DE102017111297A1

DE102017111297A1 - Verfahren zur Herstellung eines Lenkrades mit einem Sensoraufbau zur Ein- und Mehrzonen- Hand-Belegterkennung und einer beheizbaren Kontaktfläche

Info

Publication number: DE102017111297A1
Application number: DE102017111297.9A
Authority: DE
Inventors: Michael Lange; Martin Benzinger
Original assignee: Uc Universal Consulting GmbH
Current assignee: Uc Universal Consulting GmbH
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2017-05-23
Publication date: 2018-06-21

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Lenkrades für Fahrzeuge mit einem Sensoraufbau zur Einzonen- und Mehr-Zonen-Hand-Belegterkennung und einer beheizbaren LenkradflächeAufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Herstellungsverfahren so zu verbessern und Nachteile zu beheben, dass die Genauigkeit der Anbringung der Sensoren im Lenkrad erhöht wird, die Systemtoleranzen des Sensorsystems verringert werden, das Sensorsignal der Belegterkennungssensoren erhöht und damit robuster gegenüber Einflüssen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Alterung wird. Gleichzeitig sollen die optischen und haptischen Kriterien für das Lenkrad mit Belegterkennungssensoren verbessert werden.Durch eine Herstellungsprozesstrennung wird die Genauigkeit der Anbringung der Sensoren dadurch erhöht, dass zunächst der oder die Sensoren (20, 21) auf die Unterseite der Außen-Kontaktschicht des Lenkrades (10, 11) an den gewünschten Stellen aufgebracht und gegebenenfalls miteinander verbunden werden (23) und die elektrischen Kontaktierungen als Löt-, Schweiß-, Crimp- oder Klebstelle ausgeführt werden. Erst dieser Außenkontaktschicht-Sensoren-Verbund wird über den Schäumling des Lenkradkranzes (25), der die Heiz- und anderen Schichten enthält, gezogen. Mit dieser Vorgehensweise kann die Sensor-Schicht wegen der festen Verbindung mit der Außenkontaktschicht beim Aufbringen auf den Schäumling nicht verrutschen. Damit ist eine genauere Positionierung der Sensoren umsetzbar, die elektrische Trennung der unterschiedlichen Sensoren ist sichergestellt und es kommt zu weniger Produktionsfehlern. Mit der erreichbaren Positionierungsgenauigkeit der Sensoren zusammen mit einer Matrixaufteilung der Sensorflächen ist es außerdem möglich, Tastenfelder und Gestensteuerung unterhalb der Außenkontaktschicht darzustellen.Anwendungsgebiet ist der Herstellungsbereich für Lenkräder von Fahrzeugen aller Art.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkrades mit einem Sensoraufbau zur Ein- und Mehrzonen- Hand-Belegterkennung und einer beheizbaren Kontaktfläche.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik sind Lenkräder mit einem kapazitiven Sensorelement zur Belegterkennung bzw. zur Hands-Off-Detection (HOD) bekannt. Bekannt ist es auch Lenkräder mit HOD-Erkennung zusätzlich mit elektrischen Heizelementen zu versehen.
Beispielhaft sei hier auf die Schriften DE 10 2014 223 128 A1 , DE 102011 084 903 A1 , DE 10 2012 024 903 A1 aber auch US 2014/0224040 verwiesen.
Bisher ist es üblich, die Sensor- und Heizungseinbauten für ein Lenkrad als Schichtaufbau darzustellen und diesen Schichtaufbau dann auf einem Vorschäumling bzw. Lenkradkranz unter das Leder zu montieren.
Der HOD-Schichtaufbau besteht normalerweise aus folgenden Schichten:

1) Lenkradskelett,
2) Isolierschicht oder Vorschäumling,
3) Heizungsschicht
4) Isolierschicht aus nichtleitendem Trägermaterial
4) Abschirmschicht,
5) Isolierschicht aus nichtleitendem Trägermaterial,
6) Belegterkennungssensor
7) Schaumschicht je nach Designanforderungen
8) Kontaktschicht (Leder, Holz, nichtleitende Kunststoff oder ähnliches)

