-
Die
Erfindung betrifft ein schwingungsgedämpftes Fahrzeuglenkrad nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Lenkraddrehschwingungen,
die zumeist vom Fahrwerk ausgelöst
werden, führen
zu unangenehmen Vibrationen für
den Fahrer. Es ist bekannt, Lenkraddrehschwingungen durch ein starres
Zusatzgewicht am Lenkrad zu dämpfen.
Das Mehrgewicht wirkt sich jedoch nachteilig auf andere Schwingungszustände des
Lenkrades aus.
-
Weiterhin
ist aus der
DE 200
16 639 U1 ein Lenkrad bekannt, bei dem zwischen dem Lenkradskelett
und der Lenkradkranzhülle
ein schwingungsdämpfendes
Element angeordnet ist. Vorzugsweise sind das Ringe oder eine durchgehende
Einlage aus einem schwingungsdämpfenden
Material oder Verbundmaterial, die auf dem Lenkradkranzskelett angeordnet
sind und die Lenkradkranzhülle
stützen.
-
Aus
der
EP 1 180 464 A2 ist
ein Lenkrad bekannt, bei dem innerhalb des Lenkradkranzes ein Behälter angeordnet
ist, in dem ein Gewicht in Form eines festen Körpers angeordnet ist, der sich
in gewissen Grenzen in dem Behälter
bewegen kann und der auf diese Weise Vibrationen des Lenkrades entgegenwirkt.
-
Weiterhin
ist aus der
DE 39 27
383 A1 eine Skelettkonstruktion für Lenkräder bekannt, bei dem der Lenkradkranz
teilweise mit einem fluiden Medium gefüllt ist. Dadurch soll das Massenträgheitsmoment des
Lenkrades verringert werden. Die Lenkradrückschwingung soll gedämpft werden
und ein Überschwingen
soll vermieden werden. Eine weitere dämpfende Wirkung soll durch
die Reibung zwischen dem fluiden Medium und der Innenwandung des Lenkradkranzes
erzielt werden.
-
Der
Nachteil dieser Anordnungen besteht darin, daß sich der feste Körper bzw.
die Flüssigkeit im
Lenkradkranz abgesehen von der Reibung an der Behälterwand
bzw. an der Wand der Skelettkonstruktion ungedämpft bewegen können, wodurch
die Schwingungsdämpfung
beeinträchtigt
wird.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwingungsdämpfung am
Lenkrad weiter zu verbessern.
-
Erfindungsgemäß wird das
gemäß den Merkmalen
des Anspruchs 1 erreicht.
-
Bei
einem schwingungsgedämpften
Fahrzeuglenkrad mit einem Lenkradskelett und einer Lenkradhülle sowie
mit mindestens einem innerhalb des Lenkrades angeordneten Behälter, in
dem mindestens ein beweglicher Körper
als Schwingungsdämpfer
angeordnet ist, sind erfindungsgemäß zwischen mindestens einer
Stirnseite des in Richtung seiner Längsachse beweglichen Körpers und
der zugeordneten Behälterstirnseite
Mittel zur Schwingungstilgung vorgesehen.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Anordnung kann
sich ein beweglicher Körper
nicht ungehindert in Richtung seiner Längsachse zwischen den Stirnseiten
des Behälters
bewegen, sondern seine Bewegung wird durch Mittel zur Schwingungstilgung
abgebremst, d.h. der Körper
führt eine
gedämpfte
Schwingung aus.
-
Als
Mittel zur Schwingungstilgung ist in einer Ausführungsform eine Flüssigkeit
vorgesehen. Die Art der Dämpfung
lässt sich über das
Gewicht des beweglichen Körpers und über den
Anteil der Flüssigkeit
einstellen. In einer Ausführungsform
ist der Behälter
vollständig
mit Flüssigkeit
gefüllt.
Die Flüssigkeit
kann aus einer Komponente, z.B. Wasser, Öl oder Glyzerin bestehen. Sie
kann aber auch zur Einstellung einer gewünschten Schwingungstilgung
aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein.
-
In
einer weiteren Ausführungsform
ist als Mittel zur Schwingungstilgung mindestens ein Federelement
vorgesehen. Die Federelemente können
z.B. aus Metall, Gummi oder Kunststoff bestehen. Eine weitere Ausführungsform
weist sowohl mindestens ein Federelement als auch eine Flüssigkeit
auf. Auf diese Weise kann die Schwingungsdämpfung in weiten Grenzen eingestellt
werden.
-
Als
Mittel zur Schwingungstilgung kann auch ein komprimierbares Medium,
wie z.B. Gas, vorgesehen sein.
