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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkrad mit Schwingungsdämpfung
für ein Kraftfahrzeug, das einen Nabenbereich und einen
zumindest teilweise um diesen Nabenbereich herum angeordneten Lenkradkranz
aufweist.
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Es
ist in der Kraftfahrzeugtechnik schon seit langem eine wichtige
Aufgabe der Konstrukteure, Schwingungen und Vibrationen während
des Betriebs zu minimieren. Eine Reduzierung der Schwingungen kann
verschiedene Vorteile bieten: weniger Abrieb und Verschleiß der
betroffenen Fahrzeugkomponenten, höhere Wirkungsgrade aufgrund
der geringeren Energieverluste aufgrund der Schwingungen, höherer
Fahrkomfort und dergleichen.
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Von
besonderem Interesse ist in diesem Zusammenhang die Entwicklung
von Schwingungsdämpfern für den Lenkradbereich.
Eine Verminderung der Übertragung von Schwingungen über
das Lenksystem kann die Fahrgeräusche reduzieren, eine
Ermüdungswirkung für den Fahrer vermeiden und
allgemein den Fahrkomfort erhöhen. Im Stand der Technik
wurden diesbezüglich bereits verschiedene Lösungen
vorgeschlagen.
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So
sind zum Beispiel Schwingungstilger bekannt, welche aus gummielastisch
gelagerten Metallmassen bestehen. Bei dieser Lösung sind
jedoch ein zusätzlicher Bauraum für die Schwingungsmassen
und ein zusätzlicher freier Schwingweg erforderlich. Außerdem
ist dieses System im Allgemeinen aufwändig und teuer. Um
den für das Schwingungsdämpfungssystem benötigten
Platzbedarf zu verringern, gibt es daher Bestrebungen, die Schwingungsmassen
in die Komponenten des Lenksystems zu integrieren.
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Zum
Beispiel offenbaren die
DE
39 25 761 A1 und die
DE 100 02 480 B4 jeweils ein Lenkrad mit
einem eingebauten Airbag bzw. Airbagmodul und einem Schwingungsdämpfer,
der in dieses Airbagmodul integriert ist.
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Weiter
sind auch Systeme bekannt, bei denen der Schwingungsdämpfungsmechanismus
in die Lenksäule integriert ist. So enthält zum
Beispiel das in der
DE
10 2005 056 661 B4 beschriebene Lenksystem eine mit Fluid
gefüllte Fluidkammer als Vibrationsdämpfungsvorrichtung
für das Lenksystem eines Kraftfahrzeugs.
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Schließlich
sind zahlreiche Schwingungsdämpfungssysteme bekannt, bei
denen die Schwingungsmassen im oder am Lenkradkranz des Lenkrades
für ein Kraftfahrzeug angebracht sind.
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Die
US 1,984,033 A beschreibt
einen Lenkradkranz, der mehrere Abschnitte mit einem reduzierten Durchmesser
aufweist, an denen hülsenförmige Dämpfungselemente
um den Kern des Lenkradkranzes herum vorgesehen sind.
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Aus
der
EP 1 190 932 B1 ist
ein Lenkrad mit einem Lenkradkranz bekannt, wobei der Lenkradkranz aus
einem Metallskelett und einer Umhüllung aufgebaut ist.
Das Metallskelett ist entlang des Umfanges des Lenkrades mit mehreren
schwingungsdämpfenden Ringen versehen, die aus einem schwingungsdämpfenden Werkstoff
wie Polyurethanschaum gebildet sind. Auf diese Ringe ist dann die
Umhüllung des Lenkradkranzes aufgeschäumt.
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Weiter
offenbaren die
EP 1
063 146 B1 , die
WO 2004/000606 A2 und die
WO 2004/022408 A2 jeweils ein
Lenkrad für ein Kraftfahrzeug, dessen Lenkradkranz aus
einem Metallskelett als Traggerüst gefertigt ist, das zum
Beispiel mit Polyurethanschaum umschäumt wird. Dieses Metallskelett
ist mit einem ringförmigen Kanal ausgebildet, in den ein
Dämpfungskörper aus einem dichten Material eingesetzt
und mittels Klammern, Klemmpassung, Umschäumen, Federelementen,
etc. darin fixiert ist.
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Die
DE 102 47 422 B3 zeigt
ein Lenkrad für ein Kraftfahrzeug, bei welchem der Lenkradkranz
aus einer umschäumten Skelettkonstruktion gebildet ist.
