DE10027046A1 - Holzlenkrad für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Bei einem Holzlenkrad für Kraftfahrzeuge mit einem Lenkradkranz (1), dessen Kern (4) aus Metall hergestellt und von einer ringförmigen Schale (3) umschlossen ist, die in der Regel aus Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt und auf der nach außen gerichteten Oberfläche zumindest teilweise mit Holz verkleidet ist, wird vorgeschlagen, die den Kern (4) umschließende Schale aus zwei ringförmigen Halbschalen (3) auszubilden und die Fügung der beiden ringförmigen Halbschalen (3) durch eine Nut-Feder-Verbindung (5, 6) durchzuführen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Holzlenkrad für Kraftfahrzeuge mit einem Lenkradkranz, dessen Kern aus Metall hergestellt und von einer ringförmigen Schale umschlossen ist, welche in der Regel aus Kunst­ stoff durch Spritzgießen hergestellt und auf der nach außen gerichteten Oberfläche zumindest teilweise mit Holz verkleidet ist.

Zu einer anspruchsvollen Ausstattung von Personenkraftwagen zählt in der Regel eine Ausgestaltung der Fahrgastzelle mit Holzelementen. Insbesondere Armaturenbrett und Lenkrad werden mit Holzverkleidun­ gen ausgestattet, die meistens aus Edelhölzern, exotischen Hölzern oder Wurzelholz bestehen.

Der Ausgestaltung der Lenkräder mit Holzverkleidung kommt dabei ei­ ne besondere Bedeutung zu, da das Lenkrad neben der Forderung nach einem optisch anspruchsvollen Design auch hohe Sicherheitsan­ forderungen erfüllen muß. Lenkräder mit Holzverkleidung weisen oft einen Lenkradkranz auf, der nur teilweise mit Holz belegt ist. Beliebt sind Holz-Leder-Lenkräder, bei denen das obere und untere Segment des Kranzes eine Holzoberfläche aufweisen, während die seitlichen Griffbereiche mit Leder überzogen sind.

Vom Stand der Technik ist ein Holzlenkrad bekannt, bei dem der Kern des Lenkradkranzes aus Metall und die ringförmige Schale entweder aus zwei Halbschalen aus Holz oder segmentweise durch Holz- und Kunststoff-Halbschalen gebildet wird. Das Zusammenfügen dieser Halbschalen erfolgt mittels stiftförmiger Federn und dementsprechend ausgebildeter Nuten. Zur Montage der Halbschalen wird auf die zu fü­ genden Kanten und in der Regel auch auf der Innenseite der Halbscha­ len Klebstoff aufgetragen. Da an den Fügungskanten Holz mit Holz ver­ bunden wird, ist ein satter Klebstoffauftrag erforderlich.

Nach dem Aushärten des Klebstoffs ist eine Nacharbeit des Lenkrad­ kranzes erforderlich. Diese Nacharbeit umfaßt mehrere Arbeitsgänge. In einem ersten Arbeitsgang werden die Fügungskanten nachbearbei­ tet, indem der überschüssige Klebstoff durch Überschleifen entfernt wird. In einem anschließenden Arbeitsgang wird eine Gestaltung der Oberfläche durchgeführt. In den mit Holz ausgestatteten Bereichen werden Griffmulden für die Finger eingearbeitet. Dieser Vorgang wird vor dem Zusammenfügen der Halbschalen erfolgen. Die Herstellung der Fingermulden ist technisch aufwendig und kostenintensiv. Ab­ schließend erfolgt ein Schliff der Holzoberfläche und in der Regel ein Lackierung der mit Holz belegten Bereiche bzw. des kompletten Lenk­ radkranzes.

Auf der Innenseite der Halbschalen wird durch entsprechend ausgebil­ dete Verbindungselemente eine kraftschlüssige Verbindung zum Kern des Lenkradkranzes hergestellt. Bei dem bekannten Holzlenkrad er­ weist sich die paßgenaue Herstellung der Verbindungselemente jedoch als aufwendig. Sehr häufig müssen die Verbindungselemente daher nachgearbeitet werden, was bei den aus Holz gebildeten Bereichen der Schale schwierig ist. Zudem sind diese Arbeiten auch kostenintensiv, da präzise Arbeitsverfahren wie Fräsen und Schleifen angewendet werden müssen.

