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Die Erfindung betrifft eine Lenkradbaugruppe für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Lenkradbaugruppe umfasst einen Lenkradkranz sowie eine Mehrzahl Lenkradspeichen, über die der Lenkradkranz mit einem zentralen Lenkradbereich verbunden ist und über die der Lenkradkranz derart an dem zentralen Lenkradbereich abgestützt ist, dass der Lenkradkranz Griffbereiche zum Ergreifen und bestimmungsgemäßen Betätigen des Lenkrades durch einen Fahrzeugführer bildet.
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Hierbei handelt es sich um den üblichen, verbreiteten Aufbau eines Kraftfahrzeuglenkrades, wie z.B. aus der
US 9,333,983 B2 bekannt.
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Im Zusammenhang mit dem sogenannten autonomen Fahren kann sich das Bedürfnis ergeben, innerhalb eines Kraftfahrzeugs nur zeitweise ein Lenkrad in der vorstehend beschriebenen Funktionsposition zur Verfügung zu stellen, in der es zur Bedienung durch einen Fahrer bereitsteht.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Kraftfahrzeuglenkrad unter Berücksichtigung der vorgenannten Anforderungen weiter zu verbessern.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Lenkradbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach sind bei einer gattungsgemäßen Lenkradbaugruppe die Lenkradspeichen aus ihrer Funktionsposition, in der sie den Lenkradkranz zur Bildung von Griffbereichen abstützen, in eine von jener Funktionsposition verschiedene Klappposition überführbar, in der die Lenkradspeichen jeweils entlang einer Kante eines (fiktiven) Pyramidenstumpfes verlaufen, wodurch die von den lenkradkranzseitigen Enden der Lenkradspeichen umschlossene Fläche reduziert wird. Dies kann insbesondere ein erleichtertes Verstauen des Lenkrades während eines autonomen Fahrbetriebes, zum Beispiel hinter der Armaturentafel eines Kraftfahrzeugs, ermöglichen.
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Besonders vorteilhaft wird die von den lenkradkranzseitigen Enden der Lenkradspeichen umschlossene Fläche beim Übergang aus der Funktionsposition in die Klappposition um mindestens 50 %, insbesondere um mindestens 75 %, reduziert.
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Ist das Kraftfahrzeuglenkrad in üblicher Weise um eine Lenkachse drehbar, so erstreckt sich die (fiktive) Pyramide, auf deren Kanten die Lenkradspeichen in ihrer Klappposition liegen, entlang jener Lenkachse. Dies kann insbesondere auch bedeuten, dass die Höhe der Pyramide entlang der Lenkachse verläuft.
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Weiterhin beträgt in der Klappposition der Winkel der Lenkradspeichen relativ zu der Lenkachse vorteilhaft weniger als 30° und insbesondere weniger als 15° und weiter insbesondere weniger als 5°.
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Zur Überführung aus ihrer Funktionsposition in ihre jeweilige Klappposition können die Lenkradspeichen verschwenkbar ausgeführt sein, zum Beispiel indem die Speichen einerseits am Lenkradkranz und andererseits am zentralen Lenkradbereich jeweils (begrenzt) schwenkbar angelenkt sind.
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Um die Lenkradspeichen aus ihrer Funktionsposition in ihre Klappposition zu überführen, kann mindestens ein Betätigungselement vorgesehen sein, das durch einen zugeordneten Verstellantrieb, zum Beispiel einen elektromotorischen Antrieb, angetrieben wird und das die Antriebskraft auf die zu verstellen Speichen überträgt. Der Stellmotor kann dabei über verzahnte Getriebeelemente des Antriebs, wie zum Beispiel ein Zahnräder, Schneckenräder, Zahnstangen, Gewindespindeln, usw., oder über Riemen, wie zum Beispiel Seile oder Ketten, mit dem Betätigungselement in Verbindung stehen. Weiterhin kann der Verstellantrieb auch als ein hydraulischer oder ein pneumatischer Verstellantrieb ausgeführt sein.
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Das Betätigungselement kann beweglich an einer Lenkradaufnahme gelagert sein. Es kann insbesondere längsbeweglich (verschieblich) gelagert sein.
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Zur Kopplung des Betätigungselementes mit den Lenkradspeichen kann ein Hebelmechanismus, zum Beispiel in Form eines durch Verbindungshebel gebildeten Gestänges, dienen.
