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Die Erfindung betrifft eine Lenkradbaugruppe für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Lenkradbaugruppe umfasst mindestens einen Griffabschnitt zum Ergreifen des Lenkrades durch einen Fahrer, beispielsweise in Form eines Lenkradkranzes, sowie einen zentralen Lenkradbereich, der - z. B. über Speichen - mit dem Griffabschnitt des Lenkrades verbunden ist und über den eine Lenkbewegung auf ein Kraftfahrzeug übertragbar ist, wobei der mindestens eine Griffabschnitt und der zentrale Lenkradbereich - bezogen auf den bestimmungsgemäß in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des Lenkrades - eine dem Fahrer zugeordnete Deckfläche definieren. Hinter jener Deckfläche kann beispielsweise eine Aufnahme für einen aufblasbaren Gassack angeordnet sein, der sich zum Schutz des Fahrers entfaltet, wenn er in einem Crash-Fall mittels eines Gasgenerators aufgeblasen wird.
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Zuletzt gibt es verstärkt Bemühungen, eine solche Lenkradbaugruppe derart auszugestalten, dass sie in einem autonomen Fahrbetrieb nicht als störend empfunden werden. Hierzu sei beispielhaft auf die
WO 2018/060443 A1 verwiesen, gemäß der sich das Lenkrad in eine Nichtlenkposition klappen lässt, in welcher sich die durch den Lenkradkranz aufgespannte Ebene im Wesentlichen parallel zum Fahrzugboden erstreckt.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Lenkradbaugruppe für ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art weiter zu verbessern.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Lenkradbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach ist an einer gattungsgemäßen Lenkradbaugruppe ein Rollo angeordnet, das eine Wickelwelle und eine hiermit auf- und abwickelbare Rollobahn aufweist, welche im abgewickelten Zustand die Deckfläche der Lenkradbaugruppe zumindest teilweise überdeckt.
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Geeignet für die Verwendung eines „Lenkrad-Rollos“ sind beispielsweise Lenkradformen, bei denen die Griffabschnitte bzw. der Kranzbereich zumindest teilweise abgeflacht bzw. nahezu gerade ausgeführt sind, wie z.B. ein von der Form her in Umfangsrichtung annähernd rechteckiger Lenkradkranz.
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An den Griffabschnitten bzw. dem Lenkradkranz können Führungsmittel zur Führung der Rollobahn angeordnet (angebracht oder ausgebildet) sein, z.B. in Form von Führungsnuten. Hierbei kann die Führungsnut am Lenkradskelett ausgeprägt sein, insbesondere im Fall eines U-Profils der Führungsnut.
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Die Führungsmittel können an der Innenseite des Lenkradkranzes vorgesehen sein, um den Lenkradkranz - auch bei abgewickelter Rollobahn - sichtbar (und bedienbar) zu halten. Auch ist es möglich, die Führungsnuten außen, unten oder oben am Lenkradkranz anzuordnen, um den Lenkradkranz mittels der Rollobahn zumindest teilweise verdecken zu können. Ferner sind auch Führungsmittel einsetzbar, deren Ausbildung bzw. Lage am Lenkradkranz abschnittsweise variiert.
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Die Rollobahn kann insbesondere mit geradlinigen Rändern versehen sein. Zur Verwendung bei einem zumindest abschnittsweise in Umfangsrichtung gekrümmten, z.B. runden Lenkradkranzes ist es vorteilhaft, zumindest Teilbereiche der Rollobahn dehnbar auszugestalten. Die dehnbaren Materialen können an den Randbereichen der Rollobahn vorgesehen sein; es kann auch die gesamte Rollobahn dehnbar ausgeführt werden. Hierzu eignet sich beispielsweise jeweils die Verwendung eines auxetischen Materials.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird die Möglichkeit eröffnet, ein Lenkrad mittels einer Rollobahn vollständig oder partiell abzudecken und somit dem Fahrer, aber auch anderen Insassen, einen anmutigen Fahrzeuginnenraum anzubieten. Dabei kann das Lenkrad einerseits weiterhin bedienbar bleiben und es kann anderseits zusätzliche Funktionen innerhalb eines Kraftfahrzeugs übernehmen.
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Es besteht die Möglichkeit, unter Nutzung der Rollobahn den Fahrzeuginnenraum auszuleuchten. Hierzu kann eine zumindest teilweise lichtleitende und/oder lichtreflektierende Rollobahn verwendet werden. So können an den Führungsmitteln (und dabei insbesondere in den Führungsmitteln) Leuchtelemente angeordnet werden, um Licht zielgerichtet in das (lichtleitende bzw. -reflektierende) Rollomaterial einzukoppeln. Auch ist eine indirekte und/oder zusätzlich indirekte Beleuchtung vorstellbar.
