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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung einer Vibrationseinheit an einem Lenkrad der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
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Bei bekannten Fahrspurüberwachungssystemen wird der Fahrzeugführer über Lenkradvibrationen gewarnt, wenn das Fahrzeug die Fahrbahn verlässt. Die Lenkradvibrationen werden in der Regel von Vibrationseinheiten erzeugt, welche am Lenkrad angeordnet sind und im Bedarfsfall von zugehörigen elektronischen Steuerschaltungen angesteuert werden.
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In der Druckschrift
DE 20 2007 014 209 U1 wird beispielsweise ein Fahreralarmsystem für das Lenkrad eines Motorfahrzeugs beschrieben. Das beschriebene Fahreralarmsystem umfasst eine Vibrationseinheit, welche einen Elektromotor und eine exzentrische Masse aufweist, welche an einer Achse des Elektromotors befestigt ist, und eine Steuerschaltung zum Bereitstellen einer elektrischen Versorgung für die Vibrationseinheit in Reaktion auf ein Alarmaktivierungssignal. Das Lenkrad umfasst einen Kranz und ist mittels eines Rahmenteils, das Speichen und eine Nabe umfasst, an einer Lenksäule befestigt. Die Vibrationseinheit ist an einer der Speichen befestigt, um eine Körperschallkopplung zwischen Vibrationseinheit und Lenkrad herzustellen.
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In der Druckschrift
DE 10 2008 036 161 A1 wird beispielsweise ein Lenkrad mit einer Vibrationseinheit beschrieben. Das beschriebene Lenkrad umfasst einen Lenkradkranz, der über ein Tragelement mit einer Lenkradnabe verbunden ist, und eine Vibrationseinheit. Die Vibrationseinheit ist im Bereich des Lenkradkranzes angeordnet, um eine Körperschallkopplung zwischen Vibrationseinheit und Lenkrad herzustellen.
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Die
DE 202 16 068 U1 offenbart eine Fahrzeuglenkvorrichtung mit einer Lenksäule und einem Lenkrad mit einem Lenkradkranz, wobei im Inneren der Lenksäule eine Vibrationsvorrichtung angeordnet ist, die so ausgelegt ist, dass sie ein an einer Oberfläche des Lenkradkranzes von einem Fahrer wahrnehmbares haptisches Signal erzeugen kann. Hierbei handelt es sich um den gattungsbildenden Stand der Technik.
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Die
DE 295 14 363 U1 offenbart Strahlungssensormodul zum Einbau in die Karosserie eines Fahrzeugs mit einer Sensoreinheit, welche eine elektromagnetische oder Ultraschallstrahlung in einen vorbestimmten Öffnungswinkel abgeben kann, wobei die Sensoreinheit durch einen gesteuerten Motor in die eine oder andere von zwei zueinander querliegenden Positionen schwenkbar ist.
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Die
EP 1 162 124 A2 offenbart Eine gedämpfte Lenkanordnung mit einem Lenkrad zur Wirkbefestigung an einer Lenksäule des Fahrzeugs und ein mit dem Lenkrad verbundenes Aufhängungselement. Die gedämpfte Lenkungsanordnung weist auch eine Masse auf, die mit dem aufgehängten Element verbunden ist. Die gedämpfte Lenkungsanordnung weist ferner mindestens ein Dämpfungselement auf, das auf dem aufgehängten Element positioniert ist, um mit diesem zusammenzuwirken, um Vibrationen aktiv vom Lenkrad zu dämpfen.
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Die
DE 20 2007 013 477 U1 offenbart ein Fahreralarmsystem für das Lenkrad eines Motorfahrzeugs, umfassend ein Vibrationsmodul mit einer exzentrischen Masse und einer Antriebseinrichtung zum Rotieren der exzentrischen Masse um eine Rotationsachse, wobei das Vibrationsmodul so angeordnet ist, dass die Rotationsachse der exzentrischen Masse im Wesentlichen parallel zu der Lenksäulenachse ist.