Aus sicherheitstechnischer Sicht erfüllen Holzlenkräder dieser Bauart nur mäßige Ansprüche. Bei einer Gewalteinwirkung auf den Lenkrad­ kranz infolge eines Crashs ist die Gefahr gegeben, daß die in einer Di­ cke von wenigsten einigen Millimetern ausgebildete Holzverkleidung splittert und dadurch zu zusätzlichen Verletzungen von Insassen führt.

Bei einem Holzlenkrad entsprechend der auf den Anmelder zurückge­ henden DE 198 33 333.1 A1 wird eine in sich geschlossene Schale durch Spritzgußverfahren auf einer den Kern umgebenden Schicht aus Polyurethan aufbracht und der Holzcharakter des Lenkrades durch ein auf der äußeren Oberfläche der Schale aufgebrachtes Holzfurnier er­ zeugt. Bei dieser Ausbildung des Holzlenkrades ist eine kraftschlüssige Verbindung der Schale zum Kern des Lenkradkranzes durch die ange­ wandte Spritzgußtechnik von selbst gegeben. Das Aufbringen des Holz­ furniers auf dem Lenkradkranz und die anschließende Nachbearbeitung des Furniers muß jedoch am kompletten Lenkrad durchgeführt werden. Auch dieser Vorgang erweist sich als relativ schwierig.

Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Holzlenkrad zu schaffen, bei dem einerseits aufwendige Herstellungs­ verfahren und Nacharbeiten an der den Kern umschließenden Schale und der auf der Schale aufgebrachten Holzverkleidung entfallen, eine kraftschlüssige Verbindung der Schale mit dem Kern mit einfachen Mit­ teln gegeben ist und andererseits die Holzverkleidung hohe Sicher­ heitsanforderungen erfüllt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die den Kern umschließende Schale aus zwei ringförmigen Halbschalen ausgebildet ist und die Fügung der beiden ringförmigen Halbschalen durch eine Nut-Feder-Verbindung erfolgt.

Die beiden ringförmigen Halbschalen bestehen aus Kunststoff, vor­ zugsweise Thermoplasten oder Polyamiden, ihre Herstellung erfolgt in bekannte Weise durch Spritzgießen oder thermische Verformung. Um dem Lenkrad den Charakter eines aus Holz gefertigten Lenkrades zu verleihen, ist auf der Außenseite der Halbschalen ein Holzfurnier auf­ gebracht.

Aufgrund der Ausbildung von Nut und Federn an den Fügungskanten der Kunststoff-Halbschalen gestaltet sich die Montage des Lenkrad­ kranzes außerordentlich einfach. Der Arbeitsaufwand reduziert sich darauf, die Halbschalen über den Kern des Lenkradkranzes zu stülpen und zu verkleben. Aufgrund des Formschlusses der Halbschalen an den Fügungskanten über den gesamten Umfang des Lenkradkranzes weist ein entsprechend der Erfindung ausgebildetes Holzlenkrad eine größere Festigkeit als bekannte Holzlenkräder auf. Zu der höheren Fes­ tigkeit trägt auch die als Unterbau für das Furnier dienende geschlos­ sene Kunststoffschale bei.

Das Holzfurnier weist bei dem Holzlenkrad gemäß der Erfindung nur eine geringe Dicke auf. Hierdurch wird jedoch weder Aussehen noch Funktion des Lenkrades beeinträchtigt. Das so ausgebildete Lenkrad weist hingegen zusätzliche Vorteile auf.

So ist zum Verkleben der beiden Halbschalen entlang der Nuten und Federn nur eine geringe Menge an Klebstoff erforderlich, da keine Holzkanten flächig miteinander verbunden werden müssen. Auch hier­ aus resultiert ein geringerer Arbeitsaufwand, da bei der Nachbearbei­ tung das Wegschleifen von überschüssigem Klebstoff ganz oder teil­ weise entfällt.

