DE3339500A1

DE3339500A1 - Lenkrad mit eingebauter heizvorrichtung

Info

Publication number: DE3339500A1
Application number: DE19833339500
Authority: DE
Inventors: Tomio Fuji Hirata; Kazuo Inaba; Hidenori Zama Kurata; Tomokazu Sugiyama
Original assignee: Nihon Plast Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nihon Plast Co Ltd; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1982-11-02
Filing date: 1983-10-31
Publication date: 1984-05-03
Also published as: JPS5981252A; DE3339500C2; US4547655A; JPH0338151B2

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Lenkrad eines Kraftfahrzeugs und insbesondere auf ein Lenkrad mit einer eingebauten Heizvorrichtung, so daß es elektrisch in einem zweckdienlichen Ausmaß erwärmt werden kann, um dem Fahrer ein behagliches, angenehmes Berührungsgefühl zu geben.

Um in kalter Jahreszeit dem Fahrer ein angenehmes Gefühl bei der Handhabung des Lenkrades zu vermitteln, wurde ein mit einer Heizvorrichtung versehenes Lenkrad vorgeschlagen, dessen Kranz oder Griffring durch eine elektrische, in den Griffring eingebaute Heizvorrichtung in zweckdienlichem Maß zu erwärmen ist.

Wie jedoch aus der anschließenden BeschreiDung deutlich werden wird, weisen einige der mit einer Heizvorrichtung versehenen Lenkräder einen Nachteil auf, der eine gleichmäßige Temperaturverteilung in einem bestimmten Bereich des Lenkrades, nämlich in dem meistens vom Fahrer wahrend des Fahrens

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erfaßten Bereich, nicht erreichen läßt. Das führt dazu, daß der Griffring eines herkömmlichen, mit einer Heizvorrichtung versehenen Lenkrades dazu neigt, dort eine extrem hohe Temperatur anzunehmen, wo sich die Anschlußenden der elektrisehen Heizvorrichtung befinden, und das tritt besonders bei Einschalten der elektrischen Lenkrad-Heizvorrichtung auf. Diese Erscheinung verschlechtert selbstverständlich das "Berührungsgefühl des Lenkrades" beträchtlich.

Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, ein verbessertes Lenkrad mit eingebauter Heizvorrichtung zu schaffen_} das von dem oben erwähnten Nachteil frei ist. Erfindungsgemäß soll also ein beheiztes Lenkrad geschaffen werden, bei dem ein bestimmter Bereich des Griffringes kurze Zeit nach Einschalten der in das Lenkrad eingebauten Heizvorrichtung gleichmäßig erwärmt wird.

Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß der Erfindung ein mit einer eingebauten Heizvorrichtung versehenes, einen Griffring aufweisendes Lenkrad geschaffen* das ein innig oder eng um den Griffring gewickeltes, wärmeleitendes Flachmaterial, ein innig um dieses wärmeleitfähige Flachmaterial gewickeltes, elektrisch isolierendes Flachmaterial, ein innig oder dicht in dem elektrisch isolierenden Flachmaterial angeordnetes elektrisches, Wärme erzeugendes Bauteil, das, wenn es mit Strom versorgt wird, Wärme erzeugt, und eine ganz außen liegende, um das elektrische, Wärme erzeugende Bauteil gewickelte Hülle aufweist.

Die Ziele, Merkmale und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines üblichen mit einer Heizvorrichtung versehenen Lenkrades; Fig. 2 den Schnitt nach der Linie H-II in der Fig.1;

-χ ι Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Ansicht eines weiteren üblichen, mit einer Heizvorrichtung versehenen Lenkrades;

Fig. 4 den vergrößerten Schnitt nach der Linie IV-IV in der Fig. 3;