Dabei ist der Kern des Kranzes zweiteilig aufgebaut, wobei ein Teil
mit dem Skelettkern der Speichen des Lenkrades verbunden ist und
zwischen den beiden Teilen ein Dämpfungselement angeordnet
ist. In einer anderen Ausführungsform ist zwischen den
Skelettkern des Lenkradkranzes und der umschäumten Kranzhülle
eine offenporige Schaumschicht als Schwingungsdämpfungseinrichtung
vorgesehen. Gemäß einer Modifikation dieser Ausführungsform
sind die Skelettkerne des Lenkradkranzes und der Speichen voneinander über
ein dazwischen angeordnetes Dämpfungselement voneinander getrennt.
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Schließlich
sind verschiedene Lösungsansätze bekannt, bei
denen das Lenkrad ein umschäumtes Metallskelett mit einem
hohlen Lenkradkranz aufweist und die Schwingungsdämpfungseinrichtung
innerhalb dieses Hohlraums vorgesehen sind. Im Fall der
EP 1 733 949 A2 und
der
WO 2005/073051
A1 sind in diesem Hohlraum des Kranzskeletts eine Flüssigkeit
und ein Gas eingeschlossen und ist zusätzlich ein Trennstopfen oder
eine Engstelle vorgesehen, um die Bewegung der Flüssigkeit
in der Umfangsrichtung des Lenkrades zu dämpfen. Bei der
JP 61-222868 A ist
ein Segment des Lenkradkranzes zum restlichen Lenkradkranz elastisch gelagert
und in dem hohlen Metallskelett dieses Kranzsegments ist zum Beispiel
eine Flüssigkeit oder eine Vielzahl von Kugelelementen
als Schwingungsdämpfungsmasse angeordnet. Die
WO 2005/123482 A2 zeigt einen
Lenkradkranz mit einem hohlen Metallskelett, in dessen Hohlraum
ein beweglicher Körper als Schwingungsmasse über
ein Fluid oder über Federelemente elastisch gelagert ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lenkrad für ein
Kraftfahrzeug zu schaffen, das gute Schwingungsdämpfungseigenschaften
besitzt, ein geringes Gewicht hat und einfach herzustellen ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Lenkrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das
erfindungsgemäße Lenkrad für ein Kraftfahrzeug
weist einen Nabenbereich und einen zumindest teilweise um diesen
Nabenbereich herum angeordneten Lenkradkranz auf. Erfindungsgemäß ist
vorgesehen, dass der Lenkradkranz entlang der Umfangsrichtung des
Lenkrades zumindest abschnittsweise als selbsttragendes Hohlprofil
aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet ist und in einem durch
das Hohlprofil des Lenkradkranzes gebildeten Hohlraum wenigstens
ein Dämpfungselement zur Schwingungsdämpfung angeordnet
ist.
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Durch
den Einbau des Dämpfungselements in einen Hohlraum innerhalb
des Lenkradkranzes benötigt dieses System zur Schwingungsdämpfung
keinen zusätzlichen Bauraum und schafft somit zusätzliche
Freiräume zum Anbringen weiterer Applikationen wie zum
Beispiel Bedienschalter, Anzeigeelemente, Audiokomponenten und dergleichen
am Lenkrad. Durch die Konstruktion des Hohlprofils des Lenkradkranzes,
vorzugsweise des gesamten Lenkradkranzes oder sogar des gesamten
Lenkrades aus einem Kunststoffmaterial kann zudem das Gewicht und
auch das Trägheitsmoment des gesamten Lenkrades im Vergleich
zu den herkömmlichen Konstruktionen mit einem umschäumten
Metallskelett deutlich reduziert werden. Trotz des Verzichts auf das
metallische Traggerüst können mit modernen Kunststoffmaterialien ähnlich
gute Festigkeiten und Energieabsorp tionseigenschaften wie bei herkömmlichen
Lenkrädern erzielt werden.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung weist der Lenkradkranz entlang
der Umfangsrichtung des Lenkrades mehrere Segmente auf, wobei wenigstens
eines dieser Segmente einen Hohlraum zum Aufnehmen wenigstens eines
Dämpfungselements aufweist. Vorzugsweise weisen mehrere
Segmente des Lenkradkranzes jeweils einen Hohlraum zum Aufnehmen
wenigstens eines Dämpfungselements auf, wobei diese Hohlräume der
mehreren Segmente voneinander getrennt sind.
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Ein
Dämpfungselement kann zum Beispiel ein Massenkörper
aus einem Material mit einer höheren Dichte als das Kunststoffmaterial
des Lenkradkranzes oder ein Behälter, der mit einem Fluid
mit einer höheren Dichte als das Kunststoffmaterial des
Lenkradkranzes gefüllt sein.
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Vorzugsweise
ist das wenigstens eine Dämpfungselement in den Hohlraum
des Lenkradkranzes eingelegt und mit dem Hohlprofil des Lenkradkranzes
stoffschlüssig, formschlüssig und/oder kraftschlüssig
verbunden (z. B. verrastet, verklebt, verschweißt, verspritzt,
etc.).