Dieser HOD Schichtaufbau wird in zwei unterschiedlichen Fertigungsverfahren in die unterschiedlichen Lenkräder eingebracht.
Stand der Technik Fertigungsverfahren 1:
Der sogenannte HOD Schichtaufbau wird auf das fertig geschäumte Lenkrad aufgebracht. Als Abschluss wird über die HOD Matte Leder aufgezogen.
Vorteil dieses Verfahrens:
Die HOD Matte ist direkt unter dem Leder platziert, und hat damit den geringsten möglichen Abstand und den physikalisch größtmöglichen kapazitiven Sensorwert.
Nachteile dieses Verfahrens:
Die HOD Matte muss derart ausgelegt sein, dass die Heizungsdrähte sich nicht durch das Leder durchdrücken. Wenn sich die Heizdrähte durchdrücken, kann das dazu führen, dass die Heizdrähte sich im Leder abbilden.
Ebenso kann es dazu führen, dass die Heizdrähte sich mit den Fingern erfühlen lassen.
Die verwendete Schaumgummi Schicht im HOD Schichtaufbau führt weiterhin dazu, dass das Lenkrad sich sehr weich anfühlt.
Ein weiterer Nachteil dieser Methode ist, dass nur Top Grain Leder verwendet werden kann, welches dann über eine umgebugte Naht an den Nähten vernäht werden muss. Dieses Nähverfahren bildet sich ebenso im Leder ab.
Stand der Technik Fertigungsverfahren 2:
In einem zweiten Verfahren, wird der HOD Schichtaufbau auf ein vorgeschäumtes Lenkrad aufgebracht. Die aufgebrachte HOD Matte wird in einem zweiten Verfahrensschritt dann nochmals überschäumt. Im letzten Arbeitsschritt wird der fertige Lenkradschäumling mit Leder überzogen.
Vorteile dieses Verfahrens:
Es kann jede Lederart verwendet werden. Es können alle Nähte in den dafür vorgesehenen Nuten des Vorschäumling eingebracht werden, ohne dass diese Nähte oder überstehendes Leder in der Oberfläche sichtbar wird.
Die Heizdrähte der Lenkradheizung können sich nicht durchdrücken, da sie unter einer Schicht ausgehärteten Schaums liegen.
Durch Auslegung des Schaums fühlt sich das Lenkrad eher hart an.
Nachteile dieses Verfahrens:
Die Lenkradheizung liegt tiefer unter dem Leder und benötigt damit länger, bis die Lenkradoberfläche erwärmt werden kann.
Die Sensoroberfläche liegt tiefer im Lenkrad als beim Fertigungsverfahren 1. Dies führt dazu, dass die Sensorwerte bei einer kapazitiven Messung deutlich verkleinert werden.
Eine genaue Positionierung der Sensorschicht sowohl in der Tiefe als auch der Positionierung in Form von Verdrehung ist nur schwer darstellbar. Eine Analyse der Positionierung ist nur durch eine zerstörende Prüfung möglich.
Gegenstand der Erfindung
Die sogenannte Hand Belegterkennung wird für Fahrzeuge mit hoch automatisiertem Fahren oder autonomen Fahren benötigt. Bei diesen Fahrzeugen kann die Hand am Lenkrad des Fahrzeugs nur sicher detektiert werden, wenn 2 unabhängige Sensoren die Hand mit unterschiedlichen Sensorprinzipien detektieren. Einer der Sensoren kann hierfür der Drehmomentsensor an der Lenksäule sein, der Zweite ist ein Hand-Belegterkennungssensor im Lenkrad.
Insbesondere der Drehmomentsensor kann durch Manipulation des Fahrers einen falschen Fahrerwunsch sensieren. Vor diesem Hintergrund wird ein technisches Herstellungsverfahren für Lenkräder mit einem Sensoraufbau zur Einzonen- oder Mehrzonen Hand Belegterkennung und einer beheizbaren Kontaktfläche vorgeschlagen, bei dem der HOD Schichtaufbau durch eine Prozesstrennung mehrere Nachteile der bisherigen Verfahren beseitigt.
Aufgabe der Erfindung ist, die Lösung der vorbekannten Herstellungsweise zu verbessern oder Nachteile zu beheben. Ziel ist es insbesondere die Genauigkeit der Anbringung des Sensors zu erhöhen, die Systemtoleranzen des Sensorsystems zu verringern sowie das Sensorsignal der Belegterkennungssensoren zu erhöhen und damit robuster und auch sicherer gegenüber den Einflüssen von Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Alterung zu gestalten. Gleichzeitig werden die optischen und haptischen Kriterien für das Lenkrad mit Handbelegterkennungssensor verbessert.
Vorteile der Erfindung
