DE20018732U1 - Lenkrad für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Lenkrad für Kraftfahrzeuge

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Description

PETRI AG
Bahnweg 1
63743 Aschaffenburg
PTR328
Lenkrad für Kraftfahrzeuge
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 298 228 32 Ul ist ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge bekannt, dass neben dem Lenkradkörper (also dem Lenkradskelett und sonstigen Teilen, die der Lenkfunktion dienen), noch zusätzliche Funktionselemente in Form elektrischer Schalter aufweist, mit denen elektrische Einrichtungen eines Kraftfahrzeugs, wie z.B. eine Audioeinheit, Blinker, eine Beleuchtung oder Scheibenwischer betätigt werden können.
PTR328
Weitere typische Funktionseinheiten, die zusätzlich an einem Lenkrad vorgesehen sein können, sind ein Airbagmodul oder ein auf der Vorderseite des Lenkrades angebrachtes Emblem (Logo).
Sowohl aus Designgründen als auch um die Erkennbarkeit bestimmter Funktionseinheiten zu erleichtern, ist es häufig gewünscht oder erforderlich, diese zu beleuchten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge der Eingangs genannten Art zu schaffen, das sich durch eine verbesserte Beleuchtung definierter Teile des Lenkrades auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Lenkrades mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist zur Beleuchtung mindestens eines Bestandteiles des Lenkrades ein elektrolumineszenten Element vorgesehen.
Die Beleuchtung mittels eines elektrolumineszenten Elementes hat gegenüber der konventionellen Beleuchtung mittels Lämpchen den Vorteil einer sehr geringen Wärmeentwicklung (Kaltlicht) und eines geringen Raumbedarfes. Der geringe Raumbedarf hat dabei insbesondere zur Folge, daß keine Lichtwellenleiter benötigt werden, um das Licht von der Lichtquelle zu der tatsächlich zu beleuchtenden Stelle zu leiten. Es kann also selbst bei einem nur geringen zur Verfügung stehenden Bauraum eine unmittelbare Beleuchtung des entsprechenden Bestandteiles des Lenkrades mittels des elektrolumineszenten Elementes erfolgen.
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PTR328 Seite 3
Gegenüber der Verwendung einer Mehrzahl von Leuchtdioden zur Beleuchtung von Bestandteilen eines Lenkrades besteht der Vorteil einer Kosten- und Gewichtsersparnis.
Unter einem elektrolumineszenten Element wird dabei vorliegend ein (üblicherweise halbleitendes) Bauelement verstanden, das nach Anregung seines Elektronensystems mittels elektrische Felder (die durch Anlegen einer Spannung an das Bauelement erzeugt werden) Licht emittiert. Die Emission von Licht ist dabei darauf zurückzuführen, daß mittels der elektrischen Felder das Elektronensystem des Bauelementes aus seinem thermischen Gleichgewichtszustand hinaus angeregt wird und bei der Rückkehr in das Gleichgewicht ein Teil der frei werdenden Energie als Lichtstrahlung emittiert wird.
Zur Beleuchtung eines Bestandteiles des Lenkrades kann einerseits das lumineszente Element in den entsprechenden Bestandteil integriert sein, z.B. in oder hinter diesem angeordnet sein, so daß das Teil hinterleuchtet wird, oder auf diesem angeordnet sein, so daß das Teil auf seiner Oberfläche ein Leuchtelement aufweist. Andererseits kann aber auch der zu beleuchtende Bestandteil durch das elektrolumineszente Element selbst gebildet werden.
Zur Anregung des elektrolumineszenten Elementes kann eine Wechselspannung vorgesehen sein, die mittels einer geeigneten Steuerelektronik aus der Gleichspannung des Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs erzeugt wird.
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Das elektrolumineszente Element ist vorzugsweise einteilig ausgebildet und kann dabei derart strukturiert sein, daß unterschiedliche Bereiche des Elementes beim Anlegen einer definierten Spannung in unterschiedlichen Farben leuchten. Zur Herstellung eines derartigen elektrolumineszenten Elementes eignet sich insbesondere ein Siebdruckverfahren.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung eines elektrolumineszenten Elementes zur Beleuchtung von Bestandteilen eines Lenkrades liegt darin, das sich ein elektrolumineszentes Element flächig oder linienartig entlang des jeweils zu beleuchtenden Bestandteiles eines Lenkrades erstrecken kann.
In einer Ausführungsform kann hierbei das elektrolumineszente Element durch ein Leuchtkabel gebildet werden, welches aus einem mit einem elektrolumineszenten Material ummantelten elektrischen Leiter besteht.
In einer anderen Ausfuhrungsform wird das elektrolumineszente Element durch eine Dünnschicht gebildet, die auf einem Träger angeordnet ist und mittels eines elektrischen Leiters, insbesondere eines Flachleiters kontaktiert wird.