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In
einer weiteren Ausführungsform kann ein Dämpfungselement
ein in den Hohlraum des Lenkradkranzes eingefülltes, insbesondere
eingespritztes Material mit einer höheren Dichte als jene
des Kunststoffmaterials des Lenkradkranzes sein. Beispielsweise
ist der Hohlraum des Lenkradkranzes zumindest teilweise mit einem
offenporigen Schaum gefüllt. Diese Variante kann auch mit
den oben genannten Arten von Dämpfungselementen kombiniert
werden.
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Bei
der letztgenannten Ausführungsform weist das Hohlprofil
des Lenkradkranzes vorzugsweise wenigstens eine Öffnung
(Einfüllöffnung, Serviceöffnung) auf,
die den Außenraum des Lenkradkranzes mit dem Hohlraum verbindet.
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Das
Hohlprofil des Lenkradkranzes kann wahlweise einstückig
ausgebildet sein oder aus wenigstens zwei Schalenteilen gebildet
sein. In jedem Fall ist es von Vorteil, wenn der Lenkradkranz bzw.
wenigstens ein Schalenteil davon integral mit einer Speiche des
Lenkrades geformt ist, um die Anzahl einzelner Bauteile zu reduzieren.
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Weiter
kann/können der Hohlraum bzw. die Hohlräume des
Lenkradkranzes jeweils wahlweise ganz oder teilweise mit dem Dämpfungselement
oder den Dämpfungselementen ausgefüllt sein.
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In
weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lenkrades
ist der Lenkradkranz mit einem Lenkradbezug aus einem weicheren
Kunststoffmaterial und/oder mit einem Überzug aus Leder,
Textilien oder dergleichen versehen, um die Optik, die Griffigkeit
und die Haptik des Lenkrades für den Fahrer zu verbessern bzw.
gezielt zu beeinflussen.
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Weitere
vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung
bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
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1a) eine Draufsicht eines Lenkrades gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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1b) eine Schnittansicht gemäß Linie
X-X von 1a) in vergrößerter
Darstellung gemäß einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Schnittdarstellung entsprechend 1b) gemäß einer
zweiten Ausführungsform des erfindungsgemä ßen
Lenkrades;
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3 eine
Schnittdarstellung entsprechend 1b) gemäß einer
dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lenkrades;
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4 eine
Draufsicht eines Lenkrades gemäß der vorliegenden
Erfindung, in der verschiedene Kombinationsmöglichkeiten
der erfindungsgemäßen Ausführungsformen
angedeutet sind;
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5 eine
Schnittdarstellung entsprechend 1b) gemäß einer
vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lenkrades; und
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6 eine
Schnittdarstellung entsprechend 1b) gemäß einer
fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lenkrades.
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1 zeigt
in Teilfigur 1a) ein erfindungsgemäßes
Lenkrad 10 für ein Kraftfahrzeug in einer Draufsicht, die
in etwa der Perspektive eines Fahrers auf das Lenkrad entspricht.
Das Lenkrad 10 umfasst einen im Wesentlichen mittigen Nabenbereich 12,
der an einer Lenksäule des Kraftfahrzeuges befestigt wird,
und einen um diesen Nabenbereich 12 herum angeordneten
Lenkradkranz 14.
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In
dem Ausführungsbeispiel von 1 erstreckt
sich dieser Lenkradkranz 14 vollständig um den
mittleren Nabenbereich 12 herum. Die vorliegende Erfindung
ist aber nicht auf diese Ausführungsform beschränkt; der
Lenkradkranz 14 kann sich ebenso nur teilweise (z. B. über
einen Winkelbereich von etwa 220° bis etwa 270°)
um den Nabenbereich 12 herum erstrecken. Auch wenn in 1 beispielhaft
ein Lenkrad 10 mit einem im Wesentlichen kreisförmigen
Lenkradkranz 14 dargestellt ist, so ist die vorliegende
Erfindung nicht hierauf beschränkt; es können
zum Beispiel auch Lenkradkränze mit einer elliptischen,
polygonalen und dergleichen Form verwendet werden.
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In
dem Ausführungsbeispiel von 1 enthält
der Lenkradkranz 14 insgesamt acht Segmente 18,
die gleichmäßig in der Umfangsrichtung des Lenkrades 10 verteilt
sind. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt; der Lenkradkranz 14 kann grundsätzlich
jede beliebige Anzahl von Segmenten 18 aufweisen, insbesondere
kann er auch nur aus einem Segment 18 gebildet sein, das
sich über den gesamten Lenkradkranz 14 erstreckt.
