DE102019108775A1

DE102019108775A1 - Shape changeable steering wheel of a motor vehicle

Info

Publication number: DE102019108775A1
Application number: DE102019108775.9A
Authority: DE
Inventors: Tomas Hejda; Tim Ehlers
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2020-10-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein formveränderbares Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, dessen Lenkradkranz aus mehreren Kranzteilen, von denen einige relativ zueinander verschwenkbar sind, zusammengesetzt ist, um neben einer kreisförmigen Formgebung auch in eine näherungsweise ovale Form überführt werden zu können, wobei in einer Neutralposition des um einen Kreisform-Mittelpunkt drehbaren Lenkrads die längere Halbachse in Ovalform zumindest annähernd horizontal ausgerichtet und länger als der halbe Durchmesser in Kreisform ist, indem bei der Überführung von der Kreisform in die Ovalform die beiden Kranzteile, die in der Neutralposition von einer durch den Kreisform-Mittelpunkt verlaufenden Horizontalen geschnitten werden, zumindest abschnittsweise in eine vom Kreisform-Mittelpunkt weiter entfernte Position verlagerbar sind. Dabei sind die sich an die von der besagten Horizontalen geschnittenen Kranzteile anschließenden Kranzteile elastisch verformbar und/oder aus zumindest drei Kranzteil-Segmenten, die über zumindest zwei Gelenke miteinander verbundenen sind, zusammengesetzt, so dass die Ovalform des Lenkrads eine konvexe Figur darstellt.The invention relates to a shape-changeable steering wheel of a motor vehicle, the steering wheel rim of which is composed of several rim parts, some of which are pivotable relative to one another, in order to be able to be converted into an approximately oval shape in addition to a circular shape -Center of the rotatable steering wheel, the longer semi-axis in oval form is at least approximately horizontally aligned and longer than half the diameter in circular form, in that when converting from circular form to oval form, the two rim parts, in the neutral position from a horizontal running through the circular center are cut, can be displaced at least in sections into a position further away from the circular center. The rim parts adjoining the rim parts cut by the said horizontal are elastically deformable and / or composed of at least three rim part segments that are connected to one another via at least two joints, so that the oval shape of the steering wheel represents a convex figure.

Description

Die Erfindung betrifft ein formveränderbares Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, dessen Lenkradkranz aus mehreren Kranzteilen, von denen einige relativ zueinander verschwenkbar sind, zusammengesetzt ist, um neben einer kreisförmigen Formgebung auch in eine näherungsweise ovale Form überführt werden zu können, wobei in einer Neutralposition des um einen Kreisform-Mittelpunkt drehbaren Lenkrads die längere Halbachse in Ovalform zumindest annähernd horizontal ausgerichtet und länger als der halbe Durchmesser in Kreisform ist, indem bei der Überführung von der Kreisform in die Ovalform die beiden Kranzteile, die in der Neutralposition des im Fahrzeug verbauten Lenkrads von einer durch den Kreisform-Mittelpunkt verlaufenden Horizontalen geschnitten werden, zumindest abschnittsweise in eine vom Kreisform-Mittelpunkt weiter entfernte Position verlagerbar sind. Die DE 10 2008 045 918 A1 zeigt dies als Stand der Technik.The invention relates to a shape-changeable steering wheel of a motor vehicle, the steering wheel rim of which is composed of several rim parts, some of which can be pivoted relative to one another, in order to be able to be converted into an approximately oval shape in addition to a circular shape, with the circular shape in a neutral position - Center of the rotatable steering wheel, the longer semi-axis in oval form is at least approximately horizontally aligned and longer than half the diameter in circular form, in that the two rim parts that are in the neutral position of the steering wheel installed in the vehicle from one through the Circular center running horizontals are cut, are at least partially displaceable into a position further away from the circular center. The DE 10 2008 045 918 A1 shows this as prior art.

Ein formveränderbares Lenkrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist beispielsweise für Kraftfahrzeuge, welche autonom bzw. hochautomatisiert zu fahren in der Lage sind, besonders hilfreich, da über länger andauernde Fahrperioden, in denen sich das Fahrzeug ohne Eingriff des Fahrers (oder allgemein eines Fahrzeug-Insassen) bewegen kann bzw. bewegt, das bei Führung durch den Fahrer benötigte Lenkrad in eine Form gebracht werden kann, die weniger Bauraum zumindest (im Einbauzustand) in Vertikalrichtung betrachtet benötigt als die beim Lenken durch den Fahrer präferierte Kreisform. Solche Formänderungen sind mittels einzelner Lenkradkranz-Teile oder Segmente des in solche unterteilten Lenkradkranzes, die gegeneinander definiert verlagerbar sind, gut darstellbar. Um dabei möglichst reproduzierbare, d.h. mit jedem Formänderungsvorgang definierte Formen darzustellen, sollten zumindest einige der Kranzteile in sich starr sein, wobei Gelenke zwischen einander benachbarten Kranzteilen die gewünschte Verlagerbarkeit gewährleisten. Weitere Anforderungen, denen ein formveränderbares Lenkrad genügen muss, sind nicht nur ein gefälliges Aussehen sondern auch hervorragende haptische Eigenschaften. Ein Lenkrad muss für den Fahrer des Fahrzeugs, wenn er selbst lenkt, gut „in der Hand liegen“, weshalb ein sog. Lenkrad-Skelett, bei dem sich quasi um das Traggerüst eines Lenkrads handelt, beispielsweise einen haptisch angenehmen Überzug beispielsweise aus geringfügig elastischem Schaummaterial und einer Hülle aus Leder aufweisen kann.A shape-changeable steering wheel according to the preamble of claim 1 is, for example, particularly helpful for motor vehicles which are able to drive autonomously or highly automated, since over long periods of driving in which the vehicle moves without intervention by the driver (or generally a vehicle Occupants) can move or moved, the steering wheel required when guided by the driver can be brought into a shape that requires less installation space at least (in the installed state) viewed in the vertical direction than the circular shape preferred by the driver when steering. Such changes in shape can be easily represented by means of individual steering wheel rim parts or segments of the steering wheel rim which is subdivided into such parts and which can be displaced in a defined manner relative to one another. In order to be as reproducible as possible, i.e. To represent defined shapes with each deformation process, at least some of the rim parts should be inherently rigid, with joints between adjacent rim parts ensuring the desired displaceability. Further requirements that a shape-changeable steering wheel must meet are not only a pleasing appearance but also excellent haptic properties. A steering wheel has to be “in the hand” of the driver of the vehicle when he is steering himself, which is why a so-called steering wheel skeleton, which is more or less the supporting structure of a steering wheel, for example a haptically pleasant cover made of slightly elastic, for example May have foam material and a cover made of leather.