-
In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Behälter unterschiedlicher
Größe vorgesehen
Dadurch kann eine größere Bandbreite der
Dämpfung
erreicht werden. Diese Bandbreite kann noch dadurch erweitert werden,
daß in
mindestens einem Behälter
mehrere bewegliche Körper
unterschiedlicher Masse vorgesehen sind, zwischen denen Federelemente
angeordnet sind, wobei es zweckmäßig sein
kann, bei Anordnung mehrerer Behälter
in jedem Behälter
bewegliche Körper
unterschiedlicher Masse vorzusehen. Auch bei dieser Ausführungsform
kann zusätzlich
in jedem Behälter eine
Flüssigkeit
enthalten sein.
-
Bei
Verwendung eines Behälters
ist es zweckmäßig, diesen
in dem bei Geradeausfahrt unteren Teil des Lenkrades anzuordnen.
-
Bei
Verwendung von zwei Behältern
ist es zweckmäßig, diese
gegenüber
anzu ordnen, um eine Unwucht zu vermeiden.
-
Die
Behälter
sind insbesondere im Lenkradkranz angeordnet, wobei sie vorzugsweise
ohne direkte Verbindung zum Lenkradskelett in der Schaumstoffumhüllung des
Lenkrades vorgesehen sind, d.h. die Behälter sind allseitig von Schaumstoff
umgeben, liegen also nicht am Lenkradskelett an.
-
Der
bewegliche Körper
kann zur Erzielung einer ruckfreien Bewegung an seinem Umfang gelagert
sein. Vorzugsweise ist er zumindest annähernd punktförmig gelagert,
wobei die Lagerstellen insbesondere gewölbte Lagerflächen aufweisen.
-
Die
Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand
von Zeichnungen erläutert
werden.
-
Es
zeigen:
-
1 einen
Längsschnitt
durch einen Abschnitt eines Lenkrades mit einem in einem Behälter mit
Flüssigkeit
angeordneten beweglichen Körper;
-
2 einen
Längsschnitt
durch einen Abschnitt eines Lenkrades mit einem in einem Behälter zwischen
Federn angeordneten beweglichen Körper;
-
3 einen
Querschnitt durch den Lenkradabschnitt entlang der Schnittlinie
III-III der 2;
-
4 einen
Längsschnitt
durch einen Abschnitt eines Lenkrades mit mehreren in einem Behälter angeordneten
beweglichen Körpern;
-
5 einen
Längsschnitt
durch einen Abschnitt eines Lenkrades mit mehreren Behältern.
-
Bei
der Ausführungsform
der 1 ist ein Abschnitt eines Lenkradkranzes 1 im
Schnitt dargestellt. Es ist ein Abschnitt eines Lenkradskeletts 2 und einer
Lenkradumhüllung 3 erkennbar.
In der Lenkradumhüllung 3 ist
ein Behälter 4 vorgesehen,
der vorzugsweise in dem bei Geradeausfahrt unteren Teil des Lenkrades 1 angeordnet
ist, und entsprechend der Krümmung
des Lenkradkranzes 1 gekrümmt ist. Die Anordnung des
Behälters 4 im
unteren Teil des Lenkrades 1 ist dann zweckmäßig, wenn
nur ein Behälter
vorgesehen ist. Bei Verwendung von zwei Behältern ist es zweckmäßig, diese
gegenüber
anzuordnen, d.h., in dem bei Geradeausfahrt unteren Teil und oberen
Teil des Lenkrades. Der Behälter 4 wird beim
Schäumen
der Lenkradumhüllung 3 mit
eingeschäumt
oder wird nach dem Schäumen
in eine Öffnung
der Lenkradumhüllung
eingesetzt. In dem Behälter 4 ist
ein beweglicher Körper 5 angeordnet,
der die Querschnittsform des Behälters
aufweist, z.B. die Kreisform, der aber zur Gewährleistung der Beweglichkeit
einen geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Behälters 4 aufweist.
Weiterhin ist der bewegliche Körper
und auch dessen Längsachse A
ebenfalls entsprechend der Krümmung
des Behälters 4 gekrümmt. Der
Behälter 4 ist
vollständig
mit einer Flüssigkeit
F, z.B.. mit Wasser, gefüllt.
so dass der bewegliche Körper 5 allseitig
von der Flüssigkeit umgeben
ist, wobei der untere Abschnitt 6 des Spaltes zwischen
dem beweglichen Körper 5 und
der Innenwand des Behälters 4 wegen
der auf den beweglichen Körper 5 einwirkenden
Schwerkraft geringer ist als der obere Abschnitt 7 des
Spaltes zwischen dem beweglichen Körper 5 und der Innenwand
des Behälters 4.
-
Bei
auftretenden Schwingungen am Lenkrad kann sich der bewegliche Körper 5 in
Richtung seiner Längsachse
A bewegen. Infolge der den beweglichen Körper 5 umgebenden
Flüssigkeit
und insbesondere infolge der zwischen den Stirnflächen 11, 12 und
den Behälterstirnseiten 13, 14 befindlichen
Flüssigkeit
wird dessen Bewegung aber gedämpft.