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Weiterhin kann eine Beleuchtungsvorrichtung auch als Vorrichtung zur Reduzierung schädlicher Mikroorganismen innerhalb des Fahrzeugs und insbesondere am Lenkrad verwendet werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die ausgefahrene Rollobahn als eine Projektionsfläche genutzt. So kann vorgesehen sein, unter Verwendung eines Projektors Betriebszustände des Fahrzeugs oder sonstige Ausgaben anzuzeigen und/oder ein Unterhaltungsprogramm anzubieten.
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Weiterhin kann die Rollobahn als Benutzerschnittstelle für (manuelle) Eingaben dienen. Beispielsweise kann (bei Beleuchtung der Rollobahn) ein Schattenwurf durch einen Finger erfasst werden, um eine Aktion auszulösen. Auch kann die Rollobahn selbst berührungsempfindlich ausgeführt sein und bei Berührung elektrische und/oder optische Signale erzeugen (und ausgeben).
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Weiterhin können bei ausgefahrener Rollobahn die am Lenkrad (hinter der ausgezogenen Rollobahn) vorgesehenen Schalter und/oder Taster bedient werden, wenn die Rollobahn hinreichend elastisch bzw. flexibel ausgeführt ist und gegebenenfalls hinreichend lichtdurchlässig, so dass die Taster bzw. Schalter hinter der ausgezogenen Rollobahn erkennbar sind. Gleiches gilt für (OLED) Touch-Displays mit Eingabemöglichkeit.
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Ein am Lenkrad vorgesehenes Airbagmodul kann in Kombination mit einer ausgezogenen Rollobahn voll funktionsfähig bleiben. So kann die Rollobahn Aufreißstrukturen aufweisen, entlang derer die Rollobahn beim Aufblasen und Entfalten eines Gassackes des Airbagmoduls aufreißt. Die Aufreißstrukturen können beispielsweise als Aufreißnähte, Perforierungen oder sonstige Materialschwächungen ausgeführt sein. Dabei kann die Rollobahn zur Steuerung einer definierten Initialausbreitung des Gassackes genutzt werden, bis das Aufreißen an der Aufreißstruktur erfolgt.
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Das Lenkrad ist vorteilhaft in eine annähernd waagerechte Stellung, bezogen auf den Fahrzeugboden, klappar, in welcher dessen Deckfläche im Wesentlichen parallel zum Fahrzeugboden verläuft. Durch entsprechendes Verklappen des Lenkrads mit ausgezogener Rollobahn wird aus dem Lenkrad eine Abstellfläche mit optionaler Beleuchtung und/oder eine Eingabefläche erzeugt, wobei gleichzeitig erhöhte Beinfreiheit für den Fahrer zur Verfügung gestellt wird. Auch kann diese Position eines Lenkrades als Indikation für einen pilotierten Fahrmodus genutzt werden, insbesondere wenn sie geeignet ausgeleuchtet ist.
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Eine erfindungsgemäße Rollo-Anordnung kann auch an anderen Stellen im Fahrzeug (außerhalb des Lenkrades) vorgesehen sein, um bestimmte Fahrzeugkomponenten zu überdecken, wie zum Beispiel an der Armaturentafel und/oder an der Rückbank, oder Raumbereiche abzutrennen, aber auch im Außenbereich eines Fahrzeugs. So können seitlich an der Armaturentafel Führungsmittel angebracht sein, um eine z.B. im Fußraum oder an der Armaturentafel selbst verstaute Rollobahn auszuziehen und hierdurch die Armaturentafel zumindest teilweise zu überdecken. Auch hierbei kann die Rollobahn zur Beleuchtung verwendet werden und/oder Aufreißlinien für einen sich entfaltenden Gassack eines Airbagmoduls aufweisen.
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Weiterhin kann die Rollobahn mit einer oder mehreren aufblasbaren Kammer(n) versehen sein, um ein vorhandenes Airbagsystem zu unterstützen oder, etwa im autonomen Fahrmodus, beim Insassenschutz sogar zu ersetzen.