Wenngleich sich ein Lenkrad-Skelett eines formveränderbaren Lenkrads noch relativ einfach darstellen lässt, stellt der Überzug dieses Skeletts erhebliche zusätzliche Anforderungen an die Gestaltung eines formveränderbaren Lenkrads. Beispielsweise sollte der Umfang des Lenkrads in sämtlichen Formen, die das formveränderbare Lenkrad bei der Überführung von einer Form in die andere einnimmt, im Wesentlichen konstant sein. Ferner sollten Winkel, die von einander benachbarten Kranzteilen oder Segmenten eingeschlossen werden, eine gewisse Mindestgröße besitzen. Auch sollte ein elastisches Material (bspw. Schaummaterial) im Lenkradkranz nicht über einen längeren Zeitraum gestaucht werden.Although a steering wheel skeleton of a shape-changeable steering wheel can still be represented relatively easily, the coating of this skeleton makes considerable additional demands on the design of a shape-changeable steering wheel. For example, the circumference of the steering wheel should be essentially constant in all shapes that the shape-changeable steering wheel assumes when it is converted from one shape to the other. Furthermore, angles that are enclosed by adjacent rim parts or segments should have a certain minimum size. An elastic material (e.g. foam material) in the steering wheel rim should also not be compressed over a long period of time.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein formveränderbares Lenkrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, das den vorstehenden Anforderungen genügt.The object of the present invention is to provide a shape-changeable steering wheel according to the preamble of claim 1 that meets the above requirements.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für ein formveränderbares Lenkrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die sich an die von der besagten Horizontalen geschnittenen Kranzteile anschließenden Kranzteile elastisch verformbar sind und/oder aus zumindest drei Kranzteil-Segmenten, die über zumindest zwei Gelenke miteinander verbundenen sind, zusammengesetzt sind, so dass (für beide bzw. sämtliche vorgeschlagenen Möglichkeiten) die Ovalform des Lenkrads eine konvexe Figur darstellt.The solution to this problem results from the features of the independent claim and is characterized for a shape-changeable steering wheel according to the preamble of claim 1 in that the rim parts adjoining the rim parts cut from the said horizontal line are elastically deformable and / or consist of at least three rim parts -Segments, which are connected to one another via at least two joints, are put together so that (for both or all of the proposed options) the oval shape of the steering wheel represents a convex figure.

Zunächst sei auf die Begriffe „Kreisform“, „Ovalform“ und „konvexe Figur“ eingegangen. Ein Kreis ist bekanntlich mathematisch-geometrisch exakt definiert, jedoch soll der vorliegend verwendete Begriff der Kreisform auch gewisse geringe Abweichungen von dieser exakten Definition umfassen. Bereits heute sind viele Lenkräder von Personenkraftwagen nicht exakt kreisförmig, sondern besitzen an einigen Stellen ihres in sich geschlossenen Umfangs abgeflachte Abschnitte oder dergleichen, ohne damit signifikant von einer Kreisform abzuweichen. Auch der Begriff eines Ovals ist im täglichen Sprachgebrauch geläufig und insbesondere nicht auf eine Ellipse oder andere symmetrische Figur beschränkt. Laut Wikipedia ähnelt ein Oval im weitesten Sinne dem Profil eines Vogeleis. Schließlich auf den Begriff „konvex“ eingehend heißt laut Wikipedia eine geometrische Figur (oder allgemeiner eine Teilmenge eines euklidischen Raums) konvex, wenn für je zwei beliebige Punkte, die zur Menge bzw. Figur gehören, auch stets deren Verbindungsstrecke ganz in der Menge liegt. Dies garantiert, dass die Menge an keiner Stelle eine konkave Einbuchtung hat. Für die vorliegende Erfindung sei die besagte Figur oder Menge aller relevanten Punkte nun die in Richtung der Lenkrad-Drehachse betrachtete Projektion des Lenkrad-Kranzes auf eine zur Lenkrad-Drehachse senkrechte Ebene. Ebenfalls laut Wikipedia bezeichnet im Übrigen der Begriff „Oval“ eine ebene rundliche konvexe Figur. Insofern bildet das in der eingangs genannten DE 10 2008 045 918 A1 in 2 dargestellte Lenkrad keine konvexe Figur, sondern besitzt an den beiden dortigen Bezugsziffern 15 konkave Abschnitte. Solche konkaven Abschnitte soll ein erfindungsgemäßes Lenkrad nicht aufweisen. Letzteres ist erfindungsgemäß auf verschiedene Weise darstellbar.First of all, the terms “circular shape”, “oval shape” and “convex figure” should be discussed. As is well known, a circle is precisely defined mathematically and geometrically, but the term “circular shape” used in the present case should also include certain slight deviations from this exact definition. Even today, many steering wheels of passenger cars are not exactly circular, but have flattened sections or the like at some points on their self-contained circumference, without deviating significantly from a circular shape. The term oval is also common in everyday language and is in particular not limited to an ellipse or other symmetrical figure. According to Wikipedia, an oval resembles the profile of a bird's egg in the broadest sense. Finally, on the term “convex”, according to Wikipedia, a geometric figure (or more generally a subset of Euclidean space) is called convex, if for any two points that belong to the set or figure, their connecting line always lies entirely in the set. This guarantees that the crowd will not have a concave indentation anywhere. For the present invention, let the said figure or set of all relevant points be the projection of the steering wheel rim viewed in the direction of the steering wheel axis of rotation onto a plane perpendicular to the steering wheel axis of rotation. Also according to Wikipedia, the term "oval" refers to a flat, rounded convex figure. In this respect, this forms the aforementioned DE 10 2008 045 918 A1 in 2 The steering wheel shown does not have a convex figure, but has on the two local reference numerals 15 concave sections. A steering wheel according to the invention should not have such concave sections. According to the invention, the latter can be represented in various ways.

