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Die
Erfindung betrifft ein Lenkrad eines Kraftfahrzeuges mit einem biegesteifen
Basisrahmen und mit einer zumindest Teilbereiche des Basisrahmens
umschließenden,
aus einem nachgiebigen Material gefertigten Außenhaut.
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Solche
Lenkräder
werden häufig
für den
jeweiligen Anwendungsfall oder Wunsch des Nutzers gefertigt und
sind in vielfältigen
Ausführungen
aus der Praxis bekannt. Im einfachsten Fall ist der Basisrahmen
mit einem Dämpfungsmaterial
und der Außenhaut
aus Leder oder Kunststoff ummantelt. Das Dämpfungsmaterial hat häufig Verformungen,
welche durch die Außenhaut
fühlbar
sind. Wenn der Nutzer des Kraftfahrzeuges ein sportliches Lenkrad
bevorzugt, wird in der Regel das in dem Kraftfahrzeug vorhandene
Lenkrad durch ein anderes Lenkrad ausgewechselt. Dies ist jedoch
mit einem großen
Aufwand verbunden.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Lenkrad der eingangs genannten
Art so weiterzubilden, dass es für
verschiedene Vorgaben des Nutzers des Kraftfahrzeuges angepasst
werden kann.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zwischen dem Basisrahmen und der Außenhaut zumindest eine Aufnahme
für ein Stellelement
angeordnet ist und dass das Stellelement zur Veränderung der Form oder der haptischen Eigenschaften
der Außenhaut
ausgebildet ist.
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Durch
diese Gestaltung lassen sich durch eine entsprechende Wahl der Größe, der
Form und des Materials des Stellelementes die Form und die haptischen
Eigenschaften, wie beispielsweise die Nachgiebigkeit des erfindungsgemäßen Lenkrades verändern. Entsprechend
der Wahl des Stellelementes lassen sich damit individuell verschiedene
statische oder dynamische Veränderungen
der Form oder der Kontur erzeugen. Diese Veränderungen können zur Erzeugung von Griffmulden
oder Ausformungen vorgesehen sein oder auch großflächige Veränderungen des Lenkkranzes in
seiner Dicke oder seiner Querschnittsform bewirken. Hierdurch lässt sich
das erfindungsgemäße Lenkrad
einfach auf die Vorgaben des Nutzers des Kraftfahrzeuges anpassen.
Die Montage des Stellelementes kann dabei einfach kraftschlüssig, formschlüssig oder
stoffschlüssig
erfolgen.
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Die
Veränderung
der Form der Außenhaut lässt sich
gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders vielseitig gestalten,
wenn eine Ummantelung des Basisrahmens von der Außenhaut überdeckt
ist und wenn die Aufnahme an oder innerhalb der Ummantelung angeordnet
ist.
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Das
erfindungsgemäße Lenkrad
ist besonders angenehm zu greifen, wenn die Ummantelung elastisch
verformbar ist. Insbesondere wenn die Aufnahme innerhalb der Ummantelung
angeordnet ist, weist das erfindungsgemäße Lenkrad über den Umfang gleichmäßige haptische
Eigenschaften auf.
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Die
Erzeugung von Ausformungen, Griffmulden und dergleichen gestaltet
sich gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach,
wenn das Stellelement als vorgeformtes Bauteil ausgebildet ist.
Durch diese Gestaltung lassen sich vorgeformte Bauteile in unterschiedlichen
Ausführungen
und Größen bereitstellen
und in Abhängigkeit
von den Vorgaben des Nutzers des Kraftfahrzeuges einfach auswählen und
in der entsprechenden Aufnahme befestigen. Die Montage der vorgeformten
Bauteile kann wahlweise bei der Fertigung des erfindungsgemäßen Lenkrades
oder im Kraftfahrzeug erfolgen. Vorzugsweise ist hierfür die Außenhaut
von dem Lenkrad entfernbar und montierbar gestaltet.
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Das
Stellelement lässt
sich gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders schnell
und vielseitig auf die Vorgaben des Nutzers des Kraftfahrzeuges
anpassen, wenn das Stellelement zumindest einen Aktuator zu seiner
Verstellung aufweist. Diese Gestaltung hat insbesondere den Vorteil,
wenn das Kraftfahrzeug von verschiedenen Personen genutzt wird.
Hierbei können
die jeweiligen Nutzerprofile abgespeichert und in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Nutzer aktiviert werden. Der Aktuator kann dabei
elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch ausgebildet sein und nach
einem abgespeicherten Programm oder auf Knopfdruck die Form oder
die haptischen Eigenschaften des Stellelementes einstellen. Als
Aktuator kann auch so genanntes Smart-Material eingesetzt werden,
welches auf elektrische oder thermische Energie mit Verformbarkeit oder
Verformung reagiert. Das Smart-Material kann dabei wahlweise direkt
als Stellelement eingesetzt werden oder als der Aktuator, der die
mechanische Verfor mung oder Bewegung des Stellelementes erzeugt
oder begrenzt.
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Die
Veränderung
der Größe des Stellelementes
gestaltet sich gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders einfach,
wenn das Stellelement ein mit Fluid befüllbares Element aufweist. Dieses
mit Fluid befüllbare
Element lässt
sich von dem pneumatisch oder hydraulisch ausgebildeten Aktuator
einfach auffüllen.
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Insbesondere
bei einem einen Aktuator aufweisenden Stellelement lässt sich
gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine unbeabsichtigte
Verstellung verhindern, wenn das Stellelement in seiner eingestellten
Lage verharrt. Die Verharrung des mit Fluid befüllbaren Elementes des Stellelementes
kann im einfachsten Fall durch ein Rückschlagventil oder ein steuerbares
Ventil erreicht werden.