Fig. 5 eine Ansicht eines Lenkrades in einer ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei die linke Hälfte die innere Ausgestaltung und die rechte Hälfte das äußere Aussehen des Lenkrades zeigen; den vergrößerten Schnitt nach der Linie VI-VI in der Fig. 5;

eine perspektivische Ansicht eines Teils des Griffringes des Lenkrades von Fig. 5 mit den den Griffring bildenden Teilen in abgesetzter, freigelegter Darstellung;

den vergrößerten Schnitt nach der Linie VIII-VIII in der Fig. 6 zur Erläuterung der in dem Griffring vor sich gehenden Wärmeübertragung; einen Querschnitt durch einen Griffring eines beheizten Lenkrades in einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei die Teile zum Teil abgewickelt dargestellt sind;

eine zu Fig. 9 gleichartige Darstellung einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung; eine Ansicht des Lenkrades gemäß der ersten Ausführungsform, wobei zwei Stellen oder Teile A und B angegeben sind, deren Temperatur zur Prüfung der Leistungsfähigkeit bzw. Arbeitsweise der am Lenkrad befindlichen Heizvorrichtung gemessen wurde; Fig. 12 ein Kurvenbild, in dem die Temperaturen an den Stellen A und B von Fig. 11 mit Bezug zur verstrichenen Zeit sowie zum Vergleich die Temperaturen von entsprechenden Stellen bei einem üblichen Lenkrad

gemäß Fig. 1 und 2 aufgetragen sind. 35

Vor der Erläuterung des Erf iridungsgegenstandes wird auf die beiden herkömmlichen Lenkräder nach den Fig. 1 und 2 sowie 3 und 4, die in der ersten Veröffentlichung No. Sho 48 110 823 der entsprechenden japanischen Gebrauchsmusteranmeldung offenbart sind, eingegangen.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Lenkrad mit einer Heizvorrichtung herkönifnl icher Art hat einen Griff ring 10, um den in Schraubenform ein elektrischer, Wärme erzeugender Draht (Heizdraht) 12 gewickelt ist, und ein sowohl den Griffring 10 wie den Heizdraht 12 abdeckendes, elektrisch isolierendes Flachmaterial 12 sowie einen Metallkern 16. Der Heizdraht 12 hat (nicht gezeigte) Anschlußenden, die über bekannte elektrische Leiter und eine Schalteinrichtung mit einer elektrisehen Energiequelle verbunden sind.

Das bekannte, mit einer Heizvorrichtung ausgestattete Lenkrad nach den Fig. 3 und 4 weist einen Griffring 10, ein elektrisches, Wärme erzeugendes Fiachmaterial (Folie, Blech od. dgl.) 12' (Heizblech 12'), das das gesamte Griffteil 10 bedeckt, und ein elektrisch isolierendes, das Heizblech 12' abdeckendes Flachmaterial 14 auf. In gleicher Weise wie bei dem Lenkrad nach den Fig. 1 und 2 hat das Heizblech 1-2' Anschlußenden, die über bekannte elektrische Leiter und eine Schalteinrichtung mit einer elektrischen Energiequelle verbunden sind.

Bei Schließen der Schalteinrichtung fließt durch den Heizdraht 12 bzw. das Heizblech 12' ein elektrischer Strom, Wodurch der Griffring 10 des Lenkrades erwärmt wird.

Die bekannten,mit einer Heizvorrichtung versehenen Lenkräder zeigen jedoch einen Nachteil insofern, als die Wärmeentwicklung des Heizdrahts 12 bzw. Heizblechs 12¹ an den Anschlußenden im Vergleich zum mittleren Heizdraht-bzw. Heizblachtei1 oder -abschnitt extrem hoch ist, was auf dem höheren elektrischen Widerstand an den Anschlußenden beruht. Diese Erschei-

