-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad und insbesondere auf ein
Lenkrad mit einer Airbag-Vorrichtung.
-
Üblicherweise
umfaßt
das Lenkrad eines Fahrzeugs einen Griffring, ein in der Mitte des
Griffrings befindliches Kissen und Speichen, die sich von dem Griffring
aus zur Mitte desselben erstrecken. Ein metallischer Griffkern ist
in dem Griffring eingebettet, und metallische Speichenkerne sind
in den Speichen eingebettet. Eine Oberflächenlage, die beispielsweise
aus Polyurethan besteht, überzieht
den Griffkern und die Speichenkerne. Eine Nabenplatte ist an dem distalen
Ende einer Lenkwelle durch eine Mutter befestigt. Innerhalb des
Griffkerns ist ein Kissen angeordnet, und in dem Lenkrad ist hinter
dem Kissen eine Airbagvorrichtung installiert.
-
Ein
Lenkrad mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1
ist bekannt durch das Dokument EP-A-0 791 520. Dieses bekannte Lenkrad
weist einen in dem Kissen eingebetteten Einsatz auf, um ein Versprengen
des Kissens zu verhindern, wenn die Airbagvorrichtung aktiviert
wird. Dabei ist der Einsatz um einen der Rahmen des Lenkrades herum
umgeschlagen und wird er an diesem allein durch das Kunstharzmaterial
gehalten, aus dem das Kissen gebildet ist. Während der Aktivierung der Airbagvorrichtung
kann es daher dazu kommen, daß der
Einsatz von dem Rahmen losgerissen wird und demzufolge das gesamte
Kissen versprengt.
-
Das
Dokument DE-A-44 10 041 offenbart ein Lenkrad mit einer darin installierten
Airbagvorrichtung und einem Hupenschalter. Der Hupenschalter ist
zwischen einer Innenabdeckung und einer Außenabdeckung des Lenkrades
eingefügt
und mittels einer Schraube zusammen mit der Innenabdeckung und der
Außenabdeckung
an einer Basis der Airbagvorrichtung befestigt. Der Hupenschalter
ist jedoch ein separates Element und dient nicht der Verstärkung der
Abdeckungen während
der Aktivierung der Airbagvorrichtung, d.h. während des Aufblasens des Airbags.
-
Das
Dokument DE-A-44 23 963 offenbart ein Lenkrad mit einer darin installierten
Airbagvorrichtung. Die Airbagvorrichtung ist durch ein Kissen abgedeckt,
das mit dem Kunstharzschaum, der eine einen Griffkern und Speichenkerne überziehende Oberflächenlage
bildet, einstückig
ausgebildet ist. Das Kissen weist zur Verstärkung einen Einsatz auf, der
sich bis in ein ebenfalls aus Kunstharz bestehendes Nabenteil des
Lenkrades erstreckt.
-
Das
Dokument DE-A-41 33 007 offenbart ein Lenkrad mit einer darin installierten
Airbagvorrichtung und einem Hupenschalter. Der Hupenschalter ist
auf einer über
der Airbagvorrichtung angeordneten Abdeckung angeordnet, die keinen
verstärkenden
Einsatz aufweist.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Lenkrad
dahingehend weiterzubilden, daß einem
Wegbrechen des in das Kissen eingebildeten Einsatzes vorgebeugt
ist, wenn das Kissen bei der Aktivierung der Airbagvorrichtung aufbricht.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das
Lenkrad gemäß Patentanspruch
1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Lenkrad
ist vorgesehen, daß der
Einsatz an dem Rahmen fixiert ist.