Die Ausbildung der Holzschicht als dünnes Furnier erfüllt zusammen mit der Kunststoffschale als Unterbau auch wesentlich höhere Sicher­ heitsanforderungen. Bei einer Zerstörung des Lenkradkranzes infolge eines Crashs ist die Gefahr einer Splitterung des Holzes und dadurch bedingter Verletzungen praktisch ausgeschlossen.

Ohne Einbußen an Sicherheit läßt sich aufgrund der wesentlich höhe­ ren Tätigkeit die Kunststoffschale relativ dünn ausbilden und bietet da­ mit gegenüber bekannten Holzlenkrädern die Möglichkeit, den Kern des Lenkradkranzes aus leichten Metallen auszubilden, die jedoch in der Regel einen um so größeren Ringdurchmesser des Lenkradkranzes aufgrund ihres kleineren E-Moduls verlangen.

Schließlich bietet eine mit Holzfurnier überzogene Kunststoffschale auch jegliche gestalterische Freiheiten. So sind beim erfindungsgemäßen Holzlenkrad die Fingermulden bereits in der Kunststoffschale vorgege­ ben und werden durch das dünne Holzfurnier lediglich nachgebildet.

Bei einer Variante des erfindungsgemäßen Lenkrades erfolgt die Mon­ tage des Lenkradkranzes in der Weise, daß zunächst die Kunststoff- Halbschalen auf den Kern des Lenkradkranzes gesetzt und zu einer ringförmigen Schale verklebt werden. Anschließend wird auf der Au­ ßenseite der geschlossenen Kunststoffschafe in den dafür vorgesehe­ nen Bereichen das Holzfurnier aufgebracht. Dabei ist das Holzfurnier in vorteilhafter Weise ebenfalls in Form von Halbschalen begrenzter Länge ausgebildet, deren Ränder angeschliffen sind und bei der Montage einander überlappend verklebt werden.

Die Ausbildung der den Kern des Lenkradkranzes umschließenden Schale aus zwei Halbschalen, gestattet aber auch eine vereinfachte Montage. Sie wird bei einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Holzlenkrades angewandt. Bei dieser Ausführungsform werden die Halbschalen vor dem Aufbringen auf dem Kern des Lenkradkranzes bereits mit dem Holzfurnier überzogen, die Stirnseiten der Halbschalen entlang der Führungskanten plan geschliffen oder gefräst und anschlie­ ßend beide Halbschalen über den Kern des Lenkradkranzes mit einan­ der verklebt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Variante wird die Nut-Feder-Verbindung durch Nuten in den Halbschalen und in die Nuten eingelegte lose Federn gebildet. Bei dieser Ausführungsform gestaltet sich die Bearbeitung der mit Furnier überzogenen Halbschalen beson­ ders einfach, da die Stirnseiten der Halbschalen entlang der Fügungs­ kanten vor dem Fügevorgang mit Planschleifmaschinen bearbeitet wer­ den können.

Die Endbearbeitung - Schleifen und Lackieren des Furniers - erfolgt bei den genannten Ausführungsformen in an sich bekannter Weise.

Als ein wesentlicher Vorteil des Holzlenkrades gemäß der Erfindung ist anzusehen, daß aufgrund der Ausbildung der den Kern umschließen­ den Schale durch zwei Halbschalen, welche durch eine Nut-Feder-Verbindung gefügt werden, sich die Gestaltung, Bearbeitung und das Finishing der Holzverkleidung an einfach zu handhabenden Teilen durchführen läßt.

Zur kraftschlüssigen Verbindung von Kern des Lenkradkranzes und der ihn umschließenden Schale sind Verbindungselemente geeignet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind diese Verbin­ dungselemente auf der Innenseite der Halbschalen angebracht. Insbe­ sondere kommen hierbei radial verlaufende Stege in Betracht, die in entsprechende Aussparungen im Kern des Lenkradkranzes eingreifen. Die Stege werden vorzugsweise im selben Arbeitsgang wie die Herstel­ lung der Halbschalen hergestellt und bilden mit den Halbschalen eine Einheit.

