DE3506332A1 - Lenkrad fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Lenkrad fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Lenkrad für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.
Es ist bekannt, Lenkräder für Kraftfahrzeuge mit Stoßdämpfern zu versehen,
welche bei einem Aufprall Energie absorbieren. So hat man bereits vorgeschlagen,
im Nabenbereich des Lenkrads ein Energieabsorptionsglied aus starrem Polyurethanschaum anzuordnen. Dessen Kapazität ist allerdings begrenzt
und kann deswegen nicht vergrößert werden, weil ein weiterhin vorhandener elektrischer Schalter zur Hupenbetätigung mit einer Kontaktscheibe aus
Kupfer und einer Rückstellfeder für die Kontaktscheibe verhältnismäßig viel Platz beansprucht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere diesen Nachteil zu
beheben und ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 angegebenen Gattung zu schaffen, welches ein verbessertes Stoßdämpfungs- bzw. Energieabsorptionsvermögen aufweist und bei welchem
der Platzbedarf des elektrischen Schalters verhältnismäßig gering ist, so daß der Raum für das Energieabsorptionsglied entsprechend vergrößert
werden kann, wobei der elektrische Schalter auch als Mehrfunktionsschalter ausgebildet sein kann.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1
angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lenkrads für Kraftfahrzeuge sind in den restlichen Patentansprüchen
angegeben.
Beim erfindungsgemäßen Lenkrad für Kraftfahrzeuge ist auf einem Nabenteil
eine Energieabsorptionsschicht vorgesehen, welche aus starrem Polyurethanschaum bestehen oder von einem Metall- oder Flüssigkeitsdämpfer gebildet
sein kann, der Aufprallenergie durch plastische Verformung bzw. infolge
des viskositätsbedingten Strömungswiderstandes absorbiert. Die Energieabsorptionsschicht
soll daher so dick wie nur möglich gehalten werden.
Weiterhin ist auf der Energieabsorptionsschicht ein elektrischer Membranschalter
mit mindestens zwei dünnen Filmelektroden angeordnet, welche beispielsweise dadurch hergestellt werden können, daß man ein Metall, wie Aluminium,
Nickel oder Chrom, verdampft und als dünnen Film auf einem Kunststoffilm
ablagert. Mit diesen Filmelektroden wird dann der Membranschalter hergestellt, indem beispielsweise zwei oder drei Filmelektroden derart übereinander
gestapelt werden, daß zwischen dem bzw. jedem Paar einander gegenüberliegender Metallfilme ein bestimmter Abstand gewährleistet ist, wozu zwischen
dem bzw. jedem Paar von Filmelektroden Abstandhalter, beispielsweise aus Kunststoff, Papier oder Gummi, oder bei einer besonderen Ausführungsform ein druckempfindliches, elektrisch leitendes Gummi angeordnet wird,
welches bei Druckbeaufschlagung elektrisch leitend wird.
Die Funktion des elektrischen Membranschalters ist nicht auf die einfache
Betätigung der Kraftfahrzeughupe beschränkt, vielmehr kann er auch als Mehrfunktionsschalter zur Durchführung verschiedener Fernsteuerungen
ausgebildet werden, ebenso wie es zu diesem Zweck möglich ist, mehrere elektrische Membranschalter nebeneinander auf der Energieabsorptionsschicht
vorzusehen. Bei solchen integrierten elektrischen Membranschaltern zur Durchführung verschiedener Fernsteuerungen kann deren der Energieabsorptionsschicht
abgewandte Oberseite unbedeckt und unmittelbar zugänglich sein.
Da der bzw. jeder elektrische Membranschalter oberhalb des Nabenteils
des Lenkrads angeordnet ist und wenig Platz beansprucht, kann die Dicke der Energieabsorptionsschicht entsprechend vergrößert werden, so daß das
Energieabsorptionsvermögen entsprechend verbessert ist. Da der bzw. jeder elektrische Membranschalter aus dünnen Filmen aus weichem Material besteht,
beeinflußt selbst ein Bruch des bzw. der Membranschalter infolge eines Aufprallstoßes die Energieabsorptionsschicht nicht nachteilig und wird
dadurch der Energieabsorptionskennwert nicht geändert.