Ferner müssen die einzelnen Segmente 18 des Lenkradkranzes 14 nicht
notwendigerweise alle die gleiche Form und Größe
besitzen.
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Der
Lenkradkranz 14 ist in 1a) über
drei Speichen 16 mit dem mittigen Nabenbereich 12 verbunden.
Die drei Speichen 16 erstrecken sich von dem mittleren
Nabenbereich 12 im Wesentlichen radial nach außen
(siehe Teilfigur 1a)) und in Richtung
zum Fahrer schräg nach oben (siehe Teilfigur 1b)). Die vorliegende Erfindung ist aber
nicht nur auf diese Ausführungsform beschränkt;
der Lenkradkranz 14 kann auch mit nur einer Speiche, mit
zwei Speichen oder mit mehr als drei Speichen 16 mit dem
Nabenbereich 12 verbunden sind. Auch sind die Form, die
Größe und die Ausrichtung der Speichen 16 nicht
auf die in 1 dargestellte Ausführungsform
beschränkt.
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Obwohl
in der Teilfigur 1a) nicht dargestellt,
kann vorzugsweise in dem Nabenbereich 12 des Lenkrades 10 auch
ein Airbag bzw. Airbagmodul integriert bzw. angebracht sein.
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Der
Nabenbereich 12, der Lenkradkranz 14 und die Speichen 16 des
Lenkrades sind aus einem hochfesten Kunststoffmaterial gefertigt,
vorzugsweise jeweils aus dem glei chen Kunststoffmaterial mittels
Spritzgießens. Ein geeignetes hochfestes Kunststoffmaterial
ist zum Beispiel ein Kunststoffmaterial auf Polycarbonatbasis, insbesondere
ein modifiziertes Polycarbonat. Mit einem solchen Kunststoffmaterial
lassen sich ähnliche Festigkeits- und Energieabsorptionseigenschaften
wie bei einem herkömmlichen Lenkradaufbau mit Metallskelett
erzielen.
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Wie
in der Teilfigur 1b) dargestellt, ist
der Lenkradkranz 14 aus einem unteren Schalenteil 14a und
einem oberen Schalenteil 14b aufgebaut und so als Hohlprofil
gestaltet. Die beiden Schalenteile 14a und 14b werden
kraftschlüssig, formschlüssig und/oder stoffschlüssig
miteinander verbunden, vorzugsweise dauerhaft miteinander verbunden.
Geeignete Verbindungstechniken sind zum Beispiel Schweißen,
Kleben, Clipsen, Crimpen, Verrasten und dergleichen.
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In
der Ausführungsform von 1b) ist
das untere Halbschalenteil 14a bevorzugt integral mit einer
der Speichen 16 ausgebildet. Alternativ ist aber auch eine
zweiteilige Konstruktion mit geeigneter Verbindungstechnik möglich.
Ebenso sind auch der Nabenbereichen 12 und die Speiche(n) 16 integral
miteinander ausgebildet. Auf diese Weise wird ein Lenkrad 10 mit
wenigen Einzelteilen bereitgestellt, das somit einfach in einem Kraftfahrzeug
montiert werden kann.
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Der
Lenkradkranz 14 kann wahlweise über den gesamten
Umfang des Lenkrades 10 mit einem solchen Hohlprofil ausgebildet
sein oder nur abschnittsweise ein solches Hohlprofil aufweisen.
Zum Beispiel sind nur einzelne Segmente 18 oder alle Segmente 18 des
Lenkradkranzes 14 mit der in der Teilfigur 1b) veranschaulichten
Konstruktion ausgebildet. Im Fall von mehreren Segmenten 18 mit
jeweils wenigstens einem Hohlraum 15 darin sind diese Segmente 18 bzw.
die entsprechenden Hohlräume 15 bevorzugt mittels
Trennstegen 20 am Lenkradkranz 14 voneinander
getrennt.
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Des
Weiteren ist es auch möglich, den Lenkradkranz 14 aus
mehr als zwei Schalenteilen 14a, 14b zu fertigen,
wobei dann vorzugsweise wenigstens eines der Schalenteile integral
mit der jeweiligen Speiche 16 geformt ist. Außerdem
müssen die wenigstens zwei Schalenteile 14a, 14b des
Lenkradkranzes 14 nicht notwendigerweise jeweils den gleichen
Winkelbereich (jeweils etwa 180° bei zwei Schalenteilen,
jeweils etwa 120° bei drei Schalenteilen, usw.) überdecken,
sondern können auch unterschiedliche Größen
aufweisen. So kann zum Beispiel das untere Schalenteil 14a einen
Winkelbereich von etwa 150° bis etwa 270° überdecken, während
das obere Schalenteil 14b zum Beispiel nur einen Winkelbereich
von etwa 90° bis etwa 210° überdeckt.