So können einige Kranzteile des Lenkrads bzw. Lenkrad-Kranzes elastisch verformbar sein. Ist beispielsweise zwischen zwei in sich starren Kranzteilen, von denen im Zuge einer gewünschten Formänderung zumindest eines verlagerbar ist, ein elastisch verformbares Kranzteil verbaut, so ist dessen Verformung im Zuge einer solchen Verlagerung ausreichend genau und reproduzzierbar vorgegeben. Insbesondere kann hierfür der unmittelbare Verbindungsbereich zwischen den in sich starren und lediglich verlagerbaren aber nicht verformbaren Kranzteilen und dem elastisch verformbaren Kranzteil geeignet gestaltet, so beispielsweise näherungsweise starr sein, so dass die elastische Verformung in einem mittleren Abschnitt oder Teilbereich des elastisch verformbaren Kranzteils erfolgen muss. Some rim parts of the steering wheel or steering wheel rim can be elastically deformable. If, for example, an elastically deformable rim part is installed between two inherently rigid rim parts, of which at least one can be displaced in the course of a desired change in shape, its deformation in the course of such a displacement is specified with sufficient accuracy and reproducibility. In particular, the immediate connection area between the inherently rigid and only displaceable but non-deformable rim parts and the elastically deformable rim part can be suitably designed, for example approximately rigid, so that the elastic deformation must take place in a central section or sub-area of the elastically deformable rim part.

Grundsätzlich können aber auch Gelenke, insbesondere Drehgelenke mit einer zur Ebene des Lenkradkranzes im Wesentlichen senkrecht verlaufenden Drehachse, zwischen den starren Kranzteilen und dem elastisch verformbaren Kranzteil vorgesehen sein. Um stets eine sichere und reproduzierbare Überführung von der Kreisform in die Ovalform und umgekehrt zu gewährleisten, sind die in der Neutralposition des Lenkrads - in dieser Neutralposition fährt das vom Fahrer gesteuerte Fahrzeug exakt geradeaus - in Horizontalrichtung betrachtet am weitesten außen liegenden Kranzteile, nämlich diejenigen beiden Kranzteile, die eine durch den Mittelpunkt des kreisförmigen Lenkrads oder genauer durch den Durchstoßpunkt der Lenkrad-Drehachse durch eine vom Lenkradkranz aufgespannte Ebene verlaufende horizontale Gerade schneidet, als in sich starre, d.h. im Wesentlichen nicht elastisch verformbare Kranzteile ausgebildet. Diese beiden Kranzteile sind aber für eine Formänderung des Lenkrads verlagerbar.In principle, however, joints, in particular swivel joints with an axis of rotation running essentially perpendicular to the plane of the steering wheel rim, can also be provided between the rigid rim parts and the elastically deformable rim part. In order to always ensure a safe and reproducible transition from the circular shape to the oval shape and vice versa, in the neutral position of the steering wheel - in this neutral position the vehicle controlled by the driver drives straight ahead - viewed in the horizontal direction, the rim parts that are furthest outward, namely those two Rim parts that intersect a horizontal straight line running through the center of the circular steering wheel or, more precisely, through the point of penetration of the steering wheel axis of rotation through a plane spanned by the steering wheel rim, as inherently rigid, ie substantially non-elastically deformable rim parts formed. However, these two rim parts can be displaced in order to change the shape of the steering wheel.

Weiterhin ist erfindungsgemäß ein formveränderbares Lenkrad als eine konvexe Figur nicht nur im kreisförmigen Zustand, sondern auch in der Ovalform darstellbar, wenn zwischen zwei nicht elastisch verformbaren Kranzteilen ein aus mehreren, genauer zumindest drei Segmenten zusammengesetztes Kranzteil vorgesehen ist, wobei jeweils zwischen zwei Segmenten dieses Kranzteils ein geeignetes Gelenk, insbesondere Drehgelenk mit einer zur Lenkrad-Drehachse im Wesentlichen parallelen Drehachse, vorgesehen ist. Idealerweise befinden sich exakt drei Kranzteil-Segmente zwischen den beiden in der Lenkrad-Neutralposition in Horizontalrichtung betrachtet am weitesten außen liegenden Kranzteilen, wobei jedes Kranzteil-Segment über an dessen beiden Enden vorgesehene Gelenke mit seinem benachbarten Kranzteil oder seinem/n benachbarten Kranzteil-Segment(en) verschwenkbar verbunden ist.Furthermore, according to the invention, a shape-changeable steering wheel can be represented as a convex figure not only in the circular state, but also in the oval shape, if a rim part composed of several, more precisely at least three segments is provided between two non-elastically deformable rim parts, with each two segments of this rim part a suitable joint, in particular a swivel joint with an axis of rotation essentially parallel to the axis of rotation of the steering wheel, is provided. Ideally, there are exactly three rim part segments between the two rim parts that are furthest outward when viewed in the horizontal direction in the steering wheel neutral position, each rim part segment with its adjacent rim part or its adjacent rim part segment via joints provided at both ends ( en) is pivotably connected.

