DE3339500C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Lenkrades.

Ein dem Oberbegriff des Anspruches 1 entsprechendes Lenkrad ist aus der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung 48-1 10 832 bekannt und weist einen Griffring auf, um den herum ein Bauteil gewickelt ist, das bei Stromdurchfluß Wärme erzeugt. Das wärmeerzeugende Bauteil ist von einer außenliegenden Hülle bedeckt, die um das wärmeerzeugende Bauteil gewickelt ist.

Das bekannte Lenkrad weist jedoch den Nachteil auf, daß eine gleichmäßige Temperaturverteilung in einem be­ stimmten Bereich des Lenkrades nicht möglich ist, nämlich in dem meistens vom Fahrer während des Fahrens erfaßten Bereich. Das führt dazu, daß der Griffring des bekannten mit einer Heizvorrichtung versehenen Lenkrades dazu neigt, dort eine extrem hohe Temperatur anzunehmen, wo sich die Anschlußenden der elektrischen Heizvor­ richtung befinden, was insbesondere beim Anschalten der elektrischen Lenk-Heizvorrichtung auftritt. Diese Er­ scheinung wiederum verschlechtert natürlich das Be­ rührungsgefühl des Lenkrades beträchtlich.

Aus der CH-PS 4 41 008 ist ein weiteres heizbares Lenkrad bekannt, das einen Radkörper aufweist, auf dessen Unter­ seite eine Ringnut angeordnet ist, die mit einer nicht brennbaren plastischen Masse ausgefüllt ist. In dieser Masse ist ein bei Stromdurchfluß wärmeerzeugendes Bau­ teil in Form eines Widerstandsdrahtes eingebettet. Der Widerstandsdraht ist hierbei in zwei Halbbogen aufge­ teilt, deren Enden durch Klemmen zusammengeschlossen sind.

Obwohl aufgrund der Verwendung eines Lenkradkernes be­ stehend aus einem Kupferrohr bei diesem bekannten Lenk­ rad eine gleichmäßige Temperaturverteilung erreichbar ist, weist es jedoch den Nachteil einer relativ aufwen­ digen Bauweise auf, wobei ferner nachteilig ist, daß die Erwärmung eines bestimmten Bereiches des Griffringes kurze Zeit nach Einschalten der Heizvorrichtung nicht immer gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein beheiztes Lenkrad der eingangs benannten Art so zu ge­ stalten, daß ein bestimmter Bereich des Griffringes kurze Zeit nach Einschalten der in das Lenkrad eingebau­ ten Heizvorrichtung gleichmäßig erwärmt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruches 1.

Die Unteransprüche 2 bis 6 haben vorteilhafte Weiterbildungen des in Anspruch 1 definierten Lenkrades zum Inhalt.

In den Ansprüchen 7 bis 9 ist ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Lenkrades angegeben.

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Lenkrades in einer ersten Ausfüh­ rungsform gemäß der Erfindung, wobei die linke Hälfte die innere Ausgestaltung und die rechte Hälfte das äußere Aussehen des Lenkrades zeigen;

Fig. 2 den vergrößerten Schnitt nach der Linie VI-VI in der Fig. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils des Griff­ ringes des Lenkrades von Fig. 1 mit den den Griff­ ring bildenden Teilen in abgesetzter, freigelegter Darstellung;

Fig. 4 den vergrößerten Schnitt nach der Linie VIII-VIII in der Fig. 2 zur Erläuterung der in dem Griffring vor sich gehenden Wärmeübertragung;

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Griffring eines be­ heizten Lenkrades in einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei die Teile zum Teil abge­ wickelt dargestellt sind;

Fig. 6 eine zu Fig. 5 gleichartige Darstellung einer dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 7 eine Ansicht des Lenkrades gemäß der ersten Ausfüh­ rungsform, 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. 8 ein Kurvenbild, in dem die Temperaturen an den Stel­ len A und B von Fig. 7 über der verstrichenen Zeit sowie, zum Vergleich, die Temperaturen von ent­ sprechenden Stellen a, b einem gattungsgemäßen Lenkrad aufgetragen sind.

Die in den Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform für ein Lenkrad gemäß der Erfindung ist von den eingangs erwähnten Nachteilen der bekannten Lenkräder frei.

Wie den Fig. 2 und 3 am besten zu entnehmen ist, weist das mit einer Heizvorrichtung versehene Lenkrad einen Griff­ ring 10 mit einem darin eingebetteten Metallkern 16 auf. Ein hoch wärmeleitfähiges Flachmaterial 18, z. B. eine Kupfer-, Aluminiumfolie od. dgl., bedeckt innig den Griff­ ring 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 oder Olefingruppe od. dgl.), bedeckt innig oder eng das wärmeleitende Flachmaterial 18.