Die Ausbildung der den Kern des Lenkradkranzes umschließenden Schale aus zwei Halbschalen, gestattet weitere vorteilhafte Ausbildun­ gen des erfindungsgemäßen Lenkrades. So sind bei einer Ausfüh­ rungsform auf der Innenseite der Halbschalen Heizelemente vorgese­ hen. Diese Heizelemente können von außen per Schalter eingeschaltet oder bei einer voreingestellten Außentemperatur automatisch in Betrieb gesetzt werden. Bei Fahrten während der kalten Jahreszeit wird hier­ durch einerseits ein hoher Fahrkomfort zur Verfügung gestellt, dadurch daß der Fahrer warme Hände behält und anderseits auch ein Beitrag zur Sicherheit erbracht, indem verhindert wird, daß die Hände des Fah­ rers klamm werden.

Bei einer Weiterbildung der mit Heizelementen ausgerüsteten Halb­ schalen ist die Heizung in die Schalen integriert. Hierbei sind die Scha­ len in der Regel aus Polyamid gefertigt, in welches stromleitende Fa­ sern, vorzugsweise Kohlefasern, eingelagert sind, die ihrerseits mit we­ nigstens zwei Elektroden elektrisch leitend verbunden sind. Die Kon­ zentration der Kohlefasern ist dabei so ausgelegt, daß beim Anlegen der in Kraftfahrzeugen üblichen Batteriespannung oder einer hieraus transformierten Spannung an die Elektroden der Heizung ein Stromfluß erzeugt wird, der eine deutliche Heizwirkung hervorruft.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform, bei der die Elektroden in Rich­ tung des Azimuts der Halbschalen verlaufen. Hierdurch bildet sich in den elektrisch leitenden Fasern ein Flächenstrom aus, der in Richtung des Kreisumfanges des Schalenquerschnittes verläuft. Der Vorteil bei diesem Stromverlauf liegt in einer gleichmäßigen Erwärmung der be­ heizten Bereiche. Bei dieser Anordnung von Elektroden und leitenden Fasern ist es ohne Probleme auch möglich, gewisse Azimutbereiche der den Kern des Lenkradkranzes umfassenden Schale von der Hei­ zung auszunehmen, beispielsweise die nur selten von den Händen um­ faßten oberen und unteren Bereiche des Lenkradkranzes.

Bei dem beheizten Holzlenkrad gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Elektroden in der Regel mit in die Halbschalen eingegossen. Bei der Anordnung der Elektroden in Richtung des Azimuts der Halbschalen ist es von Vorteil, wenn die Elektroden durch die Federn, über die Fügung der Halbschalen erfolgt, gebildet werden. In diesem Fall sind die Federn aus elektrisch leitendem Material ausgebildet.

Für die Fertigung Halbschalen können verschieden Materialien verwen­ det werden. Bei einer bevorzugte Ausführungsform wird Kunststoff ver­ wendet, der bei geeignet gewählter Schichtdicke eine dämpfende Wir­ kung für von außen einwirkende Kräfte aufweist. Auf diese Weise wer­ den Stöße des menschlichen Körpers gegen den Lenkradkranz abge­ mildert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale, und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Teil der Beschreibung entnehmen. Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen in schematischer Darstellung

Fig. 1 Lenkrad mit einem Lenkradkranz mit Holzoberfläche im Querschnitt,

Fig. 2 + 3 die beiden Halbschalen in Einzeldarstellung.

In Fig. 1 ist ein Lenkrad skizziert mit einem Lenkradkranz (1), dessen Oberfläche durch ein Holzfurnier (2) verkleidet ist und dessen Quer­ schnittsfläche senkrecht zum Lenkradkranz verläuft.

In Fig. 2 + 3 kennzeichnen die Bezugszeichen (3) und (3') Halbscha­ len, welche den Kern (4) des Lenkradkranzes (1) umschließen. Die Halbschalen (3, 3') sind vorzugsweise aus Thermoplasten oder Polya­ miden hergestellt. Die in Fig. 2 wiedergegebene Halbschale (3) ist mit einem radial zum Lenkradkranz (1) verlaufenden Steg (7) versehen.