Eine gewünschte Verformung des Lenkrads wird idealerweise durch gezielte Verlagerung der beiden in der Lenkrad-Neutralposition in Horizontalrichtung betrachtet am weitesten außen liegenden Kranzteile (= die von einer durch den Kreisform-Mittelpunkt in Lenkrad-Neutralposition verlaufenden Horizontalen geschnittenen Kranzteile) initiiert. Dies kann auf mechanischem Wege erfolgen, beispielsweise indem eine angelenkte Verstellstange oder dergleichen, die mit ihrem anderen Ende mit einem im Bereich des Mittelpunktes oder in der Umgebung des Zentrums des Lenkrads (= „Mittenbereich“) vorgesehenen Stellmotor oder dgl. verbunden ist, geeignet verlagert wird. Es ist aber auch eine hydraulische Verlagerung möglich und es kann ein elektromotorischer Aktuator beispielsweise von einer Lenkrad-Speiche getragen direkt am genannten verlagerbaren Kranzteil vorgesehen sein. Dabei ist eine lineare Verlagerung des jeweiligen Kranzteiles ausgehend von der Lenkrad-Kreisform in Radialrichtung nach außen möglich; alternativ oder zusätzlich kann das besagte Kranzteil aber auch um eine zur Lenkrad-Drehachse parallele Achse verschwenkt werden, womit im Wesentlichen der obere Endabschnitt oder der untere Endabschnitt des jeweiligen Kranzteils verlagert wird.A desired deformation of the steering wheel is ideally initiated by targeted displacement of the two rim parts that are furthest outward when viewed in the horizontal direction in the steering wheel neutral position (= the rim parts cut from a horizontal running through the circular center in the steering wheel neutral position). This can be done mechanically, for example by appropriately displacing an articulated adjusting rod or the like, the other end of which is connected to a servomotor or the like provided in the area of the center or in the vicinity of the center of the steering wheel (= "center area") becomes. Hydraulic displacement is also possible, however, and an electric motor actuator, for example carried by a steering wheel spoke, can be provided directly on the said displaceable rim part. A linear displacement of the respective rim part is possible in the radial direction, starting from the circular steering wheel shape; alternatively or in addition, said rim part can also be pivoted about an axis parallel to the steering wheel axis of rotation, with which essentially the upper end section or the lower end section of the respective rim part is displaced.

Die beigefügten und im Folgenden erläuterten Figuren zeigen auf das wesentliche abstrahiert mögliche Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dargestellt ist jeweils eine Aufsicht auf das Skelet des Lenkrads (in Richtung der senkrecht zur Zeichenebene stehenden Lenkrad-Drehachse betrachtet), wobei die 1a, 1b eine erste Ausführungsform mit elastisch verformbaren Kranzteilen zeigen und die 2a, 2b eine zweite Ausführungsform eines solchen Lenkrads, jeweils in den zwei verschiedenen Formzuständen, nämlich in Kreisform und in Ovalform. Die 3a, 3b zeigen eine den 2a, 2b ähnliche Ausführungsform, während 4 eine weitere Ausführungsform mit drei vorstehend beschriebenen Kranzteil-Segmenten zeigt. In den Figuren nicht gezeigt ist eine Umhüllung des Lenkrad-Skelets, welche bspw. durch eine Schaumschicht und einen diese umhüllenden Lederüberzug gebildet sein kann. In sämtlichen Figuren befindet sich das Lenkrad in der Neutralposition und erfindungswesentlich können grundsätzlich sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.The attached figures and those explained below show the essential abstracted possible embodiments of the invention. Shown is a plan view of the skeleton of the steering wheel (viewed in the direction of the steering wheel axis of rotation perpendicular to the plane of the drawing), the 1a , 1b show a first embodiment with elastically deformable rim parts and the 2a , 2 B a second embodiment of such a steering wheel, each in the two different shape states, namely in circular shape and oval shape. The 3a , 3b show a den 2a , 2 B similar embodiment while 4th shows a further embodiment with three rim part segments described above. Not shown in the figures is a cover for the steering wheel skeleton, which can be formed, for example, by a foam layer and a leather cover that surrounds it. In all of the figures, the steering wheel is in the neutral position and, in principle, all features described in more detail can be essential to the invention.

In sämtlichen Figuren ist mit der Bezugsziffer 1 der Lenkradkranz bzw. genauer das Skelet des Lenkradkranzes des in jeder Figur alleinig dargestellten formveränderbaren Lenkrads bezeichnet, wobei dieser Lenkradkranz 1 über zwei Speichen 2 (oder drei Speichen 2, 18 beim Ausführungsbeispiel nach 4) an einem zentralen Lenkradtopf 3 abgestützt ist. Durch das Zentrum Z dieses Lenkradtopfes 3 verläuft die Lenkrad-Drehachse (senkrecht zur Zeichenebene).In all figures is with the reference number 1 denotes the steering wheel rim or, more precisely, the skeleton of the steering wheel rim of the shape-changeable steering wheel shown alone in each figure, this steering wheel rim 1 over two spokes 2 (or three spokes 2 , 18th in the embodiment according to 4th ) on a central steering wheel pot 3 is supported. Through the center Z this steering wheel pot 3 runs the steering wheel axis of rotation (perpendicular to the plane of the drawing).

