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Die Erfindung betrifft ein Lenkrad mit einer Vibrationsdämpfermasse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Nahezu jedes Lenkrad eines Autos, eines Busses oder eines Lastkraftwagens weist einen Lenkradkörper und ein Gassackmodul, welches im Nabenbereich dieses Lenkradkörpers aufgenommen ist, auf. Dieses Gassackmodul hat ein Gassackpaket und einen Inflator zur Befüllung des Gassackes des Gassackpaketes mit Gas. Das Gassackpaket ist stets durch das Dach eines Abdeckelementes abgedeckt. Oft dient die äußere Oberfläche dieses Daches als eine Betätigungsfläche für die Hupe des Fahrzeugs.
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Es ist ein bekanntes Problem, dass Vibrationen, insbesondere Vibrationen des Motors des Fahrzeuges, über die Lenksäule auf das Lenkrad übertragen werden. Dies ist für den Fahrer natürlich unangenehm, sodass es erwünscht ist, die Vibrationen des Lenkradees zu reduzieren, insbesondere die Vibrationen des Lenkradkörpers, dessen Kranz vom Fahrer gehalten wird. Um die Vibrationen des Lenkradkörpers zu reduzieren, ist es bekannt, eine Vibrationsdämpfermasse zu verwenden, welche mittels wenigstens eines elastischen Elementes mit dem Lenkradkörper verbunden ist, sodass diese Dämpfermasse sich gegen die Rückstellkraft des elastischen Elementes relativ zum Lenkradkörper bewegen kann. Hierdurch wird die Vibration des Lenkradkörpers gedämpft.
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Die gattungsbildende
US 8 733 203 B2 schlägt vor, im Wesentlichen das ganze Gassackmodul, welches das Gehäuse, den Inflator, das Gassackpaket und die Abdeckung aufweist, als Dämpfermasse zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass die Dämpfermasse vergrößert wird.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein gattungsgemäßes Lenkrad weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein Lenkrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist das Abdeckelement nicht starr mit der Basis verbunden, sodass sich eine erste Unterbaugruppe, welche die Basis, den Inflator und das Gassackpaket umfasst, relativ zum Lenkradkörper bewegen kann, während das Abdeckelement sich nicht relativ zum Lenkradkörper bewegt. Wenn eine solche Bewegung der ersten Unterbaugruppe wegen einer Vibration der Lenksäule auftritt, verformt sich das elastische Element, welches die erste Unterbaugruppe mit dem Lenkrad wenigsten indirekt verbindet, elastisch. Vorzugsweise besteht kein direkter mechanischer Kontakt zwischen der ersten Unterbaugruppe und dem Abdeckelement. Da das Abdeckelement normalerweise relativ leicht ist, wird der Betrag der Dämpfermasse gegenüber dem Konzept des gattungsbildenden Lenkrades nur geringfügig reduziert und der Vorteil, dass sich das Gassackpaket gemeinsam mit dem Inflator bewegt, wird erhalten. Der erfindungsgemäße Vorteil ist, dass sich das Abdeckelement und insbesondere ihr Dach nicht zusammen mit der ersten Unterbaugruppe bewegt. Somit können die Spalte zwischen dem Dach und dem Lenkrad relativ klein sein und es ist sogar möglich, das Abdeckelement in einer nicht bewegbaren Art und Weise am Lenkradkörper anzuordnen, sodass elektronische Hupensensoren, wie beispielsweise Piezo-Elemente, verwendet werden können. Es ist jedoch ebenso möglich, das Abdeckelement in einer „traditionellen Weise“ am Lenkradkörper anzuordnen, welche ein Herunterdrücken des Abdeckelementes gegen den Lenkradkörper erlaubt. In jedem Fall kann die Positionierung des Abdeckelements am Lenkrad sehr präzise sein, da keine - oder nur eine kurze - Toleranzkette zwischen dem Abdeckelement und dem Lenkradkörper besteht.
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In einer ersten Grundausführungsform gibt es keine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Abdeckelement und der ersten Unterbaugruppe (außer über den Lenkradköper), sodass die erste Unterbaugruppe nicht beeinflusst wird, wenn eine Kraft auf das Dach des Abdeckelementes ausgeübt wird, um die Hupe zu betätigen.