_x nung wird durch das Kurvenbild von Fig. 12 verständlich, in dem die Temperaturänderung an bestimmten Teilen des beheizten Lenkrades gegen die verstrichene Zeit aufgetragen ist. Die Kurve a zeigt hierbei die Temperaturänderung in dem Bereich, in dem sich der mittlere Teil des Heizdrahts 12 befindet, während die Kurve b die Temperaturänderung in dem Bereich, in dem eines der Anschlußenden des Heizdrahts 12 angeordnet ist, zeigt. Diese unerwünschte Erscheinung wird in der Hauptsache durch die Verbindung der Anschiußenden mit den elektrischen (Zu- und Ab-)Leitungen hervorgerufen. Theoretisch könnte dieser Nachteil dadurch beseitigt werden, daß man einen Heizdraht oder ein Heizblech vorsieht, dessen Anschlußenden einen geringeren elektrischen Widerstand als der übrige und größere Teil haben.

Ein solcher Heizdraht bzw. ein solches Heizblech ist jedoch im Hinblick auf die Fertigung, wenn niedrige Kosten angestrebt werden, nicht praktisch anwend- oder durchführbar.

Im Gebrauch von Lenkrädern der oben beschriebenen Bauart ist der Fahrer gezwungen, den vorgegebenen Bereich des Lenkrades, der ungleichförmig und stärker durchwärmt ist, zu berühren oder zu ergreifen, und das wird während des Fahrens als unangenehm empfunden. Da des weiteren die Wärmeentwicklung im mittleren Teil des Heizdrahts 12 oder -blechs 12¹ nicht ausreichend ist, dauert es lange Zeit, um die Temperatur im vorgegebenen und/oder erwünschten Bereich des Griffringes, in dem der mittlere Teil des Heizdrahts angeordnet ist, auf einen gewünschten, als angenehm empfundenen Wert anzuheben.

Die in den Fig. 5 bis 8 gezeigte Ausführungsform für ein Lenkrad gemäß der Erfindung ist von den oben erwähnten, beheizten Lenkrädern nach dem Stand der Technik anhaftenden Nachteilen frei.

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--«Γι Wie den Fig. 6 und 7 am besten zu entnehmen ist, weist das mit einer Heizvorrichtung versehene Lenkrad einen Griffring 10 mit einem darin eingebetteten Metallkern 16 auf. Ein hoch wärmeleitfähiges Flachmaterial 18, z.B. eine Kupfer-, Aluminiumfolie od. dgl., bedeckt innig den Griffring 10. Gewünschtenfalls kann ein Metallfilm mittels einer Metall-Verdampfungstechnik auf den Griffring 10 aufgebracht werden. Ein elektrisch isolierendes Flachmaterial 20, z.B. eine Kunststoffolie (beispielsweise von Polyamidkunststoff, Kunststoff der Olefingruppe od. dgl.), bedeckt innig oder eng das wärmeleitende Flachmaterial 18.

Wie Fig. 5 zeigt, bedecken zwei elektrische, Wärme erzeugende Bleche oder Folien 12' zwei zueinander beabstandete

!5 vorbestimmte Bereiche des elektrisch isolierenden Flachmaterials 20. Diese vorbestimmten Bereiche des Griffringes 10 sind diejenigen, die mit größter Wahrscheinlichkeit beim Fahren vom Fahrer ergriffen werden. Wenn das isolierende Flachmaterial 20 als eine thermoplastische Folie, wie eine Polyamid-Kunststoffolie, ausgebildet ist, dann können das isolierende Flachmaterial 20 und die Wärme erzeugenden Bleche oder Folien 12' miteinander durch Anwendung einer Heißpreßklebetechnik verklebt werden, um einen einstückigen Gegenstand zu bilden. Die Anwendung eines solchen Verfahrens kann die Montage des fertigen Lenkrades erleichtern.

Eine ganz außen liegende Hülle 22 aus Gewebe, Leder od. dgl. bedeckt das Heizblech 12' bzw. den Heizdraht 12 wie auch den restlichen Teil des elektrisch isolierenden Flachmaterials 20.