Nun auf das Ausführungsbeispiel nach den 1a, 1b eingehend ist an dem dem Lenkradtopf 3 abgewandten Ende jeder Speiche 2 ein Kranzteil 11 bzw. 12 starr angebracht, welches jeweils auch in sich starr, d.h. nicht elastisch verformbar ist. Zwischen diesen beiden Kranzteilen 11, 12 ist in der unteren Hälfte und in der oberen Hälfte des Lenkrads jeweils ein weiteres Kranzteil 13 bzw. 14 vorgesehen, dessen Enden mit dem jeweils zugwandten Ende der Kranzteile 13, 14 auf geeignete nicht dargestellte Weise fest oder in einem gewissen Grad auch gelenkig verbunden ist. Diese letztgenannten Kranzteile 13, 14 sind elastisch verformbar.Now to the embodiment after 1a , 1b is detailed on the steering wheel pot 3 remote end of each spoke 2 a wreath part 11 or. 12 rigidly attached, which is also rigid in itself, that is, not elastically deformable. Between these two wreath parts 11 , 12 is a further rim part in the lower half and in the upper half of the steering wheel 13 or. 14th provided, the ends of which with the end of the rim parts facing each tension 13 , 14th is firmly or articulated to a certain extent in a suitable manner not shown. These latter parts of the wreath 13 , 14th are elastically deformable.

In 1a ist das Lenkrad in Kreisform dargestellt. Diese Kreisform des Lenkrads ist beispielsweise für einen durch den Fahrer des Fahrzeugs, in welchem dieses Lenkrad installiert ist, gesteuerten Fahrbetrieb vorgesehen und entspricht in seiner Formgebung den heute üblichen bzw. meist verbauten Lenkrädern. Hierfür sind die elastisch verformbaren Kranzteile 13, 14 solchermaßen vorgeformt, dass sie zusammen mit den in sich starren (und ebenfalls geeignet geformten) Kranzteilen 11, 12, welche die in der Neutralposition des im Fahrzeug verbauten Lenkrads von einer durch den Kreisform-Mittelpunkt (= Zentrum Z des Lenkradtopfes 3) verlaufenden Horizontalen H geschnitten werden, die gewünschte Kreisform des Lenkrads bilden bzw. darstellen. Diese genannte Horizontale H verläuft hier entlang der bzw. in den Speichen 2.In 1a the steering wheel is shown in a circle. This circular shape of the steering wheel is provided, for example, for a driving operation controlled by the driver of the vehicle in which this steering wheel is installed and its shape corresponds to the steering wheels that are customary or mostly installed today. The elastically deformable rim parts are used for this 13 , 14th Preformed in such a way that they, together with the inherently rigid (and also suitably shaped) rim parts 11 , 12 , which the in the neutral position of the steering wheel installed in the vehicle from one through the circular center (= center Z of the steering wheel pot 3 ) running horizontals H be cut, form or represent the desired circular shape of the steering wheel. This called horizontal H runs along or in the spokes here 2 .

In 1b ist das Lenkrad aus 1a in Ovalform dargestellt, die beispielsweise in einem autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs vorliegen kann. Diese Ovalform wird ausgehend vom Formzustand nach 1a dadurch erreicht, dass die beiden in sich starren Kranzteile 11, 12 in Radialrichtung (vom Zentrum Z aus betrachtet) nach außen verlagert werden, wofür die Speichen 2 teleskopisch verlängerbar ausgebildet sind (nicht im Detail dargestellt). Während bei dieser Verlagerung die starren Kranzteile 11, 12 naturgemäß ihre eigene Form beibehalten, müssen sich die mit diesen fest oder geeignet teilweise gelenkig verbundenen elastisch verformbaren Kranzteile 13, 14 aufgrund dieser Verlagerung zwangsweise verformen, und zwar in die figürlich dargestellte Form. Für eine Zurück-Verformung ausgehend von der Ovalform gemäß 1b in die Kreisform gemäß 1a gilt entsprechendes umgekehrt.In 1b the steering wheel is off 1a shown in oval shape, which can be present, for example, in an autonomous driving mode of the vehicle. This oval shape is based on the shape state 1a achieved in that the two inherently rigid rim parts 11 , 12 in radial direction (from the center Z from considered) are shifted outwards, for which the spokes 2 are designed telescopically extendable (not shown in detail). During this relocation the rigid crown parts 11 , 12 naturally retain their own shape, the elastically deformable rim parts connected to them in a fixed or suitable, partially articulated manner must 13 , 14th forcibly deform due to this displacement, namely into the form shown in the figures. For a back deformation starting from the oval shape according to 1b into the circular shape according to 1a the same applies vice versa.

Nun auf das Ausführungsbeispiel nach den 2a, 2b eingehend ist an dem dem Lenkradtopf 3 abgewandten Ende jeder hier mit einer geeigneten Ausformung versehenen Speiche 2 ein Kranzteil 11 bzw. 12 in einem nach Art eines Drehgelenks mit senkrecht zur Zeichenebene verlaufender Drehachse ausgebildeten Gelenkpunkt 10 gelenkig angebracht. Jedes somit mittels eines nicht gezeigten Aktuators zumindest geringfügig um den Gelenkpunkt 10 verdrehbare oder verschwenkbare Kranzteil 11, 12 ist in sich starr, d.h. nicht elastisch verformbar ausgebildet. Zwischen diesen beiden Kranzteilen 11, 12 ist analog dem Ausführungsbeispiel nach den 1a, 1b in der der unteren Hälfte des Lenkrads ein weiteres Kranzteil 13 vorgesehen, dessen Enden mit dem jeweils zugwandten Ende der Kranzteile 11, 12 auf geeignete nicht dargestellte Weise fest oder geeignet teilweise gelenkig verbunden ist. Dieses letztgenannte Kranzteil 13 ist elastisch verformbar, während ein in oder oberen Hälfte des Lenkrads zwischen den Speichen 2 verlaufendes Kranzteil 14*, das auf nicht dargestellte Weise an den vorstehend genannten Ausformungen der Speichen 2 (für den jeweiligen Gelenkpunkt 10) befestigt ist, in sich starr, d.h. nicht elastisch verformbar ist.Now to the embodiment after 2a , 2 B is detailed on the steering wheel pot 3 remote end of each spoke provided here with a suitable shape 2 a wreath part 11 or. 12 in a hinge point designed in the manner of a swivel joint with an axis of rotation running perpendicular to the plane of the drawing 10 articulated. Each thus at least slightly around the pivot point by means of an actuator (not shown) 10 rotatable or pivotable crown part 11 , 12 is inherently rigid, ie not designed to be elastically deformable. Between these two wreath parts 11 , 12 is analogous to the embodiment according to 1a , 1b in the lower half of the steering wheel another rim part 13 provided, the ends of which with the end of the rim parts facing each tension 11 , 12 is firmly or suitable partially articulated in a suitable manner, not shown. This latter part of the wreath 13 is elastically deformable while an in or upper half of the steering wheel between the spokes 2 extending rim part 14 *, which in a manner not shown on the aforementioned formations of the spokes 2 (for the respective hinge point 10 ) is attached, rigid in itself, ie not elastically deformable.

