DE102017223111A1

DE102017223111A1 - Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017223111A1
Application number: DE102017223111.4A
Authority: DE
Inventors: Denis Schmidt
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2019-06-19

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung (6) eines Kraftfahrzeugs (2), mit einem drehbar um eine Drehachse (12) gelagerten Lenkradkranz (8), und mit einem Lenksäulenabschnitt (10), der parallel zur Drehachse (12) angeordnet ist. Der Lenkradkranz (8) ist an dem Lenksäulenabschnitt (10) angebunden und zwischen einer erste Position (18) und eine zweite Position (30) um eine Schwenkachse (20) schwenkbar, die senkrecht zur Drehachse (12) ist. Die Schwenkachse (20) ist in der zweiten Position (30) bezüglich der ersten Position (18) entlang der Drehachse (12) versetzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, mit einem drehbar um eine Drehachse gelagerten Lenkradkranz, und mit einem Lenksäulenabschnitt, der parallel zur Drehachse angeordnet ist.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise Vorderräder auf, mittels derer eine gewünschte Richtung des Kraftfahrzeugs eingestellt wird. Hierfür sind die Vorderräder meist mittels einer Lenkstange gekoppelt, an der eine Lenkvorrichtung, wie ein Lenkrad, angebunden ist. Mittels der Lenkvorrichtung wird von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs die gewünschte Richtung eingestellt. Hierfür wird ein Lenkradkranz der Lenkvorrichtung rotiert, sodass die Vorderräder in die gewünschte Richtung weisen. Der Lenkradkranz selbst ist üblicherweise in Brusthöhe vor dem Fahrer des Kraftfahrzeugs positioniert, sodass dieser den Lenkradkranz vergleichsweise einfach fassen kann. Aufgrund dessen ist eine Bewegungsfreiheit des Fahrers eingeschränkt, sodass dieser sich nicht oder lediglich vergleichsweise umständlich innerhalb seines Sitzes zur Seite drehen kann. Auch sind ein Einstieg und ein Ausstieg aus dem Kraftfahrzeug erschwert. Bei vergleichsweise beengten Fahrgasträumen, wie beispielsweise bei Rennfahrzeugen, ist es daher bekannt, den Lenkradkranz abnehmbar auszugestalten, sodass dieser vor einem Einstieg demontiert werden kann. Nach erfolgter Positionierung des Fahrers in dem Fahrzeugsitz wird der Lenkradkranz erneut montiert, sodass der Fahrer das Fahrzeug lenken kann. Ein Ausstieg aus dem Kraftfahrzeug ist hierbei mit montiertem Lenkradkranz nicht oder lediglich vergleichsweise schwierig möglich.
In zunehmendem Maße werden Kraftfahrzeuge automatisiert, sodass dieses autonom bewegt werden können. Hierbei werden unterschiedliche Automatisierungsstufen unterschieden. Ab dem sogenannten Level 3, welcher einer Hochautomatisierung entspricht, ist es nicht erforderlich, dass der Fahrer die einzelnen Systeme, die der Steuerung des Kraftfahrzeugs dienen, andauernd überwacht. Infolgedessen kann sich der Fahrer anderen Dingen zuwenden, wobei jedoch auch ein Eingriff in die Steuerung möglich oder teilweise erforderlich ist. Wenn das Kraftfahrzeug somit in Level 3 fortbewegt wird, ist es für den Fahrer nicht erforderlich, den Lenkradkranz zu bedienen. Daher benötigt der Fahrer zumindest für bestimmte Zeitabschnitte den Lenkradkranz nicht. Da dieses jedoch trotzdem zwangsweise vorhandenen sein muss, ist ein Platz und somit ein Komfort für den Fahrer verringert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders geeignete Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, wobei insbesondere ein Platzbedarf verringert und/oder ein Komfort für einen Benutzer erhöht ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Die Lenkvorrichtung ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, wie eines Personenkraftfahrzeugs oder eines Nutzkraftfahrzeugs. Mittels der Lenkvorrichtung wird bei Betrieb, insbesondere von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs, eine Richtung eingestellt, in die das Kraftfahrzeug fortbewegt wird. Hierfür ist die Lenkvorrichtung geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Mit anderen Worten dient die Lenkvorrichtung der Steuerbewegung des Kraftfahrzeugs und insbesondere der Auswahl und/oder Einstellung einer Bewegungsrichtung/Fortbewegungsrichtung. Hierfür ist die Lenkvorrichtung zweckmäßigerweise mit Rädern des Kraftfahrzeugs gekoppelt. Insbesondere umfasst die Lenkvorrichtung eine Zahnstange oder ist vorgesehen mit einer Zahnstange gekoppelt zu werden. Die Zahnstange ist im Montagezustand an zumindest einem der Räder des Kraftfahrzeugs, vorzugsweise zweien der Räder, insbesondere den Vorderrädern, angebunden, sodass bei einer Verschiebung der Zahnstange um einen bestimmten Bereich ein Lenkeinschlag der Räder verändert wird. Beispielsweise ist die Lenkvorrichtung mit einem Ritzel gekoppelt oder versehen, welches mit der etwaigen Zahnstange in Wirkverbindung steht. Beispielsweise umfasst die Lenkvorrichtung eine Lenkunterstützung, insbesondere eine sogenannte Servolenkungseinheit. Alternativ ist das Ritzel mittels eines Elektromotors angetrieben, welcher beispielsweise aufgrund von elektrischen Signalen angesteuert wird. Die elektrischen Signale werden dabei zumindest teilweise mittels der Lenkvorrichtung erstellt.
