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Die Erfindung betrifft eine Lenkanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Solche Lenkanordnungen finden insbesondere Verwendung als Lenkrad für ein Kraftfahrzeug.
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Eine derartige Lenkanordnung ist aus der
DE 100 50 578 A1 bekannt und umfasst einen Träger zur Befestigung an einer Lenksäule und einen über wenigstens eine Speiche mit dem Träger verbundenen Lenkradkranz. Der Lenkradkranz kann wiederum einen innenliegenden Kranzträger aufweisen. Zur Bedienung diverser Funktionen durch einen Benutzer ist am Lenkradkranz ein vom Benutzer bewegbares Betätigungselement für ein beispielsweise elektrisch, optisch, sensorisch o. dgl. ausgestaltetes Schaltelement angeordnet. Die nähere Ausgestaltung der Zusammenwirkung von Betätigungselement und Schaltelement bleibt insoweit offen.
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Bei einer weiteren, aus der
US 2006/0054479 A1 bekannten und gattungsbildenden Lenkanordnung umfasst das Betätigungselement einen Schaltring und einen Schalterkörper. Der Schalterkörper ist am Kranzträger im Wesentlichen unbeweglich angeordnet. Der Schaltring ist seinerseits am Schalterkörper, und zwar an dessen Mantelfläche um den Kranzträger als Achse drehbar angeordnet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausgestaltung für das Zusammenwirken von Betätigungselement und Schaltelement anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei einer Lenkanordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei der erfindungsgemäßen Lenkanordnung weist der Schalterköper zur Führung des Schaltrings erhöhte Endabschnitte auf. Zweckmäßigerweise gehen die erhöhten Endabschnitte im Wesentlichen glatt in den Lenkradkranz über. Ebenso kann der Schaltring im Wesentlichen einen glatten Übergang zu den Endabschnitten bilden. Eine solche Ausgestaltung gestattet eine besonders ergonomische Handhabung für den Benutzer und bietet darüber hinaus ein gefälliges Aussehen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um eine einfache Montierbarkeit für das Betätigungselement am Lenkrad zu gewährleisten, bietet es sich an, dass der Schalterkörper am Lenkradkranzträger mittels eines Anpressdruckes fest anliegt. Der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltete Schalterkörper kann aus zwei Schalterkörperschalen bestehen. Durch einfaches Verclipsen ist die eine Schalterkörperschale mittels der anderen Schalterkörperschale in der Art eines Schalterkörperverschlusses zum Schalterkörper verbindbar. Der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltete Schaltring kann ebenfalls aus zwei Schaltringschalen bestehen. Wiederum durch einfaches Verclipsen ist die eine Schaltringschale mittels der anderen Schaltringschale in der Art eines Schaltringverschlusses zum Schaltring verbindbar. Zur Verbindung durch Verclipsen können Rast- und/oder Schnapphaken an den Schalterkörperschalen und/oder den Schaltringschalen dienen.
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Zur Bedienung durch den Benutzer liegt der Schaltring am Schalterkörper bewegbar an. Hierzu kann der Schalterkörper in der Art eines Lagers ausgestaltet sein.
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In herkömmlicher Weise ist der Lenkradkranz in etwa torusförmig beziehungsweise torusabschnittsförmig ausgestaltet. Es bietet sich dann an, dass der Schaltring und/oder der Schalterkörper in etwa torusabschnittsförmig in den Lenkradkranz eingefügt ist, und zwar bevorzugterweise derart, dass der Schaltring im Wesentlichen weitgehend in der Oberfläche des Lenkradkranzes verläuft. Dadurch wird dem Benutzer eine besonders ergonomische Bedienbarkeit des Betätigungselements geboten. Zur weiteren Verbesserung der ergonomischen Handhabbarkeit kann der Schaltring teilweise in etwa ballig in Bezug auf die Oberfläche des Lenkradkranzes ausgestaltet sein. Ein verbesserter Griff des Betätigungselementes für den Benutzer kann durch eine konvex oder auch konkav ballige Form des Schaltrings erreicht werden.