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Beim Überführen der Lenkradspeichen aus ihrer Funktionsposition in ihre Klappposition kann der Lenkradkranz, welcher über die Speichen mit einem zentralen Lenkradbereich verbunden ist, zusammenlegbar sein. Hierfür können am Lenkradkranz Gelenke und/oder elastische Abschnitte vorgesehen sein. Weiterhin kann der Lenkradkranz hierfür abschnittsweise teleskopierbar (zusammenschiebbar) ausgeführt sein.
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Das Lenkrad kann zudem elektrische Funktionskomponenten enthalten, wie Sensoren, die z.B. zur Erkennung der Anlage einer Hand am Lenkrad und/oder zur Erkennung der Klappposition des Lenkrades dienen, oder elektrische Verbraucher, z.B. in Form einer elektrischen Heizung für das Lenkrad.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren deutlich werden.
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Es zeigen:
- 1A ein eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeuglenkrad mit wegklappbaren Lenkradspeichen;
- 1B eine Seitenansicht des Kraftfahrzeuglenkrades aus 1A;
- 1C eine perspektivische Darstellung des Kraftfahrzeuglenkrades aus 1A;
- 2A eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeuglenkrad aus den 1A und 1B mit teilweise umgeklappten Lenkradspeichen;
- 2B eine Seitenansicht der Anordnung aus 2A;
- 2C eine perspektivische Darstellung der Anordnung aus 2A;
- 3A ein eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeuglenkrad aus den 1A und 1B mit vollständig umgeklappten Lenkradspeichen;
- 3B eine Seitenansicht der Anordnung aus 3A;
- 3C eine Seitenansicht der Anordnung aus 2A;
- 4 eine Seitenansicht entsprechend 1B gemäß einer Weiterbildung mit einem im zentralen Lenkradbereich vorgesehenen Airbagmodul;
- 5a eine Seitenansicht entsprechend 1B zusammen mit einem Verstellantrieb zum Verklappen der Lenkradspeichen;
- 5b ein Detail der Anordnung aus Figur 5A, welches darüber hinaus eine Verschieben des Lenkrades ermöglicht.
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Die 1A bis 1C zeigen in einer Draufsicht und einer Seitenansicht eine Lenkradbaugruppe für ein Kraftfahrzeug (Kraftfahrzeuglenkrad), die an einer Lenkradaufnahme 1 angeordnet ist. Das Lenkrad umfasst einen Lenkradkranz 2, der über eine Speichenanordnung 3 im zentralen Lenkradbereich mit der Lenkradaufnahme 1 verbunden ist. Die Lenkradaufnahme 1 ist dabei entlang einer Lenkachse L erstreckt, um welche das Lenkrad zusammen mit der Lenkradaufnahme 1 drehbar ist. An ihrem lenkradseitigen Ende ist die Lenkradaufnahme 1 mit einem (scheibenartigen) Abschlusselement 10 versehen, welches zum zentralen Lenkradbereich gehört und an welches die Lenkradspeichen 30 im Ausführungsbeispiel konkret angebunden sind.
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Eine Besonderheit der in den 1 A bis 1C dargestellten Lenkradbaugruppe besteht darin, dass die Lenkradspeichen 30 der Speichenanordnung 3 derart umgeklappt werden können, dass die von den lenkradkranzseitigen Enden der Speichen 30 bzw. von den an den lenkradkranzseitigen Enden der Speichen 30 angeordneten Gelenken 25 umschlossene Fläche F erheblich reduziert wird, wie anhand des Übergangs von den 1A bis 1C über die 2A bis 2C zu den 3A bis 3C erkennbar. Konkret ist die von den lenkradkranzseitigen Enden der Lenkradspeichen 30 umschlossene Fläche F in dem umgeklappten Zustand der Lenkradspeichen 30 gemäß den 3A bis 3C so klein, dass sie von dem Abschlusselement 10 der Lenkradaufnahme 1 vollständig überdeckt ist, vergleiche 3A.
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Die 1A bis 1C zeigen die Lenkradspeichen 30 der Speichenanordnung 3 im sogenannten Funktionszustand, in welchem die Speichenanordnung 3 den Lenkradkranz 2 derart bezüglich der Lenkradaufnahme 1 positioniert und abstützt, dass der Lenkradkranz 2 Griffbereiche 20 bildet, über die ein Fahrzeugführer das Lenkrad 2, 3 ergreifen und bestimmungsgemäß betätigen kann, um das zugehörige Kraftfahrzeug zu lenken.
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Die 3A bis 3C zeigen die Lenkradspeichen 30 der Speichenanordnung 3 demgegenüber im einer Klappposition, in welcher die Lenkradspeichen 30 gegen die Lenkradaufnahme 1 geklappt sind, und zwar im Ausführungsbeispiel derart, dass sie unter einem Winkel w von etwa 15° geneigt zur Lenkradaufnahme 1 bzw. zur Lenkachse L verlaufen. Die einzelnen Speichen 30 der Speichenanordnung 3 liegen dabei auf den Kanten eines fiktiven Zylinderstumpfes, wie anhand 3B deutlich wird.