Nachstehend sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Lenkrads für
Kraftfahrzeuge anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform im Nabenbereich;
Fig. 2 den Längsschnitt gemäß Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform; und
Fig. 3 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform.
Das Lenkrad gemäß Fig. 1 dient zum Drehen einer Kraftfahrzeuglenkspindel
1, auf deren oberes Ende eine hülsenförmige Nabe 2 des Lenkrads aufgesteckt ist, welche mittels einer gesicherten Mutter 11 auf dem oberen Ende der
Lenkspindel 1 befestigt ist. Die Nabe 2 ist an einem Nabenteil 20 des Lenkrads vorgesehen, welches über Speichen 3 mit einem nicht dargestellten,
zur Lenkspindel 1 konzentrischen Greifring verbunden ist.
Auf dem Nabenteil 20 ist eine Energieabsorptionsschicht 12 aus starrem
Polyurethanschaum angeordnet, welche in einem Gehäuse 13 eingeschlossen ist, das am Rand des Nabenteils 20 befestigt ist. Auf der oberen, dem Nabenteil
20 abgewandten Oberfläche der Energieabsorptionsschicht 12 ist eine Schalterbasis 7 befestigt, auf welcher ein elektrischer Membranschalter 6
mit einer Dicke von 1 bis 3 mm angeordnet ist.
Der elektrische Membranschalter 6 weist zwei dünne Filmelektroden 6a und
6b sowie zwischen denselben angeordnete Abstandhalter 60 auf. Die Filmelektrode 6a besteht aus einem Kunststoffilm 16a aus Polyesterharz und
einem dünnen Metallfilm 26a aus Aluminium, welcher durch Dampfablagerung aufgebracht worden ist. Die zweite Filmelektrode 6b ist entsprechend aufgebaut.
Die in bestimmten gegenseitigen Abständen angeordneten Abstandhalter 60 bestehen ebenfalls aus einem Polyesterharz.
Die beiden Filmelektroden 6a und 6b sind jeweils durch einen Leitungsdraht
8a bzw. 8b mit einem Kontaktring 9 bzw. einem Anschluß 10 elektrisch
verbunden, wobei der Kontaktring 9 seinerseits eine elektrische Verbindung
mit der Kraftfahrzeugkarosserie gewährleistet und der metallische Anschluß
10 zur Erdung mit dem Nabenteil 20 sowie dessen Nabe 2 elektrisch verbunden ist. Auf das Gehäuse 13 ist ein Pufferdeckel 4 aufgesetzt, welcher
den elektrischen Membranschalter 6 auf dessen der Energieabsorptionsschicht 12 abgewandter Oberseite abdeckt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach
Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß der elektrische Membranschalter 6 mehr als zwei dünne Filmelektroden mit je einem Kunststoffilm 16a bzw.
16b bzw. 16c aufweist, wobei die beiden äußeren Kunststoffilme 16a und 16c jeweils auf der dem mittleren Kunststoffilm 16b gegenüberliegenden
Oberfläche und der mittlere Kunststoffilm 16b auf beiden Oberflächen mit je einem durch Aluminiumdampfablagerung hervorgebrachten, dünnen Metallfilm
26a bzw. 26c bzw. 261b und 262b versehen und die beiden Metallfilme 26a sowie 26c der äußeren Kunststoffilme 16a sowie 16c jeweils durch einen
Leitungsdraht 8a bzw. 8c mit einem Kontaktring 9a bzw. 9c elektrisch verbunden sind, während die beiden Metallfilme 261b und 262b des mittleren Kunststoff
ilms 16b durch einen Leitungsdraht 8b mit dem Erdungsanschluß 10 elektrisch verbunden sind.