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Die
EP 0 856 432 A2 offenbart eine Anzeigevorrichtung mit einem Paar piezoelektrischer Elemente auf, die am Kranz eines Lenkrads an diametral gegenüberliegenden Abschnitten angebracht sind, die vom Fahrer des Fahrzeugs gegriffen werden, und eine Antriebseinheit zum Antrieb der piezoelektrischen Elemente um mechanische Schwingungen zu erzeugen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Befestigung einer Vibrationseinheit an einem Lenkrad der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, dahingehend weiterzuentwickeln, dass eine einfache und kostengünstige Befestigung der Vibrationseinheit ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung zur Befestigung einer Vibrationseinheit an einem Lenkrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere die Ausführungsformen der Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.
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Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, dass durch die Verlegung der Vibrationseinheit in den Bereich der Lenkradnabe die Komplexität und die Anzahl der Lenkradvarianten reduziert werden kann. Des Weiteren ermöglicht die Anordnung der Vibrationseinheit im Bereich der Lenkradnabe in vorteilhafter Weise eine einfache und kostengünstige Befestigung der Vibrationseinheit. Zudem kann die Vibrationseinheit getrennt von der zugehörigen Steuerschaltung angeordnet werden, wobei die Steuerschaltung in eine bereits vorhandene Baugruppe integriert werden kann. So kann die Steuerschaltung beispielsweise in ein Lenkstockschaltermodul integriert werden.
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Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Befestigung einer Vibrationseinheit an einem Lenkrad, welches einen Lenkradkranz umfasst, welcher über mindestens ein Tragelement mit einer Lenkradnabe verbunden ist, verbindet die Vibrationseinheit über eine Körperschallkopplung mit dem Lenkrad. Erfindungsgemäß ist die Vibrationseinheit im endmotierten Zustand im Bereich der Lenkradnabe mit dem Lenkrad verbunden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist in der Lenkradnabe eine nach unten offene Aufnahme ausgebildet, welche zur Herstellung der Körperschallkopplung so an die Kontur eines Gehäuses der Vibrationseinheit angepasst ist, dass sich im endmotierten Zustand der Vibrationseinheit eine gemeinsame Koppelfläche zwischen Vibrationseinheit und Aufnahme ausbildet, über welche die von der Vibrationseinheit erzeugten Vibrationen auf die Lenkradnabe und somit auf das Lenkrad übertragbar sind. Die nach unten offene Aufnahme ermöglicht ein einfaches und schnelles Einführen der Vibrationseinheit. Zudem kann das Gehäuse der Vibrationseinheit über eine entsprechende Befestigungseinrichtung in der Aufnahme fixiert werden. Die Befestigungseinrichtung ist vorzugsweise als Schraubverbindung ausgeführt. Die Schraubverbindung kann beispielsweise eine am Gehäuse angeordnete Gewindebohrung und eine Schraube umfassen, welche zur Fixierung der Vibrationseinheit durch einen korrespondierenden Durchbruch in der Aufnahme geführt und so weit in die Gewindebohrung eingeschraubt ist, dass ein Kopf der Schraube am Rand des Durchbruchs und das Gehäuses an der Aufnahme anliegt. Alternativ kann die Schraubverbindung einen Gewindebolzen, welcher mit dem Gehäuse verbunden ist und durch den korrespondierenden Durchbruch in der Aufnahme geführt ist, und eine Schraubenmutter umfassen, welche auf den Gewindebolzen aufgeschraubt wird, bis die Schraubenmutter am Rand des Durchbruchs und das Gehäuse an der Aufnahme anliegt.