-
Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert,
in denen
-
1 eine
Draufsicht eines Lenkrads gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt;
-
2 eine
Schnittansicht entlang der Linie 2-2 der 1 zeigt;
-
3 eine
Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der 1 zeigt;
-
4 eine
Draufsicht auf Einsätze
zeigt, die an einem metallischen Kern des Lenkrads der 1 angebracht
sind;
-
5 eine
perspektivische Ansicht eines metallischen Kerns des Lenkrads der 1 zeigt;
-
6 eine
perspektivische Explosionsansicht von Elementen für den Anbau
des Lenkrads der 1 an eine Lenkwelle zeigt;
-
7 eine
Explosionsschnittansicht zur Erläuterung
der Montage des Lenkrads an der Lenkwelle der 1 zeigt;
-
8 eine
Draufsicht eines zweiten Einsatzes zeigt, der für das Lenkrad der 1 verwendet wird;
-
9 eine
Draufsicht eines ersten Einsatzes zeigt, der für das Lenkrad der 1 verwendet
wird;
-
10 eine
perspektivische Ansicht des ersten Einsatzes zeigt, der an Haken
eines ersten und zweiten Rahmens in dem Lenkrad der 1 eingehakt
ist;
-
11 eine
perspektivische Ansicht des ersten Einsatzes zeigt, nachdem er an
dem ersten und zweiten Rahmen der 10 fixiert
worden ist; und
-
12 eine
Schnittansicht zeigt, in der dargestellt ist, wie eine Airbagvorrichtung
in das Lenkrad der 1 durch eine Öffnung eingesetzt
wird.
-
Wie
in den 1 bis 3 gezeigt ist, umfaßt ein Radkörper 1 eines
Lenkrads W einen Griffring 2, ein in der Mitte des Griffrings 2 befindliches Kissen 3 und
drei Speichen 4, die sich von dem Griffring 2 erstrecken.
Der Griffring 2 umfaßt
einen metallischen Griffkern 5 und eine Oberflächenlage 7a,
die den Griffkern 5 überzieht.
Der metallische Griffkern ist beispielsweise aus Magnesium oder
einer Magnesiumlegierung gegossen. Die Speichen 4 sind
durch metallische Speichenkerne 6A, 6B, 6C und
eine Oberflächenlage 7b gebildet,
die die Speichenkerne überzieht.
Die metallischen Speichenkerne sind aus demselben Metall hergestellt
wie der metallische Griffkern 5.
-
Wie
in 3 und 5 gezeigt ist, sind der zweite
metallische Speichenkern 6B und der dritte metallische
Speichenkern 6C durch Arme 21 mit einer Nabenplatte 8 verbunden.
Der erste metallische Speichenkern 6A ist über einen
ersten Rahmen 22A mit dem zweiten Speichenkern 6B verbunden
und ist über
einen zweiten Rahmen 22B mit dem dritten Speichenkern verbunden.
Die Speichenkerne 6B, 6C sind über einen dritten Rahmen 24 miteinander
verbunden. Auf diese Weise sind die Speichenkerne 6A, 6B, 6C,
der Griffkern 5 die Arme 21 und die Rahmen 22A, 22B und 24 und
die Nabenplatte 8 fest miteinander verbunden und bilden
sie gemeinsam einen Kern des Radkörpers 1. Wie in 2 gezeigt
ist, ist eine relativ große Öffnung 23 ausgebildet,
die von der Nabenplatte 8, den Armen 21 und dem
ersten und zweiten Rahmen 22A, 22B umschlossen
ist.
-
Die
Rahmen 22A, 22B und 24 sind gekrümmt. Die
Rahmen 22A, 22B und 24 sind im Wesentlichen
in derselben Ebene angeordnet. Der Bereich, der von diesen Rahmen
umschlossen wird, ist im Wesentlichen rechtwinklig.
-
Die
Oberflächenlagen 7a, 7b und
das Kissen 3 sind einstückig
ausgebildet aus einem weichen synthetischen Kunstharz, wie beispielsweise
Polyurethanschaum. Tasten 4a oder Schiebe-/Kippschalter sind
in den Speichen 4 vorgesehen. Wie des weiteren in den 2 und 3 gezeigt
ist, ist die Rückseite
des Radkörpers 1 mit
einer rückseitigen
Abdeckung 25 aus Kunststoff bedeckt.
-
Hinter
dem Kissen 3 ist ein Aufnahmeraum 11 ausgebildet,
der von den Rahmen 22A, 22B, 24, den
Armen 21 und der Nabenplatte 8 umschlossen ist.