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Um den großen Kräften, welche während der Ausdehnung des Gassackes auftreten, sicher widerstehen zu können, kann es bevorzugt sein, wenigstens ein Rückhaltemittel vorzusehen, welches ohne Funktion ist, solange der Gassack des Gassackpaketes nicht aufgeblasen ist, jedoch das Abdeckelement zurückhält, wenn sich der Gassack ausdehnt. Dieses Rückhaltemittel kann zwischen dem Abdeckelement und dem Lenkradkörper oder zwischen dem Abdeckelement und der Basis wirken. „Ohne Funktion sein“ bedeutet, dass es ein abdeckseitiges Rückhalteelement und ein anderes Rückhalteelement (lenkradkörperseitig oder basisseitig) gibt, welche während des Normalbetriebes des Fahrzeuges nicht in mechanischem Kontakt zueinander sind, aber in mechanischen Kontakt zueinander kommen, wenn die Befestigung zwischen dem Abdeckelement und dem Lenkradkörper versagt, wenn sich der Gassack ausdehnt.
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In einer zweiten Grundausführungsform sind die erste Unterbaugruppe und das Abdeckelement Teile einer zweiten Unterbaugruppe, welche gegen den Lenkradkörper herabgedrückt werden kann, um die Hupe zu betätigen. Diese zweite Unterbaugruppe beinhaltet weiterhin einen Träger, welcher das Abdeckelement und die erste Unterbaugruppe miteinander verbindet. Beispielsweise kann sich ein weiteres elastisches Element (beispielsweise eine Feder) von diesem Träger erstrecken, sodass der Träger niedergedrückt werden kann. Aber auch in diesem Ausführungsbeispiel kann sich die erste Unterbaugruppe relativ zum Abdeckelement unter Deformation des wenigstens einen elastischen Elements bewegen.
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Die Erfindung wird nun mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Blick auf die Figuren näher beschrieben.
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Die Figuren zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkrades in einer schematischen Querschnittsdarstellung,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel in einer der 1 entsprechenden Darstellung,
- 3 eine Variation des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels,
- 4 eine Variation des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels,
- 5 ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer den 1 und 2 entsprechenden Darstellung,
- 6 eine Variation des in 5 gezeigten Ausführungsbeispiels, und
- 7 eine zweite Grundausführungsform der Erfindung in einer der 1 entsprechenden Darstellung.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Lenkrades 5 in einer schematischen Querschnittsansicht, Zusätzlich zum Lenkrad 5 ist eine Lenksäule 80, an welcher das Lenkrad im Benutzungszustand montiert ist, gezeigt. Die Richtung der Lenksäule 80 definiert die Axialrichtung.
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Das Lenkrad 5 weist einen Lenkradkörper 10 auf, welcher einen Kranz 17 hat und eine Ausnehmung 11 im Nabenbereich aufweist. In dieser Ausnehmung sind wenigstens Abschnitte einer Unterbaugruppe aufgenommen. Diese Unterbaugruppe weist eine Basis 20 in Form eines Gehäuses, einen Inflator 24 (meist in Form eines pyrotechnischen Gasgenerators), welcher mit der Basis verbunden ist, und ein Gassackpaket, welches ebenfalls mit der Basis verbunden ist, auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Gassackpaket 60 von einer Umhüllung 62 umgeben und ist mittels eines Flansches 25 des Inflators 24 an der Basis 20 gehalten. Dies ist eine Standarttechnik, jedoch für die Erfindung nicht zwingend. Wie es bereits gesagt wurde, ist die Basis 20 in Form eines Gehäuses, sie hat also einen Boden 22 und eine Seitenwand 23. Der Inflator 24 und das Gassackpaket 60 sind mit dem Boden 22 verbunden. Die Basis 20 ist mit einer Befestigungsplatte 30 verbunden, welche wiederrum in einer starren Art am Lenkradkörper befestigt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Befestigungsplatte 30 mittels Befestigungshaken 12 und einem Draht 13 mit dem Lenkradkörper verbunden. Es wäre zum Beispiel auch möglich, die Befestigungsplatte 30 mittels Schrauben mit dem Lenkradkörper 10 zu verbinden.
