DE202004019298U1

DE202004019298U1 - Lenkrad eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE202004019298U1
Application number: DE202004019298U
Authority: DE
Original assignee: Quin GmbH
Current assignee: Quin GmbH
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2014-12-15

Abstract

Lenkrad eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Lenkradkranz (1) mit einer Dekorverkleidung (2), wobei die Dekorverkleidung (2) eine Dekorschicht (3) mit einer innenseitigen, spritzgegossenen Trägerschale (4) aus Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschale (4) aus einem gefüllten, wärmefesten Kunststoff besteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Lenkräder von Kraftfahrzeugen sind hinsichtlich einer Vielzahl von Lastfällen auszulegen. Neben einer entsprechenden Festigkeit ist auch eine definierte Verformbarkeit zur Aufnahme von auftretenden Lasten vorzusehen. Darüber hinaus sind hohe Anforderungen an die optische Oberflächenqualität gestellt.
In bekannter Bauweise weist ein Lenkrad einen Lenkradkranz auf, der ein innenseitiges tragendes Lenkradskelett und eine außenseitige Dekorverkleidung umfaßt. Das Skelett ist aus Leichtmetall gebildet, während die Dekorverkleidung eine Dekorschicht mit einer innenseitigen, Trägerschale aus z.B. spritzgegossenem Kunststoff aufweist. Die Trägerschale stützt die Dekorschicht, ohne nennenswert an der Tragfähigkeit des Lenkradkranzes beteiligt zu sein. Die auftretenden Betriebslasten werden im wesentlichen vom Lenkradskelett aufgenommen. Trägerschale und Dekorschicht müssen hinreichend flexibel sein, um ohne Beschädigungen den lastbedingten Verformungen des Skelettes folgen zu können.
Zur Demonstration seiner vorgesehenen Tragfähigkeit werden einzelne Exemplare einer Lenkradbaureihe einer Vielzahl von Tests unterzogen. Neben rein mechanischen Belastungen beinhalten diese Tests auch Alterungssimulationen, thermische Belastungen, Klimawechselprüfungen oder dergleichen. Es hat sich gezeigt, daß bei hohen Prüftemperaturen im Bereich von etwa 100° C Rißbildungen in der Dekorverkleidung auftreten können. Die optische Wirkung, die Schutzwirkung und die Griffigkeit des Lenkrades sind dadurch beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastbarkeit eines Kraftfahrzeuglenkrades zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein Lenkrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Es wird ein Lenkrad eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, bei dem die spritzgegossene Trägerschale der Dekorverkleidung aus einem gefüllten, wärmefesten Kunststoff besteht. Insbesondere hat sich dabei eine Füllung des Kunststoffes mit feinen Glaskugeln, mit Glasfasern, mit einer Mineralfüllung und/oder mit einer Füllung aus Kohlenstoff (Ruß) oder dgl. als zweckmäßig herausgestellt. Es hat sich überraschend gezeigt, daß eine derartige Trägerschale ohne weiteres den hohen lastbedingten, insbesondere temperaturbedingten Verformungsgraden des Metallskelettes folgen kann. Selbst die hohen Wärmeausdehnungen von Metallskeletten aus Leichtmetall wie Aluminium- oder Mag nesiumdruckguß können kompensiert werden, ohne daß sich an der Kunststoffträgerschale Schadstellen bilden.
Auch die außenseitig auf der Trägerschale aufgebrachte Dekorschicht beispielsweise aus Holzfurnier oder Holzimitat, aus einem Dekorwerkstoff in Karbon-, Stein-, Metall- oder Lederausführung oder dgl. kann in Verbindung mit der Stützung durch den gefüllten, wärmefesten, Kunststoff schädigungsfrei eine entsprechend hohe Verformung mitmachen. Das zulässige Lastspektrum des Lenkrades ist erheblich erweitert.
In vorteilhafter Weiterbildung ist die Dekorschicht auf ihrer der Trägerschale zugewandten Innenseite mit einer Kaschierung versehen. Die Kaschierung erhöht die Festigkeit und Umformbarkeit der Dekorschicht vor dem Montageprozeß. Rißbildungen beispielsweise bei einer Dekorschicht aus einem Edelholzfurnier und damit die Bildung von Ausschuß sind zuverlässig vermieden.