Die Art der Dämpfung
wird dabei über
das Gewicht des beweglichen Körpers
und über
die Flüssigkeitsmenge,
d.h., auch über
die Länge
des Behälters,
sowie auch über
den Spalt zwischen dem beweglichen Körper 5 und der Innenwand
des Behälter 4 eingestellt. Wegen
der verbesserten Dämpfungseigenschaften dieses
Systems im Vergleich zu einem frei beweglichen Körper, kann ein kleinerer beweglicher
Körper gewählt werden,
so dass die Gewichtserhöhung durch
den beweglichen Körper
reduziert wird.
-
Bei
der Ausführungsform
der 2 und 3 ist in der Lenkradumhüllung 3 ein
Behälter 8 vorgesehen,
in dem der bewegliche Körper 5 zwischen
zwei Federn 9, 10 angeordnet ist, die sich zwischen
den Stirnflächen 11, 12 und
den zugeordneten Behälterstirnseiten 13, 14 erstrecken.
Auch bei dieser Ausführungsform
ist der bewegliche Körper 5 entsprechend
der Krümmung
des Behälters 8 und
des Lenkradkranzes 1 gekrümmt. Der bewegliche Körper 5 ist
bei dieser Ausführungsform
an Lagerstellen 15, die gewölbte Auflageflächen 16 aufweisen,
nahezu punktförmig
gelagert, so dass nur geringe Reibungskräfte wirken und der bewegliche
Körper 5 deshalb
in Richtung seiner Längsachse
A leicht beweglich ist. Die Federn 9, 10 dämpfen aber
die Bewegung des beweglichen Körpers 5 in
Richtung seiner Längsachse
A in ähnlicher
Weise wie die Flüssigkeit
in der Ausführungsform
der 1. Bei dieser Ausführungsform wird die Schwingungsfrequenz
des beweglichen Körpers 5 über die
Federstärke
und die Masse des beweglichen Körpers
eingestellt.
-
Aus
der 3 ist ersichtlich, dass der Behälter 5 bei
dieser Ausführungsform
zum Teil innerhalb des U-förmigen
Lenkradskeletts 2 liegt und dass in der dargestellten Schnittebene
drei Lagerstellen 15 im Winkelabstand von 120° vorgesehen
sind. Auch in dem in der 2 rechts durch die Lagerstelle 15 dargestellten
Lagerbereich sind drei Lagerstellen vorgesehen.
-
Bei
der Ausführungsform
der 4 sind in einem Behälter, der die Form des Behälters 4 oder des
Behälters 8 aufweisen
kann, drei bewegliche Körper 17, 18, 19 vorgesehen.
In der Ausführungsform
des Behälters 4 sind
diese von Flüssigkeit
umgeben. In der Ausführungsform
des Behälters 8 sind diese
an ihrem Umfang wie der bewegliche Körper 5 der 2 und 3 punktförmig gelagert
sind. Diese Lagerung ist in der 4 nicht
dargestellt. Es ist aber auch möglich,
dass der Behälter 8 zusätzlich mit einer
Flüssigkeit
wie bei der Ausführungsform
der 1 gefüllt
ist. Die beweglichen Körper 17, 18, 19 haben
unterschiedliche Größe und Masse.
Zwischen der Behälterstirnseite 13 und
dem beweglichen Körper 17 ist
eine Feder 20 angeordnet. Zwischen den beweglichen Körpern 17, 18 bzw. 18, 19 ist
je eine Feder 21. bzw. 22 vorgesehen. Weiterhin
ist erkennbar, dass zwischen der Behälterstirnseite 14 und
dem beweglichen Körper 19 eine
Feder 23 angeordnet ist.
-
Bei
dieser Ausführungsform
der 4 kann eine größere Bandbreite
der Dämpfung
erzielt werden als bei den Ausführungsformen
der 1 bis 3, da sowohl die beweglichen
Körper
unterschiedliche Größe und Masse
aufweisen können,
als auch Federn mit unterschiedlicher Federkonstante verwendet werden
können.
-
Bei
der Ausführungsform
der 5 sind mehrere Behälter 24, 25, 26 vorgesehen,
in denen jeweils ein beweglicher Körper 27, 28, 29 angeordnet ist.
Diese können
wie die Ausführungsformen
der 2 – 4 punktförmig gelagert
sein und/oder in einer Flüssigkeit
angeordnet sein. Zwischen jedem beweglichen Körper und den zugeordneten Stirnflächen der
Behälter
sind Federn vorgesehen, die in der 5 schematisch
dargestellt aber nicht näher
gekennzeichnet sind, da ihre Anordnung der in der 2 dargestellten
entspricht.
-
Bei
der Anordnung der 5 kann eine noch größere Bandbreite
der Dämpfung
als bei der Ausführungsform
der 4 erzielt werden, da neben beweglichen Körpern unterschiedlicher
Masse und Federn unterschiedlicher Federkonstante auch Flüssigkeiten
unterschiedlicher Viskosität
verwendet werden können,
wie z.B. Wasser, Öl,
Glyzerin oder ein Gemisch aus diesen Flüssigkeiten.