Die Heizdrähte sind durch die zweite Schäumungsschicht nicht mehr fühlbar
Die Heizdrähte können sich durch die zweite Schäumungsschicht nicht im Leder abbilden und werden auch über die übliche geforderte Lebensdauer unsichtbar bleiben.
Durch das beschriebene Aufkleben der Sensorflächen direkt unter das Leder ist es möglich auch Spaltleder mit normalen Schaumnuten zu verwenden. Dies ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Designfreiheit für das Lenkrad wichtig. Ein weiterer Vorteil von Spaltleder ist der Kostenvorteil von Spaltleder gegenüber Oberflächenleder, wodurch die Lenkradherstellung deutlich kostengünstiger ausfallen kann.
Durch Auslegung der zweiten Schaumschicht kann die fühlbare Härte des Lenkrades eingestellt werden.
Nach dem Erfindungsgemäßen Verfahren befindet sich die Sensorschicht nächstmöglich unter der Kontaktoberfläche des Lenkrades.
Durch diesen geringen Abstand der Sensorfläche zur Lenkradoberfläche werden zwei Sensoreffekte verbessert. Es wird der Abstand des Sensors zur Kontaktoberfläche verringert und gleichzeitig die Sensoroberfläche vergrößert. Durch das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren wird ein größeres Sensor-Ausgangssignal erzielt. Da die Belegterkennung beim fertigen Lenkrad im Fahrzeug verbaut der Erhöhung der Sicherheit beim automatisierten oder Autonomen Fahren dient, unterstützt das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren diesen Sicherheitsaspekt.
Beschreibung der Erfindung
Es werden zunächst der Lenkradkranz mit der ersten Polyurethan Schaumschicht oder anderen geeigneten Kunststoffmaterialien, auch Vorschäumling genannt, mit dem Heizungselement versehen. Für die funtionalität des Heizungselementes ist lediglich die flächige Erwärmung der Kontaktfläche des fertigen Lenkrades von Bedeutung. Bei der Aufbringung der Heizungsschicht besteht keine Anforderung an die Positioniergenauigkeit. In einem zweiten werkzeuggebundenen Verfahrensschritt wird eine zweite Polyurethan Schaumschicht oder ein anderes geeignetes Kunststoffmaterial aufgebracht. Das Lenkrad heißt nach diesem Verfahrensschritt Fertig-Schäumling.
Um die Erkennung der Handbelegung zu verbessern und die Genauigkeit der Anbringung des Einzonen beziehungsweise Mehrzonen-Sensors in Form vordefinierter Zonen zu erhöhen, wird dieser Sensor direkt auf die Unterseite des Leders genau an die gewünschte Stelle geklebt.
Die elektrischen Kontaktierungen werden an einem durch eine Kunststoffblende verdeckten Teil durchgeführt werden. Die Kontaktierungen der Handerkennungszonen können als Lötstelle, als Schweißstelle, als Crimpstelle oder aber als Klebstelle ausgeführt werden.
Erst dieser Verbund aus Leder und Ein- oder Mehrzonensensor wird über den Schäumling des Lenkradkranzes, der schon die Heizungsschicht enthält, gezogen. Dabei kann die Sensorschicht wegen der festen Klebe-Verbindung mit dem Leder nicht verrutschen. Damit ist auch eine genauere Positionierung der gewünschten Mehrzonen-Sensoren umsetzbar. Insbesondere ist auch die elektrische Trennung der unterschiedlichen Sensorzonen funktional und designbedingt durch die feste Verbindung mit dem Leder sicher gestellt. Es kommt zu weniger Fehlern während der Fertigung.
Die Genauigkeit der Hand Erkennungs Sensoren wird bei der Weiterentwicklung des autonomen Fahrens deutlich an Bedeutung gewinnen. Beim autonomen Fahren wird nicht nur der Ein-Zonensensor, sondern der zwei-, drei-, vier, fünf Zonensensor oder noch mehr Sensorteilflächen bedeutsam werden. Insbesondere durch eine Matrixaufteilung der Sensorflächen ist es durch die erreichbare Genauigkeit des Erfindungsgemäßen Fertigungsverfahrens möglich auch Tastenfelder oder Gestensteuerung unterhalb des Leders darzustellen. Ein Beispiel hierfür könnte der Ersatz der Schaltwippe durch entsprechende Sensorfelder unterhalb des Leders sein. Durch den Entfall der Schaltwippe werden entsprechende Kostenvorteile realisiert.
Verzeichnis der Figuren

