DE3506332C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad für Kraftfahr­ zeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Es ist bekannt, Lenkräder für Kraftfahrzeuge mit Stoß­ dämpfern zu versehen, welche bei einem Aufprall Energie absorbieren. Durch die DE-PS 33 08 827 ist bereits ein Lenkrad der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege­ benen Gattung vorgeschlagen worden, bei dem im Nabenbereich ein Energieabsorptionsglied aus Kunststoffhart­ schaum angeordnet und auf den Lenkradspeichen ein Schalter aus einer Kontaktleiste, einer Kontaktscheibe und einer Rückstellfeder aufgebracht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkrad der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, 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 Mehrfunktions­ schalter ausgebildet sein kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lenkrades für Kraftfahrzeuge sind in den restlichen Patent­ ansprüchen angegeben.

Beim erfindungsgemäßen Lenkrad für Kraftfahrzeuge ist auf einem Nabenteil eine Energieabsorptionsschicht vorgesehen, welche aus hartem Polyurethanschaum bestehen oder von einem Metall- oder Flüssigkeitsdämpfer gebildet sein kann, der Aufprallenergie durch plastische Verformung bzw. infolge des viskositätsbedingten Strömungswiderstandes absorbiert. Die Energieabsorp­ tionsschicht soll daher so dick wie nur möglich gehalten werden.

Weiterhin ist auf der Energieabsorptionsschicht ein elektrischer Membranschal­ ter mit mindestens zwei dünnen Filmelektroden angeordnet, welche beispiels­ weise 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 herge­ stellt, indem beispielsweise zwei oder drei Filmelektroden derart übereinander gestapelt werden, daß zwischen dem bzw. jedem Paar einander gegenüber­ liegender Metallfilme ein bestimmter Abstand gewährleistet ist, wozu zwi­ schen dem bzw. jedem Paar von Filmelektroden Abstandhalter, beispielsweise aus Kunststoff, Papier oder Gummi, oder bei einer besonderen Ausführungs­ form 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 Energieabsorp­ tionsschicht abgewandte Oberseite unbedeckt und unmittelbar zugänglich sein.

Da der bzw. jeder elektrische Menbranschalter 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 be­ steht, 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 Lenk­ rads 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 hartem Polyurethanschaum angeordnet, welche in einem Gehäuse 13 eingeschlossen ist, das am Rand des Nabenteils 20 befestigt ist. Auf der oberen, dem Naben­ teil 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 6 a und 6 b sowie zwischen denselben angeordnete Abstandhalter 60 auf. Die Film­ elektrode 6 a besteht aus einem Kunststoffilm 16a aus Polyesterharz und einem dünnen Metallfilm 26 a aus Aluminium, welcher durch Dampfablagerung aufgebracht worden ist. Die zweite Filmelektrode 6 b ist entsprechend aufge­ baut. Die in bestimmten gegenseitigen Abständen angeordneten Abstandhalter 60 bestehen ebenfalls aus einem Polyesterharz.

Die beiden Filmelektroden 6 a und 6 b sind jeweils durch einen Leitungsdraht 8 a bzw. 8 b mit einem Kontaktring 9 bzw. einem Anschluß 10 elektrisch verbunden.

Der metallische Anschluß 10 ist zur Erdung mit dem Naben­ teil 20 sowie dessen Nabe 2 elektrisch verbunden. Auf das Gehäuse 13 ist ein Pufferdeckel 4 aufgesetzt, welcher den elektrischen Membranschalter 6 auf dessen der Energieab­ sorptionsschicht 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 16 a bzw. 16 b bzw. 16 c aufweist, wobei die beiden äußeren Kunststoffilme 16 a und 16 c jeweils auf der dem mittleren Kunststoffilm 16 b gegenüberliegenden Oberfläche und der mittlere Kunststoffilm 16 b auf beiden Oberflächen mit je einem durch Aluminiumdampfablagerung hervorgebrachten, dünnen Metall­ film 26 a bzw. 26 c bzw. 261 b und 262 b versehen und die beiden Metallfilme 26 a sowie 26 c der äußeren Kunststoffilme 16 a sowie 16 c jeweils durch einen Leitungsdraht 8 a bzw. 8 c mit einem Kontaktring 9 a bzw. 9 c elektrisch verbun­ den sind, während die beiden Metallfilme 261 b und 262 b des mittleren Kunst­ stoffilms 16 b durch einen Leitungsdraht 8 b mit dem Erdungsanschluß 10 elektrisch verbunden sind.

Zwischen jedem Paar von Filmelektroden bzw. einander gegenüberliegender Metallfilme 26 a und 261 b bzw. 26 c und 262 b sind scheibenartige Gummistrei­ fen als Abstandhalter 61 bzw. 62 in kleinerer bzw. größerer Anzahl angeord­ net, 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 26 a und 261 b eine geringere Elastizitätskontakte als zwischen dem der Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Paar von Filmelektroden bzw. einander gegenüberliegender Metallfilme 26 c und 262 b ergibt, was zur Folge hat, daß beim Drücken auf den oberen, der Energieabsorptionsschicht 12 abgewandten Kunststoffilm 16a die beiden einander gegenüberliegenden Metallfilme 26 a und 261 b der Kunststoffilme 16 a und 16 b sich gegenseitig elektrisch leitend berühren, bevor dieses bei den beiden einander gegenüber­ liegenden Metallfilmen 26 c und 262 b der Kunststoffilme 16 c und 16 b der Fall ist. Wenn also der elektrische Membranschalter 6 mit verhältnismäßig gerin­ ger Kraft gedrückt wird, dann wird nur der elektrische Kreis mit den beiden Metallfilmen 26a und 261 b des der Energieabsorptionsschicht 12 abgewandten Filmelektrodenpaares geschlossen, während bei einer Betätigung des elektri­ schen Membranschalters 6 mit verhältnismäßig großer Druckkraft sowohl dieser elektrische Kreis als auch derjenige mit den beiden Metallfilmen 26 c und 262 b des der Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Filmelektro­ denpaares geschlossen wird.