Wie die Fig. 5 zeigt, ist je ein Leitungsdraht 24 bzw. 26 mit je einem Anschlußende 12Ά bzw. 12¹B eines jeden Heizblechs 12' verbunden. Der eine Leitungsdraht 24 führt zu einem Metallkern 28 einer Lenkradspeiche 30, der körpergeschützt (geerdet) und mit dem Minuspol einer Gleichstromquelle (Batterie) des Fahrzeugs verbunden ist. Der andere

Leiter 26 ist an einen bekannten Schleifring 32 über einen an der Speiche 30 befestigten Schalter 34 angeschlossen. Der Schleifring 32 ist am Nabenteil des Lenkrades angebracht und hält die elektrische Verbindung zwischen dem Leiter 26 sowie dem Pluspol der Stromquelle auch bei einer Drehung des Lenkrades aufrecht.

Wenn im Betrieb der Schalter 34 geschlossen wird, werden die Heizbleche 12' von Strom durchflossen, so daß sie Wärme erzeugen und das Lenkrad allmählich erwärmen. Ähnlich zu den eingangs erwähnten herkömmlichen Lenkrädern mit eingebauter Heizvorrichtung ist die Wärmeentwicklung an den Anschlußenden 12¹A und 12¹B der Heizbleche 12' größer als in deren mittlerem Bereich, was auf dem höheren elektrisehen Widerstand an den Anschlußenden 12¹A und 12¹B beruht.

Durch den Erfindungsgegenstand wird jedoch die ungleichförmige Wärmeverteilung an jedem Heizblech 12' durch das Vorhandensein des hoch wärmeleitfähigen Flachmaterials ausgeglichen oder auf ein Minium herabgedrückt. Die übermäßige, an den Anschlußenden 12¹A, 12¹B entwickelte Wärme wird schnell auf das wärmeleitende Flachmaterial 18 übertragen, in dem sich die Wärme schnell zum mittleren Teil hin fortpflanzt, wie das durch die Pfeile X in Fig. 8 angedeutet ist. Der mittlere Teil jedes Heizblechs 12' gelangt durch die zusätzliche, über das wärmeleitende Flachmaterial 18 gewonnene Wärme auf eine höhere Temperatur, als sie allein durch die elektrische Beheizung dieses mittleren Teils zu erreichen ist. Somit ist innerhalb kurzer Zeit eine gleichförmige Wärmeverteilung in jedem bzw. durch jedes Wärme erzeugende Blech 12' festzustellen, so daß die bestimmten Bereiche des Lenkrades, in denen die Heizvorrichtungen eingebettet sind, gleichmäßig erwärmt werden, wodurch dem Fahrer ein angenehmes Gefühl bei Berührung oder Ergreifen des Lenkrades vermittelt wird.

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Diese vorteilhafte Erscheinung wird aus dem Kurvenbild von Fig. 12 verständlich und deutlich, in dem die Temperaturänderung an den Stellen A und B der außen liegenden Hülle 22 gegen die Zeit aufgetragen ist. Die Stelle A liegt, wie Fig. 11 zeigt, in der Mitte der Länge des Heizblechs 12' _s während die Stelle B dem Anschlußende 12¹A (Fig. 5) gleichkommt. Die Kurven A und B, die den Stellen A und B (Fig. 11) entsprechen, zeigen einen allgemein identischen Verlauf, was die gleichmäßige Wärmeverteilung in de-n beiden vorgegebenen Bereichen, die gemeinhin meistens während des Fahrens ergriffen werden, belegt.

Selbst-verständlich können an Stelle der Wärme erzeugenden Bleche, Folien od. dgl. Flachmaterialien 12' bekannte Chromnickeldrähte verwendet werden, die in Schraubenform rund um die entsprechenden Bereiche des elektrisch isolierenden Flachmaterials 20 gewunden werden.