Die Lenkvorrichtung weist einen drehbar um eine Drehachse gelagerten Lenkradkranz auf. Hierbei ist der Lenkradkranz geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, zumindest zeitweise von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs bedient zu werden. Mittels Drehen des Lenkradkranzes um die Drehachse wird dabei bei Betrieb eine Steuerbewegung durchgeführt, sodass mittels des Lenkradkranzes vorzugsweise eine Einstellung zumindest eines Rads des Kraftfahrzeugs erfolgt. Die Lenkvorrichtung weist ferner einen Lenksäulenabschnitt auf, der parallel zur Drehachse angeordnet ist. Dabei ist der Lenkradkranz an dem Lenksäulenabschnitt angebunden, beispielsweise befestigt. Im Montagezustand ist der Lenksäulenabschnitt beispielsweise an weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs, wie einer Lenksäule oder einem Armaturenbrett befestigt. Zweckmäßigerweise ist der Lenksäulenabschnitt mit dem etwaigen Ritzel oder einem Sensor zur Aufnahme der Position des Lenkradkranzes gekoppelt. Hierbei dient der Lenksäulenabschnitt insbesondere der Befestigung des Lenkradkranzes an weiteren Bestandteilen des Kraftfahrzeugs. Die Drehachse ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs angeordnet, und dabei beispielsweise gegenüber einer horizontalen Ebene zur Erhöhung des Komforts geneigt.
Der Lenkradkranz ist zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position verschwenkbar. Hierbei erfolgt das Verschwenken um eine Schwenkachse. Mit anderen Worten ist es möglich, den Lenkradkranz um die Schwenkachse zwischen der ersten Position und der zweiten Position und zurück zu verschwenken. Beispielsweise ist lediglich eine Einnahme der ersten Position und der zweiten Position oder auch von dazwischen liegenden Positionen ermöglicht. Die erste Position und die zweite Position sind insbesondere um einen Winkel zwischen 50° und 120°, zwischen 70° und 100° oder im Wesentlichen 90° zueinander verschwenkt, wobei beispielsweise eine Abweichung von 10°, 2° oder 0° vorhanden ist. Die Schwenkachse selbst ist senkrecht zur Drehachse. Mittels Überführen des Lenkradkranzes von der ersten Position in die zweite Position wird somit eine Ausdehnung des Lenkradkranzes senkrecht zur Drehachse verändert, insbesondere verringert. Ferner ist die Schwenkachse in der zweiten Position bezüglich der ersten Position entlang der Drehachse versetzt. Mit anderen Worten wird bei dem Verbringen des Lenkradkranzes von der ersten Position in die zweite Position zusätzlich zur Schwenkbewegung auch eine translatorische Bewegung der Schwenkachse und vorzugsweise des Lenkradkranzes durchgeführt, sodass die Schwenkachse entlang der Drehachse versetzt ist. Zusammenfassend ist die Lage der Schwenkachse in der zweiten Position entlang der Drehachse im Vergleich zur Lage der Schwenkachse in der ersten Position versetzt. Hierbei ist die Versetzung, insbesondere die Verschiebung, parallel zu der mittels der Drehachse definierten Richtung.
Aufgrund des Verschwenkens des Lenkradkranzes wird die Ausdehnung der Lenkvorrichtung senkrecht zur Drehachse verändert, wobei mittels Versetzen der Schwenkachse entlang der Drehachse zudem die Ausdehnung der Lenkvorrichtung in einer Richtung parallel zur Drehachse verändert wird. Somit ist es ermöglicht, den Lenkradkranz in die zweite Position von dem Fahrer weg zu schieben, sodass zusätzlicher Raum für den Fahrer des Kraftfahrzeugs geschaffen ist, was den Komfort erhöht. Beispielsweise ist der Versatz der Schwenkachse zwischen 2 cm und 40 cm, zwischen 5 cm und 30 cm und beispielsweise zwischen 10 cm und 20 cm. Geeigneterweise ist in der zweiten Position die Schwenkachse von einem etwaigen Fahrer des Kraftfahrzeugs weg versetzt, und der Lenkradkranz befindet sich im Vergleich zur ersten Position in einer weiter horizontalen Richtung. Insbesondere ist dann, wenn der Lenkradkranz sich in der zweiten Position befindet, eine Beeinflussung der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer nicht möglich.