Zwischen jedem Paar von Filmelektroden bzw. einander gegenüberliegender
Metallfilme 26a und 261b bzw. 26c und 262b sind scheibenartige Gummistreifen als Abstandhalter 61 bzw. 62 in kleinerer bzw. größerer Anzahl angeordnet,
wobei die in geringerer Anzahl vorhandenen Abstandhalter 61 jeweils auf einen der in größerer Anzahl vorhandenen Abstandhalter 62 ausgerichtet
sind, so daß sich zwischen dem der Energieabsorptionsschicht 12 abgewandten Paar von Filmelektroden bzw. einander gegenüberliegender Metallfilme
26a und 261b eine geringere Elastizitätskonstante als zwischen dem der Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Paar von Filmelektroden bzw.
einander gegenüberliegender Metallfilme 26c und 262b ergibt, was zur Folge hat, daß beim Drücken auf den oberen, der Energieabsorptionsschicht 12
abgewandten Kunststoffilm 16a die beiden einander gegenüberliegenden Metallfilme 26a und 261b der Kunststoffilme 16a und 16b sich gegenseitig
elektrisch leitend berühren, bevor dieses bei den beiden einander gegenüberliegenden
Metalifilmen 26c und 262b der Kunststoffilme 16c und 16b der Fall
ist. Wenn also der elektrische Membranschalter 6 mit verhältnismäßig geringer
Kraft gedruckt wird, dann wird nur der elektrische Kreis mit den beiden Metallfilmen 26a und 261b des der Energieabsorptionsschicht 12 abgewandten
Filmelektrodenpaares geschlossen, während bei einer Betätigung des elektrisehen
Membranschalters 6 mit verhältnismäßig großer Druckkraft sowohl dieser elektrische Kreis als auch derjenige mit den beiden Metallfilmen
26c und 262b des der Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Filmelektrodenpaares
geschlossen wird.
Dieser elektrische Membranschalter 6 gemäß Fig. 2 stellt also einen Mehrfunktionsschalter
dar, welcher die Durchführung zweier Fernsteuerungen ermöglicht, beispielsweise die Betätigung zweier Vorrichtungen, zweier
Komponenten einer komplexen Vorrichtung oder ein und derselben Vorrichtung in unterschiedlicher Art und Weise. So kann mittels des der Energieabsorptionsschicht
12 abgewandten Filmelektrodenpaares die Kraftfahrzeughupe eingeschaltet werden, um nur leicht und kurzzeitig zu hupen, während
sie mittels des der Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Filmelektrodenpaares
eingeschaltet wird, um als übliche Warnhupe wirksam zu werden, so daß also das erstgenannte Filmelektrodenpaar als Grußhupenschalter
und das zweitgenannte Filmelektrodenpaar als normaler Warnhupenschalter dient.
Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind im Pufferbereich 40
des analog Fig. 1 aufgebauten und befestigten Lenkrads zwei jeweils ebenfalls analog Fig. 1 aufgebaute elektrische Membranschalter 51 und 52 nebeneinander
in unterschiedlichen Positionen mit in derselben Ebene liegenden Oberflächen angeordnet, welche jeweils als Hupenhauptschalter bzw. Hupensekundärschalter
zur Betätigung einer einen leiseren Ton abgebenden Hupe verwendet werden können.
Da der elektrische Membranschalter 6 bzw. die elektrischen Membranschalter
51 sowie 52 auf der Energieabsorptionsschicht 12 angeordnet und verhältnismäßig flach sind, ist der dafür erforderliche Platz außerordentlich gering,
so daß die Energieabsorptionsschicht 12 entsprechend dick ausgebildet werden kann. Da der elektrische Membranschalter 6 bzw. die elektrischen Membran-
schalter 51 und 52 aus weichen Filmelektroden bestehen, wird der Energieabsorptionskennwert
nicht geändert, selbst nicht bei einem Bruch des Membranschalters 6 bzw. des Membranschalters 51 und/oder des Membranschalters
52. 5
Claims (12)
1. Lenkrad für Kraftfahrzeuge mit einem Energieabsorptionsglied und
einem elektrischen Schalter im Nabenbereich, dadurch gekennzeichnet,
daß %
a) das Energieabsorptionsglied als Energieabsorptionsschicht (12) auf einem
Nabenteil (20) und
b) der elektrische Schalter als Membranschalter (6) mit mindestens zwei
dünnen Filmelektroden (6a, 6b) ausgebildet ist, wobei
c) der Membranschalter (6) auf der Energieabsorptionsschicht (12) angeordnet
ist.