Der Raum 11 nimmt beispielsweise eine Airbagvorrichtung 13,
einen (nicht gezeigten) Hupenschalter und einen Membranschalter 12 auf.
Der Membranschalter 12 umfaßt ein Paar dünner Platten,
die einen Teil des Hupenschalterschaltkreises bilden. Wenn das Kissen 3 mit
Druck beaufschlagt wird, kommen die beiden dünnen Platten in Kontakt miteinander
und die Hupe wird aktiviert.
-
Die
Airbagvorrichtung 13 umfaßt einen gefalteten Airbag 14,
einen Inflator 15 zum Zuführen von Gas zu dem Airbag 14 und
einen Halter 16 zum Halten des Airbag 14 und des
Inflators 15. Der Halter 16 ist an dem Speichenkern 6A und
dem dritten Rahmen 24 fixiert.
-
Eine
Einbaustruktur des Lenkrads W wird nun unter Bezugnahme auf 6 und 7 beschrieben.
Wie in 7 gezeigt ist, erstreckt sich eine Bohrung 31 axial
in dem distalen Ende einer Lenkwelle 30. Ein Innengewinde 31a ist
an der inneren Oberfläche
der Bohrung 31 ausgebildet. Ein äußerer Konus 33 ist
in der Nähe
der Bohrung 31 am Umfang der Lenkwelle 30 ausgebildet. Äußere Keile 32 sind
an dem äußeren Konus 33 vorgesehen.
Es gibt eine vorgegebene Anzahl an Keilen 32 (beispielsweise 30).
-
Andererseits
ist ein Innenkonus 20 an der inneren Oberfläche einer
Aufnahmebohrung 18 ausgebildet, der mit dem äußeren Konus 33 der
Lenkwelle 30 übereinstimmt.
Innere Keile 19, die mit den äußeren Keilen 32 der
Lenkwelle 30 übereinstimmen,
sind an dem Innenkonus 20 ausgebildet.
-
Wie
in 6 und 7 gezeigt ist, ist eine metallische
Kappe 41 an der Nabenplatte 8 angebracht, um die
Aufnahmebohrung 18 zu bedecken. Die Kappe 41 umfaßt eine
obere Wand 42, Seitenwände 43 und
einen Flansch 44. Der Flansch 44 ist durch Bolzen 45 an
der Nabenplatte 8 fixiert. Zwei Bohrungen 43a, 43b,
die einander zugewandt sind, sind an den Seitenwänden 43 ausgebildet.
-
Ein
Schneckenbauteil 46 ist an der Kappe 41 angebracht
und ist durch die erste und zweite Bohrung 43a, 43b hindurch
eingesetzt. Das Schneckenbauteil 46 umfaßt einen
Sechskantkopf 47, eine Welle 48, ein Antriebsrad 49 mit
spiraligen Zähnen
und einen zylindrischen Abschnitt 50.
-
Die
Welle 48 ist an der ersten Bohrung 43a über eine
Buchse 51 angebracht, die aus synthetischem Kunstharz oder
Gummi hergestellt ist. Der Sechskantkopf 47 steht von der
ersten Bohrung 43a vor. Der zylindrische Abschnitt 50 ist
an der zweiten Bohrung 43b über eine andere Buchse 52 angebracht.
Das distale Ende des zylindrischen Abschnitts 50 steht
von der zweiten Bohrung 43b vor und ist mit einer Scheibe 53 verbördelt.
-
Das
Schneckenbauteil 46 kann um seine Achse herum drehen. Um
das Schneckenbauteil 46 zu drehen, muß ein Drehmoment aufgebracht
werden, das groß genug
ist, um die Reibung zwischen den Buchsen 51, 52 und
den Bohrungen 43a, 43b und die Reibung zwischen
den Buchsen 51, 52 und dem Schneckenbauteil 46 zu überwinden.
-
Des
weiteren ist in der Kappe 41 ein Schneckenrad 34 vorgesehen,
dessen Achse senkrecht zu der des Schneckenbauteils 46 ist,
d.h. das Schneckenbauteil 34 ist koaxial zu der Lenkwelle 30.