Vorzugsweise wird bei Betrieb die zweite Position eingenommen, wenn das Kraftfahrzeug nicht fortbewegt wird, beispielsweise wenn eine Zündung ausgeschaltet ist, das Kraftfahrzeug abgestellt ist oder das Kraftfahrzeug autonom oder zumindest teilweise autonom bewegt wird. Der Lenkradkranz befindet sich zweckmäßigerweise in der ersten Position, wenn durch den Fahrer manuell eine Betätigung des Lenkradkranzes erfolgen soll, sodass insbesondere mittels des Lenkradkranzes die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs eingestellt wird. Hierbei ist der Lenkradkranz in der ersten Position um die Drehachse drehbar gelagert. Beispielsweise ist in der zweiten Position eine Bewegung des Lenkradkranzes um die Drehachse nicht möglich. Alternativ ist auch hier eine Bewegung möglich, führt jedoch besonders bevorzugt zu keiner Veränderung der Einstellung der Räder des Kraftfahrzeugs.
Vorzugsweise ist in der ersten Position der Lenkradkranz im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse ausgerichtet. Der Lenkradkranz ist geeigneterweise im Wesentlichen rund ausgestaltet, zum Beispiel kreisrund oder oval. Alternativ hierzu ist der Lenkradkranz beispielsweise rechteckförmig ausgestaltet, wobei insbesondere die Ecken abgerundet sind. In der zweiten Position ist der Lenkradkranz beispielsweise im Wesentlichen horizontal angeordnet, wobei insbesondere eine Abweichung von 20°, 10° oder 5° oder 0° vorhanden ist. Insbesondere wird der Lenksäulenabschnitt von dem Lenkradkranz umgeben, vorzugsweise umfangsseitig. Geeigneterweise ist in der zweiten Position die Ausdehnung der Lenkvorrichtung in einer Richtung parallel zur Drehachse verringert. Somit ist zusätzlich zur verringerten Ausdehnung senkrecht zur Drehachse aufgrund des Versatzes der Schwenkachse auch eine Ausdehnung parallel zur Drehachse verringert, sodass für den Fahrer des Kraftfahrzeugs ein erhöhtes Platzangebot bereitsteht. Insbesondere ist bei einem Verbringen des Lenkradkranzes von der ersten in die zweite Position die Position des Lenksäulenabschnitts konstant, zumindest in einer Richtung parallel zur Drehachse. Mit anderen Worten wird bei der Verschiebung des Lenkradkranzes parallel zur Drehachse der Lenksäulenabschnitt nicht verschoben oder versetzt sondern weist eine starre oder konstante Position auf. Beispielsweise ist es möglich, die Schwenkachse und somit auch den Lenkradkranz in unterschiedlichen Positionen entlang der Drehachse zu positionieren und vorzugsweise dort zu arretierten.
Beispielsweise ist es möglich, den Lenkradkranz unabhängig von dem Versatz der Schwenkachse entlang der Drehachse zu verschwenken und umgekehrt. Besonders bevorzugt jedoch ist die Schwenkachse zwangsgeführt, sodass bei einem Verschwenken des Lenkradkranzes dieser und/oder die Schwenkachse entlang der Drehachse versetzt werden. Beispielsweise wird zudem die Schwenkachse senkrecht zur Drehachse versetzt, beispielsweise zumindest abschnittsweise. Vorzugsweise wird bei Verschwenken des Lenkradkranzes von der ersten Position in die zweite Position die Schwenkachse entlang einer L-Form bewegt, wobei insbesondere ein längerer Schenkel parallel zur Drehachse ist. Geeigneterweise wird zunächst die Schwenkachse senkrecht zur Drehachse oder im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse und erst im Anschluss daran entlang der Drehachse verbracht/verschwenkt. Somit ist zum Verschwenken, insbesondere sofern eine Zwangsführung vorliegt, zunächst ein Versetzen der Schwenkachse senkrecht zur Drehachse erforderlich, insbesondere im Wesentlichen senkrecht in vertikaler Richtung nach oben, sodass zunächst ein Widerstand überwunden werden muss. Somit ist ein unbeabsichtigtes Verschwenken des Lenkradkranzes unterbunden.