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Damit die Lenkradspeichen 30 der Speichenanordnung 3 aus ihrer in den 1A bis 1C gezeigten Funktionsposition in die in den 3A bis 3C dargestellte Klappposition überführt werden können, ist eine jeweilige Lenkradspeiche 30 einerseits über ein lenkradaufnahmeseitiges Gelenk 15 schwenkbar mit der Lenkradaufnahme 1 bzw. im Ausführungsbeispiel konkret deren Abschlusselement 10 verbunden und andererseits über ein lenkradkranzseitiges Gelenk 25 schwenkbar mit dem Lenkradkranz 2 verbunden.
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Um das - durch die den Lenkradspeichen 30 zugeordneten Gelenke 15, 25 ermöglichte - Verschwenken bzw. Umklappen der Lenkradspeichen 30 (heran an die Lenkradaufnahme 1) auszulösen, ist ein Betätigungselement 12 vorgesehen. Dieses ist im Ausführungsbeispiel beweglich, und speziell längsverschieblich, an der Lenkradaufnahme 1 geführt, und zwar entlang der Lenkachse L, wie in den 1B, 2B und 3B jeweils durch einen Doppelpfeil angedeutet. Das Betätigungselement 12 ist über Kopplungsmittel in Form eines Hebelmechanismus 4 mit der Speichenanordnung 3 gekoppelt. Hierfür ist im Ausführungsbeispiel jede Lenkradspeiche 30 über jeweils ein Element 40 des Hebelmechanismus 4 mit dem Betätigungselement 12 gekoppelt. So sind die Elemente 40 des Hebelmechanismus 4 jeweils über ein erstes Gelenk 41 mit dem Betätigungselement 12 gelenkverbunden und über ein weiteres Gelenk 42 mit jeweils einer der Lenkradspeichen 30 gelenkverbunden.
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Dem Betätigungselement 12 kann wiederum ein Verstellantrieb zugeordnet sein, umfassend zum Beispiel einen Antriebsmotor sowie nachgeordnete Getriebeelemente, beispielsweise in Form von Zahnrädern und/oder Riemen, um das Betätigungselement 12 entlang der Lenkradaufnahme 1 bzw. der Lenkerachse L verfahren und hierdurch über den Hebelmechanismus 4 auf die Speichenanordnung 3 einwirken zu können. Bei einer selbsthemmenden Auslegung des Verstellantriebs wird zudem sichergestellt, dass die Speichenanordnung 3 in ihrer jeweiligen Verstellposition (Funktionsposition oder Klapppoistion), eingestellt über das Betätigungselement 12 und den zugehörigen Verstellantrieb, sicher gehalten werden kann.
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Gemäß 5A kann der Verstellantrieb konkret als ein Spindelantrieb ausgeführt sein, etwa indem die Lenkradaufnahme 10 zylindrisch ausgeführt und außen mit einer Spindelverzahnung (Spindelgewinde 11) versehen ist, um hierauf (z.B. motorgetrieben) eine Spindelmutter verfahren zu können, welche das Betätigungselement 12 entlang der Lenkachse L mitnimmt. Die Spindelmutter und das Betätigungselement 12 wären hierfür derart zu koppeln, dass eine Drehbewegung der Spindelmutter nicht auf das Betätigungselement 12 übertragen wird und dieses lediglich der Längsbewegung der Spindelmutter auf dem Spindelgewinde 11 entlang der Lenkachse L folgt.
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Damit beim Zusammenklappen der Speichenanordnung 3 zugleich auch der Lenkradkranz 2 zusammenlegbar ist, wie anhand einer Zusammenschau der 1A bis 1C; 2A bis 2C und 3A bis 3C erkennbar, ist der Lenkradkranz 2 in eine Mehrzahl Kranzabschnitte 21, 22 unterteilt, die jeweils über Gelenke 23 bzw. 25 miteinander verbunden sind. Die einen Gelenke 25 dienen dabei gleichzeitig zur gelenkigen Anlenkung der Speichen 30 an den Lenkradkranz 2, während die anderen Gelenke 23 entlang des Lenkradkranzes 2 jeweils zwischen zwei solchen Gelenken 25 angeordnet sind, die auch der Anlenkung der Lenkradspeichen 30 dienen. Im Ergebnis ist im Ausführungsbeispiel jeder Abschnitt 21; 22 des Lenkradkranzes 2 jeweils über zwei Gelenke 23, 25 mit benachbarten Abschnitten 22 bzw. 21 des Lenkradkranzes 2 verbunden, wobei ein Gelenk 25 jeweils gleichzeitig zur Anlenkung einer Lenkradspeiche 30 dient und das zweite Gelenk 23 lediglich zur Verbindung mit einem benachbarten Abschnitt 22 bzw. 21 des Lenkradkranzes 2. Alternativ oder ergänzend zu den Gelenken 23, 25 können am Lenkradkranz 2 auch elastisch deformierbare Abschnitte und/oder teleskopierbare Abschnitte vorgesehen sein.