Das Schneckenrad 34 umfaßt ein angetriebenes Zahnrad 56 mit
spiraligen Zähnen,
eine Gewindewelle 55 und einen Vorsprung 58 mit
kleinem Durchmesser. Das angetriebene Zahnrad 56 kämmt mit
dem Antriebszahnrad 49 des Schneckenbauteils 46.
Die Gewindewelle 55 ist in das Innengewinde 31a der
Lenkwelle 30 eingeschraubt. Eine ringförmige Nut 57 ist an
der Seite des Vorsprungs 58 ausgebildet.
-
Das
Schneckenrad 34 ist in eine Bohrung 42a eingepaßt, die
in der oberen Wand 42 der Kappe 41 ausgebildet
ist. Das distale Ende des Vorsprungs 58 steht von der Bohrung 42a vor
und die Nut 57 befindet sich außerhalb der oberen Wand 42.
Ein Sprengring 59 ist in die Nut 57 eingepaßt. Das
verhindert ein Klappern des Schneckenrades 34 bezüglich der
Kappe 41, und das Schneckenrad 34 ist gelagert, um
sich um seine Achse zu drehen. Das Schneckenrad 34 wird
durch das Schneckenbauteil 46 gedreht.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, sind ein erster und zweiter blattförmiger Einsatz 60, 61 in
dem Kissen 3 eingebettet. Wie in 4 gezeigt
ist, ist der erste Einsatz 60 an dem ersten und zweiten
Rahmen 22A, 22B angebracht. Der zweite Einsatz 61 ist
an dem dritten Rahmen 24 angebracht. Die Einsätze 60, 61 sind
netzartige Nylonstoffe, die mit thermoplastischem Polyurethan überzogen
sind.
-
Der
Aufbau und die Installation der Einsätze 60, 61 wird
nun detailliert beschrieben. Die Einsätze 60, 61 werden
zuerst in der in den 8 und 9 gezeigten
Form ausgeschnitten. Diese Formen sind grob (nicht gezeigten) H-förmigen Sollbruchlinien
an der Oberfläche
des Kissens 3 und mit den Rahmen 22A, 22B und 24 angepaßt. Der
erste Einsatz 60 umfaßt
einen Abschnitt 60a, der der unteren Hälfte (Sitzseite) des Kissens
in 1 zugeordnet ist, und Anbringungsabschnitte 60b,
die um die Rahmen 22A, 22B umgeschlagen sind.
Auf ähnliche
Weise umfaßt der
zweite Einsatz 61 einen Abschnitt 61a, der einer oberen
Hälfte
des Kissens 3 (Instrumententafelseite) in 1 zugeordnet
ist, und Anbringungsabschnitte 61b, die um den Rahmen 24 herum
umgeschlagen sind.
-
Wie
in 5 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von Vorsprüngen 62 einstückig ausgebildet
an dem dritten Rahmen 24, die rückwärts von dem Radkörper 1 vorstehen.
Eine Vielzahl von Vorsprüngen 63 ist
einstückig
ausgebildet an dem zweiten und dritten Rahmen 22A, 22B,
die zu dem Umfang des Radkörpers 1 hin
vorstehen.
-
Beim
Anbringen des ersten Einsatzes 60 an dem ersten und zweiten
Rahmen 22A, 22B werden die Anbringungsabschnitte 60b um
die Rahmen 22A, 22B herum umgeschlagen, wie in 10 gezeigt
ist. Das Netz des ersten Einsatzes 60 wird ab den Vorsprünge 63 eingehakt,
die den Einsatz geeignet positionieren. Vorausgebildete Positionieröffnungen
können
anstatt des Netzes verwendet werden.
-
Anschließend werden,
wie in 4 und 11 gezeigt ist, die distalen
Enden der Anbringungsabschnitte 60b des ersten Einsatzes 60 mit dem
Abschnitt 60a überlappt.
Der überlappende
Teil wird an dem überlappten
Teil des Abschnitts 60a befestigt an den Verbindungspunkten 60Y durch
Ultraschallschweißen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der erste Einsatz an drei Punkten befestigt.