Insbesondere ist der Lenkradkranz mittels zweier Speichen an dem Lenksäulenabschnitt angebunden. Auf diese Weise ist eine Stabilität erhöht. Insbesondere sind dabei die Speichen drehfest an den Lenkradkranz befestigt, was eine Fertigung des Lenkradkranzes und der Speichen vereinfacht. Auch ist auf diese Weise eine Robustheit erhöht. Beispielsweise weist Lenkvorrichtung eine oder mehrere derartige Speichen auf. Jede der Speichen ist mittels jeweils einer Führung entlang der Drehachse axial verschieblich (verschiebbar) gelagert. Somit wird mittels bewegen der Speichen in den Führungen entlang der Drehachse die Schwenkachse entlang der Drehachse versetzt. Insbesondere wird mittels der zwei Speichen die Schwenkachse definiert. Beispielsweise sind die Speichen auf der Schwenkachse angeordnet und beispielsweise konzentrisch zu dieser. Hierbei befindet sich zweckmäßigerweise der Lenksäulenabschnitt zwischen den beiden Speichen, und die Führungen sind gegenüberliegenden Seiten des Lenksäulenabschnitts zugordnet. Alternativ hierzu ist zwischen den Speichen und der Schwenkachse ein Winkel gebildet, sodass eine Gestaltungsfreiheit erhöht ist.
Der Lenksäulenabschnitt ist beispielsweise im Wesentlichen zylinderförmig und auf der Drehachse angeordnet. Insbesondere ist der Lenksäulenabschnitt konzentrisch zur Drehachse. Somit ist eine drehbare Lagerung des Lenkradkranzes vereinfacht. Auch ist ein Platzbedarf der Lenkvorrichtung verringert.
Zweckmäßigerweise ist der Lenksäulenabschnitt drehbar um die Drehachse gelagert. Hierbei wird bei einer Einstellung der Lenkvorrichtung, also insbesondere einer Einstellung einer Fortbewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs, ebenfalls der Lenksäulenabschnitt um die Drehachse rotiert, geeigneterweise mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie der Lenkradkranz. Somit ist es ermöglicht, den Lenkradkranz vergleichsweise stabil an dem Lenksäulenabschnitt anzubinden. Hierbei wird bevorzugt bei einer Rotationsbewegung des Lenkradkranzes in der ersten Position die Schwenkachse ebenfalls um die Drehachse rotiert. Vorzugsweise ist lediglich ein Verbringen des Lenkradkranzes in die zweite Position möglich, wenn die Schwenkachse im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Dies entspricht insbesondere im Wesentlichen parallel zu dem Kraftfahrzeug ausgerichteten Rädern und somit einer im Wesentlichen geradlinigen Fortbewegungsrichtung. Alternativ hierzu ist der Lenksäulenabschnitt nicht drehbar um die Drehachse gelagert und insbesondere starr. Hierbei ist vorzugsweise die Schwenkachse stets horizontal ausgerichtet. Die drehbare Lagerung des Lenkradkranzes erfolgt hierbei beispielsweise mittels eines Rings, welcher auf dem Lenksäulenabschnitt aufgesetzt und an diesem angebunden ist. Der Lenkradkranz selbst ist drehfest an zumindest einem Bestandteil des Rings befestigt. Somit ist der Lenkradkranz mittelbar mittels des Rings an dem Lenksäulenabschnitt angebunden.
Vorzugsweise schneidet die Schwenkachse die Drehachse. Beispielsweise schneidet hierbei die Schwenkachse die Drehachse in der ersten oder zweiten Position. Alternativ hierzu schneidet die Schwenkachse die Drehachse bei dem Verbringen des Lenkradkranzes von der ersten Position in die zweite Position. In einer weiteren Alternative schneidet sowohl in der ersten als auch zweiten Position sowie bei den dazwischenliegenden Positionen die Schwenkachse die Drehachse. Aufgrund des Schneidens ist ein Platzbedarf der Lenkvorrichtung verringert, sodass für einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ein erhöhtes Platzangebot geschaffen ist.
Beispielsweise ist der Lenkradkranz in der ersten Position arretierbar. Alternativ ist der Lenkradkranz in der zweiten Position arretierbar. Besonders bevorzugt ist der Lenkradkranz sowohl in der ersten als auch in der zweiten Position arretierbar. Zweckmäßigerweise ist der Lenkradkranz auch in dazwischenliegenden Positionen arretierbar. Zur Arretierung weist die Lenkvorrichtung zweckmäßigerweise eine geeignete Vorrichtung auf, die geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, ist, den Lenkradkranz in der jeweiligen Position zu arretierten, beispielsweise zu verrasten. Insbesondere ist die Arretiervorrichtung somit eine Verrasteinrichtung, und der Lenkradkranz ist in der ersten bzw. zweiten Position verrastet oder zumindest verrastbar. Hierbei ist es möglich, die Arretierung zweckmäßigerweise aufzuheben, vorzugsweise mittels eines Aktors. Beispielsweise wird die Arretierung, insbesondere die Verrastung, mittels aktiver Betätigung des Aktors erstellt oder zwangsweise aufgrund von konstruktiven Merkmalen erstellt, unabhängig von einer Betätigung eines Aktors, insbesondere aufgrund einer Federbelastung oder elastischen Verformung eines Bestandteils oder einer Verklinkung. Der Aktor ist beispielsweise manuell betätigt oder elektromechanisch. Aufgrund der Arretierung ist ein ungewolltes Verbringen des Lenkradkranzes von der ersten in die zweite Position und umgekehrt ausgeschlossen. Auf diese Weise ist eine Sicherheit erhöht. Die Arretiervorrichtung ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil des Lenksäulenabschnitts. Beispielsweise wird ein haptisches und/oder akustisches und/oder optisches (Warn-)Signal ausgegeben, wenn die Arretierung erstellt oder gelöst wird.