Wenn ferner der Griffring 10 des Lenkrades aus Wärmeisoliermaterial, z.B. Polyurethanschaumstoff, gebildet wird, dann wird die Wärmeübertragung im wärmeleitfähigen Flachmateriril 18 mit größerer Wirksamkeit vonstatten gehen.weil ein Wärmeübergang vom Flachmaterial 18 auf den Griffring 10 sehr stark, herabgesetzt wird, d.h. minimal wird.

Die Fig. 9 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei die Heizvorrichtung des Lenkrades einen geschichteten Aufbau hat, um den Griffring 10 gewickelt und mit diesem verklebt ist. Der Schichtenaufbau umfaßt ein wärmeleitendes Flachmaterial 18, ein elektrisch isolierendes Flachmaterial 20, ein Wärme erzeugendes Flachmaterial (Blech, Folie od. dgl.) 12' sowie eine äußere Hülle 22, wobei alle diese Lagen oder Schichten in der angegebenen Reihenfolge miteinander unter Verwendung von Klebemitteln und/oder einer Heißpreßklebetechnik vor ihrem Anbringen am Griffring verklebt werden. Die Montage eines fertigen, gemäß dieser Ausführungsform hergestellten Lenkrades wird noch

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mehr erleichtert, als das bei der vorherigen der Fall ist.

Bei der in Fig. 10 gezeigten dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird eine vorher auf dem Griffring 10 des Lenkrades mittels einer Metall-Verdampfungstechnik niedergeschlagene Metallschicht als wärmeleitende Materialschicht 18 verwendet. Ein Schichtenaufbau aus einem elektrisch isolierenden Flachmaterial 20, einem elektrisch Wärme erzeugen den Flachmaterial 12' und einer außen liegenden Hülle 22, die in dieser Reihenfolge miteinander verklebt sind, wird um die niedergeschlagene Metallschicht 18 gewickelt und mit dieser verklebt. Auch durch diese Ausführungsform wird die Montage des fertigen Lenkrades stark -erleichtert.

Aus der Beschreibung ergibt sich somit, daß gemäß der Erfin dung ein Wärme leitendes Bauteil, das nahe an und entlang dem Wärme erzeugenden Bauteil 12' angeordent ist, verwendet wird, um schnell und wirksam die an den Anschlußenden des Wärme erzeugenden Bauteils entwickelte übermäßige Wärme zum mittleren Bereich dieses Bauteils, in dem die durch den Stromfluß entwickelte Wärme relativ gering ist, zu über tragen. Damit werden die beiden Bereiche des Lenkrades, die im allgemeinen vom Fahrer während des Fahrens meistens ergriffen werden, gleichmäßig und schnell erwärmt, was dem Fahrer ein angenehmes Gefühl beim Berühren oder Ergreifen dieser Bereiche vermittelt.

Leerseite

Claims

GRÜNECKER, KINKELDEY. STOCKMAIR & PARTNER PATENTANWÄLTE

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DR H KINKELDEY. Dn. «o

DR W- STOCKMAIR. rwi <nci.ac η OR K SCHUMANN, oft PHrS P H JAKOS. ο«. »Λ DR G BEZOLD. oao«

MOTOR CO., IiDD.
No. 2, Takara-cho,
Kanagawa-ku
Yokohama City

^e0°° MÜNCHEN 22

MAX1MIUANSTRAS3E 5>

und P 18 320-dg

NIHON PLAST CO., LED.
No. 119-22, AosMma
Fuji City
Shizuoka Prefecture , Japan

Lenkrad mit eingebauter Heizvorrichtung

Patentansprüche

t. Lenkrad mit einer eingebauten Heizvorrichtung und mit einem Griffring, gekennzeichnet

- durch ein wärmeleitendes, innig um den Griffring (10) gewickeltes Flachmaterial (18),

- durch ein elektrisch isolierendes, innig um das wärmeleitende Flachmaterial (18) gewickelte Flachmaterial (20),