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In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung bildet die Vibrationseinheit mit einer im Bereich des Lenkrades zu montierenden Baugruppe eine vor dem Lenkrad zu montierende Montageeinheit aus, wobei die Vibrationseinheit verliersicher mit der Baugruppe verbunden ist. Die Verliersicherung umfasst beispielsweise mindestens ein Befestigungsmittel und/oder mindestens ein Blockierungsmittel zur Vorfixierung und/oder zur Positionierung der Vibrationseinheit an der Baugruppe. Des Weiteren ist das mindestens eine Befestigungsmittel zur Vorfixierung der Vibrationseinheit an der Baugruppe als elastischer Schnapphaken ausgeführt, welcher am oberen Ende eine Rastnase aufweist, welche mit einer am Gehäuse der Vibrationseinheit ausgebildeten Auflagefläche nach Art einer Clipsverbindung zusammenwirkt. Dies ermöglicht eine einfache und schnelle Vorfixierung der Vibrationseinheit an der Baugruppe. Eine erste Blockierungskontur kann an dem mindestens einen Befestigungsmittel ausgebildet werden und kann an die Außenkontur des Gehäuses der Vibrationseinheit angepasst werden. Das mindestens eine Blockierungsmittel kann beispielsweise als zweite Blockierungskontur ausgeführt werden und wirkt mit einer Stirnseite des Gehäuses der Vibrationseinheit zusammen. Die Blockierungsmittel ermöglichen eine einfache und schnelle Positionierung der Vibrationseinheit an der Baugruppe, so dass das Gehäuse der Vibrationseinheit im vormontierten Zustand zur lagerichtigen Positionierung an der ersten Blockierungskontur und/oder der zweiten Blockierungskontur anliegt. Die Verwendung der Montageeinheit reduziert die Teilezeile bei der Endmontage und ermöglicht ein einfaches Einführen der Vibrationseinheit in die Aufnahme der Lenkradnabe bei der Montage des Lenkrads.
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In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Vibrationseinheit nach der Montage des Lenkrads und der Fixierung in der Aufnahme der Lenkradnabe mechanisch von der Baugruppe entkoppelt, so dass während des Betriebs der Vibrationseinheit keine Schwingungen auf die Baugruppe übertragbar sind. Dadurch kann in vorteilhafter Weise das Risiko einer negativen Beeinflussung der Lebensdauer und der Funktionsweise der Baugruppe reduziert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Baugruppe als Lenkstockschaltermodul ausgeführt, welches ein Modulgehäuse, ein vom Modulgehäuse zumindest teilweise umschlossenes Wickelfedermodul, mindestens einen Lenkstockschalter und mindestens eine innerhalb des Modulgehäuses angeordnete elektronische Auswerte- und Steuerschaltung umfasst. Die Vibrationseinheit kann im vormontierten Zustand beispielsweise an einem Wickelfederrotor und/oder am Modulgehäuse verliersicher angeordnet werden. Bei einer Anordnung am Modulgehäuse wird die Vibrationseinheit bei der Endmontage aus der Verliersicherung herausgebrochen, da sich das Lenkrad mit der Vibrationseinheit im Gegensatz zum Modulgehäuse dreht. Bei der Anordnung der Vibrationseinheit am Wickelfederrotor tritt das Problem nicht auf, da sich der Wickelfederrotor mit dem Lenkrad dreht. Des Weiteren kann eine Steuerschaltung der Vibrationseinheit innerhalb des Modulgehäuses angeordnet werden, wobei die Vibrationseinheit über einen Kabelsatz mit einer ersten Kontaktiereinrichtung und eine am Wickelfederrotor angeordnete korrespondierende zweite Kontaktiereinrichtung mit der Steuerschaltung verbunden ist. Dadurch können in vorteilhafter Weise weitere Funktionen in das Lenkstockschaltermodul integriert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung sind zwei Vibrationseinheiten am Lenkrad befestigt, welche im endmotierten Zustand an gegenüberliegenden Seiten im Bereich der Lenkradnabe angeordnet sind. Beim Einsatz von zwei Vibrationseinheiten, können im Vergleich zum Einsatz von nur einer Vibrationseinheit, Vibrationseinheiten mit kleineren Abmessungen verwendet werden, wodurch sich im Bezug auf den vorhandenen Bauraum Vorteile ergeben können. Zudem können die Vibrationen durch die verteilte Anordnung der Vibrationseinheiten gleichmäßiger in das Lenkrad eingeleitet werden.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
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In der Darstellung zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Montageeinheit, die eine Vibrationseinheit und ein Lenkstockschaltermodul umfasst.
- 2 eine perspektivische Detaildarstellung der Montageeinheit aus 1.
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines montierten Lenkrads.
- 4 eine perspektivische Teilschnittdarstellung des montierten Lenkrads aus 3.
- 5 eine perspektivische Detaildarstellung einer endmontierten Vibrationseinheit, ohne Darstellung des endmontierten Lenkrads.