Auf der Außenseite der Halbschalen (2 und 3') ist Holzfurnier (2), (2') aufgebracht. Das Holzfurnier (2) weist nur eine geringe Dicke auf. Da­ her ist zum Verkleben der beiden Halbschalen (3, 3') nur eine geringe Menge an Klebstoff erforderlich, da keine Holzkanten flächig miteinan­ der verbunden werden müssen. Hieraus resultiert ein geringer Ar­ beitsaufwand bei der Nachbearbeitung, da das Wegschleifen von über­ schüssigem Klebstoff in der Regel entfällt.

Beide Halbschalen (3), (3') sind durch eine Nut-Feder-Verbindung an­ einander gefügt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird diese Ver­ bindung durch Nuten (5), (5') in den Halbschalen und in die Nuten (5), (5') eingelegte lose Federn (6) und (6') gebildet. Aufgrund der Fügung mittels Nut (5) und Federn (6) gestaltet sich die Montage des Lenkrad­ kranzes (1) sehr einfach. Der Arbeitsaufwand reduziert sich darauf, die Halbschalen (3) über den Kern (4) des Lenkradkranzes (1) zu stülpen und zu verkleben.

Bei der vorliegenden Ausbildung der Nut-Feder-Verbindung mit Nuten (5) in den Halbschalen (3) und in die Nuten (5) eingelegte Federn (6) wird auch die Bearbeitung der mit Furnier überzogenen Halbschalen gegenüber dem Stand der Technik wesentlich vereinfacht. Die Stirnsei­ ten der Halbschalen werden vor dem Fügevorgang einfach mit Plan­ schleifmaschinen überschliffen, anschließend werden die Halbschalen (3) über den Kern (4) gelegt und miteinander verklebt.

Die kraftschlüssige Verbindung von Halbschalen (3) und Lenkradkern (4) wird durch Verbindungselemente in Form von radial zum Lenkrad­ kranz verlaufenden Stegen (7), (7') hergestellt, welche in entsprechen­ de Aussparungen im Kern (4) des Lenkradkranzes (1) eingreifen. Diese Stege (7) bilden mit den Halbschalen (3) eine Einheit, sie sind in einem Arbeitsgang mit der Herstellung der Halbschalen (3) gefertigt worden.

Claims (10)

1. Holzlenkrad für Kraftfahrzeuge mit einem Lenkradkranz, dessen Kern aus Metall, vorzugsweise einem aus Leichtmetallegierung gefertigten Rohr hergestellt ist, und einer ringförmigen, den Kern umschließenden Schale, die in der Regel aus Kunststoff durch Spritzgießen hergestellt und auf der nach außen gerichteten Oberfläche zumindest teilweise mit Holz verkleidet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kern (4) umschließende Schale (3) aus zwei ringförmigen Halbschalen (3, 3') ausgebildet ist und die Fügung der beiden ringför­ mige Halbschalen (3) durch eine Nut-Feder-Verbindungen (5, 6) erfolgt.

2. Holzlenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut-Feder-Verbindung durch Nuten (5) in den Halbschalen (3) und in die Nuten (5) eingelegte lose Federn (6) gebildet wird.

3. Holzlenkrad nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbschalen (3) auf ihrer Innenseite Verbindungselemente aufwei­ sen.

4. Holzlenkrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente eine Einheit mit der jeweiligen Halbschale (3) bilden.

5. Holzlenkrad nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halbschalen auf ihrer Innenseite mit elektrischen Heizelementen ausgestattet sind.

6. Holzlenkrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizelemente durch stromleitende Fasern gebildet werden, die in die Halbschalen (3) eingearbeitet und mit wenigstens zwei Elektroden elektrisch leitend verbunden sind.

7. Holzlenkrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden in Richtung Azimuts der Halbschalen (3) verlaufen.

8. Holzlenkrad nach Anspruch 6-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden bei der Herstellung der Halbschalen (3) in die Halbscha­ len (3) eingearbeitet werden.

9. Holzlenkrad nach Anspruch 6-7, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Nuten (5) eingesetzten Federn (6) aus elektrisch leitendem Material ausgebildet sind und die Elektroden durch die Federn (6) ge­ bildet werden.

10. Holzlenkrad nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Halbschalen (3) aus stoßdämpfenden Material ausgebildet sind.