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Für die Verbindung zwischen der Basis und der Befestigungsplatte 30 erstrecken sich Bolzen 26 von der Basis 20 (nämlich vom Boden 22 des Gehäuses) durch elastische Elemente 32, welche in Durchgangslöchern der Befestigungsplatte 30 gehalten sind. Die elastischen Elemente haben also ebenfalls Durchgangslöcher und können beispielsweise aus Gummi oder einem gummiartigen Material bestehen. Um die Bolzen 26 an den elastischen Elementen 32 zu befestigen, weist jeder Bolzen 26 einen Kragen 27 auf und eine Mutter 28 ist auf den Teil des Bolzens 26 geschraubt, welcher auf der anderen Seite des elastischen Elementes 32 als der Kragen 27 angeordnet ist. Somit ist die aus Basis, Inflator und Gassackpaket bestehende Unterbaugruppe mittels der elastischen Elemente 32 mit dem Lenkradkörper 10 verbunden, sodass sie sich zu einem gewissen Maß gegen die Rückstellkraft der elastischen Elemente relativ zum Lenkradkörper 10 bewegen kann, insbesondere in der Ebene, welche senkrecht zur Axialrichtung ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese elastischen Elemente 32 zwischen sich von der Basis erstreckenden Bolzen und einer am Lenkradkörper befestigten Befestigungsplatte 30 angeordnet, es ist jedoch zu erwähnen, dass dies ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist, nicht jedoch das einzig mögliche. Es wäre beispielsweise ebenso möglich, die elastischen Elemente 32 direkt zwischen Elementen der Unterbaugruppe und dem Lenkradkörper anzuordnen, oder die Unterbaugruppe starr an einer Befestigungsplatte zu befestigen und diese Befestigungsplatte mittels wenigstens eines elastischen Elementes am Lenkradkörper zu befestigten. Weiterhin sollte es erwähnt werden, dass andere Arten von Verbindungen zwischen der Basis und der Befestigungsplatte 30 mittels elastischer Elemente möglich sind, insbesondere ohne die Verwendung von Bolzen. Der wichtige Punkt ist (wie dies bereits erwähnt wurde), dass sich die gesamte Unterbaugruppe relativ zum Lenkradkörper gegen die Rückstellkraft der elastischen Elemente bewegen kann, sodass diese gesamte Unterbaugruppe, welche die Masse der Basis 20, des Inflators 24 und des Gassackpaketes 60 hat, als Dämpfermasse wirken kann.
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Ein Dach 42 des Abdeckelementes 40 erstreckt sich über den Nabenbereich des Lenkradkörpers 10 und somit auch über die Unterbaugruppe mit dem Gassackpaket 16. Dieses Abdeckelement 40 ist normalerweise ein spritzgegossenes Kunststoffteil. Wie man dies in 1 sehen kann, erstreckt sich eine Seitenwand 43 vom Dach 42. Wie dies bei Lenkrädern 5 üblich ist, dient die äußere Oberfläche des Daches 42 als Betätigungsfläche für eine Hupe des Fahrzeugs. Somit ist wenigstens ein Hupensensor 70 zwischen dem Abdeckelement und dem Lenkradkörper 10 vorgesehen. Normalerweise sind wenigstens drei solche Hupensensoren 70 vorgesehen. Das in Figur gezeigte Ausführungsbeispiel ist eine sogenannte „weglose Hupe“ („no-travel horn“), was bedeutet, dass sich das Abdeckelement 40 nicht, oder nur um einen sehr kleinen Betrag relativ zum Lenkradkörper 10 bewegt, selbst wenn ein Druck auf die äußere Oberfläche des Daches 42 dieses Abdeckelementes 40 ausgeübt wird. In diesem Fall sind die Hupensensoren 70 in Form von drucksensitiven elektronischen Elementen, wie beispielsweise Piezo-Elementen.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 könnten die Bereiche des Abdeckelementes 40, welche die Hupensensoren 70 berühren, beispielsweise an den Hupensensoren angeklebt sein, welche wiederum durch eine geeignete Maßnahme mit dem Lenkradkörper 10 verbunden sind. Somit kann eine perfekte Passung zwischen dem Abdeckelement (insbesondere dessen Dach 42) und dem Lenkradkörper 10 erreicht werden. Aber da eine solche Art der Verbindung zwischen Abdeckelement 40 und Lenkradkörper 10 nicht sicher ausreichend sein wird, um den Kräften zu widerstehen, welche auftreten, wenn sich der Gassack ausdehnt, sind zusätzliche Rückhaltemittel R vorgesehen, welche das Abdeckelement am Lenkradkörper 10 halten, wenn die reguläre Verbindung zwischen Abdeckelement 40 und Lenkradkörper 10 während des Ausdehnens des Gassackes versagt. Im in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel bestehen diese zusätzlichen Rückhaltemittel R aus Lenkrad-seitigen Rückhalteelementen 14 und Abdeckelement-seitigen Rückhalteelementen 44. Im normalen Benutzungszustand (was bedeutet, dass das Abdeckelement 40 direkt oder indirekt vom Lenkradkörper 10 gehalten wird) sind diese Elemente 14, 44 nicht in direktem mechanischem Kontakt zueinander, sodass die Rückhaltemittel R mit der oben beschriebenen Verbindung zwischen Abdeckelement 40 und Lenkradkörper 10 nicht interferieren.