Beispielsweise ist der Lenkradkranz aus einem Stück oder aus mehreren starr aneinander gefügten Stücken erstellt. Der Lenkradkranz ist zweckmäßigerweise im Wesentlichen ringförmig. Somit ist eine Bedienung für den Fahrer auch bei unterschiedlichen Winkelstellungen des Lenkradkranzes bezüglich der Drehachse vereinfacht. Besonders bevorzugt jedoch weist der Lenkradkranz eine Aussparung auf und ist somit insbesondere geschlitzt ausgestaltet. Beispielsweise ist der Lenkradkranz im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet, wobei die U-Form aufgrund der Aussparung realisiert ist. In der Aussparung liegt der Lenksäulenabschnitt zweckmäßigerweise zumindest teilweise ein, wenn sich der Lenkradkranz in der zweiten Position befindet. Somit befindet sich der Lenksäulenabschnitt zwischen den die Aussparung definierenden Enden des Lenkradkranzes. Aufgrund der Aussparung ist es somit möglich den Lenkradkranz um einen größeren Winkel um die Schwenkachse zu verschwenken, sodass ein Platzbedarf in der zweiten Position weiter verringert ist. Folglich ist es ermöglicht, die Schwenkachse auch um einen vergleichsweise großen Betrag zu versetzen. Die Aussparung ist, wenn sich der Lenkradkranz in der ersten Position befindet, zweckmäßigerweise von dem Lenksäulenabschnitt beabstandet, zweckmäßigerweise in einer Richtung senkrecht zur Drehachse.
Die Ausdehnung der Aussparung ist zweckmäßigerweise zumindest gleich der Ausdehnung des Lenksäulenabschnitts parallel zur Schwenkachse. Beispielsweise ist der Lenkradkranz im Wesentlichen bündig mit dem Lenksäulenabschnitt, was ein Platzbedarf weiter verringert. Insbesondere ist die Aussparung in einem Bereich des Lenkradkranzes angeordnet, der um einen vergleichsweise großen Weg bei einer Schwenkbewegung um die Schwenkachse bewegt wird. Geeigneterweise weist ein Ende des Lenkradkranzes senkrecht zur Schwenkachse die Aussparung auf. Insbesondere weist ein von einem Fahrer gesehen unterer Teil des Lenkradkranzes die Aussparung auf, und beispielsweise ist der unterste Teil des Lenkradkranzes ausgespart (6 Uhr-Position). Alternativ hierzu ist von dem Fahrer aus gesehen das oberste Ende des Lenkradkranzes ausgespart (12 Uhr-Position), sofern der Lenkradkranz bezüglich der Drehachse nicht rotiert ist. Beispielsweise weist der Lenkradkranz mehrere derartige Aussparungen, beispielsweise genau zwei derartige Aussparungen, von denen eine sich in der 6 Uhr-Position und die andere in der 12 Uhr-Position befindet. Bei einer Rotation des Lenkradkranzes um die Drehachse wird die Aussparung vorzugsweise ebenfalls mit rotiert.
Beispielsweise ist die Aussparung fest. Hierbei ist der Lenkradkranz vorzugsweise starr ausgestaltet, weswegen Herstellungskosten reduziert sind. Alternativ hierzu ist die Aussparung geschlossen, wenn sich der Lenkradkranz in der ersten Position befindet. Somit wird bei dem Verschwenken des Lenkradkranzes in die zweite Position die Aussparung erstellt. Beispielsweise wird hierfür ein Bestandteil des Lenkradkranzes weggeklappt. Besonders bevorzugt wird zur Erstellung der Aussparung ein Teil des Lenkradkranzes in einen weiteren Teil des Lenkradkranzes geschoben, insbesondere teleskopartig. Die Verschiebung erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer Schubgliederkette. Alternativ hierzu ist der in der ersten Position die Aussparung überdeckende Teil des Lenkradkranzes mittels der Schubgliederkette selbst gebildet. Somit wird der die Aussparung überdeckende Abschnitt des Lenkradkranzes insbesondere in tangentialer Richtung des Lenkradkranzes verschoben, was eine Robustheit erhöht. Da die Aussparung geschlossen in der ersten Position ist, ist für den Fahrer ein Angreifen des Lenkradkranzes in jeder beliebigen Position ermöglicht, was einen Komfort erhöht.