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Die erfindungsgemäße Rollo-Anordnung lässt sich grundsätzlich auf beliebige Fahrzeugelemente anwenden, die überdeckt oder räumlich abgegrenzt werden sollen. So kann etwa eine Fahrzeugkammer durch eine Mehrzahl (unabhängig voneinander) aus- und einziehbarer Rollobahnen begrenzt werden. Dies kann z.B. vorteilhaft sein, wenn es um Niedriggeschwindigkeitstransporte geht. So können etwa die A-, B- und C-Säule eines Fahrzeugs mit Führungsmittel für Rollobahnen versehen sein, um jedem Fahrzeuginsassen die individuelle Schaffung einer eigenen Privatsphärenkammer zu ermöglichen. Die Rollobahnen können dabei wiederum zur Ein- und Ausgabe von Informationen dienen.
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Zur Führung der Rollobahn können auch weitere tragende Strukturen zur Verfügung gestellt werden, etwa indem die Transportfläche (Chassis) eines Fahrzeugs seitliche Elemente herausfährt und in den üblichen Bereichen einer Türverstärkung vorhält.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Draufsicht eines Kraftfahrzeuglenkrades mit einer Rolloanordnung bei ausgefahrener Rollobahn;
- 2A eine perspektivische Draufsicht einer zweiten Ausführungsform eines Kraftfahrzeuglenkrades mit einer Rolloanordnung bei eingefahrener Rollobahn;
- 2B eine erster Zwischenzustand beim Ausfahren der Rollobahn des Lenkrades aus 2A;
- 2C eine zweiter Zwischenzustand beim Ausfahren der Rollobahn des Lenkrades aus 2A;
- 2D die Anordnung aus 2A bei vollständig ausgefahrener Rollobahn.
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In 1 ist in einer perspektivischen Draufsicht ein Kraftfahrzeuglenkrad dargestellt, das in üblicher Weise einen Lenkradkranz 1 aufweist, der hier beispielhaft durch mehrere miteinander verbundene Griffabschnitte 1a, 1b, 1c, 1d gebildet ist. Diese definieren einen in Umfangsrichtung U umlaufenden Lenkradkranz 1, der im Ausführungsbeispiel ununterbrochen ausgeführt ist, der aber alternativ zwischen einzelnen Griffabschnitten 1a, 1b, 1c, 1d auch Unterbrechungen aufweisen kann. An Unterbrechungen kann die Rollobahn den Lenkradkranz gegebenenfalls abschnittsweise nachbilden. Die äußere Kontur des Lenkradkranzes 1 ist vorliegend entlang der Umfangsrichtung im Wesentlichen rechteckförmig (mit abgerundeten Ecken); es können aber auch beliebige andere (übliche) Lenkradkonturen zugrunde gelegt werden.
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Der Lenkradkranz 1 bzw. die Griffabschnitte 1a, 1b, 1c, 1d sind über Speichen 15 mit einem zentralen Lenkradbereich 10 verbunden, welcher zusammen mit dem Lenkradkranz 1 bzw. den Griffabschnitten 1a, 1b, 1c, 1d eine - bezogen auf den bestimmungsgemäß in ein Kraftfahrzeug eingebauten Zustand des Lenkrades - dem Fahrer zugewandte Deckfläche F des Lenkrades definiert. Die Deckfläche F verläuft im Wesentlichen senkrecht zur Lenkachse des Lenkrades, kann dabei aber, z. B. aus Designgründen, etwas gekrümmt sein.
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Hinter der Deckfläche F sind insbesondere der zentrale Lenkradbereich 10 und die Speichen 15 angeordnet, wobei der zentrale Lenkradbereich 10 außerdem eine Aufnahme für ein Airbagmodul, insbesondere für einen Gassack eines Airbagmodules, aufweisen kann. Ein in der Aufnahme des zentralen Lenkradbereiches 10 verstauter Gassack dient dabei in üblicher Weise zum Schutz des Fahrers in einem Crash-Fall. Hierzu ist der Gassack mittels eines zugehörigen Gasgenerators, der ebenfalls in jener Aufnahme aufgenommen sein kann, aufblasbar, so dass er sich in Richtung des zu schützenden Fahrzeuginsassen entfaltet und ein Gaskissen zum Zurückhalten des Fahrers in einem Crash-Fall bildet.
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In die Lenkradbaugruppe der 1 ist eine Rollo-Anordnung integriert, um den zentralen Lenkradbereich 10 und die Speichen 15 sowie gegebenenfalls auch die Griffabschnitte 1a, 1b, 1c, 1d mit einer Rollobahn R überdecken zu können.
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Die Rollo-Anordnung weist Führungsmittel, z.B. in Form zweier Führungsschienen 21, 22, für die Rollobahn R auf. Die Führungsschienen 21, 22 sind einander gegenüberliegend und sich nebeneinander von jeweils einem ersten Ende 21a, 22a zu einem zweiten Ende 21a, 22b erstreckend am Lenkradkranz 1 bzw. an je einem Griffabschnitt 1c, 1d angeordnet und können z.B. am Lenkradskelett ausgebildet sein.