1 zeigt einen nach dem Stand der Technik üblichen Schichtaufbau in nicht Maßstabsgetreuer Ausführung. Die Schichten sind für kapazitive Sensoren folgendermaßen definiert:

1

Leder

2

Sensor Lage

3

Kunststoff Schaum oder Vlies

4

Abschirmung aus leitfähigem Material

5

Kunststoff Schaum oder Vlies

6

Heizungs Lage

7

Lenkrad Kunststoff Schaum

8

Lenkrad skelett

9

Jeweilige Verbindungsschicht zum Beispiel Kleber
2 zeigt eine Prinzip-Skizze für einen 2 Zonen Sensor, Der in der Abwicklung vom Lenkradkranz dargestellte Sensor umfasst:

10

Lederzuschnitt rechts

11

Lederzuschnitt links

12

Sensorschicht 1 auf der zum Fahrer gewandten Lenkradkranzseite

13

Sensorschicht 2 auf der zum Fahrer abgewandten Lenkradkranzseite

15

Abstand der beiden Lederzuschnitteder ungefähr das doppelte der Lederdicke entspricht, damit das Leder im üblichen Verfahren genäht werden kann
3 zeigt eine Nahtausführung im Querschnitt zwischen den Lederzuschnitten mit durchgehendem Sensor in nicht Maßstabsgetreuer Ausführung.

10

Lederzuschnitt rechts

11

Lederzuschnitt links

13

Sensorschicht 2 auf der zum Fahrer abgewandten Lenkradkranzseite

14

Nichtleitende Fäden zum Vernähen der einzelnen Lederzuschnitte

15

Abstand der beiden Lederzuschnitte der ungefähr das Doppelte der Lederdicke entspricht, damit das Leder im üblichen Verfahren genäht werden kann
4 zeigt einen Querschnitt durch ein Lenkradskelett mit dem in 2 bis 3 ausgeführten Lederzuschnitten, die auf ein Lenkrad aufgezogen sind.