In 2a ist das Lenkrad in Kreisform dargestellt. Diese Kreisform des Lenkrads ist beispielsweise für einen durch den Fahrer des Fahrzeugs, in welchem dieses Lenkrad installiert ist, gesteuerten Fahrbetrieb vorgesehen und entspricht in seiner Formgebung den heute üblichen bzw. meist verbauten Lenkrädern. Hierfür ist das elastisch verformbare Kranzteil 13 solchermaßen vorgeformt, dass es zusammen mit den in sich starren und ebenfalls geeignet geformten Kranzteilen 11, 12, 14* die gewünschte Kreisform des Lenkrads bildet bzw. darstellt. Im Übrigen verläuft hier die genannte Horizontale H, die in der Neutralposition des im Fahrzeug verbauten Lenkrads den Kreisform-Mittelpunkt (= Zentrum Z des Lenkradtopfes 3) durchquert und die beiden seitlichen und in Horizontalrichtung bezüglich des Zentrums Z betrachtet am weitesten außen liegenden Kranzteile 11, 12 schneidet, zwar abermals durch die Speichen 2, jedoch liegt die den Gelenkpunkt 10 aufweisende und bereits genannte Ausformung der Speichen 2 von der genannten Horizontalen H etwas weiter entfernt.In 2a the steering wheel is shown in a circle. This circular shape of the steering wheel is provided, for example, for a driving operation controlled by the driver of the vehicle in which this steering wheel is installed and its shape corresponds to the steering wheels that are customary or mostly installed today. The elastically deformable rim part is used for this 13 Preformed in such a way that it is together with the inherently rigid and likewise suitably shaped rim parts 11 , 12 , 14 * forms or represents the desired circular shape of the steering wheel. Incidentally, the aforementioned horizontal runs here H which, in the neutral position of the steering wheel installed in the vehicle, mark the circular center (= center Z of the steering wheel pot 3 ) and the two lateral and horizontal directions with respect to the center Z considers the furthest outermost wreath parts 11 , 12 cuts through the spokes again 2 , however, this is where the hinge point lies 10 having and already mentioned shape of the spokes 2 from the said horizontal H a little further away.

In 2b ist das Lenkrad aus 2a in Ovalform dargestellt, die beispielsweise in einem autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs vorliegen kann. Diese Ovalform wird ausgehend vom Formzustand nach 2a dadurch erreicht, dass die beiden in sich starren Kranzteile 11, 12 mit ihrem dem Gelenkpunkt 10 gegenüberliegenden Ende um ihren Gelenkpunkt 10 gegenüber der Speiche 2 um ein gewisses Maß nach außen, d.h. vom Zentrum Z des Lenkradtopfes 3 weg verschwenkt werden. Dies verursacht ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach 1a, 1b am mit diesen Kranzteilen 11, 12 vorliegend geeignet fest oder teilweise gelenkig verbundenen elastisch verformbaren Kranzteil 13 eine zwangsweise Verformung, und zwar in die figürlich dargestellte Form. Für eine Zurück-Verformung ausgehend von der Ovalform gemäß 2b in die Kreisform gemäß 2a gilt entsprechendes umgekehrt, wobei das weitere starre Kranzteil 14 in der oberen Lenkradhälfte von keiner dieser Formänderungen betroffen ist. Mit der Bezugsziffer 16 sind dabei Verstellglieder gekennzeichnet, die von einem nicht gezeigten Aktuator im Lenkradtopf 3 ausgehen und gelenkig mit den Kranzteile 11, 12 verbunden sind, um deren aktuatorgesteuertes und vorstehend beschriebenes Verschwenken zu bewirken.
In der Ovalform von 2b ist dem Fahrer des Fahrzeugs bzw. einem vor dem Lenkrad sitzenden Fahrzeug-Insassen vergrößerte Beinfreiheit unterhalb des Lenkrads gegeben, was in einem autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs angenehm sein kann. Eine solche Ovalform kann aber selbstverständlich auch zu anderen Zwecken dargestellt werden, d.h. die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf ein Lenkrad für ein autonom fahrbares Kraftfahrzeug beschränkt. Vielmehr kann die Ovalform auch zum Ein- und Aussteigen des Fahrers dargestellt werden, oder für eine Reinigung des Fahrzeug-Fußraums oder für Reparaturzwecke. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung einzelner Teile des Lenkrads möglich, d.h. es kann das elastisch verformbare Kranzteil 13 abweichend vom Ausführungsbeispiel nach 2a, 2b in der oberen Hälfte des Lenkrads vorgesehen sein, so wie dies in den 3a, 3b dargestellt ist. Der Gelenkpunkt 10 ist dann idealerweise im in diesen Figuren unteren Endabschnitt der Kranzteile 11, 12 gesehen und die Speichen 2 weisen hierfür eine geeignete andere Ausformung auf. Auch eine solche Ovalform gemäß 3b ist nicht auf einem autonomen Fahrbetrieb eines autonom fahrbaren Fahrzeugs beschränkt sondern kann auch vorgesehen sein, um dem Fahrer einen besseren Blick auf hinter und oberhalb des Lenkrads liegende Elemente zu geben oder Freiraum für Gesten des Fahrers zu schaffen.In 2 B the steering wheel is off 2a shown in oval shape, which can be present, for example, in an autonomous driving mode of the vehicle. This oval shape is based on the shape state 2a achieved in that the two inherently rigid rim parts 11 , 12 with her the hinge point 10 opposite end around their hinge point 10 opposite the spoke 2 to a certain extent outwards, ie from the center Z of the steering wheel pot 3 be pivoted away. This causes similar to the embodiment according to 1a , 1b on with these wreath pieces 11 , 12 in the present case suitably firmly or partially articulated elastically deformable rim part 13 a forced deformation, namely in the form shown in the figures. For a back deformation starting from the oval shape according to 2 B into the circular shape according to 2a the same applies vice versa, with the other rigid wreath part 14th in the upper half of the steering wheel is not affected by any of these changes in shape. With the reference number 16 Adjusting elements are identified by an actuator (not shown) in the steering wheel pot 3 go out and articulated with the wreath parts 11 , 12 are connected in order to effect their actuator-controlled pivoting as described above.
In the oval shape of 2 B the driver of the vehicle or a vehicle occupant seated in front of the steering wheel is given increased legroom below the steering wheel, which can be pleasant in an autonomous driving mode of the vehicle. Such an oval shape can of course also be represented for other purposes, ie the present invention is in no way limited to a steering wheel for an autonomously drivable motor vehicle. Rather, the oval shape can also be shown for getting in and out of the driver, or for cleaning the vehicle footwell or for repair purposes. Of course, a reverse arrangement of individual parts of the steering wheel is also possible, ie the elastically deformable rim part can 13 different from the embodiment according to 2a , 2 B be provided in the upper half of the steering wheel, as in the 3a , 3b is shown. The pivot point 10 is then ideally in the lower end section of the rim parts in these figures 11 , 12 seen and the spokes 2 have a suitable other shape for this purpose. Such an oval shape according to FIG 3b is not limited to an autonomous driving mode of an autonomously drivable vehicle but can also be provided to give the driver a better view of elements behind and above the steering wheel or to create space for gestures by the driver.

