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Die Erfindung betrifft ein Lenkrad, bei dem zumindest ein Abschnitt des Lenkradkranzes abgewinkelt werden kann.
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Ein derartiges Lenkrad ist beispielsweise in der
DE 20 2017 107 359 U1 gezeigt. Hierbei kann im Stillstand des Fahrzeuges der abwinkelbare Kranzabschnitt über Rastnocken ver- bzw. entriegelt werden und dann manuell aus der Kranzebene abgeklappt werden, um z.B. als Stützbasis für einen Laptopcomputer zu dienen.
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Im Zuge der Überlegungen zu selbstfahrenden Fahrzeugen kann es sinnvoll erscheinen, dass zumindest ein Abschnitt des Lenkradkranzes abgewinkelt werden kann, z.B. um dem Fahrer mehr Bewegungsfreiraum zu gewähren. Der Vorgang des Abwinkelns soll sinnvoller Weise erfolgen können, ohne dass der Fahrer den Kranzabschnitt manuell umklappen muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Lenkrad zu schaffen, bei dem der Klappvorgang automatisierbar bzw. fahrzeugseitig erfolgen kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Lenkrad, mit einem Lenkradgrundkörper und einem Lenkradkranz , der sich in einer Lenkkranzebene befindet, wobei zumindest ein Kranzabschnitt des Lenkradkranzes aus einer Lenkstellung in der Lenkkranzebene in eine Klappstellung aus der Lenkkranzebene heraus klappbar ist, wobei am Lenkrad ein Hebelmechanismus angeordnet ist, mithilfe dessen der Kranzabschnitt in und aus der Lenkkranzebene klappbar ist.
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Somit ist es möglich, den Klappvorgang automatisierbar bzw. fahrzeugseitig erfolgen zu lassen, ohne dass der Fahrer hierzu den Lenkradkranz berühren muss.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass der Hebelmechanismus ein erstes Stellglied aufweist, das drehfest mit dem Kranzabschnitt gekoppelt und drehbeweglich bezüglich des Lenkradgrundkörpers angeordnet ist, ein zweites Stellglied, das drehbeweglich mit dem ersten Stellglied gekoppelt ist, und ein drittes Stellglied, das beweglich, insbesondere linear verschiebbar, bezüglich des Lenkradgrundkörpers angeordnet ist.
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Hierdurch kann das Umklappen des Lenkradkranzes aus der Mitte des Lenkradgrundkörpers heraus erfolgen, ohne dass am Lenkradkranz störende Antriebe bzw. Antriebsmotoren angeordnet werden müssen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass der Hebelmechanismus ein viertes Stellglied aufweist, das drehbeweglich mit dem zweiten Stellglied und drehbeweglich mit dem dritten Stellglied gekoppelt ist, und das drehbeweglich bezüglich des Lenkradgrundkörpers angeordnet ist.
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Hierdurch kann nach Art eines Kniehebelgelenks ein Kraftübertragungsweg vom Lenkradgrundkörper zum Kranzabschnitt geschaffen werden, der zumindest in der Lenkstellung eine stabile Positionierung des Kranzabschnittes sicherstellt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass das erste Stellglied über eine Welle mit dem Kranzabschnitt verbunden ist, wobei die Welle an dem Lenkradgrundkörper, insbesondere an einer seiner Speichen, drehbeweglich gelagert ist.
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Hierdurch kann das Umklappen des Lenkradkranzes aus der Mitte des Lenkradgrundkörpers heraus erfolgen, ohne dass am Lenkradkranz störende Antriebe bzw. Antriebsmotoren angeordnet werden müssen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass das dritte Stellglied über einen Linearantrieb, insbesondere über eine motorisch antreibbare Spindelwelle, relativ zum Lenkradgrundkörper bewegbar ist.
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Hierdurch wird ein platzsparender elektrischer Antrieb zum Umklappen des Kranzabschnittes geschaffen. Dieser greift kräftesparend am dritten Stellglied, das drehbar zwischen den Enden des vierten Stellglieds an diesem angeordnet ist, an.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass das dritte Stellglied über einen Drehantrieb, insbesondere über einen Schrittmotor, relativ zum Lenkradgrundkörper bewegbar ist.