Der elektrische Leiter kann durch eine Ausnehmung in dem Träger geführt werden, die anschließend durch einen Verguß geschlossen wird.
Ein durch eine Dünnschicht gebildetes elektrolumineszentes Element kann beispielsweise zur Beleuchtung eines auf einem Airbagmodul des Lenkrades angeordneten Logos dienen, wobei die Dünnschicht zur Bildung des Logos strukturiert ist. In
diesem Fall bildet also die elektrolumineszente Leuchtschicht selbst den zu beleuchtenden Bestandteil des Lenkrades (Emblem bzw. Logo).
Hierbei kann die Dünnschicht derart strukturiert sein, daß unterschiedliche Bereiche der Dünnschicht beim Anlegen einer definierten Spannung in unterschiedlichen Farben leuchten, oder es kann vorgesehen sein, daß nur einzelne Bereiche der Dünnschicht leuchten, während andere Teile einen nichtleuchtenden Abschnitt eines Logos oder Emblems bilden.
Ferner kann das elektrolumineszente Element auch zur Beleuchtung eines an dem Lenkrad angeordneten Betätigungselementes, z.B. eines Schalters, dienen, wobei sich das elektrolumineszente Element flächig und/oder linienartig entlang des zu beleuchtenden Betätigungselementes er- streckt.
In einer weiteren Variante ist das elektrolumineszente Element zur Beleuchtung eines Teiles des Lenkradkörpers, insbesondere des Lenkradkranzes, vorgesehen, wozu der Lenkradkörper zumindest teilweise transparent ausgebildet sein kann und das elektrolumineszente Element z. B. in Form eines Leuchtkabels, sich in dem Lenkradkörper erstreckt. Alternativ kann das elektrolumineszente Element auch auf dem Lenkradkörper angeordnet sein.
In einer Weiterbildung ist das elektrolumineszente Element beispielsweise in einem aus einem transparenten Material geschäumten Lenkradkörper eingeschäumt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
Es zeigen:
Fig.Ia-
eine schematische Darstellung eines Lenkrades für ein Kraftfahrzeug mit einem im Lenkradkranz eingeschäumten Leuchtkabel;
Fig. Ib-
einen Lenkstockhebel für ein Lenkrad gemäß Fig. la mit einem beleuchteten Abschnitt;
Fig. 2-
ein beleuchtetes Emblem für ein Kraftfahrzeuglenkrad mit einer Steuerelektronik zum Steuern der Beleuchtung;
Fig. 3a-
einen Querschnitt durch ein beleuchtetes Emblem für ein Fahrzeuglenkrad;
Fig.
Draufsicht auf den Träger des Emblemes gemäß Figur 3a.
In Figur 1 ist ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug dargestellt, dessen Lenkradkörper L in üblicher Weise einen Kranz K, Speichen S sowie einen zentralen Lenkradbereich Z umfasst, der durch die Abdeckung A eines Fahrer-Airbagmodules gebildet wird. Das Lenkrad oder zumindest dessen Kranz Z soll vorliegend aus einem transparenten Material geschäumt sein.
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Erfindungsgemäß ist in diesem transparenten Material ein elektrolumineszentes Leuchtkabel 2 eingeschäumt, das sich in dem Lenkradkranz K erstreckt.
Hierdurch läßt sich das Lenkrad während einer Fahrt bei Dunkelheit hinterleuchten, wobei das Leuchtkabel 2 beispielsweise gemeinsam mit der Außenbeleuchtung des Fahrzeuges aktiviert werden kann. Dies bedeutet, daß das Leuchtkabel immer dann Licht abstrahlt, wenn auch die Außenbeleuchtung des Fahrzeugs aktiviert ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Leuchtkabel 2 auch mit der Innenbeleuchtung gekoppelt sein, so daß dieses beispielsweise beim Öffnen einer Fahrzeugtür gemeinsam mit der Innenbeleuchtung aktiviert wird, um einem einsteigenden Fahrzeuginsassen die Orientierung zu erleichtern.
Zur Bildung des elektrolumineszenten Leuchtkabels 2 kann ein längserstreckter Leiter, z.B. in Form eines Kupferdrahtes, vorgesehen sein, der mit elektrolumineszenten Halbleitern, Polymeren und einer dünnen, transparenten Metallschicht ummantelt ist. Wird an dieses Leuchtkabel eine Spannung angelegt, so wird von dem Kabel Licht abgestrahlt, dessen Farben unter anderem der dem verwendeten Halbleitermaterial sowie von der Frequenz der angelegten Wechselspannung abhängt.
Das Aufbringen des elektrolumineszenten Materials auf den Leiter erfolgt z.B. durch Sputtern. Hierdurch können insbesondere polymere Schichten (z. B. Polyethylene, Fluoropolymere oder plastifizierte PVC-Schichten) aufgebracht werden) .