Wie Fig. 1 zeigt, bedecken zwei elektrische, Wärme erzeu­ gende Bleche oder Folien 12′ zwei zueinander beabstandete vorbestimmte Bereiche des elektrisch isolierenden Flachma­ terials 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 Ble­ che oder Folien 12′ miteinander durch Anwendung einer Heißpreßklebetechnik verklebt werden, um einen einstücki­ gen Gegenstand zu bilden. Die Anwendung eines solchen Ver­ fahrens kann die Montage des fertigen Lenkrades erleichtern.

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

Wie die Fig. 1 zeigt, ist je ein Leitungsdraht 24 bzw. 26 mit je einem Anschlußende 12′ A bzw. 12′ B eines jeden Heiz­ blechs 12′ verbunden. Der eine Leitungsdraht 24 führt zu einem Metallkern 28 einer Lenkradspeiche 30, der körperge­ schützt (geerdet) und mit dem Minuspol einer Gleichstrom­ quelle (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 ange­ bracht und hält die elektrische Verbindung zwischen dem Lei­ ter 26 sowie dem Pluspol der Stromquelle auch bei einer Dre­ hung des Lenkrades aufrecht.

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

Durch den Erfindungsgegenstand wird jedoch die ungleich­ förmige Wärmeverteilung an jedem Heizblech 12′ durch das Vorhandensein des hoch wärmeleitfähigen Flachmaterials 18 ausgeglichen oder auf ein Minimum herabgedrückt. Die übermä­ ßige, an den Anschlußenden 12′ A, 12′ B entwickelte Wärme wird schnell auf das wärmeleitende Flachmaterial 18 über­ tragen, in dem sich die Wärme schnell zum mittleren Teil hin fortpflanzt, wie das durch die Pfeile X in Fig. 4 ange­ deutet ist. Der mittlere Teil jedes Heizblechs 12′ gelangt durch die zusätzliche, über das wärmeleitende Flachmaterial 18 gewonnene Wärme auf eine höhere Temperatur, als sie al­ lein durch die elektrische Beheizung dieses mittleren Teils zu erreichen ist. Somit ist innerhalb kurzer Zeit eine gleichförmige Wärmeverteilung in jedem bzw. durch je­ des Wärme erzeugende Blech 12′ festzustellen, so daß die bestimmten Bereiche des Lenkrades, in denen die Heizvor­ richtungen eingebettet sind, gleichmäßig erwärmt werden, wodurch dem Fahrer ein angenehmes Gefühl bei Berührung oder Ergreifen des Lenkrades vermittelt wird.

Diese vorteilhafte Erscheinung wird aus dem Kurvenbild von Fig. 8 verständlich und deutlich, in dem die Temperatur­ änderung an den Stellen A und B der außenliegenden Hülle 22 gegen die Zeit aufgetragen ist. Die Stelle A liegt, wie Fig. 7 zeigt, in der Mitte der Länge des Heizblechs 12′, während die Stelle B dem Anschlußende 12′ A (Fig. 1) gleichkommt. Die Kurven A und B, die den Stellen A und B (Fig. 7) entsprechen, zeigen einen allgemein identischen Verlauf, was die gleichmäßige Wärmeverteilung in den beiden vorgegebenen Bereichen, die gemeinhin meistens während des Fahrens ergriffen werden, belegt.

Selbstverständlich können an Stelle der Wärme erzeugen­ den Bleche, Folien od. dgl. Flachmaterialien 12′ bekannte Chromnickeldrähte verwendet werden, die in Schraubenform rund um die entsprechenden Bereiche des elektrisch isolie­ renden Flachmaterials 20 gewunden werden.

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

Im Vergleich hierzu zeigt Fig. 8 ferner anhand der Kurven a, b, daß das gattungsgemäße Lenkrad insofern nachteilig ist, als die Wärmeentwick­ lung des Heizdrahts 12 bzw. Heizblechs 12′ an den Anschluß­ enden im Vergleich zum mittleren Heizdraht- bzw. Heizblechteil oder -abschnitt extrem hoch ist, was auf dem höheren elektri­ schen Widerstand an den Anschlußenden beruht. Diese Erschei­ nung wird durch das Kurvenbild von Fig. 8 verständlich, in dem die Temperaturänderung an bestimmten Teilen des gattungsgemäßen Lenkrades über der verstrichenen Zeit aufgetragen ist. Die Kurve a zeigt hierbei die Temperaturänderung in dem Bereich, in dem sich der mittlere Teil des Heizdrahts befindet, während die Kurve b die Temperaturänderung in dem Bereich, in dem eines der Anschlußenden des Heizdrahts angeordnet ist, zeigt. Diese unerwünschte Erscheinung wird in der Hauptsache durch die Verbindung der Anschluß­ enden mit den elektrischen (Zu- und Ab-)Leitungen hervor­ gerufen. Theoretisch könnte dieser Nachteil dadurch besei­ tigt werden, daß man einen Heizdraht oder ein Heizblech vorsieht, dessen Anschlußenden einen geringeren elekri­ schen 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 ange­ strebt werden, nicht praktisch anwend- oder durchführbar.

