noch die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränken,
und zahlreiche Modifizierungen und Variationen sind im Lichte der oben
beschriebenen Lehren möglich. Die beispielgebenden Ausführungsformen
wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien
der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern,
um es so einem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, verschiedene
beispielgebende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
sowie verschiedene Alternativen und Modifizierungen davon auszuführen und
zu nutzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - kr 10-2008-0019880 [0001]