- 6 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Montageeinheit, die zwei Vibrationseinheiten und ein Lenkstockschaltermodul umfasst.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich ist, bildet eine Vibrationseinheit 20 mit einem Lenkstockschaltermodul 10 eine Montageeinheit 5 aus, welche im Bereich eines in 3 und 4 dargestellten Lenkrades 40 an einem Lenkstock 1 zu montieren ist. Das Lenkstockschaltermodul 10 umfasst ein Modulgehäuse 12, ein vom Modulgehäuse 12 zumindest teilweise umschlossenes Wickelfedermodul 14, mehrere Lenkstockschalter 16 und innerhalb des Modulgehäuses 12 angeordnete nicht sichtbare elektronische Auswerte- und Steuerschaltungen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Vibrationseinheit 20 im vormontierten Zustand an einem Wickelfederrotor 14.2 verliersicher angeordnet. Bei einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann die Vibrationseinheit am Modulgehäuse 12 angeordnet werden. Eine Steuerschaltung der Vibrationseinheit 20 ist ebenfalls innerhalb des Modulgehäuses 12 angeordnet und daher nicht sichtbar. Die Vibrationseinheit 20 ist über einen Kabelsatz 29 mit einer ersten Kontaktiereinrichtung und eine am Wickelfederrotor 14.2 angeordnete korrespondierende zweite Kontaktiereinrichtung 14.6 mit der Steuerschaltung verbunden.
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Das bedeutet, dass sich die Steuerelektronik für die Vibrationseinheit 20 auf einer Hauptleiterplatte des Lenkstockschaltermoduls 10 befindet und die Vibrationseinheit 20 über das Wickelfedermodul 14 angesteuert wird. Zur Kontaktierung von elektronischen Schaltungen, welche im Lenkrad 40 angeordnet sind, sind am Wickelfedermodul 14 weitere Kontaktierungselemente 14.4 in Form von Steckeraufnahmen angeordnet.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die Verliersicherung 30 mindestens ein Befestigungsmittel 34 und/oder mindestens ein Blockierungsmittel 32, 34.1 zur Vorfixierung und/oder zur Positionierung der Vibrationseinheit 20 am Lenkstockschaltermodul 10. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das mindestens eine Befestigungsmittel 34 zur Vorfixierung der Vibrationseinheit 20 am Wickelfederrotor 14.2 als elastischer Schnapphaken ausgeführt, welcher am oberen Ende eine Rastnase 34.1 aufweist, welche mit einer am Gehäuse 22 der Vibrationseinheit 20 ausgebildeten Auflagefläche 26 nach Art einer Clipsverbindung zusammenwirkt.
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Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, ist eine erste Blockierungskontur 34.1 an dem mindestens einen Befestigungsmittel 34 ausgebildet, welche an die Außenkontur des Gehäuses 22 der Vibrationseinheit 20 angepasst ist, wobei das Gehäuse 22 im vormontierten Zustand an der ersten Blockierungskontur 34.1 anliegt. Des Weiteren liegt das Gehäuse 22 der Vibrationseinheit 20 mit der Stirnseite an einem als zweite Blockierungskontur ausgeführten Blockierungsmittel an. Durch das Anliegen des Gehäuses 22 der Vibrationseinheit 20 im vormontierten Zustand an der ersten Blockierungskontur 34.1 und der zweiten Blockierungskontur ergibt sich in vorteilhafter Weise eine lagerichtige Positionierung der Vibrationseinheit 20 für die Endmontage mit dem Lenkrad 40. Somit ist die Vibrationseinheit 20 über vier als Schnapphaken ausgeführte Befestigungsmittel 34 auf dem Rotor 14.2 des Wickelfedermoduls 14 vorfixiert. Dadurch ist die Vibrationseinheit 20 ausreichend fixiert, so dass die Montageeinheit 5 Transportbedingungen standhält. Im nicht eingebauten Zustand des Lenkstockschaltermoduls 10 ist ein mechanischer Kontakt zwischen Wickelfederrotor 14.2 und Vibrationseinheit 20 vorhanden.