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Die
Verharrung des Stellelementes in seiner eingestellten Lage gestaltet
sich gemäß einer
anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders
einfach, wenn der Aktuator selbsthemmend ausgebildet ist. Eine solche
Selbsthemmung kann beispielsweise über einen Schneckenantrieb
an dem Aktuator erzeugt werden.
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Zur
weiteren Vereinfachung der Verformung des erfindungsgemäßen Lenkrades
trägt es
bei, wenn das Stellelement ein von Hand verformbares Material aufweist.
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Die
Erfindung lässt
verschiedene Ausführungsformen
zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere
davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die
Zeichnung zeigt in
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1 ein
erfindungsgemäßes Lenkrad
in einer Draufsicht,
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2 schematisch
einen Teilschnitt des erfindungsgemäßen Lenkrades aus 1 entlang
der Linie II-II vor der Montage eines Stellelementes,
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3 den
Teilschnitt des erfindungsgemäßen Lenkrades
aus 2 nach der Montage des Stellelementes,
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4 schematisch
einen Teilbereich einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades
mit einem pneumatischen oder hydraulischen Aktuator,
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5 die
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lenkrades
aus 4 nach dem Start des Aktuators,
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6 schematisch
einen Teilbereich einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrades
mit einem elektrischen Aktuator,
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7 die
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Lenkrades
aus 6 nach dem Start des elektrischen Aktuators.
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1 zeigt
ein Lenkrad mit einem biegesteifen Basisrahmen 1. Der biegesteife
Basisrahmen 1 weist eine Nabe 2 zur Verbindung
des Lenkrades mit einer nicht dargestellten Lenksäule des
Kraftfahrzeuges und einen ringförmigen
Lenkkranz 3 auf. Der ringförmige Lenkkranz 3 und
die Nabe 2 sind über Speichen 4 des
biegesteifen Basisrahmens 1 verbunden. Der Lenkkranz 3 weist
eine Ummantelung 5 aus einem elastisch verformbaren Material,
wie beispielsweise Schaumstoff und eine die Ummantelung 5 überdeckende
Außenhaut 6 aus
einem nachgiebigen Material auf. Das Lenkrad weist beispielhaft
für verschiedene,
in ihrer Form veränderbare
Bereiche eine Griffmulde 7 auf. Diese Griffmulde 7 lässt sich entsprechend
den Vorgaben des Nutzers des Kraftfahrzeuges hinsichtlich ihrer
Form und ihrer haptischen Eigenschaften verändern.
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2 zeigt
schematisch in einer Schnittdarstellung durch die Griffmulde 7 entlang
der Linie II-II, dass
unterhalb der Außenhaut 6 des
Lenkrades in der Ummantelung 5 des Basisrahmens 1 eine
Aufnahme 8 für
ein Stellelement 9 angeordnet ist.
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3 zeigt
die Schnittdarstellung aus 2 nach dem
Einsatz des Stellelementes 9 in der Aufnahme 8.
Durch den Einsatz des Stellelementes 9 ist die äußere Kontur
des Lenkrades verändert.
Damit können
durch die Wahl der Form, der Größe und der Materialeigenschaften
des Stellelementes 9 die Form und die haptischen Eigenschaften
des Lenkrades entsprechend den Vorgaben des Nutzers angepasst werden.
Das dargestellte Stellelement 9 kann dabei plastisch von
Hand verformbar oder steif ausgebildet sein.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform des
Lenkrades aus 1 im Bereich der Griffmulde 7.
Bei dieser Ausführungsform
ist in einer Aufnahme 10 unterhalb der Außenhaut 6 ein
Stellelement 11 mit einem mit Fluid befüllbaren Element 12 angeordnet. Das
mit Fluid befüllbare
Element 12 ist mit einem eine hydraulische oder pneumatische
Pumpe 13 aufweisenden Aktuator 14 verbunden.
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Durch
ein Einschalten der Pumpe 13 lässt sich das Element 12 mit
dem Fluid befüllen.
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5 zeigt
die Ausführungsform
aus 4 nach der Befüllung
des Stellelementes 11. Durch eine geeignete Wahl der Form
des Stellelementes 11 und dessen Befüllung lässt sich die Form des Lenkrades
verstellen. In einer Leitung 15 zwischen dem mit Fluid
befüllbaren
Element 12 und der Pumpe 13 ist ein schaltbares
Ventil 16 angeordnet. Dieses Ventil 16 verschließt bei abgeschalteter
Pumpe 13 die Leitung 15 und verhindert, dass das
mit Fluid befüllbare
Element 12 leer läuft.
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6 zeigt
eine weitere Ausführungsform des
Lenkrades aus 1 im Bereich der Griffmulde 7,
bei der in einer Aufnahme 17 unterhalb der Außenhaut 6 ein
elektrisch schaltbarer Aktuator 18 als Stellelement 19 angeordnet
ist. Das Stellelement 19 ist mit einer elektronischen Steuereinheit 20 verbunden. Durch
Anlegen eines elektrischen Stroms an dem Aktuator 18 lässt sich
dessen Form und damit die Form des Lenkrades verändern, wie es in 7 dargestellt ist.
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- 1
- Basisrahmen
- 2
- Nabe
- 3
- Lenkkranz
- 4
- Speiche
- 5
- Ummantelung
- 6
- Außenhaut
- 7
- Griffmulde
- 8
- Aufnahme
- 9
- Stellelement
- 10
- Aufnahme
- 11
- Stellelement
- 12
- Element
- 13
- Pumpe
- 14
- Aktuator
- 15
- Leitung
- 16
- Ventil
- 17
- Aufnahme
- 18
- Aktuator
- 19
- Stellelement
- 20
- Steuereinheit