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Für die Funktion des Drehgriffschalters bietet es sich insbesondere an, dass der Schaltring um einen Winkel aus einer Ausgangsstellung in eine Schaltstellung, in der der Schaltring betätigend auf das Schaltelement einwirkt, bewegbar ist. Beispielsweise kann dieser Drehwinkel in etwa +/-20 Grad betragen. Mittels eines Rückstellelements, das mit dem Schaltring zusammenwirkt, ist der Schaltring aus der Schaltstellung mit einer Rückstellkraft in die Ausgangsstellung zurück bewegbar. Das Rückstellelement kann aus einer Rückstellkulisse sowie einer mit einer Druckfeder versehenen, in die Rückstellkulisse eingreifenden Federhülse bestehen. Durch entsprechende Dimensionierung und Gestaltung des Rückstellelements lässt sich die gewünschte Haptik erzeugen. Zweckmäßigerweise ist die Rückstellkulisse im Schalterkörper sowie die Federhülse im Schaltring angeordnet.
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In einer einfachen und dennoch funktionssicheren Ausgestaltung kann das Schaltelement aus einem Hallsensor und einem Magneten bestehen. Beispielsweise sind dann der Hallsensor am Schalterkörper sowie der Magnet am Schaltring angeordnet. Zweckmäßigerweise ist der Hallsensor auf einer Leiterplatte befindlich, wobei dann auf der Leiterplatte gleichzeitig die Auswerteelektronik für das Schaltelement befindlich sein kann. Die Leiterplatte kann an einem Endabschnitt des Schalterkörpers befestigt sein. Zur Steigerung der Ergonomie für den Benutzer kann das Betätigungselement beleuchtbar ausgestaltet sein, wozu sich eine Lichtquelle, wie eine Leuchtdiode, auf einer Leiterplatte zur Beleuchtung des Schaltrings befindet.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, dass je Lenkraddrehschalter beispielsweise zwei oder optional vier Funktionen realisiert werden können. Das bedeutet, dass mittels des rechts am Lenkradkranz angeordneten Betätigungselements „Hochschalten“ als erste Funktion sowie optional als zweite Funktion „Runterschalten“ realisiert ist, während mittels des links am Lenkradkranz angeordneten Betätigungselements „Runterschalten“ als erste Funktion sowie optional als zweite Funktion „Hochschalten“ realisiert ist. Die Funktion erfolgt je nach Lage des Drehschalters am Lenkrad durch Drehen des Schaltrings beziehungsweise durch Betätigen des Schaltrings mit dem Daumen des Benutzers.
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Die Funktion, welche jeweils aktiv geschaltet ist, wird durch Hallsensoren erkannt, so dass ein Lenkraddrehschalter als Drehgriff mit Hallsensoren realisiert ist. Die Hallsensoren sind auf einer Leiterplatte angeordnet, die sich im Schalterkörper befindet. Die zur Erkennung benötigten Magnete sind im Schaltring integriert. Die am Schaltring angeordneten Symbole „+ für Hochschalten“ und „- für Runterschalten“ können beleuchtbar sein. Die Beleuchtung befindet sich ebenfalls auf einer Leiterplatte und zwar derart angeordnet, dass ein direktes Beleuchten des Symbols möglich ist. Um Kosten zu sparen, kann das Leuchtmittel jedoch auch auf der Leiterplatte angeordnet sein, auf der sich die Hallsensoren befinden. Die Montage am Lenkrad erfolgt durch Verclipsen oder Verschrauben des Schalterkörperverschlusses mit dem Schalterkörper am Lenkradkranz.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein haptisch gut handhabbarer Schalter mit einem anspruchsvollen Design geschaffen ist. Der Schalter ist fehlersicher bedienbar, da zum Schalten eine definierte Funktion ausgeführt werden muss, was eine ungewollte Schaltung ausschließt. Dies ist bei den bisher verwendeten Lenkradschalttasten bzw. Lenkradschaltpaddeln nicht der Fall. Außerdem ist bei dem erfindungsgemäßen Drehgriffschalter der Komfort für den Benutzer gesteigert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 die Draufsicht auf ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug mit einem Drehgriffschalter sowie einem zugehörigen Detailausschnitt,
- 2 ein Lenkrad wie in 1 entsprechend einer weiteren Ausführung,
- 3 die Montage des Drehgriffschalters am Lenkrad,
- 4 den Drehgriffschalter in Explosionsdarstellung,
- 5 den näheren Aufbau des Drehgriffschalters,
- 6 den Aufbau des Drehgriffschalters entsprechend einer weiteren Ausgestaltung.