10

Lederzuschnitt rechts

11

Lederzuschnitt links

13

Sensorschicht 2 auf der zum Fahrer abgewandten Lenkradkranzseite

14

Nichtleitender Faden zum Vernähen der einzelnen Lederzuschnitte

25

Lenkrad Vorschäumling gegebenenfalls bereits mit Lenkradheizung ausgestattet
5 zeigt eine Prinzip-Skizze für einen Ein - Zonen Sensor, der in der Abwicklung vom Lenkradkranz dargestellte Sensor umfasst:

10

Lederzuschnitt rechts

11

Lederzuschnitt links

20

Sensorschicht rechts

21

Sensorschicht links
6 zeigt eine leitende Nahtausführung im Querschnitt zwischen den Lederzuschnitten für den Ein Zonen Sensor in nicht Maßstabsgetreuer Ausführung.

10

Lederzuschnitt rechts

11

Lederzuschnitt links

20

Sensorschicht rechts

21

Sensorschicht links

23

leitender Faden zur Verbindung der einzelnen Sensorteile zu einem Ein - Zonen Sensor
7 zeigt einen Querschnitt durch ein Lenkradskelett mit dem in 5 und 6 ausgeführten Lederzuschnitten mit einem Ein-Zonen Sensor, die auf ein Lenkrad aufgezogen sind.

10

Lederzuschnitt rechts

11

Lederzuschnitt links

20

Sensorschicht rechts

21

Sensorschicht links

23

leitender Faden zur Verbindung der einzelnen Sensorteile zu einem Ein - Zonen Sensor

25

Lenkrad Vorschäumling gegebenenfalls bereits mit Lenkradheizung ausgestattet
8 zeigt ein Lenkrad mit kapazitiven 5 Zonen Sensor, welches über sogenannte Koaxial Kabel an die Sensor Auswerteelektronik angebunden ist.

30

Sensor Auswerteelektronik

31

Koaxialkabel mit Seele für die Sensorflächen und Schirm für die Schirmschicht

32

Lenkrad mit erfindungsgemäß dargestellten kapazitiven Sensorzonen

33

Sensorzone links oben ¼ des Lenkradkranzes

34

Sensorzone rechts oben ¼ des Lenkradkranzes

35

Sensorzone links unten ¼ des Lenkradkranzes

36

Sensorzone umlaufend

37

Sensorzone rechts unten ¼ des Lenkradkranzes
9 Zeigt einen Lederzuschnitt mit einem kapazitiven Matrix Sensor sowie einem Umlaufenden kapazitiven Sensor.

10

Lederzuschnitt rechts

11

Lederzuschnitt Links

42

Umlaufende Sensorzone

43

Sensormatrix rechts

44

Sensormatrix links
10 zeigt eine Nahtausführung im Querschnitt zwischen den Lederzuschnitten mit einzelnen Sensorstücken an den einzelnen Lederstücken die zu einer größeren Sensorfläche mit Hilfe von leitenden Verbindungsstücken zu einer oder mehreren Sensorzonen verbunden werden können. Die einzelnen Lederstücke können mit nicht leitendem Faden verbunden werden. Die Darstellung ist nicht in Maßstabsgetreuer Ausführung.