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In
einer Modifikation der in 1 dargestellten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Lenkrades 10, kann das obere Schalenteil 14b des
Hohlprofils des Lenkradkranzes 14 auch aus einem anderen
Material mit bestimmten optischen und/oder haptischen Eigenschaften
gebildet sein. Zum Beispiel kann das obere Schalenteil 14b andere
Kunststoffmaterialien, Holz, Metall, Stein, Carbon und dergleichen
enthalten, um das Lenkrad hochwertiger zu gestalten und ihm ein
verbessertes Aussehen und Griffgefühl zu verleihen.
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Das
durch die Schalenteile 14a, 14b gebildete Hohlprofil
des Lenkradkranzes 14 bildet einen Hohlraum 15,
wie in der Teilfigur 1b) angedeutet.
In dem Ausführungsbeispiel von 1 ist in
diesem Hohlraum 15 des Lenkradkranzes ein Massenkörper 22 eingelegt.
Dieser Massenkörper 22 ist aus einem Material
mit einer höheren Dichte als jene des hochfesten Kunststoffes
des Hohlprofils gebildet und wirkt so als Schwingungsdämpfer.
Als Material für den Massenkörper 22 eignen
sich Kunststoffe, wegen der geforderten hohen Materialdichte aber
insbesondere Metalle und Metalllegierungen.
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Der
Massenkörper 22 wird vorzugsweise unabhängig
von den anderen Komponenten des Lenkrades 10 gefertigt.
Je nach den jeweiligen Anforderungen können so Massenkörper
mit unterschiedlichen Massen und unterschiedlichen Dimensionen aus
einer Vielzahl möglicher Massenkörper ausgewählt
werden. Es können somit wahlweise sehr kleine oder durch
Verwendung großer bzw. schwerer Massenkörper 22 sogar
erhebliche Schwingungen, wie sie insbesondere bei Diesel- und Hochleistungsmotoren
und in Kombination mit sehr groß dimensionierten Scheibenrädern
durch hohe Achsanregung vorkommen, gedämpft werden.
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Der
Massenkörper 22 wird dabei in den Hohlraum 15 des
Lenkradkranzes eingelegt und dort dauerhaft befestigt. Die Befestigung
an den Schalenteilen 14a, 14b des Lenkradkranzes 14 erfolgt
vorzugsweise stoffschlüssig, formschlüssig und/oder
kraftschlüssig. Geeignete Verbindungstechniken sind zum
Beispiel Verrasten, Verkleben, Verschweißen, Verspritzen
und dergleichen.
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Je
nach den gewünschten Schwingungsdämpfungseigenschaften
des Lenkrades kann der Lenkradkranz 14 mit einer unterschiedlichen
Anzahl von als Hohlprofil ausgebildeten Segmenten konstruiert werden. In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können
aber auch alle Segmente 18 des Lenkradkranzes als Hohlprofil
ausgebildet sein und je nach Bedarf alle Hohlräume 15 oder
nur ein Teil der zur Verfügung stehenden Hohlräume 15 mit
Massenkörpern 22 versehen werden.
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Des
Weiteren ist in dem Ausführungsbeispiel von 1b) der gesamte zur Verfügung
stehende Hohlraum 15 des Hohlprofils des Lenkradkranzes 14 mit
einem Massenkörper 22 ausgefüllt. Die
vorliegende Erfindung ist aber nicht nur auf diese Ausführungsform
beschränkt; vielmehr kann der zur Verfügung stehende Hohlraum 15 wahlweise
auch nur teilweise durch einen Massenkörper 22 ausgefüllt
werden. In diesem Fall ist aber ein besonderes Augenmerk auf eine
sichere Fixierung des Massenkörpers 22 in dem
Hohlprofil des Lenkradkranzes 14 zu legen.
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In ähnlicher
Weise kann der Hohlraum 15 auch in Umfangsrichtung des
Lenkrades 10 wahlweise ganz oder teilweise mit einem Massenkörper 22 ausgefüllt
sein. Des Weiteren kann der Hohlraum 15 wahlweise einen
oder mehrere Massenkörper 22 als Schwingungsmasse
aufnehmen.
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Außerdem
ist das Hohlprofil des Lenkradkranzes 14 in 1b) im Wesentlichen kreisförmig
veranschaulicht. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht nur auf
diese Ausführungsform beschränkt; vielmehr kann der
Querschnitt des Hohlprofils grundsätzlich beliebige geometrische
Formen annehmen und ebenso kann der durch das Hohlprofil gebildete
Hohlraum 15 im Lenkradkranz 14 beliebige geometrische
Formen annehmen; insbesondere müssen die beiden Halbschalen 14a, 14b von 1b) nicht notwendigerweise die gleiche
geometrische Innenform und Außenform aufweisen. Zur Verdeutlichung
ist zum Beispiel auch ein Hohlraum 15 mit einem halbkreisförmigen
Querschnitt denkbar, in den ein passender Massenkörper 22 eingelegt
werden kann.