Dieser elektrische Membranschalter 6 gemäß Fig. 2 stellt also einen Mehr­ funktionsschalter dar, welcher die Durchführung zweier Fernsteuerungen ermöglicht, beispielsweise die Betätigung zweier Vorrichtungen, zweier Komponenten einer komplexen Vorrichtung oder ein und derselben Vorrich­ tung in unterschiedlicher Art und Weise. So kann mittels des der Energie­ absorptionsschicht 12 abgewandten Filmelektrodenpaares die Kraftfahrzeug­ hupe eingeschaltet werden, um nur leicht und kurzzeitig zu hupen, während sie mittels des der Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Filmelektroden­ paares 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 eben­ falls analog Fig. 1 aufgebaute elektrische Membranschalter 51 und 52 neben­ einander in unterschiedlichen Positionen mit in derselben Ebene liegenden Oberflächen angeordnet, welche jeweils als Hupenhauptschalter bzw. Hupen­ sekundärschalter 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 verhältnis­ mäßig 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 Energie­ absorptionskennwert nicht geändert, selbst nicht bei einem Bruch des Membran­ schalters 6 bzw. des Membranschalters 51 und/oder des Membranschalters 52.

Claims (12)

1. Lenkrad für Kraftfahrzeuge, bei dem auf einem Nabenteil (20) eine Energieabsorptionsschicht (12) und oberhalb derselben ein elektrischer Schalter mit wenigstens zwei Schaltstücken angeordnet sind, dadurch gekennzeich­ net, daß der elektrische Schalter als Membranschalter (6) mit mindestens zwei dünnen Filmelektroden (6 a, 6 b) ausge­ bildet und auf der Energieabsorptionsschicht (12) ange­ bracht ist.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieabsorptionsschicht (12) aus hartem Polyure­ thanschaum besteht oder von einem Metall- oder Flüssig­ keitsdämpfer gebildet ist.

3. Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranschalter (6) zwei Kunststoffilme (16 a), zwei dünne Metall­ filme (26 a) auf den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kunststoff­ filme (16 a) und zwischen den Metallfilmen (26 a) mehrere im Abstand vonein­ ander angeordnete Abstandshalter (60) oder eine Lage aus einem bei Druckbe­ aufschlagung elektrisch leitend werdenden Gummi zur Gewährleistung eines vorgegebenen Abstandes zwischen den Metallfilmen (26 a) aufweist.

4. Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Membranschalter (6) drei Kunststoffilme (16 a, 16 b, 16 c), zwei dünne Metallfilme (26 a, 26 c) auf den dem mittleren Kunststoffilm (16 b) gegenüber­ liegenden Oberflächen der äußeren Kunststoffilme (16 a, 16 c), zwei dünne Metallfilme (261 b, 262 b) auf den beiden Oberflächen des mittleren Kunst­ stoffilms (16 b) und zwischen jedem Paar einander gegenüberliegender Metall­ filme (26 a, 261 b bzw. 26 c, 262 b) mehrere im Abstand voneinander angeord­ nete Abstandhalter (61 bzw. 62) oder eine Lage aus einem bei Druckbeauf­ schlagung elektrisch leitend werdenden Gummi zur Gewährleistung eines vorgegebenen Abstandes zwischen den zugehörigen Metallfilmen (26 a, 261 b bzw. 26 c, 262 b) aufweist, welche unterschiedliche Elastizitätskonstanten zwischen dem einen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26 a, 262 b) und dem anderen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26 c, 262 b) vermitteln, so daß beim Drücken des Membranschalters (6) eine elektrische Verbindung zuerst zwischen dem einen Par einander gegenüberliegender Metallfilme (26 a, 261 b) und dann zwischen dem anderen Paar einander gegen­ überliegender Metallfilme (26 c, 262 b) zustandekommt.

5. Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26 a, 261 b) und dem anderen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26 c, 262 b) unterschiedlich viele Abstandhalter (61 bzw. 62) angeordnet sind, wel­ che entsprechend unterschiedliche Elastizitätskonstanten vermitteln.

6. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere Membranschalter (51, 52) nebeneinander auf der Energieabsorptionsschicht (12) angeordnet sind.

7. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Nabenteil (20) plattenförmig ausgebildet ist, eine Nabe (2) zur Lenkradbefestigung an einer Lenkspindel (1) aufweist und über Speichen (3) in einen Lenkradgreifring übergeht.

8. Lenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Nabenteil (20) zwei vorzugsweise V-förmig angeordnete, plattenför­ mige Fortsätze aufweist, welche die Speichen (3) bilden.

9. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, 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 gekenn­ zeichnet, daß auf der Energieabsorptionsschicht (12) eine Schalter­ basis (7) für den bzw. jeden Membranschalter (6; 51; 52) angeordnet ist, an welcher derselbe befestigbar ist.

11. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Filmelektroden des bzw. jedes Membranschalters (6; 51; 52) bzw. deren Metallfilme (26 a; 26 a, 261 b, 262 b, 26 c) über Leitungs­ drähte (8 a, 8 b; 8 a, 8 b, 8 c) mit einem Kontaktring (9) bzw. zwei Kontaktringen (9 a, 9 c) am Nabenteil (20) und einem Erdungsanschluß (10) am Nabenteil (20) elektrisch verbunden sind.

12. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch einen Pufferdeckel (4), welcher die Energieab­ sorptionsschicht (12) bzw. deren Gehäuse (13) und gegebenenfalls den Mem­ branschalter (6) abdeckt.