Beispielsweise weist die Lenkvorrichtung eine elektromotorische Verstelleinrichtung auf, mittels derer bei Betrieb der Lenkradkranz zwischen der ersten Position und der zweiten Position verstellt werden kann. Hierfür ist die elektromotorische Verstellvorrichtung geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Die elektromotorische Verstelleinrichtung umfasst zweckmäßigerweise einen Elektromotor, beispielsweise einen Synchronmotor, insbesondere einen bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC). Zweckmäßigerweise wird mittels der elektromotorische Verstellvorrichtungen bei Betrieb sowohl der Lenkradkranz zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschwenkt als auch die Schwenkachse und somit der Lenkradkranz entlang der Drehachse axial verschoben. Infolgedessen ist ein Komfort erhöht. Beispielsweise wird die elektromotorische Verstellvorrichtungen mittels manueller Betätigung einer Eingabevorrichtung, insbesondere eines Tasters oder Schalters, durch den Fahrer aktiviert. Alternativ oder in Kombination hierzu erfolgt eine Aktivierung der elektromotorischen Verstelleinrichtung mittels eines Assistenzsystems des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einem Assistenzsystem zum autonomen Fahren und/oder eines Assistenzsystems, mittels dessen ein Abstellen des Kraftfahrzeugs überwacht wird. Hierbei erfolgt beispielsweise eine Aktivierung der elektromotorischen Verstelleinrichtung, wenn eine Tür des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eine Fahrertür, betätigt wird. Insbesondere weist der Lenksäulenabschnitt eine Personenschutzvorrichtung auf. Vorzugsweise ist die Personenschutzvorrichtung ein Gassack oder umfasst zumindest einen Gassack. Der Gassack wird zum Beispiel mittels einer Sprengladung der Personenschutzvorrichtung bei einem Unfall aufgeblasen. Mit anderen Worten ist die Personenschutzvorrichtung bevorzugt ein sogenannter Airbag. Somit dient der Lenksäulenabschnitt sowohl der Stabilisierung des Lenkradkranzes als auch dem Schutz des Fahrers des Kraftfahrzeugs. Hierbei dient insbesondere in der ersten Position der Lenkradkranz als Abstützung für den Gassack, weswegen ein Aufschlagen eines Kopfes des Fahrers auf dem Lenkradkranz mittels des Gassacks unterbunden ist.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 schematisch ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkvorrichtung,
2 - 4 in unterschiedlichen Ansichten die Lenkvorrichtung mit einem sich in einer ersten Position befindenden Lenkradkranz,
5 - 7 in unterschiedlichen Ansichten die Lenkvorrichtung mit dem sich in einer zweiten Position befindenden Lenkradkranz,
8 perspektivisch gemäß 2 eine zweite Ausgestaltungsform der Lenkvorrichtung, und
9, 10 jeweils in einer Draufsicht ausschnittsweise weitere Ausgestaltungsformen der Lenkvorrichtung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Kraftfahrzeug 2 mit zwei Vorderrädern 4 dargestellt, von denen lediglich eins gezeigt ist. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine Lenkvorrichtung 6 mit einem Lenkradkranz 8 und einem Lenksäulenabschnitt 10 auf. Der Lenkradkranz 8 ist mittels des Lenksäulenabschnitts 10 um eine Drehachse 12 drehbar gelagert. Bei einer Rotation des Lenkradkranzes 8 um die Drehachse 10 wird dies mittels einer Sensoreinheit 14 erfasst und die Richtung der Rotation sowie der Betrag an eine Steuereinheit 16 übermittelt. Die Steuereinheit 16 steht mittels einer nicht näher dargestellten Zahnstange in Wirkverbindung mit den Vorderrädern, und mittels Bewegen der Zahnstange in transversaler Richtung wird ein Lenkeinschlag der Vorderräder 4 eingestellt, sodass eine Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs 2 geändert wird.
Ferner umfasst das Kraftfahrzeug 2 ein Assistenzsystem 17, welches dem autonomen Fahren dient. Hierbei werden mittels des Assistenzsystems 17 Steuerbefehle erstellt, mittels derer die Steuereinheit 16 beaufschlagt ist, sodass das Kraftfahrzeug 2 unabhängig von einer aktuellen Bedienung durch den Fahrer entlang eines bestimmten Pfads bewegt wird.
In 2 ist perspektivisch, in 3 in einer Seitenansicht und in 4 in einer Draufsicht die Lenkvorrichtung 6 gezeigt, wobei sich der Lenkradkranz 8 in einer ersten Position 18 befindet. Der Lenksäulenabschnitt 10 ist im Wesentlichen zylindrisch ausgestaltet und konzentrisch zur Drehachse 12 und somit parallel zu dieser angeordnet. Ein Ende des Lenksäulenabschnitts 10 ist umfangsseitig bezüglich der Drehachse 12 mittels des Lenkradkranzes 8 umgeben, der senkrecht zur Drehachse 12 oder bezüglich dieser um einen vergleichsweise geringen Winkel, beispielsweise bis zu 15°, um eine Schwenkachse 20 verschwenkt ist, die senkrecht zur Drehachse 12 und im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Hierbei schneidet die Schwenkachse 20 in der ersten Position 18 die Drehachse 12. Der Lenkradkranz 8 ist im Wesentlichen rechteckförmig ausgestaltet, und weist an dessen in der vertikalen Richtung unteren Ende eine Aussparung 22 auf, die von der Schwenkachse 20 und der Drehachse 12 sowie dem Lenksäulenabschnitt 10 in einer Richtung sowohl senkrecht zur Drehachse 12 als auch senkrecht zur Schwenkachse 20 beabstandet ist.