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Obwohl
nicht dargestellt, kann der Lenkradkranz 14 zusätzlich
mit einem Überzug aus einem weichen Kunststoffmaterial,
insbesondere einem im Verhältnis zum hochfesten Kunststoff
des Hohlprofils des Lenkradkranzes weicheren Kunststoffmaterial
versehen werden. Mit diesem Überzug können je
nach Auswahl des Materials die Optik, die Griffigkeit und/oder die
Haptik des Lenkradkranzes 14 verbessert (oder allgemein
beeinflusst) werden. Dieser Überzug kann sich wahlweise über
den gesamten Umfang des Lenkradkranzes 14 erstrecken oder
den Lenkradkranz 14 nur teilweise umhüllen. Weiter
kann der Lenkradkranz 14 gegebenenfalls sowohl in den Abschnitten,
in denen er als Hohlprofil ausgebildet ist, als auch in den übrigen
Abschnitten mit einem solchen Überzug 18 versehen
werden. Außerdem kann sich der Überzug wahlweise
auch über weitere Abschnitte des Lenkrades 10,
zum Beispiel auch über die Speichen 16, erstrecken.
Der Überzug wird vorzugsweise auf das Hohlprofil 14a, 14b des
Lenkradkranzes 14 umspritzt. Hierzu wird in vorteilhafter
Weise eine Zwei-Komponenten-Technologie eingesetzt, bei welcher
das Hohlprofil 14 und der Überzug nacheinander
im gleichen Werkzeug gefertigt werden können.
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Zusätzlich
oder alternativ kann der Lenkradkranz 14 auch mit einem Überzug
aus Leder, Textilien oder dergleichen Materialien ausgestattet werden,
um das Lenkrad 10 hochwertiger zu gestalten. Auch dieser Überzug
kann sich wahlweise über den gesamten Umfang des Lenkradkranzes 14 erstrecken
oder den Lenkradkranz 14 nur teilweise umhüllen.
Optional kann zusätzlich zwischen das Hohlprofil des Lenkradkranzes
und diesen Überzug noch eine Polsterschicht zum Beispiel
aus Schaumstoff oder dergleichen angeordnet werden, um das Griffempfinden
des Lenkrades 10 für den Fahrer zu verbessern.
Analog zum erstgenannten Überzug kann der Lenkradkranz 14 gegebenenfalls
sowohl in den Abschnitten, in denen er als Hohlprofil ausgebildet ist,
als auch in den übrigen Abschnitten mit diesem hochwertigen Überzug
versehen werden. Außerdem kann sich der Überzug
wahlweise auch über weitere Teile des Lenkrades 10 erstrecken.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Lenkrades 10. Dabei entspricht 2 der Darstellung
von 1b) und die übrigen Komponenten
des Lenkrades 10 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel
von 1 aufgebaut.
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Während
im oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ein Massenkörper 22 in
den Hohlraum 15 des Lenkradkranzes 14 eingelegt
wird, wird in der Ausführungsform von 2 die
Schwingungsmasse durch ein in den durch das Hohlprofil des Lenkradkranzes 14 gebildeten
Hohlraum 15 ein Material 28 eingefüllt, welches
eine höhere Dichte als der hochfeste Kunststoff des Hohlprofils
bzw. des Lenkrades 10 hat.
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Dieses
Material 28 wird vorzugsweise als offenporiger Schaum in
den Hohlraum 15 gespritzt bzw. der Hohlraum wird mit diesem
Material 28 ausgeschäumt. Als Schäummittel
eignen sich Kunststoffschäume und wegen der gewünschten
hohen Materialdichte insbesondere auch Metallschäume.
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Neben
der dimensionsmäßigen Auslegung der Segmente 18 bzw.
der Hohlräume 15 in den Segmenten 18 sowie
der Materialwahl des Schaums 28 kann des Weiteren auch
die Porengröße des Schaums 28 und damit
die Schaumdichte als Parameter zur exakten Einstellung der Schwingungsmasse
herangezogen werden.
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Analog
zum obigen ersten Ausführungsbeispiel kann auch bei dieser
Ausführungsform der im Lenkradkranz 14 gebildete
Hohlraum 15 wahlweise ganz oder nur teilweise mit dem Material 28 ausgeschäumt
werden.