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Die Führungsschienen 21, 22 können z.B. ein im Querschnitt U-förmiges Führungsprofil aufweisen. Die Führungsschienen 21, 22 können gegebenenfalls bezüglich mehrerer Achsen gebogen sein, um der Kontur des Lenkradkranzes bzw. des jeweiligen Griffabschnittes 1c, 1d zu folgen.
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An einem weiteren Griffabschnitt 1a des Lenkrades, der quer zu den nebeneinander erstreckten, mit den Führungsschienen 21, 22 versehenen Griffabschnitten 1c, 1d verläuft, ist im Bereich der ersten Enden 21a, 22a der Führungsschienen 21, 22 eine Wickelwelle 3 drehbar gelagert.
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Die Wickelwelle 3 ist rohrförmig und beherbergt einen Federmotor 35. Der Federmotor 35 umfasst eine Schraubenfeder, die mit einem Ende im Inneren der Wickelwelle 3 festgelegt ist und mit dem anderen Ende am Lenkradkranz 1 befestigt ist.
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An der Wickelwelle 3 ist, z.B. entlang einer Kante, eine Rollobahn R befestigt, deren Zuschnitt der äußeren Kontur des Lenkrades am Umfang U angenähert ist. Eine der Wickelwelle 3 abgewandte Kante K der Rollobahn R ist zu einer schlauchförmigen Schlaufe geformt, in der ein Zugelement, z.B. in Form eines Zugstabes 5, angeordnet ist. Der Zugstab 5 besteht z.B. aus einem formsteifen Rohr, in das zwei L-förmige Führungsglieder 51 und 52 an gegenüberliegenden Enden eingefügt sind.
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Ein jeweiliges Führungsglied 51, 52 dient zum längsverschieblichen Eingriff in die jeweils zugeordnete Führungsschiene 21, 22 und umfasst hierfür z.B. einen ersten, längsverschieblich in dem Zugstab 5 angeordneten Schenkel 53 und einen hiervon abgewinkelten zweiten Schenkel 54, der in der entsprechende Führungsschiene 21, 22 längsverschieblich geführt ist.
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Zum Aus- und Einfahren der Rollobahn R ist eine Antriebseinrichtung 4 vorgesehen, die einen Motor 40 und ein Getriebe in einem Getriebegehäuse 42 aufweist. In dem Getriebegehäuse 42 verlaufen im Wesentlichen parallel zueinander zwei Führungskanäle 43, 44, zwischen denen sich eine Antriebswelle 45 erstreckt, die drehfest ein Zahnrad 46 trägt. Von den beiden Führungskanälen 43, 44 verläuft jeweils ein Führungsrohr 47 bzw. 48 zu dem ersten Ende 21a, 22a je einer der Führungsschienen 21, 22.
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In den Führungskanälen 43, 44 ist jeweils ein biegeelastisches Schubglied 61 bzw. 62 aufgenommen. Die Schubglieder 61, 62 umfassen jeweils eine elastisch biegsame Seele 63, die auf der Außenseite ein Gewinde 64 bildet, in welches das getriebeseitige Zahnrad 46 mit seiner Verzahnung eingreifen kann. Hierdurch ist das Zahnrad 46 mit den Schubgliedern 61, 62 gekoppelt.
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In der Ruhestellung der Rolloanordnung ist die Wickelwelle 3 unter der Wirkung des Federmotors 3 zunächst in eine Stellung gedreht, in der die Rollobahn R aufgewickelt ist. Der Zugstab und die Führungsglieder 51, 52 befinden sich dann im Bereich des ersten Endes 21a, 22a der Führungsschienen 21, 22. Um hiervon ausgehend das Lenkrad (bzw. zumindest Teile hiervon mit der Rollobahn) zu überdecken, wird die Rollobahn R ausgefahren. Hierzu wird die Antriebseinrichtung 4 derart betätigt, dass die Schubglieder 61, 62 (aufgrund des von dem Zahnrad 46 übertragenen Drehmomentes) entlang der jeweils zugeordneten Führungsschiene 21, 22 bewegt bzw. verschoben werden. Hierbei wirken sie auf die auf die Führungsglieder 51, 52 ein und verschieben diese in Richtung auf das zweie Ende 21b, 22b der Führungsschienen 21, 22. Da sich hierbei der Abstand zwischen den Führungsschienen 21, 22 auf der Höhe des Zugstabes 5 verändert, tauchen die ersten Schenkel 53 der Führungsglieder 51, 52 entsprechend tiefer in den Zugstab 5 ein.