Der Lenkradkranz 8 ist mittels zweier Speichen 24, die sich auf dem Lenksäulenabschnitt 10 gegenüberliegenden Seiten in einer Richtung parallel zur Schwenkachse 20 befinden, an dem Lenksäulenabschnitt 10 angebunden, wobei die Speichen 24 drehfest an dem Lenkradkranz 8 befestigt oder einstückig mit diesem sind. Jede der Speichen 24 ist jeweils mittels einer Führung 26 entlang der Drehachse 12 axial verschieblich gelagert. Die Führungen 26 selbst sind im Wesentlichen L-förmigen ausgestaltet, sodass die Speichen 24 zudem auch in einer Richtung senkrecht zur Drehachse 12 und zur Schwenkachse 20 verschiebbar gelagert sind. Ferner erfolgt mittels der Speichen 24 und der Führungen 26 eine schwenkbare Lagerung des Lenkradkranzes 8 um die Schwenkachse 20, wobei die Schwenkachse 20 senkrecht zu den Führungen 26 ist und durch diese hindurch ragt. Ansonsten sind die Speichen 24 bezüglich einer Rotationsbewegung um die Drehachse 12 drehfest an dem Lenksäulenabschnitt 10 angebunden, sodass bei einer Rotationsbewegung des Lenkradkranzes 8 um die Drehachse 12 auch Lenksäulenabschnitt 10 um die Rotationsachse 12 rotiert wird, was ein zu einer vergleichsweise einfachen Anbindung der Speichen 24 an dem Lenksäulenabschnitt 10 und einer vergleichsweise einfachen Ausgestaltung der Führungen 26 führt. Folglich ist auch Lenksäulenabschnitt 10 drehbar um die Drehachse 12 gelagert.
Der Lenksäulenabschnitt 10 weist ferner eine Personenschutzvorrichtung 28 auf, die von einer Außenseite des Lenksäulenabschnitts 10 beabstandet ist und sich somit im Inneren des Lenksäulenabschnitts 10 befindet. Die Personenschutzvorrichtung 28 umfasst einen Gassack, der im Falle eines Unfalls mittels einer Sprengladung aufgeblasen wird. Hierbei wird der Gassack mittels des Lenkradkranzes 8 stabilisiert und somit ein Aufschlagen eines Kopfes eines Fahrers auf dem Lenkradkranz 8 verhindert. Mit anderen Worten ist die Personenschutzvorrichtung 28 ein Airbag-System.
Mittels der Speichen 24 und den Führungen 26 ist der Lenkradkranz 8 um die Schwenkachse 20 schwenkbar und somit von der ersten Position 18 in eine in der 5 perspektivisch, in der 6 in einer Seitenansicht und in 7 in einer Frontansicht gezeigte zweite Position 30 verbringbar. Hierbei ist die Schwenkachse 20 zudem bezüglich der ersten Position 18 entlang der Drehachse 12 von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs 2 weg versetzt. Dabei werden die Speichen 24 entlang der jeweiligen Führung 26 verschoben und rotiert, sodass der Lenkradkranz 8 sowohl um die Schwenkachse 20 verschwenkt als auch entlang der Drehachse 12 zumindest teilweise versetzt wird. Hierbei wird der Lenkradkranz 8 im Wesentlichen um einen Winkel von 45° verschwenkt. In der zweiten Position 30 liegt der Lenksäulenabschnitt 10 teilweise innerhalb der Aussparung 22 des Lenkradkranzes 8, sodass eine Ausdehnung der Lenkvorrichtung 6 vergleichsweise klein ist. Aufgrund der Ausgestaltung der Führungen 26 wird zudem die Schwenkachse 20 von der Drehachse 12 beabstandet.
Die Verbringung des Lenkradkranzes 8 zwischen der ersten Position 18 und der zweiten Position 30 erfolgt mittels einer elektromotorischen Verstellvorrichtung 32, die innerhalb des Lenksäulenabschnitts 10 angeordnet ist. Hierbei werden mittels eines Elektromotors der elektromotorischen Verstelleinrichtung 32 die Speichen 24 geeignet angetrieben. Der Elektromotor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor (BLDC) und mittels einer nicht näher dargestellten Schubgliederkette in Wirkverbindung mit den Speichen 24. Hierbei erfolgt eine Zwangsführung, sodass bei einem Verbringen der Speichen 24 entlang der Führungen 26 der Lenkradkranz 8 um die Schwenkachse 20 verschwenkt wird. Mit anderen Worten ist ein Verbringen des Lenkradkranzes 8 entlang der Drehachse 12 unabhängig von dem verschwenken um die Schwenkachse 20 nicht möglich.