Derartige Leuchtkabel, die hinreichend flexibel sind, um entlang einer gewünschten Bahn am oder im Lenkradkörper geführt zu werden, sind bekannt, vergl. DE 43 42 264 Al, und brauchen daher hier nicht näher beschrieben zu werden.
Wie anhand Figur la weiter erkennbar ist, weist das Lenkrad in seinem zentralen Bereich Z eine Schalterbaugruppe B sowie ein auf der Abdeckung A vorgesehenes Emblem E auf, bei dem es sich beispielsweise um das Logo eines Fahrzeugherstellers handeln kann. Auch diese Bestandteile des Lenkrades können mittels elektrolumineszenter Elemente beleuchtet werden.
Als ein Beispiel hierfür ist in Figur Ib schematisch ein Lenkstockhebel H dargestellt, der an einem Lenkrad beispielsweise im Bereich seiner Nabe angeordnet sein kann und der auf seiner Oberfläche einen umlaufenden beleuchteten Ring 3 aufweist, der durch ein elektrolumineszentes Leuchtkabel der vorstehend beschriebenen Art gebildet sein kann und der beispielsweise in einer umlaufenden Nut der Oberfläche des Lenkstockhebels H aufgenommen ist.
Zur Ansteuerung des Leuchtkabeis und insbesondere zur Umwandlung der Bordspannung (Gleichspannung) eines Kraftfahrzeuges in eine an das Leuchtkabel anzulegende Wechselspannung dient eine Steuerelektronik, die beispielsweise einen IC Treiberbaustein, eine Induktivität, einen Widerstand, Kondensatoren sowie eine Spannungsteilerschaltung oder einen Festspannungsregler umfaßt.
Die erforderliche Wechselspannung liegt typischerweise in einer Größenordnung von etwa 60 Volt; diese muß mittels der Steuerelektronik aus dem 12 Volt-Gleichspannungs-Bordnetz gewonnen werden. Die Leistungsaufnahme der elektrolumineszenten Elemente ist nur sehr gering.
Für ein Beispiel für einen DC-AC-Wandler, der zum Betrieb eines elektrolumineszenten Elementes verwendet werden kann, sei auf Semiconductor Component Industries, LLC, April 2000 - Rev. 1, Seiten 1 bis 9 verwiesen.
Insgesamt liegt einer Schaltung zur Ansteuerung eines elektrolumineszenten Elementes das Prinzip zugrunde, daß dieses Licht emittiert, wenn es mit einer hinreichend großen Spannung beaufschlagt wird und dadurch ein elektrisches Feld entsteht, welches das elektronische System des elektrolumineszenten Elementes aus seinem Gleichgewichtszustand anregt. Elektrolumineszente Elemente weisen typischerweise eine Kapazität zwischen 2,5 nF und 3,5 nF auf.
Die Farbe des emittierten Lichtes wird bestimmt durch die zur Herstellung des halbleitenden elektrolumineszenten Elementes verwendeten Materialien sowie durch die Frequenz der an das Element angelegten Wechselspannung. Die Helligkeit des abgestrahlten Lichtes ist näherungsweise proportional zu der Größe der angelegten Spannung und näherungsweise proportional zu der Frequenz der Wechselspannung.
Bei einem vorgegebenen elektrolumineszenten Element sind somit die Frequenz und die Größe der Spannung im Hinblick auf die gewünschten Ergebnisse zu wählen.
PTR32 8
Figur 2 zeigt schematisch ein Emblem 1, das beispielsweise auf der Abdeckung des zentralen Lenkradbereiches des in Figur la dargestellten Lenkrades angebracht werden kann. Dieses Emblem 1 besteht erfindungsgemäß aus einer folienartigen Dünnschicht 10 mit einem ersten Folienteil 11 und einem zweiten Folienteil 12, die aus einem elektrolumineszenten Material bestehen und beim Anlegen einer definierten Wechselspannung in unterschiedlichen Farben leuchten.
Elektrolumineszente Dünnschichten bzw. Folien, auch in Form selbstklebender Etiketten, sind ebenfalls bekannt und müssen daher nicht näher beschrieben werden. Das Bedrucken eines geeigneten Trägers mit dem elektrolumineszenten Material erfolgt hierbei vorzugsweise durch Siebdruck. Bei dem verwendeten Material handelt es sich beispielsweise um Polycarbonat und Polyester.
Zur Beaufschlagung des Emblems 1 mit einer Wechselspannung, die die Emission von Licht auslöst, ist eine Steuer- elektronik 5 der oben beschriebenen Art vorgesehen, die über eine erste elektrische Leitung 51 mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs verbunden ist und über eine weitere elektrische Leitung 52 in Form eines Flachbandleiters mit dem Emblem 1 verbunden ist.