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Man kann leicht in 1 sehen, dass das Abdeckelement 40 nicht in mechanischem Kontakt zur Unterbaugruppe steht, sodass die Bewegung dieser Unterbaugruppe relativ zum Lenkradkörper 10 nicht auf das Abdeckelement 40 übertragen wird.
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Die 2 zeigt eine Variation zu dem in 1 Gezeigten. Der Unterschied ist, dass die zusätzlichen Rückhaltemittel zwischen dem Abdeckelement und der Basis 20 wirken, nämlich zwischen der Seitenwand 43 des Abdeckelementes und der Seitenwand 23 des Gehäuses. Hier hat die Seitenwand 23 des Gehäuses Basis-seitige Haken 23a (Basis-seitige Rückhalteelemente), welche sich durch Fenster 45 in der Seitenwand des Abdeckelementes 40 (Abdeckelement-seitige Rückhalteelemente) erstrecken. Im Normalbetrieb sind die Haken 23a (oder ein anderer Teil der Basis) nicht in Kontakt mit dem Abdeckelement 40, aber die Hakten 23a halten das Abdeckelement 40 zurück, wenn eine reguläre Verbindung zwischen dem Abdeckelement 40 und dem Lenkradkörper 10 bei Ausdehnung des Gassackes versagt. Da keine mechanische Verbindung zwischen der Unterbaugruppe und dem Abdeckelement 40 besteht, wird eine Bewegung der Unterbaugruppe relativ zum Lenkradkörper 10 nicht auf das Abdeckelement 40 übertragen.
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Wie in 3 gezeigt, kann die äußere Oberfläche des Daches 42 durch eine zusätzliche äußere Lage 50 abgedeckt sein, um das optische Erscheinungsbild zu verbessern. Da sich das Dach 42 nicht relativ zum Lenkradkörper 10 bewegt, könnte sich diese äußere Lage 50 auch über benachbarte Bereiche des Lenkradkörpers 10 erstrecken. Auch wenn dies in den Figuren nicht gezeigt ist, besteht diese Möglichkeit auch für das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel.
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Wie dies nun mit Blick auf die Ausführungsbeispiele der 5 und 6 erläutert wird, kann das erfindungsgemäße Konzept auch auf Lenkräder 5 angewendet werden, deren Abdeckelement 40 gegen den Lenkradkörper 10 niedergedrückt werden kann, um die Hupe zu betätigen. Hier ist wenigstens eine Feder 47 (normalerweise mehr als eine Feder) zwischen dem Abdeckelement 40 und dem Lenkradkörper 10 angeordnet. In diesem Fall werden Positionierungsmittel, welche das Abdeckelement 40 am Lenkradkörper 10 positionieren, notwendig sein. In den in den 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen sind voneinander getrennt Axial-Positionierungsmittel A und Nicht-Axial-Positionierungsmittel N vorgesehen. Die Nicht-Axial-Positionierungsmittel N können insbesondere in Form von Zapfen 46 und Positionierungslöchern 16 sein und die Axial-Positionierungsmittel A können insbesondere Paare von Haken und Ösen oder Paare von Haken 19, 49, welche in Kontakt zueinander sind, solange das Abdeckelement nicht hinuntergedrückt ist, sein. Es wäre auch möglich, kombinierte Axial- und Nicht-Axial-Positionierungsmittel zu nutzen, wie dies allgemein bekannt ist. Oft werden diese Positionierungsmittel nicht beständig genug sein, um das Abdeckelement 42 im Falle der Ausdehnung des Gassackes am Lenkradkörper 10 zu sichern. Somit wird es auch in diesem Fall oft zu bevorzugen sein, zusätzliche Rückhaltemittel R vorzusehen. Im Ausführungsbeispiel der 5 sind diese Rückhaltemittel R wie die des Ausführungsbeispiels der 2 gemacht, aber es wäre natürlich ebenso möglich, zusätzliche Rückhaltemittel zwischen Abdeckelement und Lenkradkörper vorzusehen. Im Falle, dass das Abdeckelement gegen den Lenkradkörper gegen die Kraft wenigstens einer Feder 47 niedergedrückt werden kann, kann der Hupensensor 70 beispielsweise in Form eines Mikroschalters (wie in 6 gezeigt) oder traditionell in Form zweier Kontakt 18, 48 ( 6) ausgeführt sein.