Die unter Druck und Wärme aufgebrachte Kaschierung kann eine Thermoplastfolie oder dergleichen sein und ist bevorzugt als mit wärmesensitivem Leim imprägniertes Gewebe ausgebildet. Der wärmesensitive Leim stellt unter Einwirkung von Druck und Temperatur eine innige Verbindung zwischen der Kaschierung und der Dekorschicht her. Die Gewebestruktur erlaubt in begrenztem Maße eine Schubverformung, die unter Vermeidung von Riß- und Faltenbildung auch räumliche Umformungen ermöglicht. Auch bei hohen Umformungsgraden sind Schädigungen der Dekorschicht vermieden. Die Integrität der Dekorschicht bleibt auch im montierten Zustand unter Betriebs- und Prüflasten erhalten.
In einer zweckmäßigen Ausführung ist die Dekorschicht auf ihrer Innenseite direkt an der Kaschierung mit der Trägerschale hinterspritzt. Die Kaschierung kann hinsichtlich ihrer mechanischen und chemischen Eigenschaften auf das Spritzgußmaterial der Trägerschale derart abgestimmt sein, daß sich eine besonders innige Verbindung zwischen Dekorschicht und Trägerschale einstellt. Insbesondere vermeidet die Kaschierung ein Durchschlagen des Kunststoffmaterials beim Hinterspritzen.
Als Kunststoffmaterial können verschiedene Werkstoffe wie spritzgießfähige Thermo- oder Duroplaste vorgesehen sein. Vorteilhaft ist der Kunststoff der Trägerschale zur Aufnahme der Füllstoffe ein Thermoplast, insbesondere Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS) oder ein Polycarbonat (PC) / ABS Compound.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
1 in einer Querschnittsdarstellung eines Lenkradkranzes den mechanischen Grundaufbau mit einem Trägerskelett und einer außenseitigen Dekorverkleidung;
2 eine vergrößerte Ansicht der Einzelheit II/III nach 1 mit Details einer Glaskugelfüllung der Kunststoffträgerschale;
3 eine Variante der Einzelheit II/III nach 2 mit einer Glasfaserfüllung;
4 in einer perspektivischen Prinzipdarstellung den Aufbau der Dekorverkleidung nach 1 mit einer innenseitigen Kaschierung.
1 zeigt in einer Querschnittsdarstellung den Aufbau eines Lenkradkranzes 1 von einem Lenkrad eines Kraftfahrzeuges. Der Lenkradkranz 1 weist als tragendes Element ein Metallskelett 12 auf, das insbesondere aus Stahl oder Aluminium- bzw. Magnesiumdruckguß hergestellt ist. Außenseitig des Metallskelettes 12 ist eine Dekorverkleidung 2 vorgesehen, die bezogen auf den Querschnitt des Lenkradkranzes 1 das Metallskelett 12 vollständig umschließt. Zwischen dem Metallskelett 12 und der Dekorverkleidung 2 ist eine Füllung aus Kunststoffschaum 13 vorgesehen.
Die Dekorverkleidung 2 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Dekorschicht 3 mit einer innenseitigen, spritzgegossenen Trägerschale 4 aus Kunststoff und einer außenseitigen Beschichtung aus Klarlack 15. Der Klarlack 15 ist ein zäher UP-(ungesättigtes Polyesterharz)Lack mit niedrigen Emissionswerten, der eine niedrige Ausgasungsrate unter Prüfbedingungen aufweist. Der Klarlack 15 ist beispielhaft ein Dickschichtklarlack, kann aber auch ein Dünnschichtklarlack, ein spritzgegossener Klarsichtkunststoff oder eine ähnliche oberflächenmodifizierende, schützende und weitestgehend klare Beschichtung sein.
Die Dekorschicht 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Edelholzfurnier. Es können auch Textilien, Metalle, Leder, Karbon oder dgl. sowie deren Imitate vorgesehen sein. Insbesondere im Zusammenhang mit einer Dekorschicht 3 aus Leder oder ähnlichen Werkstoffen kann auf eine Klarsichtbeschichtung verzichtet werden.
Die Trägerschale 4 besteht aus einem gefüllten, wärmefesten Thermoplast, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel als Thermoplastmaterial ABS oder PC/ABS gewählt ist. Einzelheiten zur Füllung des Kunststoffmaterials sind im Zusammenhang mit den 2 und 3 näher beschrieben.