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Bei dieser Ausführungsform wird ein alternativer platzsparender elektrischer Antrieb zum Umklappen des Kranzabschnittes geschaffen. Es kann (muss aber nicht) das vierte Stellglied entfallen, um weitere Komponenten zu sparen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass das vierte Stellglied und das zweite Stellglied in der Lenkstellung im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind.
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In dieser gestreckten Stellung werden die besagten Stellglieder nur auf Druck belastet, so dass sich eine besonders günstige Auslegung ergibt. Dabei wird unter „im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet“ auch eine geringfügige Abweichung von der parallelen Ausrichtung verstanden, nämlich der sogenannte Fall des „Überstreckens“ nach Art der Kniehebelanordnung. Der Bereich des vierten Stellglieds und des zweiten Stellglieds, an den beide gekoppelt sind, liegt dann (in der Lenkstellung) an einem Anschlag (am Lenkradgrundkörper) an und ist somit in einer besonders stabilen Lage fixiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass der Kranzabschnitt im Wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und an seinen Endabschnitten am Lenkradgrundkörper, insbesondere am starren Abschnitt des Lenkradkranzes drehbeweglich angelenkt ist.
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Hierdurch ergibt sich eine besonders funktionale Anordnung sowohl in der Lenkstellung wie auch in der Klappstellung.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass der Kranzabschnitt an seinen beiden Endabschnitten mit je einem Hebelmechanismus gekoppelt ist. Hierdurch kann eine sichere Funktion durch eine gleichmäßige Kraftverteilung geschaffen werden. Beide Hebelmechanismen können über einen Linear- oder Drehantrieb angetrieben werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass der Kranzabschnitt 6 an seinen Endabschnitten 9 über Gelenkstellen 19 mit dem feststehen Teil des Lenkradkranzes 4 gekoppelt ist, wobei vorzugsweise die Gelenkstellen 19 mit Gelenkanschlägen 22 und Gelenkgegenanschlägen 23 versehen sind, durch die die Bewegung des klappbaren Kranzabschnittes 6 begrenzbar ist, vorzugsweise sowohl in der Lenkstellung, wie auch in der Klappstellung.
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Dadurch kann die jeweilige Ausrichtung von Kranzabschnitt und feststehendem Lenkradkranz exakt festgelegt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades ist vorgesehen, dass der Lenkradgrundkörper in seiner Mitte, also benachbart zum Hebelmechanismus, insbesondere zwischen zwei Hebelmechanismen einen Aufnahmeabschnitt für ein Airbagmodul aufweist.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung mit weiteren Einzelheiten und Merkmalen erläutert. Darin zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Lenkrades in der Lenkstellung,
- 2 eine perspektivische Detailansicht des Hebelmechanismus des erfindungsgemäßen Lenkrades in der Lenkstellung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform,
- 3 eine perspektivische Detailansicht des Hebelmechanismus des erfindungsgemäßen Lenkrades in einer Klappstellung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, und
- 4 eine schematische Ansicht einer Gelenkstelle zwischen klappbarem und feststehendem Abschnitt des Lenkradkranzes in Draufsicht und Seitenansicht gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades.
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In 1 ist der vollständige Lenkradkörper 1 als Teil des erfindungsgemäßen Lenkrads dargestellt. Um das vollständige Lenkrad zu erhalten, wird der Lenkradkörper 1 noch umschäumt, und optional mit einer Ummantelung (Leder/Holz) zumindest des Lenkradkranzes und/oder der Speichen versehen sowie mit diversen Bedienelementen ausgerüstet. Auch können eine Lenkradheizung und/ oder Sensoreinrichtung vorgesehen werden. Schließlich kann ein Airbagmodul das Lenkrad komplettieren.
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Der dargestellte Lenkradkörper weist einen Lenkradgrundkörper 2, über den das Lenkrad an einer Lenkstange befestigbar ist, und einen Lenkradkranz 4, der sich in einer (gedachten) Lenkkranzebene E befindet, auf sowie zumindest einen Hebelmechanismus, der nachfolgend im Detail beschrieben wird.