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Die 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, welches sich wesentlich von den anderen Ausführungsbeispielen unterscheidet. Hier sind das Abdeckelement 40 und die erste Unterbaugruppe an einem Träger befestigt, sodass eine zweite Unterbaugruppe gebildet wird. Die Verbindung zwischen der ersten Unterbaugruppe und dem Träger 90 erfolgt über elastische Elemente 32 derart, wie die Verbindung zwischen der ersten Unterbaugruppe und der Befestigungsplatte im Ausführungsbeispiel der 1 erfolgt.
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Federn 36 erstrecken sich zwischen dem Träger 90 und der Befestigungsplatte 30, sodass die zweite Unterbaugruppe gegen den Lenkradkörper niedergedrückt werden kann, um die Hupe zu betätigen. Axial-Positionierungsmittel zum Positionieren der zweiten Unterbaugruppe könnten vorgesehen sein, sind jedoch nicht gezeigt.
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Es wäre möglich, Hupenkontakte zwischen dem Träger 90 und der Befestigungsplatte vorzusehen, hier wurde jedoch eine andere Möglichkeit gewählt. Unter der Befestigungsplatte 30 ist eine Hupenbetätigungsplatte 30 angeordnet und wenigstens ein Hupensensor 70 erstreckt sich zwischen der Befestigungsplatte 30 und der Hupenbetätigungsplatte 70. Die Hupensensoren 70 sind aufgrund von Federn 38, welche die Hupenbetätigungsplatte 34 in Richtung der Befestigungsplatte 30 drücken, vorgespannt. Ein Stößel 39 erstreckt sich vom Träger 90 durch ein Loch in der Befestigungsplatte 30 zur Hupenbetätigungsplatte 34, sodass der Druck auf die Hupensensoren 70 verringert wird, wenn das Abdeckelement 40 und somit die zweite Unterbaugruppe heruntergedrückt wird. Dieser Stößel kann entweder mit dem Träger 90 oder mit der Hupenbetätigungsplatte 34 verbunden sein.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist ein zusätzliches Abdeckelement 100 vorgesehen. Dieses zusätzliche Abdeckelement 100 ist nicht beweglich am Lenkradkörper angeordnet und ist im Wesentlichen ringförmig, was bedeutet, dass es ein zentrales Loch hat. Axial-Positionierungsmittel erstrecken sich vom zusätzlichen Abdeckelement 100 zur Seitenwand 43 des Abdeckelementes.
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Bezugszeichenliste
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- 5
- Lenkrad
- 10
- Lenkradkörper
- 11
- Ausnehmung im Nabenbereich
- 12
- Befestigungshaken
- 13
- Befestigungsdraht
- 14
- Lenkrad-seitiges Rückhalteelement (Lenkrad-seitiger Haken)
- 16
- nichtaxiales Positionierungsloch
- 17
- Kranz
- 18
- erster Kontakt
- 19
- Lenkradkörper-seitiges Axialpositionierungselement
- 20
- Basis (Gehäuse)
- 22
- Boden
- 23
- Seitenwand
- 23a
- Basis-seitiges Rückhalteelement (Basis-seitiger Haken)
- 24
- Inflator
- 25
- Flansch
- 26
- Bolzen
- 27
- Kragen
- 28
- Mutter
- 30
- Befestigungsplatte
- 32
- elastisches Element
- 34
- Hupenbetätigungsplatte
- 36
- Feder zwischen Träger und Befestigungsplatte
- 38
- Feder zwischen Lenkradkörper und Hupenbetätigungsplatte
- 39
- Stößel
- 40
- Abdeckelement
- 42
- Dach
- 43
- Abdeckelement-Seitenwand
- 44
- Abdeckelement-seitiger Haken (Abdeckelement-seitiges Rückhalteelement)
- 45
- Fenster in Seitenwand (Abdeckelement-seitiges Rückhalteelement)
- 46
- nichtaxialer Positionierzapfen
- 47
- Feder
- 48
- zweiter Kontakt
- 49
- Abdeckelement-seitiges axiales Positionierelement
- 50
- äußere Lage
- 60
- Gassackpaket
- 62
- Umhüllung
- 70
- Hupenkontakt
- 80
- Lenksäule
- 90
- Träger
- 100
- zusätzliches Abdeckelement
- 102
- Positionierelement
- A
- Axialpositionierungsmittel
- N
- Nichtaxialpositionierungsmittel
- R
- Rückhaltemittel
- S
- erste Unterbaugruppe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008060135 A1 [0004]
- US 8733203 B2 [0005]