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Wie
in 2 dargestellt, weist das Hohlprofil des Lenkradkranzes 14 ferner
vorzugsweise eine Öffnung 30 auf, durch welche
das Material 28 in den Hohlraum 15 eingefüllt
werden kann. Über diese Öffnung 30 kann
in vorteilhafter Weise auch zu einem späteren Zeitpunkt
die Materialfüllung verändert, insbesondere ergänzt
werden (Serviceöffnung). Vorzugsweise sind alle Segmente 18 des
Lenkradkranzes 14 als Hohlprofil ausgebildet und ihre Hohlräume 15 sind
mit solchen Öffnungen 30 versehen. In diesem Fall
kann herstellerseitig zum Beispiel nur ein Teil der zur Verfügung
stehenden Hohlräume 15 mit einer Materialfüllung 28 versehen
werden und im Rahmen von Wartungen können die Schwingungsdämpfungseigenschaften
nachkalibriert werden, wenn dies durch Veränderungen des
Kraftfahrzeugs während seiner Lebensdauer erforderlich
werden sollte.
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Die übrigen
Merkmale und ihre Varianten entsprechen jenen des obigen ersten
Ausführungsbeispiels.
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Es
wird nun Bezug nehmend auf 3 eine dritte
Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Lenkrades 10 näher erläutert. Dabei entspricht 3 wieder
der Darstellung von 1b) und die übrigen
Komponenten des Lenkrades 10 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel
von 1 aufgebaut.
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Diese
dritte Ausführungsform stellt eine Kombination der beiden
oben beschriebenen Ausführungsbeispiele von 1 und 2 dar.
Genauer ist in den durch das Hohlprofil des Lenkradkranzes 14 gebildeten Hohlraum 15 ein
Massenkörper 22 (im Sinne des ersten Ausführungsbeispiels
von 1) eingelegt, wobei dieser Massenkörper 22 den
Hohlraum 15 nicht ganz ausfüllt. Der restliche
Hohlraum 15 wird dann mit einem Material 28 (im
Sinne des zweiten Ausführungsbeispiels von 2)
aufgefüllt bzw. ausgeschäumt.
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Die
Füllung des Hohlraums 15 muss dabei nicht zu gleichen
Teilen durch den Massenkörper 22 und die Materialfüllung 28 erfolgen,
wie in 3 dargestellt. Es sind grundsätzliche
beliebige prozentuale Verhältnisse der Volumenanteile von
Massenkörper 22 und Materialfüllung 28 sowie
beliebige Formgebungen der beiden Komponenten 22, 28 möglich.
Insbesondere ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich,
dass ein Massenkörper 22 in den Hohlraum 15 des
Lenkradkranzes 14 eingelegt und dann ganz oder teilweise
durch das Material 28 in den Hohlraum 15 umschäumt
wird.
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Des
Weiteren ist in 3 eine Ausführungsform
dargestellt, bei der die beiden Schwingungsmassenkomponenten 22 und 28 im
Querschnitt des Lenkradkranzes nebeneinander angeordnet sind. Alternativ
oder zusätzlich ist es auch möglich, diese beiden
Komponenten 22 und 28 in Umfangsrichtung des Lenkrades 10 hintereinander
anzuordnen.
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Die übrigen
Merkmale und ihre Varianten entsprechen jenen der obigen ersten
und zweiten Ausführungsbeispiele.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Lenkrades 10 gemäß 1, 2 und 3 können
wahlweise auch beliebig miteinander kombiniert werden. Dies ist
schematisch in 4 veranschaulicht.
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Das
in 4 dargestellte Lenkrad 10 hat einen Lenkradkranz 14 mit
zum Beispiel acht gleichmäßig über den
Umfang des Lenkrades verteilt angeordneten Segmenten 18.
Diese acht Segmente 18 sind alle aus einem hochfesten Kunststoffmaterial
wie beispielsweise modifiziertem Polycarbonat als selbsttragendes
Hohlprofil mit entsprechenden Hohlräumen 15 ausgebildet.
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Von
den insgesamt acht Segmenten 18 bzw. Hohlräumen 15 sind
zwei Segmente 18a ohne Schwingungsmasse ausgebildet, d.
h. sie haben einen leeren Hohlraum 15. Diese Segmente 18a können
gegebenenfalls zu einem späteren Zeitpunkt noch mit einer
geeigneten Materialfüllung 28 ausgeschäumt
werden, wie oben in Zusammenhang mit 2 beschrieben.
Zwei weitere Segmente 18b beinhalten in der Art des ersten Ausführungsbeispiels
von 1 jeweils wenigstens einen Massenkörper 22 als
Schwingungsmasse.
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Weiter
sind zwei Segmente 18c des Lenkradkranzes gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel von 2 ausgebildet,
d. h. ihre Hohlräume sind mit einer Materialfüllung 28 ausgeschäumt.