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Der Lenkradkranz 4 ist in der dargestellten Ausführungsform ringförmig ausgebildet und weist zumindest einen Kranzabschnitt 6 auf, der von einer Lenkstellung in der Lenkkranzebene E in eine Klappstellung aus der Lenkkranzebene E heraus klappbar ist. Hierzu sind die beiden Endabschnitte 9 des klappbaren Kranzabschnittes 6 über Gelenkstellen 19 am feststehenden Teil des Lenkradkranzes 4 angelenkt.
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Die Gelenkstellen können z.B. ausgeführt sein, wie in der 1 gezeigt. Hierbei sind auf jeder Seite einer Gelenkstelle ein Gelenkanschlag 22 und ein Gelenkgegenanschlag 23 vorgesehen, durch die die Bewegung des klappbaren Kranzabschnittes begrenzt wird, sowohl in der Lenkstellung, wie auch in der Klappstellung. Durch das Vorsehen der Gelenkanschläge 22, 22 und der Gelenkgegenanschläge 23, 23 kann die jeweilige Ausrichtung von Kranzabschnitt und feststehendem Lenkradkranz exakt festgelegt werden.
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Alternativ können die Gelenkstellen auch, wie in 4 gezeigt, ähnlich einer Klauenkupplung ausgebildet sein. Hier greifen wegbegrenzende Vorsprünge 24 in wegbegrenzende Kulissen 25. Auch dadurch kann die jeweilige Ausrichtung von Kranzabschnitt und feststehendem Lenkradkranz exakt festgelegt werden.
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Das Bogenmaß des Kranzabschnittes 6 beträgt 160° bis 180°. In der gezeigten Ausführungsform ist der (im eingebauten Zustand bei 0° Lenkwinkeleinschlag) untere Teil des Lenkradkranzes 4 als klappbarer Kranzabschnitt 6 ausgebildet.
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In alternativen Ausführungsformen können der obere Kranzabschnitt oder auch beide Kranzabschnitte klappbar ausgebildet sein.
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Das dargestellte Lenkrad weist zwei Speichen, eine erste (linke) Speiche 7 und eine zweite (rechte) Speiche 8 auf. An jeder der Speichen ist Hebelmechanismus 10 angeordnet mithilfe dessen der Kranzabschnitt in die und aus der Lenkkranzebene E klappbar ist.
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Der Hebelmechanismus 10 erstreckt sich in einer Ebene, die senkrecht zur Lenkkranzebene E steht. Er weist ein erstes Stellglied 11 auf, das drehfest mit dem Kranzabschnitt 6 gekoppelt ist. Ein Ende des ersten Stellglieds 11 ist, wie in den 2 und 3 gezeigt, mit einem inneren Ende einer Welle 15 gekoppelt, insbesondere einstückig mit dieser ausgebildet.
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Die Welle 15 ist vorzugsweise an einem Lagerstock 17 drehbeweglich am Lenkradgrundkörper 2 festgelegt. Sie überbrückt den Bereich zwischen dem zentralen Bereich des Lenkrades, in dem der Hebelmechanismus 10 angeordnet ist, und dem Lenkradkranz 4.
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Das äußere Ende der Welle 15 ist wiederum drehfest mit einem Endabschnitt 9 des klappbaren Kranzabschnittes 6 verbunden. In der Lenkstellung erstreckt sich das erste Stellglied 11 vorzugsweise in der Lenkkranzebene E.
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Das zweite Ende des ersten Stellglieds 11 ist drehbeweglich an ein erstes Ende eines zweiten Stellglieds 12 (Schwinge) gekoppelt. Das zweite Ende des zweiten Stellglieds 12 ist drehbeweglich mit dem ersten Ende eines vierten Stellglieds 14, auch als Kurbel bezeichnet, gekoppelt. Das zweite Ende des vierten Stellglieds 14 ist drehbeweglich am Lenkradgrundkörpers 2 gelagert.