-
Die
Anbringungsabschnitte 60b, 61b haben äußere Kanten,
die nicht mit dem überlappten
Teil der Abschnitts 60a, 61a verschmolzen sind.
Demgemäß ist die
Festigkeit der äußeren Kanten
nicht durch Verschmelzen reduziert.
-
Der
zweite Einsatz 61 ist eingehakt und positioniert durch
Vorsprünge 62 (siehe 5)
des dritten Rahmens 24. Die Anbringungsabschnitte 61b sind um
den dritten Rahmen herum umgeschlagen und an dem Abschnitt 61a durch
Ultraschallschweißen
befestigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der zweite Einsatz 61 an drei Verbindungspunkten 61Y befestigt.
-
Der
Kern, an dem die Einsätze 60, 61 angebracht
worden sind, wird in eine (nicht gezeigte) Gußform eingesetzt, und das Kissen 3 und
die Oberflächenlagen 7a, 7b werden
einstückig
an den Kern angegossen. Somit wird der Radkörper 1 erhalten, bei dem
die Einsätze 60, 61 in
dem Kissen 3 eingebettet sind.
-
Die
Installation des Radkörpers 1 an
der Lenkwelle 30 wird nun beschrieben.
-
Wie
in 12 gezeigt ist, werden der Membranschalter 12 und
die Airbagvorrichtung 13 in dem Lenkrad W installiert durch
die Öffnung 23.
Der Halter 16 wird an den Rahmen 22A, 22B und 24 durch
die Schrauben 17 angebracht. Die Installation ist einfach aufgrund
der relativ großen Öffnung 23.
Des weiteren verengen die Vorsprünge 63 des
ersten und zweiten Rahmens 22A, 22B die Öffnung 23 nicht,
wodurch die Vorsprünge
das Einsetzen der Airbagvorrichtung 13 und anderer Geräte nicht
stört.
-
Anschließend wird,
wie in 12 gezeigt ist, das distale
Ende der Lenkwelle 30 in die Aufnahmebohrung 18 der
Nabenplatte 8 eingesetzt. Die Keile 19 der Nabenplatte 8 kämmen mit
den Keilen 32 der Lenkwelle 30.
-
Bei
diesem Zustand wird ein (nicht gezeigter) Schraubenschlüssel durch
eine (nicht gezeigte) Bohrung der unteren Abdeckung 25 eingesetzt,
und der Schraubenschlüssel
wird an dem Kopf 47 angebracht, und das Schneckenbauteil 46 wird
in einer vorgegebenen Richtung gedreht. Die Drehung des Schneckenbauteils 46 wird über das
Antriebsrad 49 und das Zahnrad 56 auf das Schneckenrad 34 übertragen,
und das Schneckenrad dreht sich in einer vorgegebenen Richtung.
Infolge dessen wird die Gewindewelle 55 des Schneckenrades 34 in
die Bohrung 31 der Lenkwelle 30 eingeschraubt,
und die Nabenplatte 8 wird somit an der Lenkwelle 30 fixiert.
Somit ist der Radkörper 1 an
der Lenkwelle 30 installiert, wie in 2 und 3 gezeigt
ist.
-
Das
vorliegende Ausführungsbeispiel
hat die folgenden Vorteile.
-
Die
Anbringungsabschnitte 60b, 61b des ersten und
zweiten Einsatzes 60, 61 sind um den ersten und
zweiten Rahmen 22A, 22B und den dritten Rahmen 24 herum
umgeschlagen und sind verschmolzen oder verschweißt. Wenn
die Airbagvorrichtung 13 aktiviert wird, bricht das Aufblasen
des Airbags 14 das Kissen 3 auf entlang der Sollbruchlinien
an der Oberfläche
des Kissens 3. Dabei sind die Einsätze 60, 61 dem
Druck des Airbags 14 ausgesetzt, und die Abschnitte 60a, 61a öffnen sich
mit dem Kissen 3. Da die Anbringungsabschnitte fest fixiert sind,
werden die Einsätze 60, 61 nicht
von dem Rahmen 22A, 22B, 24 getrennt.