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Sobald die in 1 gezeigte Endlage mit vollständig ausgezogener Rollobahn R erreicht ist, in der sich die seitlichen Ränder S der Rollobahn R entlang der Führungsschienen 21, 22 erstrecken, wird die Antriebseinrichtung 46 abgeschaltet, z.B. mittels Endschaltern, die von den Führungsgliedern 51, 52 beim Erreichen der Endlage betätigt werden.
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Die Antriebseinrichtung 4 ist vorteilhaft selbsthemmend ausgeführt und arretiert die Schubglieder 61, 62 in der jeweils erreichten Stellung. Die Rollobahn R kann hierdurch zwischen dem Zugstab 5 und der Wickelwelle 3 aufgespannt gehalten werden.
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Zum Einfahren der Rollobahn
R wird die Antriebseinheit
46 mit der entgegengesetzten Richtung in Gang gesetzt, so dass die beiden Schubglieder
61,
62 wieder in Richtung auf das erste Ende
21a,
22a der jeweils zugehörigen Führungsschiene
21,
22 verschoben werden. Gleichzeitig bewegt sich auch der Zugstab
5 in Richtung auf das erste Ende
21a,
22a der Führungsschienen
21,
22, wobei durch die Wirkung des Federmotors
35 der Wickelwelle
3 die Rollobahn
R unter Spannung gehalten wird. Weitere Einzelheiten einer derartigen Rollo-Anordnung sind z.B. in der
EP 1 211 110 A1 beschrieben.
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Alternativ zu dem vorstehend beschriebenen motorischen Antrieb kann die Rollo-Anordnung auch manuell betätigbar sein, so dass sich die Rollobahn manuell aus- und einfahren lässt.
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Um das Entfalten eines Gassackes zu ermöglichen, der zum Schutz eines Fahrzeuginsassen als Bestandteil eines Airbagmoduls im zentralen Lenkradbereich angeordnet ist, kann die Rollobahn R eine geeignete Aufreißstruktur aufweisen, die z.B. in bekannter Weise durch Aufreißlinien gebildet wird, entlang derer die Rollobahn aufreißt, wenn sich der Gassack beim Aufblasen entfaltet.
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Weiterhin kann die ausgefahrene Rollobahn R in der weiter oben beschriebenen Weise als Schnittstelle für die Ein- und Ausgabe von Informationen dienen. Hierbei können beispielsweise an den Führungsschienen angeordnete und mit der Rollobahn gekoppelte Drucksensoren zur Detektion einer Einwirkung auf die Rollobahn genutzt werden. Außerdem lassen sich unter Nutzung der Elastizität bzw. Flexibilität der Rollobahn R durch Einwirkung hierauf gegebenenfalls auch hinter der Rollobahn R, z.B. am zentralen Lenkradbereich 10 oder an den Speichen 15, gelegene Schalter und Taster betätigen.
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In den 2A bis 2D ist das Ausfahren einer Rollobahn R in mehreren Schritten auf der Grundlage der anhand 1 beschriebenen technischen Lehre dargestellt, wobei hier der Lenkradkranz 1 eine in Umfangsrichtung U gekrümmte, im Wesentlichen kreisförmige Kontur aufweist. Zur Führung der Rollobahn R ist der Lenkradkranz 1 bzw. dessen Griffabschnitte 1a, 1b, 1c, 1b auf der Innenseite mit einer kreisförmig erstreckten Führungseinrichtung 25 versehen.
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Wie beim Ausführungsbeispiel der 1 ist an einem Griffabschnitt 1a eine Antriebseinrichtung 4, angedeutet in 2D, vorgesehen, um die Rollobahn R aus der in 2A dargestellten eingefahrenen Position (über die Zwischenpositionen der 2B und 2C) in die ausgefahrene Lage der 2D verfahren zu können.
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Damit bei einer derart gekrümmten Geometrie des Lenkradkranzes 1 bzw. der entsprechenden Griffabschnitte 1a, 1b, 1c, 1b, die Rollobahn R entlang einer am Lenkradkranz 1 vorgesehenen Führungseinrichtung 25 verfahren werden kann, ist die Rollobahn R vorteilhaft entlang ihrer Erstreckungsebene dehnbar ausgeführt, zumindest an den Randbereichen, gegebenenfalls aber auch insgesamt. Zusätzlich oder alternativ können die anhand 1 beschriebenen Ausgleichsbewegungen mittels der Führungsglieder 51, 52 vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2018/060443 A1 [0003]
- EP 1211110 A1 [0039]