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In einem Abstand von seinem zweiten Ende ist das vierte Stellglied 14 drehbeweglich mit einem dritten Stellglied 13 (Mitnehmer) gekoppelt. Das dritte Stellglied 13 ist in der in den Figuren dargestellten Ausführungsform linear verschiebbar bezüglich des Lenkradgrundkörpers 2 angeordnet. Wie gezeigt, umfasst es eine Gewindehülse, die auf einer motorisch angetriebenen Spindelwelle 21 eines Linearantriebs 20 verfahrbar ist.
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Bei Bestromung des Antriebs verfährt das dritte Stellglied 13 aus seiner Ruhestellung, wodurch das vierte Stellglied 14 bewegt wird; diese Bewegung wird über das zweite Stellglied 12 auf das erste Stellglied 11 übertragen und dadurch die Welle 15 gedreht; diese klappt sodann den Kranzabschnitt aus der Lenkkranzebene E. Bei Bestromung mit entgegengesetzter Polarität bewegen sich die Elemente des Hebelmechanismus 10 in entgegengesetzten Richtungen, so dass der Kranzabschnitt zurück in die Lenkkranzebene E klappt.
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Wenn sich der Kranzabschnitt 6 in der Lenkkranzebene E befindet, befinden sich das vierte Stellglied 14 und das zweite Stellglied 12 in Verlängerung, also einer gestreckten bzw. überstreckten Stellung. Hierbei liegt der Bereich des vierten Stellglieds 14 und des zweiten Stellglieds 12, an dem beide gekoppelt sind, an einem Anschlag 16 am Lenkradgrundkörper an. Der Kranzabschnitt ist somit in einer besonders stabilen Lage fixiert.
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Vorzugsweise ist auch ein zweiter Anschlag 18 vorgesehen, der das Abklappen des Kranzabschnittes 6 und somit die Bewegung des dritten Stellgliedes 13 entlang seines Verschiebeweges begrenzt.
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Alternativ zu der beschriebenen Ausführung mit Linearantrieb kann auch ein sich langsam drehender Drehantrieb, z.B. ein Schrittmotor vorgesehen sein, der an das dritte oder das zweite Stellglied angreift.
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In einer Ausführungsform kann der beschriebene Hebelmechanismus 10 nur auf einer Seite des Lenkradgrundkörpers vorgesehen sein. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführung, bei der ein separater Hebelmechanismus 10 nur auf jeder Seite des Lenkradgrundkörpers vorgesehen ist, wie in den Figuren gezeigt. Hierbei ist denkbar, dass beide Hebelmechanismen 10 jeweils getrennte Antriebe haben, aber auch, dass nur ein Antrieb für einen Hebelmechanismus oder für beide Hebelmechanismen vorgesehen sind. Zur Kraftübertragung von dem einen Antrieb auf die beiden Hebelmechanismen kann eine Verbindungswelle vorgesehen sein.
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In der alternativen Ausführungsformen, in der der obere Kranzabschnitt und der untere Kranzabschnitt klappbar ausgebildet ist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeder Hebelmechanismus 10 beide Kranzabschnitte bewegt. Hierzu können für jeden Kranzabschnitt auf jeder Seite je eine Welle 15 vorgesehen sein, die dann mittels Zahnradeingriff gekoppelt sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Lenkrad
- 2
- Lenkradgrundkörper
- 3
- Mittlerer Bereich des Lenkradgrundkörpers
- 4
- Lenkradkranz
- 5
- Aufnahmeabschnitt für Airbagmodul
- 6
- Klappbarer Kranzabschnitt
- 7
- Erste Speiche
- 8
- Zweite Speiche
- 9
- Endabschnitt des klappbaren Kranzabschnittes
- 10
- Hebelmechanismus
- 11
- Erstes Stellglied
- 12
- Zweites Stellglied
- 13
- Drittes Stellglied
- 14
- Viertes Stellglied
- 15
- Welle
- 16
- Erster Anschlag
- 17
- Lagerstock
- 18
- Zweiter Anschlag
- 19
- Gelenkstelle des Lenkradkranzes
- 20
- Linearantrieb
- 21
- Spindelwelle
- 22
- Gelenkanschlag
- 23
- Gelenkgegenanschlag
- 24
- Wegbegrenzende Vorsprünge
- 25
- Wegbegrenzende Kulissen
- E
- Kranzebene
- KA
- Kippachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202017107359 U1 [0002]