Das verhindert das Versprengen des Kissens 3, in dem die
Einsätze
eingebettet sind.
-
Die
Einsätze 60, 61 sind
durch Schweißen an
den Rahmen angebracht. Das Schweißen verschlechtert nicht die
Festigkeit der Einsätze 60, 61, und
die Einsätze
sind an den Rahmen 22A, 22B und 24 fest
fixiert.
-
Die
Anbringungsabschnitte 60b, 61b haben äußere Kanten,
die nicht mit den Abschnitten 60a, 61a verschmolzen
sind. Deshalb sind die Anbringungsabschnitte 60b, 61b an
den Abschnitten 60a, 61a ohne eine Verschlechterung
der Festigkeit der äußeren Kanten
fixiert.
-
Die
Einsätze 60, 61 sind
mit den Vorsprüngen 63, 62 verhakt,
die an den Rahmen 22A, 22B, 24 ausgebildet
sind. Deshalb sind die Einsätze 60, 61 stabiler
und fester fixiert.
-
Die
Vorsprünge 63 für den ersten
Einsatz 60 sind an der äußeren Seite
des ersten und zweiten Rahmens 22A, 22B in einer
Ebene ausgebildet, die parallel zu der des Griffrings 2 ist.
Das Kissen 3 und die Oberflächenlagen 7b, 7a sind
einstückig
ausgebildet, und die Airbagvorrichtung 13 ist durch die Öffnung 23 eingesetzt,
wie in 12 gezeigt ist. Die Vorsprünge 63 stören den
Einsetzvorgang nicht. Infolge dessen wird die Airbagvorrichtung 13 einfach installiert.
-
Die
Rahmen 22A, 22B, 24 sind so gestaltet, daß sie die
metallischen Speichenkerne 6A, 6B, 6C verbinden,
und die Rahmen sind stark. Demgemäß werden die Einsätze 60 fest
und stabil gehalten. Die Rahmen 22A, 22B, 24 bilden
im Wesentlichen ein Rechteck, und die Einsätze sind an im Wesentlichen linearen
Abschnitten angebracht. Das vereinfacht das Anbringen der Einsätze 60, 61.
-
Die
Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt. Die
Erfindung kann des weiteren folgendermaßen ausgeführt werden.
-
Das
Verfahren zum Verbinden der überlappenden
Teile der Einsätze 60, 61 ist
nicht auf Ultraschallschweißen
beschränkt.
Beispielsweise kann Heißgasschweißen, Hochfrequenzschweißen und Reibungsschweißen eingesetzt
werden.
-
Die
Anzahl und Position der Verbindungspunkte 60Y, 61Y der
Einsätze 60, 61 ist
nicht auf drei beschränkt,
so lange wie die Einsätze
fest an dem Rahmen 22A, 22B, 24 fixiert
sind.
-
Jedes
Material, wie beispielsweise derselbe Stoff, der für den Airbag 14 verwendet
wird, kann für die
Einsätze 60, 61 eingesetzt
werden, so lange wie der Stoff eine vorgegebene Flexibilität und Festigkeit hat.
Die Einsätze 60, 61 können auch
aus Kunstharz ausgebildet sein.
-
Es
kann nur ein Einsatz an dem ersten und zweiten Rahmen 22A, 22B fixiert
sein.
-
Bei
dem Ausführungsbeispiel
ist das Lenkrad W ein Dreispeichenlenkrad. Es kann jedoch auch als
Zweispeichen-, Vierspeichen- oder anderes Lenkrad ausgebildet sein.
Dabei wird der Einsatz so aus einem Stoff geschnitten, daß er den
Sollbruchlinien (entlang denen das Kissen getrennt wird, wenn der Airbag
aktiviert wird) des Kissens des Lenkrads entspricht.
-
Die
metallischen Speichenkerne 6A, 6B, 6C, die
Arme 21, die Rahmen 22A, 22B, 24 und
die Nabenplatte 8 können
jeweils als unabhängige
Teile ausgebildet sein und dann durch Bolzen verbunden werden.