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In 1 ist ein Lenkrad 1 für ein Kraftfahrzeug als Lenkanordnung gezeigt. Das Lenkrad 1 weist einen Träger 2 mit einer Aufnahme 3 zur Befestigung an einer Lenksäule und einen über wenigstens eine Speiche 5 mit dem Träger 2 verbundenen Lenkradkranz 6 mit einem innenliegenden, in 3 sichtbaren Kranzträger 7 auf. Am Lenkradkranz 6 ist ein vom Benutzer in der Art eines Drehgriffschalters bewegbares Betätigungselement 8 für ein elektrisches, optisches, sensorisches o. dgl. Schaltelement 9, das in 4 zu sehen ist, angeordnet. Mittels des Drehgriffschalters lassen sich diverse Funktionen im Kraftfahrzeug, beispielsweise die Lautstärkenregelung und/oder Sendereinstellung des Autoradios, das Autotelefon o. dgl., bedienen, wobei die entsprechende Kabeldurchführung im und/oder am Kranzträger 7 angeordnet sein kann. Vorliegend sind am Lenkrad 1 zwei Betätigungselemente 8, und zwar eines für die linke Hand und eines für die rechte Hand des Benutzers angeordnet. Vorteilhafterweise kann der Benutzer zur Bedienung dieser Funktionen die Hände am Lenkrad 1 lassen, was zur erhöhten Sicherheit für den Benutzer beiträgt.
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Das Betätigungselement 8 des Drehgriffschalters umfasst einen Schaltring 10 und einen Schalterkörper 11, wie man anhand der 4 sieht. Der Schalterkörper 11 ist am Kranzträger 7 im Wesentlichen unbeweglich angeordnet. Der Schaltring 10 ist am Schaltkörper 11, und zwar an dessen Mantelfläche, drehbar angeordnet. Dabei erfolgt die Drehung des Schaltrings 10 um den Kranzträger 7 als Achse.
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Der nähere Aufbau des Betätigungselements 8 ist in 3 dargestellt. Der Schalterkörper 11 liegt am Kranzträger 7 mittels eines Anpressdruckes fest an. Im Hinblick auf die Montage besteht der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltete Schalterkörper 11, aus zwei Schalterkörperschalen 11', 11''. Wie man weiter aus der Explosionsdarstellung gemäß 4 sieht, ist die eine Schalterkörperschale 11' mittels der anderen Schalterkörperschale 11'' in der Art eines Schalterkörperverschlusses zum Schalterkörper 11 verbindbar. Der Schaltring 10 liegt am Schalterkörper 11 bewegbar an. Wie man ebenfalls aus 4 entnimmt besteht der im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmig ausgestaltete Schaltring 10 aus zwei Schaltringschalen 10', 10''. Wiederum ist die eine Schaltringschale 10' mittels der anderen Schaltringschale 10'' in der Art eines Schaltringverschlusses zum Schaltring 10 verbindbar. Die Schalterkörperschalen 11', 11'' sowie die Schaltringschalen 10', 10'' sind mittels Rast- und/oder Schnapphaken 12 verbindbar.