10

Lederzuschnitt rechts

11

Lederzuschnitt links

14

Nichtleitender Faden zum Vernähen der einzelnen Lederzuschnitte

20

Sensorschicht rechts

21

Sensorschicht links

50

Dünnes leitendes Verbindungsstück

Erläuterungen zu den Zeichnungen
1 zeigt einen nach dem Stand der Technik üblichen Aufbau eines Lenkrades mit Heizungselement und Belegterkennungssensor. Ein solcher Material-Verbund besteht aus Isolierschicht, Abschirm- oder Potentialschicht, Isolierschicht, Heizungselement, Belegterkennungssensor und der Kontaktfläche. Nach dem Stand der Technik werden die verschiedenen Schichten aufeinander aufgebaut. Erkennbar ist, dass dieser Aufbau in der Genauigkeit der Anordnung der einzelnen Schichten und insbesondere der Genauigkeit der Anordnung bei Mehrzonen-Belegterkennungssensoren schwierig ist.
Die Genauigkeit wird durch folgende Faktoren beeinflusst:
Die Dicke der einzelnen Schichten. Je dicker die einzelnen insgesamt sechs Schichten sind, desto ungenauer ist die Positionsgenauigkeit zu erreichen.
Die Verschiebungseffekte zwischen den einzelnen Schichten beim Herstellen dieses Verbundes.
Die Verschiebungseffekte beim Aufbringen des Schichtenverbundes auf den Lenkradkranz.
2 zeigt die Prinzip-Skizze eines Lederzuschnitt-Teils mit Lenkradkontur und zwei Sensorzonen, Dabei sind die Sensorzonen elektrisch voneinander Isoliert aufgebaut. Die jeweilige Verdickung über die abgewickelten Sensorzonen sind der Lederkontur angepasst, damit eine möglichst große Sensorfläche erzielt werden kann. Die zwei Lederzuschnitte liegen zur Verklebung der Sensormatte mit einem Abstand, der zwei mal der Dicke des Leders, durch diesen Abstand ist es beim Vernähen des Leders möglich, den Sensoraufbau faltenfrei mit zu vernähen.
3 zeigt eine Detailierung des in 2 beschriebenen faltenfreien Nahtaufbau. Die Nahtausführung zwischen den Lederzuschnitten mit durchgehendem Sensor wird im Querschnitt dargestellt. In diesem Fall muss an der Nahtstelle das Leder zusammen gehalten werden und der Sensor an dieser Schnittstelle mit einer Naht fixiert werden. Eine Leitfähigkeit des Nähgarns darf nicht gegeben sein damit kein Kurzschluss zwischen den zwei Sensorzonen entsteht. Durch die im Design berücksichtigte Lederdicke kann im Nähprozess der Sensor ohne Falten und damit unsichtbar und unfühlbar aufgebracht werden.
4 zeigt einen Querschnitt, durch einen fertigen Lenkradkranz. Dabei ist im Vorschäumling des Lenkrades eine Nut eingelassen, in die dann das vorbereitete Leder mit einer Ledernaht eingelassen wird. Die Prozessschritte bis zum Einkleben des Leders in das Lenkrad wird ebenso in der 2 und 3 beschrieben.
5 zeigt einen Ein Zonen Sensor, der mit den jeweiligen Lederstücken verbunden wird. Die Lederstücke stellen bei diesem Verfahren, einen unterbrochenen Sensor der erst in den folgenden Prozessen miteinander Verbunden wird. In diesem Fall muss an der Nahtstelle das Leder zusammengehalten werden und gleichzeitig für den Sensor eine elektrische Verbindung geschaffen werden. Dies kann durch die Verwendung von leitfähigem Garn, leitfähigem Kleber oder einem anderen dafür geeigneten leitfähigem Material gewährleistet werden.
6 zeigt eine Detailierung des in 5 beschriebenen faltenfreien Nahtaufbau. Die Nahtausführung zwischen den Lederzuschnitten für den Ein-Zonen Sensor wird im Querschnitt dargestellt. In diesem Fall muss an der Nahtstelle das Leder zusammen gehalten werden und die Sensoren elektrisch leitfähig verbunden werden. Der Sensor und das Leder werden an dieser Schnittstelle mit einer Naht fixiert werden. Eine Leitfähigkeit des Nähgarns muss gegeben sein damit aus den zwei Sensorzonen entsteht eine einzige Sensorzone entsteht.