Schließlich gibt es zwei weitere Segmente 18d,
die in der Art der dritten Ausführungsform von 3 ausgebildet
sind, d. h. sowohl einen Massenkörper 22 als auch
eine dichte Materialfüllung 28 als Schwingungsmasse
enthalten.
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Selbstverständlich
ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf diese in 4 veranschaulichte
Kombinationsvariante beschränkt. Es können wahlweise
auch nur zwei der obigen Ausführungsformen von 1 bis 3 miteinander
kombiniert werden, zueinander unterschiedliche Anzahlen an Segmenten 18a–d
gemäß den verschiedenen Ausführungsformen
ausgebil det sein, andere Gesamtanzahlen von Segmenten 18 gewählt werden,
andere Anordnungsmuster der Segmentarten 18a–d
gewählt werden, und dergleichen.
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5 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Lenkrades 10. Dabei entspricht 5 der Darstellung
von 1b) und die übrigen Komponenten
des Lenkrades 10 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel
von 1 aufgebaut.
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Die
vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der oben
anhand von 1b) erläuterten
ersten Ausführungsform dadurch, dass das Hohlprofil des
Lenkradkranzes 14 nicht durch zwei oder mehr Schalenteile 14a, 14b gebildet
ist, sondern einstückig ausgebildet ist. Der hohle Lenkradkranz 14 bzw.
die hohlen Abschnitte des Lenkradkranzes 14 können
in vorteilhafter Weise mittels Spritzgießens hohl gespritzt
werden (injection moulding).
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Die übrigen
Merkmale und ihre Varianten entsprechen jenen der obigen ersten
und zweiten Ausführungsbeispiele. Außerdem ist
diese vierte Ausführungsvariante auch auf die zweite Ausführungsform
von 2 und die dritte Ausführungsform von 3 übertragbar.
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In 6 ist
ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Lenkrades 10 dargestellt. Dabei entspricht 6 der
Darstellung von 1b) und die übrigen
Komponenten des Lenkrades 10 sind analog zum ersten Ausführungsbeispiel
von 1 aufgebaut.
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Bei
dieser Ausführungsform ist in den durch das Hohlprofil
des Lenkradkranzes 14 gebildeten Hohlraum 15 ein
Behälter 24 eingesetzt, der mit einem Fluid 26 gefüllt
ist, welches eine höhere Materialdichte als das hochfeste
Kunststoffmaterial des Hohlprofils bzw. des Lenkrades 10 besitzt.
Als Fluide 26 eignen sich zum Beispiel Öle, Alkohole,
Siliko ne und weitere Stoffe, die bei den Benutzungstemperaturen
des Fahrzeugs ihren Aggregatszustand nicht verändern. Der
Fluidbehälter 24 kann wahlweise als starrer Hohlkörper
oder als elastische Hülle ausgebildet sein.
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Diese
Schwingungsmasse aus Behälter 24 und Fluidfüllung 26 kann
analog zum dritten Ausführungsbeispiel von 3 wahlweise
auch mit einem Massenkörper 22, einer Materialfüllung 28 oder
einem Massenkörper 22 und einer Materialfüllung 28 kombiniert
werden.
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Ferner
kann auch die in 6 dargestellte Variante entsprechend
der Darstellung von 4 in beliebiger Weise mit anderen
Ausführungsformen kombiniert werden.
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Die übrigen
Merkmale und ihre Varianten entsprechen jenen des obigen ersten
Ausführungsbeispiels. Außerdem ist auch die Abwandlung
des in
5 dargestellten Ausführungsbeispiels
auf diese Ausführungsform von
6 anwendbar. Bezugszeichenliste
| 10 | Lenkrad |
| 12 | Nabenbereich |
| 14 | Lenkradkranz |
| 14a | untere
Halbschale |
| 14b | obere
Halbschale |
| 15 | Hohlraum |
| 16 | Speiche |
| 18 | Segmente |
| 20 | Trennstege |
| 22 | Massenkörper |
| 24 | Behälter |
| 26 | Fluidfüllung |
| 28 | Materialfüllung |
| 30 | verschließbare Öffnung |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3925761
A1 [0005]
- - DE 10002480 B4 [0005]
- - DE 102005056661 B4 [0006]
- - US 1984033 A [0008]
- - EP 1190932 B1 [0009]
- - EP 1063146 B1 [0010]
- - WO 2004/000606 A2 [0010]
- - WO 2004/022408 A2 [0010]
- - DE 10247422 B3 [0011]
- - EP 1733949 A2 [0012]
- - WO 2005/073051 A1 [0012]
- - JP 61-222868 A [0012]
- - WO 2005/123482 A2 [0012]