Im Gebrauch von Lenkrädern der bekannten Bauart ist der Fahrer daher 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 Wär­ meentwicklung im mittleren Teil des Heizdrahtes oder -blechs nicht ausreichend ist, dauert es lange Zeit, um die Temperatur im vorgegebenen und/oder erwünschten Bereich des Griffringes, in dem der mittlere Teil des Heiz­ drahts angeordnet ist, auf einen gewünschten, als angenehm empfundenen Wert anzuheben.

Die Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß der Er­ findung, wobei die Heizvorrichtung des Lenkrades einen ge­ schichteten Aufbau hat, um den Griffring 10 gewickelt und mit diesem verklebt ist. Der Schichtenaufbau umfaßt ein wärmeleitendes Flachmaterial 18, ein elektrisch isolieren­ des Flachmaterial 20, ein wärmeerzeugendes Flachmaterial (Blech, Folie od. dgl.) 12′ sowie eine äußere Hülle 22, wo­ bei 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 mehr erleichtert, als das bei der vorherigen der Fall ist.

Bei der in Fig. 6 gezeigten dritten Ausführungsform gemäß der Erfindung wird eine vorher auf dem Griffring 10 des Lenkrades mittels einer Metall-Verdampfungstechnik nieder­ geschlagene Metallschicht als wärmeleitende Materialschicht 18 verwendet. Ein Schichtenaufbau aus einem elektrisch iso­ lierenden Flachmaterial 10, einem elektrisch Wärme erzeugen­ den Flachmaterial 12′ und einer außenliegenden 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 wärmeleitendes Bauteil, das nahe an und entlang dem Wärme erzeugenden Bauteil 12′ angeordnet 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 er­ griffen werden, gleichmäßig und schnell erwärmt, was dem Fahrer ein angenehmes Gefühl beim Berühren oder Ergreifen dieser Bereiche vermittelt.

Claims (9)

1. Lenkrad, das einen Griffring (10) aufweist, um den herum ein Bauteil (12′) gewickelt ist, das bei Strom­ durchfluß Wärme erzeugt, wobei das wärmeerzeugende Bau­ teil (12′) von einer außenliegenden Hülle (22) bedeckt ist, die um das wärmeerzeugende Bauteil (12′) gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Griffring (10) und dem wärmeerzeugenden Bauteil (12′) ein wärmeleitendes Flachmaterial (18), das innig um den Griffring (10) gewickelt ist, und ein elektrisch isolierendes Flachmaterial (20) angeordnet ist, das innig um das wärmeleitende Flachmaterial (18) gewickelt ist, und daß das wärmeerzeugende Bauteil (12′) in engem Kontakt an dem elektrisch isolierenden Flach­ material (20) gehalten ist.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elektrisch wärmeerzeugende Bauteil (12′) lediglich in einem vorgegebenen Bereich des Griffringes (10) auf dem elektrisch isolierenden Flachmaterial (20) angebracht ist, welcher Bereich wäh­ rend des Fahrens des Fahrzeugs vom Fahrer mit größter Wahrscheinlichkeit ergriffen wird, und daß ein weiteres, elektrisch wärmeerzeugendes Bauteil (12′) vorhanden ist, das in einem weiteren vorgegebenen Bereich des Griffrin­ ges (10) auf dem elektrisch isolierenden Flachmaterial (20) angebracht ist, welcher andere Bereich ebenfalls ein solcher ist, der während des Fahrens des Fahrzeugs vom Fahrer mit größter Wahrscheinlichkeit ergriffen wird.

3. Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das wärmeleitende Flach­ material (18) eine Metallfolie mit ausgezeichneter Wär­ meleitfähigkeit ist.

4. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch iso­ lierende Flachmaterial (20) eine Kunststoffolie ist.

5. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch wär­ meerzeugende Bauteil als ein Flachmaterial (12′) oder ein Draht (12) ausgebildet ist.

6. Lenkrad nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Metallfolie des wärmeleit­ fähigen Flachmaterials (18) durch eine Metall-Verdamp­ fungstechnik auf den Griffring (10) aufgebracht ist.

7. Verfahren zur Herstellung des Lenkrades nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß vor der Montage des fertigen Lenkrades das elektrisch isolierende Flachmaterial (20) sowie das elektrisch wärmeerzeugende Bauteil (12′) miteinander zur Ausbildung eines einstückigen Gegenstandes durch eine Heißpreßklebetechnik verklebt werden.

8. Verfahren zur Herstellung des Lenkrades nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß vor der Montage des fertigen Lenkrades das wärmeleitende Flachmaterial (18), das elektrisch isolierende Flachmaterial (20), das elektrisch wärmeerzeugende Bauteil (12′) und die außenliegende Hülle (22) miteinander in der angegebenen Reihenfolge verklebt werden.

9. Verfahren zur Herstellung des Lenkrades nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß vor der Montage des fertigen Lenkrades das elektrisch isolierende Flachmaterial (20), das elek­ trisch wärmeerzeugende 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 ge­ wickelte wärmeleitende Flachmaterial (18) gewickelt wird.