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Ausgehend von dem in den 3A bis 3C dargestellten Kraftfahrzeuglenkrad - mit in Funktionsposition befindlicher Speichenanordnung 3 und dementsprechend mit einem Griffbereiche 20 für einen Fahrer definierenden Lenkradkranz 2 - kann ein Zusammenklappen der Speichenanordnung 3 und ein hiermit verbundenes Zusammenlegen des Lenkradkranzes 2 dadurch erfolgen, dass das Betätigungselement 12 entlang der Lenkradaufnahme 1 bzw. entlang der Lenkachse L abgesenkt, d.h. von der Lenkradbaugruppe 2, 3, 10 wegbewegt wird, wie anhand des Übergangs von den 1A bis 1C über die 2A bis 2C zu den 3A bis 3C dargestellt. Dabei wird über den Hebelmechanismus 4 zum einen die Speichenanordnung 3 mitgenommen, wobei die einzelnen Lenkradspeichen 30 jeweils zu der Lenkradaufnahme 1 in umgeklappt werden. Weiterhin werden hierbei selbsttätig, also als (unmittelbare) Folge des Überführens der Lenkradspeichen 30 in ihre Klappposition, jeweils benachbarte Abschnitt 21, 22 des Lenkradkranzes 2, unter der Einwirkung der zusammenklappenden Lenkradspeichen 30, zusammengelegt.
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Der in den 2A bis 2C dargestellten Zustand der Lenkradbaugruppe 2, 3 kann dabei als eine zweite mögliche Funktionsposition der Speichenanordnung 3 angesehen werden, in welcher der Lenkradkranz 2 Griffbereiche 20 zum bestimmungsgemäßen Erfassen und Betätigen seitens eines Fahrers bildet. Der Lenkradkranz 2 ist hierbei lediglich, verglichen mit dem in den 1A bis 1C gezeigten Zustand, entlang der Lenkradaufnahme 1 bzw. Lenkachse L etwas abgesenkt worden. In dem in den 1A bis 1C gezeigten Zustand liegt der Lenkradkranz 2, entlang der Lenkradaufnahme 1 betrachtet, etwas oberhalb des Abschlusselementes 10; wohingegen der Lenkradkranz 2 in dem in den 2A bis 2C gezeigten Zustand entlang der Lenkradaufnahme 1 bzw. Lenksachse L etwas unterhalb des Abschlusselementes 10 angeordnet ist.
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In dem in den 3A bis 3C gezeigten Zustand sind die Lenkradspeichen 30 der Speichenanordnung 3 derart zusammengeklappt, d.h., zu der Lenkradaufnahme 1 hin geklappt worden und die Abschnitte 21, 22 des Lenkradkranzes 2 derart zusammengelegt worden, dass der zusammengelegte Lenkradkranz 2 und die zusammengeklappte Speichenanordnung 3 gemeinsam durch eine Öffnung O in der Armaturentafel T hindurch hinter die Armaturentafel T abgesenkt werden können, wie in 3B dargestellt. Das Abschlusselement 10 überdeckt dabei die besagte Öffnung O.
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Zum Absenken der Lenkanordnung kann die Lenkradaufnahme 1, im Ausführungsbeispiel der 5B zusätzlich zu dem Gewinde 11 aus Figur 5A, eine nach innen eingearbeitete Verzahnung 13 aufweisen, so dass eine Zahnstange gebildet wird, an der etwa ein motorbetriebenes Zahnrad eingreifen kann, um die Lenkradaufnahme 1 zusammen mit dem Lenkrad entlang der Lenkachse L verschieben und damit insbesondere absenken zu können.
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Wie anhand 4 deutlich wird, kann die Lenkradaufnahme 1 rohrförmig und insbesondere hohlzylindrisch ausgebildet sein; es kann darin - optional - ein Airbagmodul A mit einem zusammengestauchten Gassack angeordnet sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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