Das Ausführungsbeispiel nach 4 zeigt in einer einzigen Figur die beiden Formzustände „Kreisform“ und „Ovalform“ in durchgezogen sowie punktiert dargestellten Linien, wobei dieses Ausführungsbeispiel hinsichtlich der Ovalform dem Ausführungsbeispiel der 2a, 2b ähnlich ist. Insbesondere bleibt auch beim Ausführungsbeispiel nach 4 ein im Einbauzustand im Fahrzeug oberhalb der Speichen 2 angeordnetes und an deren dem Zentrum Z abgewandten Ende befestigtes Kranzteil 14* unverformt, d.h. besitzt in beiden Formzuständen die gleiche Gestalt und kann daher in sich starr ausgebildet sein. Dieses Kranzteil 14* ist folglich nur in durchgezogenen Linien dargestellt. Ebenso in sich starr und um einen drehgelenkartigen Gelenkpunkt 10 verdrehbar am Ende der Speichen 2 gelagert sind zwei Kranzteile 11, 12, die in der Neutralposition des im Fahrzeug verbauten Lenkrads von einer durch den Kreisform-Mittelpunkt Z verlaufenden Horizontalen (in 3 nicht eingezeichnet) geschnitten werden. In Abweichung vom Ausführungsbeispiel nach 2a, 2b schließt sich gelenkig an das dem Gelenkpunkt 10 abgewandte Ende dieser Kranzteile 11, 12, jeweils ein in sich starres Kranzteil-Segment 15a bzw. 15b an, deren andere Enden unter Zwischenschaltung eines weiteren in sich starren Kranzteil-Segments 15c gelenkig indirekt miteinander verbunden sind. Dabei sind die soeben genannten Gelenke 10a, 10b, 10c, 10d zwischen dem Kranzteil 11 und dem Kranzteil-Segment 15a sowie zwischen dem Kranzteil 12 und dem Kranzteil-Segment 15b sowie zwischen dem Kranzteil-Segment 15a und dem Kranzteil-Segment 15c sowie zwischen dem Kranzteil-Segment 15b und dem Kranzteil-Segment 15c jeweils Drehgelenke, deren Drehachse auf der Zeichenebene senkrecht steht. Die Kranzteile 11, 12 sowie die Kranzteilsegmente 15a, 15b, 15c sind dabei für die Kreisform des Lenkrads in durchgezogenen Linien und für die Ovalform in punktierten Linien dargestellt.The embodiment according to 4th shows in a single figure the two shape states “circular shape” and “oval shape” in solid and dotted lines, this embodiment with regard to the oval shape of the embodiment 2a , 2 B is similar. In particular, remains also in the embodiment 4th one when installed in the vehicle above the spokes 2 arranged and at the center Z remote end attached rim part 14 * undeformed, ie has the same shape in both shape states and can therefore be rigid in itself. This crown part 14 * is consequently only shown in solid lines. Likewise rigid in itself and around a hinge-like point of articulation 10 twistable at the end of the spokes 2 two crown parts are stored 11 , 12 that is in the neutral position of the steering wheel installed in the vehicle from one through the circular center Z running horizontals (in 3 not shown). In deviation from the embodiment according to 2a , 2 B hinges to the point of articulation 10 remote end of these wreath parts 11 , 12 , each a rigid rim part segment 15a or. 15b on, the other ends of which with the interposition of a further rigid rim part segment 15c are articulated indirectly connected to each other. Here are the joints just mentioned 10a , 10b , 10c , 10d between the wreath part 11 and the wreath segment 15a as well as between the wreath part 12 and the wreath segment 15b as well as between the rim part segment 15a and the wreath segment 15c as well as between the rim part segment 15b and the wreath segment 15c each swivel joint whose axis of rotation is perpendicular to the plane of the drawing. The wreath parts 11 , 12 as well as the crown part segments 15a , 15b , 15c are shown in solid lines for the circular shape of the steering wheel and in dotted lines for the oval shape.