7 zeigt einen Querschnitt, durch einen fertigen Lenkradkranz. Dabei ist im Vorschäumling des Lenkrades eine Nut eingelassen, in die dann das vorbereitete Leder mit einer Ledernaht eingelassen wird. Die Prozessschritte bis zum Einkleben des Leders in das Lenkrad wird ebenso in der 5 und 6 beschrieben.
8 stellt das gesamte System zur Sensierung des Hand belegt Erkennung Status dar. Das Geasamtsystem besteht aus dem Lenkrad mit dem Integrierten Sensor und Heizelement. Um den Sensor zu kontaktieren, sind verdrillte Kabel oder Koaxialleitungen nötig. Der Sensor ist über die im Lenkrad integrierten Kabel an die Auswerteelektronik angeschlossen. Dabei ist die Auswertelektronik ebenfalls in das Lenkrad integriert, da es kaum möglich ist die Sensorsignale Analog über größer Strecken durch ein Fahrzeug zu verlegen. Durch die Integration wird die Störfestigkeit und der Signal Rausch Abstand vergrößert. Ein großer Signal Rausch Abstand führt zu einer erhöhten Sicherheit bei der Hand belegt Erkennung.
9 stellt einen Lederzuschnitt mit einem kapazitiven Matrix Sensor sowie einem Umlaufenden kapazitiven Sensor dar. Die Sensormatrix rechts kann Aufsummiert werden. Die Sensormatrix links kann Aufsummiert werden. Aus den Summen rechts und links sowie dem ausführungsbedingten umlaufenden Sensor lässt sich der berührt oder umgriffen Status des Lenkrades darstellen. Die breiten Lederstücke werden an den Lenkradspeichen befestigt. Die Sensormatrix kann in der Auswerteelektronik neben der Summe auch auf den einzelnen Flächen der Sensormatrix ausgewertet werden oder aber mit ein, lassen sich nun auch weitere Funktionen wie das Schalten oder verschiedene grafische Zeichen auf den Speichen darstellen.
10 zeigt eine weitere Detailierung des in 2 beschriebenen faltenfreien Nahtaufbau. Die Nahtausführung zwischen den Lederzuschnitten mit durchgehendem Sensor wird im Querschnitt dargestellt. In dieser Detaillierung wird das Leder von einer normalen nicht leitenden Ledernaht zusammen gehalten werden. Die gewünschten Sensorflächenwerden über die Ledernaht mit einem sehr dünnen leitfähigen Material zusammen geschlossen. Eine Leitfähigkeit des Nähgarns darf nicht gegeben sein damit kein ungewollter Kurzschluss zwischen zwei Sensorzonen entsteht. Durch den Sensor der nur auf der Lenkradunterseite angebracht ist, wird es möglich den Sensor ohne Falten und damit unsichtbar und unfühlbar aufgebracht werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014223128 A1 [0003]
DE 102011084903 A1 [0003]
DE 102012024903 A1 [0003]
US 2014/0224040 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Lenkrades mit einem Sensoraufbau zur Einzonen oder Mehrzonen- Hand-Belegterkennung und einer beheizbaren Kontaktfläche, mit den Schritten a) Einschäumen der Heizung und des Shields des Belegterkennungssensors im Lenkradkranz so, dass ein mit Heizung und Shield für den Belegterkennungssensor versehener Lenkradkranz entsteht; b) Anbringen der verschiedenen und unabhängigen Sensorflächen für die Belegterkennung nach definierten Vorgaben für Größe, Anzahl und Form unter einer Lenkradaußenschicht. Wobei die Sensorflächen aus geeigneten Materialien wie leitfähigem Gewebe, Vlies, Gewirke, leitfähiger Bedruckung oder ähnlichem direkt unter die Lenkradaußenhaut angebracht sind, so dass verschiedene, unabhängige, definierte Sensorzonen entstehen und die Lenkradaußenhaut mit den darunter angebrachten Belegterkennungssensoren einen Verbund bildet. c) Vorbereiten der Kontaktierung der Sensoren