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Wie aus 3 bis 5 ersichtlich ist, umfasst das Lenkrad 40 einen Lenkradkranz 43, welcher über mehrere als Lenkradspeichen ausgeführte Tragelemente 44 mit einer Lenkradnabe 46 verbunden ist. Erfindungsgemäß ist die Vibrationseinheit 20 im endmotierten Zustand über eine Körperschallkopplung im Bereich der Lenkradnabe 46 mit dem Lenkrad 40 verbunden.
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Wie insbesondere aus 4 weiter ersichtlich ist, ist in der Lenkradnabe 46 eine nach unten offene Aufnahme 46.1 ausgebildet, welche zur Herstellung der Körperschallkopplung so an die Kontur des Gehäuses 22 der Vibrationseinheit 20 angepasst ist, dass sich im endmotierten Zustand der Vibrationseinheit 20 eine gemeinsame Koppelfläche zwischen Vibrationseinheit 20 und Aufnahme 46.1 ausbildet, über welche die von der Vibrationseinheit 20 erzeugten Vibrationen auf die Lenkradnabe 46 und somit auf das Lenkrad 40 übertragbar sind.
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Wie insbesondere aus 1 und 2 ersichtlich ist am Gehäuse 22 der Vibrationseinheit 20 eine Gewindebohrung 24 angeordnet, in welches zur endgültigen Fixierung der Vibrationseinheit 20 eine Schraube 46.2 eingeschraubt ist, wie aus 3 und 4 ersichtlich ist. Hierzu wird die Schraube 46.2 durch einen korrespondierenden Durchbruch in der Aufnahme 46.1 geführt und so weit in die Gewindebohrung 24 eingeschraubt, dass ein Kopf der Schraube 46.2 am Rand des Durchbruchs und das Gehäuses 22 an der Aufnahme 46.1 anliegt.
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Wie aus 4 und 5 weiter ersichtlich ist, ist die Vibrationseinheit 20 nach der Montage des Lenkrads 40 und der Fixierung der Vibrationseinheit 20 in der Aufnahme 46.1 der Lenkradnabe 46 mechanisch vom Wickelfederrotor 14.2 entkoppelt, so dass während des Betriebs der Vibrationseinheit 20 keine Schwingungen auf das Lenkstockschaltermodul 10 übertragen werden. Während der Fixierung der Vibrationseinheit 20 durch die Schraube 46.2 wird die Vibrationseinheit 20 vom Wickelfederrotor 14.2 entkoppelt und in die Aufnahme 46.1 gedrückt, so dass die Schwingungen der Vibrationseinheit 20 über die Lenkradnabe 46 an das Lenkrad 40 übertragen werden können.
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Wie aus der Detailansicht ohne Lenkrad gemäß 5 ersichtlich ist, ist die Vibrationseinheit 20 dadurch vom Wickelfederrotor 14.2 entkoppelt, dass nach der Fixierung der Schraube 46.2 kein mechanischer Kontakt mehr zwischen der Vibrationseinheit 20 und dem Wickelfederrotor 14.2 vorhanden ist. So ist zwischen den Rastnasen 34.2 der als Schnapphaken ausgeführten Befestigungsmittel 34 und der Auflagefläche 26 ein Luftspalt angeordnet, der durch eine unterhalb der Auflagefläche angeordnete Einbuchtung 28 vorgegeben wird. Außerdem ist zwischen dem Gehäuse 22 der Vibrationseinheit 20 und den Blockierungsmitteln 32, 34.1 ebenfalls ein Luftspalt 38 ausgebildet. Durch die ausgebildeten Luftspalte 28, 38 wird verhindert, dass Schwingungen von der Vibrationseinheit 20 auf den Wickelfederrotor 14.2 und zum Lenkstockschaltermodul 10 übergehen.
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Wie aus 6 ersichtlich ist, können bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im vormontieren Zustand zwei Vibrationseinheiten 20' mit kleineren Abmessungen an gegenüberliegenden Seiten des Wickelfederrotors 14.2 angeordnet. Somit sind die zwei Vibrationseinheiten 20` im endmotierten Zustand auf gegenüberliegenden Seiten im Bereich der Lenkradnabe 46 angeordnet. Zu diesem Zweck sind zwei entsprechende Aufnahmen 46.1 an der Lenkradnabe 46 ausgebildet.