- durch ein elektrisches, Wärme erzeugendes, innig an dem elektrisch isolierenden Flachmaterial (20) angebrachtes Bauteil (12')» das bei einem Stromdurchfluß Wärme erzeugt, und

- durch eine außen liegende, um das elektrisch Wärme erzeugende Bauteil (12¹) geschlagene Hülle (22).
2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß daß das elektrisch Wärme erzeugende Bauteil (12') zwei Anschlußenden (12¹A, 12¹B) hat, mit denen je ein von einer Stromquelle ausgehender Leitungsdraht (24, 26) verbunden ist.
3. Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die Anschlußenden an den in Längsrichtung des elektrisch Wärme erzeugenden Bauteils (12') voneinander beabstandeten Enden angeordnet sind.
4. Lenkrad nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichn et, daß das elektrisch Wärme erzeugende Bauteil (12¹) lediglich in einem vorgegebenen Bereich des Griffringes (10) durch das elektrisch isolierende Flachmaterial (20) angebracht ist, welcher Bereich ein solcher ist, der während des Fahrens des Fahrzeugs vom Fahrer mit größter Wahrscheinlichkeit ergriffen wird.
5. Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß ein weiteres, elektrisch ■ Wärme erzeugendes Bauteil (12¹) vorhanden ist, das in einem weiteren vorgegebenen Bereich des Griffringes (10) durch das elektrisch isolierende Flachmaterial (20) angebracht ist, welcher andere Bereich ebenfalls ein solcher ist, der während des Fahrens des Fahrzeugs vom

Fahrer mit größter Wahrscheinlichkeit ergriffen wird. 30
6. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das wärmeleitende Flachmaterial (18) eine Metallfolie mit ausgezeichneter

Wärmeleitfähigkeit ist.
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7. Lenkrad nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, daß die Metallfolie eine Kupfer- oder Aluminiumfolie ist.
8. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß das elektrisch isolierende Flachmaterial (20) eine Kunststoffolie ist.
9. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das elektrisch Wärme erzeugende Bauteil als ein Flächmaterial (12') oder ein Draht (12) ausgebildet ist.
10. Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß einer (24) der Leitungsdrähte (24, 26) mit einem Metallkern (28) einer Speiche (30) des Lenkrades verbunden ist und daß der andere Leitungsdraht (26) über einen an der Speiche (30) befestigten Schalter (34) mit einem Schleifring (32) verbunden ist, der am Nabenteil des Lenkrades angebracht ist und die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Leitungsdraht (26) sowie der Stromquelle auch bei Drehung des Lenkrades aufrechterhält.
11. Lenkrad nach Anspruch 6, dadurch

gekennzeichnet, daß die Metallfolie des wärmeleitfähigen Flachmaterials (18) durch eine Metall-Verdampfungstechnik auf den Griffring (10) aufgebracht

ist.
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12. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß vor der Montage des fertigen Lenkrades das elektrisch isolierende Flachmaterial (20) sowie das elektrisch Wärme erzeugende Bauteil (12·) miteinander zur Ausbildung eines einstückigen Gegenstandes durch eine Heißpreßklebetechnik verklebt werden.
13. Lenkrad nach Anspruch Γ, dadurch

gekennzeichnet, daß vor der Montage des fertigen Lenkrades das wärmeleitende Flachmaterial (18), das elektrisch isolierende Flachmaterial (20), das elektrisch Wärme erzeugende Bauteil (12) und die außen liegende Hülle (22) miteinander in der angegebenen Reihenfolge verklebt werden.
14. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß vor der Montage des fertigen Lenkrades das elektrisch isolierende Flacltmaterial (20), das elektrisch Wärme erzeugende Bauteil (12) und die außen liegende Hülle (22) miteinander in dieser Reihenfolge verklebt werden und daß der verklebte Gegenstand rund um das vorher um den Griffring (10) des Lenkrades gewickelte wärmeleitende Flachmaterial (18) ge wickelt wird.

BAD ORIGINAL