an den in Abhängigkeit von Anzahl, Größe und Form geforderten Belegterkennungszonen notwendigen Verbindungsstellen durch mechanische Bearbeitung oder chemische Behandlung. d) Kontaktierung der Belegterkennungssensoren mit einem Kontaktkabel oder Sensorleitung durch leitfähigen Kleber, crimpen, schweißen, löten oder klemmen. e) Kontaktierungsstellen der Belegterkennungssensoren im später unsichtbaren Bereich unter Chromblenden oder Lenkradschaltern ausführen. f) Isolation der aus d) entstandenen Kontaktstellen durch geeignete isolations Materialien. g) Zusammenführen des nach a) hergestellten Lenkradkranzes durch Verkleben und Vernähen mit dem nach b), c), d) und e) hergestellten Lenkradaußenhaut-Sensor-Verbund , wobei die nach c), d), e)und f) angebrachten Kontakte der Sensoren an eine Auswerteelektronik angeschlossen werden.
Verfahren nach Anspruch 1 wobei die Lenkradaußenhaut wahlweise zum Beispiel aus Leder, Holz oder weiteren nichtleitenden Materialien bestehen kann.
Verfahren nach Anspruch 1 und 2 wobei die Lenkradaußenhaut aus Leder besteht. Der oder die einzelnen Sensoren werden direkt unter das Leder geklebt. Damit die einzelnen Lederzuschnitt Teile noch vernäht werden können, wird zwischen den einzelnen Leder Zuschnitt Teilen eine Lücke gelassen, die circa zwei Mal der Dicke des Leders entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3 wobei die Lenkradaußenhaut aus Leder besteht. Der oder die einzelnen Sensoren werden direkt unter das Leder geklebt. Damit der Lederzuschnitt später noch faltenfrei verklebt werden kann wird der Sensor mit seinen Hauptdehnungsrichtungen entsprechend der Dehnbarkeit des Leders ausgerichtet.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3 wobei die Lenkradaußenhaut aus Leder besteht. Der oder die einzelnen Sensoren werden direkt unter die einzelnen Lederstücke geklebt. Damit der Lederzuschnitt später noch faltenfrei verklebt werden kann wird der Sensor mit seinen Hauptdehnungsrichtungen entsprechend der Dehnbarkeit des Leders ausgerichtet.-Durch eine dünne, leitfähige Verbindung werden die einzelnen Sensorstreifen auf den Lederstücken zu einem größeren Sensorfeld verbunden. Die Lederstücke werden mit nichtleitendem Faden vernäht.
Verfahren nach Anspruch 1,2,3 und 4 wobei die Lenkradaußenhaut aus Leder besteht. Der oder die einzelnen Sensoren werden direkt an die Unterseite des Leders geklebt. Damit der Sensor später unsichtbar auf der Lenkradaußenseite ist, sollte der Sensor bevorzugt nicht dicker als 0,1 mm oder 100 µm ausgeführt sein.
Verfahren nach Anspruch 1, 2, 4 und 5 wobei die Lenkradaußenhaut aus Leder besteht. Der einzelne Sensor wird direkt unter die einzelnen Lederzuschnitt Teile geklebt. Damit wieder ein geschlossener Sensorbereich entsteht, werden die einzelnen Leder Zuschnitt Teile mit leitfähigem Garn oder Faden vernäht.
Verfahren nach Anspruch 1 , 2, 5 und 3 oder 4, wobei die Lenkradaußenhaut aus Leder und teilweise aus Holzschalen oder Kunststoffteilen mit Holzoberfläche besteht. Wobei die Sensorflächen unterhalb der Holzschale oder der Kunststoffteile mit Holzoberfläche bereits mit dem Leder Zuschnitt verbunden sein muss und auf das vorgeschäumte Lenkrad zusammen mit dem Lederzuschnitt aufgeklebt wird. Der Lederzuschnitt spart den Teil aus, auf den später die Holzschale oder Kunststoffteil mit Holzoberfläche aufgebracht wird. Der Sensor läuft aber auch unter der Holzschale oder dem Kunststoffteil mit Holzoberfläche durch. Die Holzschale oder Kunststoffteil mit Holzoberfläche wird im letzten Arbeitsschritt auf das Lenkrad aufgebracht und verklebt.