In Figur 3a ist schematisch ein Querschnitt durch ein Emblem 1 dargestellt, wobei hier der Einfachheit halber auf die Darstellung der Strukturierung des Emblems (zur Bildung eines Logos oder dergleichen) verzichtet wurde. Zur Bildung eines Logos muß die Dünnschicht 10 daher in geeigneter Weise strukturiert werden, z. B. wie in der schematischen Darstellung gemäß Figur 2 gezeigt.
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Das Emblem 1 umfasst eine elektrolumineszente Dünnschicht 10 (Folie) mit einer Dicke von ca. 0,2 mm, die auf einen etwa 0,5 mm dicken Träger 16 aus Aluminium aufgebracht ist, der wiederum in einem Rahmen 15 aus Aluminium angeordnet ist. Die elektrolumineszente Dünnschicht 10 ist mit einer etwa 0,05 mm dicken Lackschicht 13 überzogen.
Durch den Rahmen 15 und den Träger 16 erstreckt sich eine Öffnung 17, durch die hindurch ein elektrisches Anschlußkabel (z. B. der in Figur 2 dargestellte Flachbandleiter 52) zu der elektrolumineszenten Dünnschicht 10 geführt werden kann.
In Figur 3b ist in einer Draufsicht der Rahmen 15 mit dem darin angeordneten Träger 16 dargestellt, wobei auch die den Rahmen.15 und den Träger 16 durchgreifende Öffnung 17 erkennbar ist. Die Dünnschicht 10 ist hier nicht gezeigt, um die Öffnung sichtbar zu machen.

Claims (20)

1. Lenkrad für Kraftfahrzeuge mit einem Lenkradkörper und dem Lenkradkörper zugeordneten zusätzlichen Funktionseinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bestandteil (E, K, H) des Lenkrades mittels eines elektrolumineszenten Elementes (1, 2, 3) beleuchtet ist.
2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (1, 2, 3) durch eine Wechselspannung zum Leuchten angeregt wird.
3. Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem elektrolumineszenten Element (1, 2, 3) eine Steuerelektronik (5) zugeordnet ist, mittels der aus einer Gleichspannung die zum Betrieb des elektrolumineszenten Elementes (1, 2, 3) erforderliche Wechselspannung erzeugbar ist.
4. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (1) einteilig ausgebildet ist.
5. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (1) derart strukturiert ist, daß unterschiedliche Bereiche des Elementes (1) beim Anlegen einer vorgegebenen Wechselspannung in unterschiedlichen Farben leuchten.
6. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrolumineszente Element (1, 2, 3) flächig und/oder linienartig entlang des zu beleuchtenden Bestandteiles (E, K, H) des Lenkrades erstreckt.
7. Lenkrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (2, 3) durch ein elektrolumineszentes Leuchtkabel gebildet wird.
8. Lenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Leuchtkabel (2, 3) durch einen Leiter gebildet wird, der mit einem elektrolumineszenten Material ummantelt ist.
9. Lenkrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (1) durch eine elektrolumineszente Dünnschicht (10) gebildet wird.
10. Lenkrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschicht (10) auf einem Träger (16) angeordnet und mittels eines elektrischen Leiters (52), insbesondere eines Flachleiters, kontaktiert ist.
11. Lenkrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Leiter (52) durch eine Ausnehmung (17) in dem Träger (16) geführt ist und daß die Ausnehmung (17) durch einen Verguß verschlossen ist.
12. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (1) zur Beleuchtung eines auf dem Lenkrad, insbesondere auf einem Airbagmodul des Lenkrades, aufgebrachten Emblems (E) dient.
13. Lenkrad nach einem der Ansprüche 9 bis 11 und Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschicht (10) zur Bildung des Emblems (E) strukturiert ist.
14. Lenkrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dünnschicht (10) derart strukturiert ist, daß unterschiedliche Bereiche (11, 12) der Dünnschicht (10) beim Anlagen einer vorgegebenen Wechselspannung in unterschiedlichen Farben leuchten.
15. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (3) zur Beleuchtung eines an dem Lenkrad angeordneten Betätigungselementes (B, H) dient.
16. Lenkrad nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrolumineszente Element (3) flächig und/ oder linienartig entlang des zu beleuchtenden Betätigungselementes (B, H) erstreckt.
17. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (2) zur Beleuchtung eines Teiles des Lenkradkörpers (L), insbesondere des Lenkradkranzes (K), dient.
18. Lenkrad nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (2) im Lenkradkörper (L) angeordnet ist und der Lenkradkörper (L) zumindest teilweise transparent ausgebildet ist.
19. Lenkrad nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrolumineszente Element (2) in einen aus einem transparenten Material geschäumten Lenkradkörper (L) eingeschäumt ist.
20. Lenkrad nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich das elektrolumineszente Element (2) in Form eines Leuchtkabels entlang des Lenkradkörpers (L) erstreckt.
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