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Der Schalterkörper 11 weist erhöhte Endabschnitte 13 auf. Die Erhöhung der Endabschnitte 13 ist derart ausgestaltet, dass die erhöhten Endabschnitte 13 im Wesentlichen glatt in den Lenkradkranz übergehen, wie man anhand der 1 erkennen kann. Es bietet sich dann auch weiterhin an, den Schaltring 10 so auszubilden, dass dieser einen im wesentlichen glatten Übergang zu den Endabschnitten 13 aufweist. Da der Lenkradkranz 6 in etwa torusförmig beziehungsweise torusabschnittsförmig ausgestaltet ist, ist auch der Schaltring 10 sowie der Schalterkörper 11 in etwa torusabschnittsförmig in den Lenkradkranz 6 eingefügt, und zwar derart, dass der Schaltring 10 sowie die Endabschnitte 13 des Schalterkörpers 11 im Wesentlichen weitgehend in der Oberfläche des Lenkradkranzes 6 verlaufen. Entsprechend einem Ausführungsbeispiel, das in 2 zu sehen ist, ist der Schaltring 10 im Wesentlichen korrespondierend zur Oberfläche des Lenkradkranzes 6 ausgestaltet. Falls gewünscht, kann entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß 1 der Schaltring 10 teilweise etwas ballig in Bezug auf die Oberfläche des Lenkradkranzes 6 ausgestaltet sein. Dadurch ist ein gefälliges Aussehen des Betätigungselements 8 sowie auch dessen ergonomische Handhabung gegeben.
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Das Betätigungselement 8 wird mittels Drehung durch den Benutzer bewegt. Hierzu ist der Schaltring 10 um einen Winkel aus einer Ausgangsstellung in eine Schaltstellung, in der der Schaltring 10 dann betätigend auf das Schaltelement 9 einwirkt, bewegbar. Die nähere Ausgestaltung des Betätigungselements 8 ist in 5 zu sehen.
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Mit dem Schaltring 10 wirkt ein Rückstellelement zusammen, derart dass der Schaltring 10 aus der Schaltstellung mit einer Rückstellkraft in die Ausgangsstellung zurück bewegbar ist. Das Rückstellelement besteht aus einer Rückstellkulisse 14 sowie einer mit einer Druckfeder 16 versehenen, in die Rückstellkulisse 14 eingreifenden Federhülse 15. Die Rückstellkulisse 14 ist im Schalterkörper 11 und die Federhülse 15 im Schaltring 10 angeordnet. Im Schalterkörper 11 kann sich weiter ein Drehanschlag 17 befinden, wie anhand der 6 zu sehen ist, um den Winkel für Drehung des Schaltrings 10 zu begrenzen. Diese Ausgestaltung weist dann zwei, mit einer Druckfeder 16 versehene Federhülsen 15 auf, wobei eine Federhülse 15 in die Rückstellkulisse 14 eingreift und die andere Federhülse 15 mit dem Drehanschlag 17 zusammenwirkt.
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Anstelle eines geschlossenen Lenkradkranzes 6 kann das Lenkrad 1 auch hornartige, torusabschnittsförmige Ansätze aufweisen. Zusätzlich kann der Drehgriffschalter nicht nur drehbar, sondern auch in Achsenrichtung 33 (siehe 2) im Wesentlichen entlang des Torus am Lenkradkranz 6 verschiebbar ausgestaltet sein, um weitere Schaltfunktionen zu ermöglichen.
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Bezugszeichen-Liste:
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- 1
- Lenkrad
- 2
- Träger
- 3
- Aufnahme
- 5
- Speiche
- 6
- Lenkradkranz
- 7
- Kranzträger
- 8
- Betätigungselement
- 9
- Schaltelement
- 10
- Schaltring
- 10', 10''
- Schaltringschale
- 11
- Schalterkörper
- 11', 11''
- Schalterkörperschale
- 12
- Rast- und/oder Schnapphaken
- 13
- Endabschnitt (von Schalterkörper)
- 14
- Rückstellkulisse
- 15
- Federhülse
- 16
- Druckfeder
- 17
- Drehanschlag
- 18
- Hallsensor
- 19
- Magnet
- 20,21
- Leiterplatte
- 22
- Leuchtdiode
- 33
- Achsenrichtung