4 zeigt weiterhin beispielhaft, wie die beiden in Neutralstellung des Lenkrads in Horizontalrichtung betrachtet am weitesten außen liegenden Kranzteile 11, 12 bei der Überführung des Lenkrads von der Kreisform in die Ovalform um ihren jeweiligen Gelenkpunkt 10 nach außen vom Kreisform-Mittelpunkt Z weg bzw. bei umgekehrter Formänderung nach innen zum Kreisform-Mittelpunkt Z hin bewegt werden können. Hierfür greift an jedem dieser Kranzteile 11, 12 beispielsweise nahe der gelenkigen Verbindung (10a, 10b) mit dem jeweils benachbarten Kranzteil-Segment 15a bzw. 15b ein strebenartiges Verstellglied 16 an, dessen anderes Ende mit einer drehbar im Lenkradtopf 3 angeordneten Scheibe 17 abseits von deren Drehpunkt verbunden ist. Eine durch einen Elektromotor oder dergleichen (als Aktuator) initiierte geeignete Verdrehung dieser Scheibe 17 führt zu einer seitlichen Verlagerung der strebenartigen Verstellglieder 16 und verschwenkt damit die Kranzteile 11, 12 in gewünschter Weise. 4th furthermore shows by way of example how the two rim parts that are furthest outward when the steering wheel is in the neutral position, viewed in the horizontal direction 11 , 12 when converting the steering wheel from circular to oval around its respective hinge point 10 outward from the circular center Z away or in the case of the reverse change in shape, inward to the center of the circular shape Z can be moved towards. This is done on each of these wreath parts 11 , 12 for example near the articulated connection ( 10a , 10b) with the respectively adjacent crown part segment 15a or. 15b a strut-like adjusting member 16 the other end with a rotatable in the steering wheel pot 3 arranged disc 17th apart from their pivot point. A suitable rotation of this disk initiated by an electric motor or the like (as an actuator) 17th leads to a lateral displacement of the strut-like adjusting elements 16 and thereby swivels the rim parts 11 , 12 in a desired manner.

4 zeigt weiterhin eine vom Lenkradtopf 3 ausgehende und zum Kranzteil-Segment 15c führende Speichenstruktur 18, die somit (neben der Anbindung an den benachbarten Kranzteil-Segmenten 15a, 15b) eine weitere Abstützung für dieses Kranzteil-Segment 15c bildet. Selbstverständlich muss diese weitere Speichenstruktur 18 teleskopierbar ausgebildet sein, um die Formänderung des gezeigten Lenkrads zu ermöglichen, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Im Übrigen kann auch bei der Ausführungsform nach 4 das quasi verformbare Kranzteil, welches durch die Kranzteil-Segmente 15a, 15b, 15c mit den Gelenken 10a, 10b, 10c, 10d gebildet ist, abweichend in der oberen Hälfte des Lenkrads vorgesehen sein kann, wofür der Gelenkpunkt 10 idealerweise im in dieser Figuren unteren Endabschnitt der Kranzteile 11, 12 vorzusehen ist und die Speichen 2 hierfür geeignet anders geformt sind. Im Übrigen ist selbstverständlich auch eine Kombination der Merkmale bezüglich eines elastisch verformbaren Kranzteils und eines aus mehreren in sich starren Kranzteil-Segmenten, die über Gelenke miteinander verbunden sind, zusammengesetzten Kranzteils möglich. 4th also shows one from the steering wheel pot 3 outgoing and to the wreath segment 15c leading spoke structure 18th , which thus (in addition to the connection to the adjacent crown part segments 15a , 15b) another support for this wreath segment 15c forms. Of course, this must have further spoke structure 18th be designed telescopic to enable the change in shape of the steering wheel shown, but this and a large number of other details can be designed entirely different from the above explanations without leaving the content of the claims. Incidentally, in the embodiment according to 4th the quasi deformable rim part, which is made by the rim part segments 15a , 15b , 15c with the joints 10a , 10b , 10c , 10d is formed, can be provided differently in the upper half of the steering wheel, for which the pivot point 10 ideally in the lower end section of the rim parts in these figures 11 , 12 is to be provided and the spokes 2 suitable for this are shaped differently. Incidentally, a combination of the features with regard to an elastically deformable rim part and a rim part composed of several inherently rigid rim part segments that are connected to one another via joints is of course also possible.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102008045918 A1 [0001, 0006]

Claims

Shape-changeable steering wheel of a motor vehicle, the steering wheel rim (1) of which is composed of several rim parts (11, 12, 13, 14, 14 *, 15a, 15b, 15c), some of which can be pivoted relative to one another, in order to be able to have a circular shape as well as a can be converted into an approximately oval shape, whereby in a neutral position of the steering wheel rotatable about a circular center (Z) the longer semi-axis in oval shape is at least approximately horizontally aligned and longer than half the diameter in circular shape, by moving from the circular shape In the oval shape, the two rim parts (11, 12), which are cut in the neutral position by a horizontal (H) running through the circular center (Z), can be displaced at least in sections into a position further away from the circular center (Z) , characterized in that the wreaths adjoining the wreath parts (11, 12) cut from said horizontal line (H) ile (13, 14) are elastically deformable and / or are composed of at least three rim part segments (15a, 15b, 15c) which are connected to one another via at least two joints (10c, 10d), so that the oval shape of the steering wheel is a represents convex figure.

Deformable steering wheel according to Claim 1 The rim parts (11, 12) cut from said horizontal line (H) running through the circular center point (Z) in the steering wheel neutral position with their upper end section and / or with their lower end section by displacement of an adjusting member extending from the central area of the steering wheel (16) or are displaceable via a fluidic or electromotive actuator.