2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieabsorptionsschicht (12) aus starrem Polyurethanschaum besteht
oder von einem Metall- oder Flüssigkeitsdämpfer gebildet ist.
Radedcestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/883604 Telex 5212313 Telegramme Patentconsult
Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121) 562943/561998 Telex 4186237 Telegramme Patentconsult
3. Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranschalter (6) zwei Kunststoffilme (16a), zwei dünne Metallfilme
(26a) auf den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kunststofffilme (16a) und zwischen den Metallfilmen (26a) mehrere im Abstand voneinander
angeordnete Abstandhalter (60) oder eine Lage aus einem bei Druckbeaufschlagung elektrisch leitend werdenden Gummi zur Gewährleistung eines
vorgegebenen Abstandes zwischen den Metallfilmen (26a) aufweist.
4. Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß der Membranschalter (6) drei Kunststof filme (16a, 16b, 16c), zwei dünne Metallfilme (26a, 26c) auf den dem mittleren Kunststof film (16b) gegenüberliegenden
Oberflächen der äußeren Kunststof filme (16a, 16c), zwei dünne Metallfilme (261b, 262b) auf den beiden Oberflächen des mittleren Kunststof
films (16b) und zwischen jedem Paar einander gegenüberliegender Metallic
filme (26a, 261b bzw. 26c, 262b) mehrere im Abstand voneinander angeordnete Abstandhalter (61 bzw. 62) oder eine Lage aus einem bei Druckbeaufschlagung
elektrisch leitend werdenden Gummi zur Gewährleistung eines vorgegebenen Abstandes zwischen den zugehörigen Metallfilmen (26a, 261b
bzw. 26c, 262b) aufweist, welche unterschiedliche Elastizitätskonstanten
zwischen dem einen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26a, 261b) und dem anderen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26c, 262b)
vermitteln, so daß beim Drücken des Membranschalters (6) eine elektrische Verbindung zuerst zwischen dem einen Paar einander gegenüberliegender
Metallfilme (26a, 261b) und dann zwischen dem anderen Paar einander gegenüberliegender
Metallfilme (26c, 262b) zustandekommt.
5. Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet ,
daß zwischen dem einen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26a, 261b) und dem anderen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26c,
262b) unterschiedlich viele Abstandhalter (61 bzw. 62) angeordnet sind, welche entsprechend unterschiedliche Elastizitätskonstanten vermitteln.
6. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Membranschalter (51, 52) nebeneinander
auf der Energieabsorptionsschicht (12) angeordnet sind.
7. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet
, daß das Nabenteii (20) plattenförmig ausgebildet ist,
eine Nabe (2) zur Lenkradbefestigung an einer Lenkspindel (1) aufweist und
über Speichen (3) in einen Lenkradgreifring übergeht.
5
5
8. Lenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Nabenteil (20) zwei vorzugsweise V-förmig angeordnete, plattenförmige
Fortsätze aufweist, welche die Speichen (3) bilden.
9. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Energieabsorptionsschicht (12) in einem Gehäuse
(13) eingeschlossen ist, welches sich senkrecht vom Rand des Nabenteils (20) weg erstreckt.
10. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Energieabsorptionsschicht (12) eine Schalterbasis
(7) für den bzw. jeden Membranschalter (6; 51; 52) angeordnet ist, an welcher derselbe befestigbar ist.
11. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmelektroden des bzw. jedes Membranschalters
(6; 51; 52) bzw. deren Metallfilme (26a; 26a, 261b, 262b, 26c) über Leitungsdrähte
(8a, 8b; 8a, 8b, 8c) mit einem Kontaktring (9) bzw. zwei Kontaktringen (9a, 9c) am Nabenteil (20) und einem Erdungsanschluß (10) am Nabenteil
(20) elektrisch verbunden sind.
12. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Pufferdeckel (^), welcher die Energieabsorptionsschicht
(12) bzw. deren Gehäuse (13) und gegebenenfalls den Membranschalter
(6) abdeckt.
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