Die Dekorverkleidung 2 ist aus einer Oberschale 10 und einer Unterschale 11 aufgebaut, bei denen jeweils Halbschalen der Dekorschicht 3 auf ihrer Innenseite 7 direkt mit dem Kunststoffmaterial der Oberschale 10 bzw. der Unterschale 11 hinterspritzt sind. Es kann auch eine Verklebung und/oder eine andere geeignete Verbindung der Dekorschicht 3 mit der Trägerschale 4 zweckmäßig sein. Die Oberschale 10 und die Unterschale 11 sind zusammen mit den jeweiligen Halbschalen der Dekorschicht 3 an Nahtstellen 16 miteinander verschweißt. Die dadurch gebildete Einheit ist anschließend auf ihrer Außenseite 14 nahtlos mit dem Dickschichtklarlack 15 beschichtet.
2 zeigt in einer vergrößerten Darstellung die Einzelheit II/III nach 1, demnach in dem Kunststoffmaterial der Trägerschale 4 (1) feine, pulverartige Glaskugeln 5 als Füllung eingebettet sind. Alternativ oder zusätzlich kann eine Mineralfüllung und/oder eine Füllung mit Glasfasern 6 (3) vorteilhaft sein. Nach 3 ist eine Füllung mit spritzgießbaren Kurzfasern vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist noch eine zeichnerisch nicht darstellbare Füllung aus Kohlenstoff wie Ruß oder dgl. vorgesehen. Im Zusammenhang mit einem Vakuuminjektionsverfahren oder dgl. und/ oder Duroplasten als Kunststoffmaterial können auch Langfasern in Form von Gelegen oder Geweben zweckmäßig sein.
4 zeigt in einer perspektivischen Schemadarstellung den Aufbau der Dekorschicht 3 nach 1. Demnach ist die Dekorschicht 3 auf ihrer dem Metallskelett 12 (1) zugewandten Innenseite 7 mit einer Kaschierung 8 versehen. Die Kaschierung 8 ist unter Druck und Wärme auf das Material der Dekorschicht 3 aufgebracht. Sie besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem mit wärmesensitiven Leim imprägnierten Gewebe 9, wobei der wärmesensitive Leim eine innige Verbindung des Gewebes 9 mit dem Material der Dekorschicht 3 herstellt. Bei dem im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Hinterspritzen der Dekorschicht 3 mit dem Kunststoffmaterial der Trägerschale 4 liegt das Kunststoffmaterial direkt an der durch die Kaschierung 8 gebildeten Innenseite 7 unter Bildung einer innigen, unlösbaren Verbindung an. Anstelle des gezeigten imprägnierten Gewebes 9 kann auch eine Folie beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff vorgesehen sein, die in ihren Materialeigenschaften auf eine besonders intensive Haftung mit dem hinterspritzten Kunststoffmaterial eingestellt ist.
Es konnte gezeigt werden, daß der beschriebene und beanspruchte Aufbau des Lenkradkranzes 1 ohne Schädigungen in der Lage ist, typische Testspezifikationen von Wärmebelastung bis 107° C, Klimawechselprüfungen, Emissionsvorgaben sowie von dynamisch-mechanischen Prüfungen wie Kopfaufschlagtest oder Bodyblock zu erfüllen.

Claims

Lenkrad eines Kraftfahrzeuges, umfassend einen Lenkradkranz (1) mit einer Dekorverkleidung (2), wobei die Dekorverkleidung (2) eine Dekorschicht (3) mit einer innenseitigen, spritzgegossenen Trägerschale (4) aus Kunststoff aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschale (4) aus einem gefüllten, wärmefesten Kunststoff besteht.
Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Trägerschale (4) mit feinen Glaskugeln (5) gefüllt ist.
Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Trägerschale (4) mit Glasfasern (6) gefüllt ist.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Trägerschale (4) eine Mineralfüllung aufweist.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Trägerschale (4) eine Kohlenstoff- bzw. Rußfüllung oder dgl. aufweist.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (3) auf ihrer der Trägerschale (4) zugewandten Innenseite (7) mit einer Kaschierung (8) versehen ist.
Lenkrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaschierung (8) als ein mit wärmesensitivem Leim imprägniertes Gewebe (9) ausgebildet ist.
Lenkrad nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (3) auf ihrer Innenseite (7) direkt an der Kaschierung (8) mit der Trägerschale (4) hinterspritzt ist.
Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Trägerschale (4) ein Thermoplast, insbesondere ABS oder PC/ABS ist.