Ferner weist die Lenkvorrichtung 6 eine Arretiervorrichtung 34 auf, die in einer der Speichen 24 angeordnet ist. Mittels der Arretiervorrichtung 34 wird der Lenkradkranz 8 in der ersten und in der zweiten Position 18, 30 arretiert, nämlich verrastet. Die Arretiervorrichtung 34 weist einen elektromechanischen Aktor auf, der mittels der elektromotorischen Verstellvorrichtungen 32 gesteuert ist. Somit erfolgt auch eine Arretierung des Lenkradkranzes 8 in der ersten und zweiten Position 18, 30 mittels der elektromotorischen Verstellvorrichtung 32.
Sofern der Fahrer das Kraftfahrzeug 2 selbst lenkt, befindet sich der Lenkradkranz 8 in der ersten Position 18, und eine Drehbewegung des Lenkradkranzes 8 wird mittels der Sensoreinheit 14 erfasst und zu der Steuereinheit 16 geleitet. Falls das Kraftfahrzeug 2 autonom bewegt wird, erfolgt eine Erstellung der Lenkbefehle mittels des Assistenzsystems 17, und der Lenkradkranz 8 ist mittels der elektromotorischen Verstellvorrichtung 32 in die zweite Position 30 verfahren, sodass für den Fahrer ein Platzangebot erhöht ist. Alternativ oder in Kombination hierzu wird beim Abstellen des Kraftfahrzeugs 2, beispielsweise beim Einsteigen oder einer Deaktivierung einer Zündung, der Lenkradkranz 8 in die zweite Position 30 verbracht.
In 8 ist eine alternative Ausführungsform der Lenkvorrichtung 6 gezeigt, wobei lediglich der Lenkradkranz 8 abgeändert ist. Der Lenkradkranz 8 weist eine Verstauöffnung 36 auf, innerhalb derer ein Abschnitt 38 des Lenkradkranz 8 verbringbar ist. In der zweiten Position 30 ist der Abschnitt 38 mittels einer Schubgliederkette in die Verstauöffnung 36 verbracht. Sofern sich der Lenkradkranz 8 in der ersten Position 18 befindet, wie in 8 gezeigt, ist der Abschnitt 38 aus der Verstauöffnung 36 heraus bewegt und verschließt die Aussparung 22, sodass der Lenkradkranz 8 geschlossen ist. Mit anderen Worten ist die Aussparung 22 geschlossen, wenn sich der Lenkradkranz 8 in der ersten Position 18 befindet.
In 9 ist in einer Draufsicht eine weitere Ausgestaltungsform der Lenkvorrichtung 6 gezeigt, wobei im Wesentlichen lediglich die Speichen 24 und der Lenkradkranz 8 abgewandelt sind. Der Lenkradkranz 8 ist runder als in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ausgestaltet. Auch ist die Schwenkachse 20 in der vertikalen Richtung nach unten versetzt, und die Führungen 26 befinden sich im Wesentlichen an der unteren Seite des Lenksäulenabschnitts 10. In der ersten Position 18 befindet sich dort ebenfalls die Schwenkachse 20, wie in 9 dargestellt. Alternativ hierzu sind die Führungen 26 im vertikal oberen Bereich des Lenksäulenabschnitts 10 angeordnet.
In 10 ist eine weitere Ausgestaltungsform der Lenkvorrichtung 6 gezeigt, wobei im Vergleich zur vorher gezeigten Ausführungsform die Speichen 24 weiter abgewandelt sind. Auch hier befinden sich jedoch auch die Führungen 26 im in Vertikalrichtung unteren Bereich des Lenksäulenabschnitts 10, sodass auch die Schwenkachse 20 in vertikaler Richtung nach unten versetzt ist. Zudem jedoch ist der Lenkradkranz 8 abgewandelt und weist zwei Aussparungen 22 auf, von denen sich eine in der 6 Uhr-Position und die weitere in der 12 Uhr-Position von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 2 aus gesehen befinden. In der nicht näher dargestellten zweiten Position 30 liegt der Lenksäulenabschnitt 10 in beiden Aussparungen 22 zumindest teilweise ein.
Zusammenfassend verfährt der Lenkradkranz 8 entlang einer definierten Bahn, nämlich den Führungen 26 des Lenksäulenabschnitts 10, welches insbesondere ein Airbagmodul ist. Hierbei sind unterschiedliche Bahnen, also Führungen 26 möglich, sodass der Lenkradkranz 8 eine „Tauchbewegung“ bei der Bewegung von der ersten Position 18 in die zweite Position 30 durchgeführt. Beispielsweise sind zusätzlich Öffnungen in einem Armaturenbrett vorgesehen, in die der Lenkradkranz 8 in der zweiten Position 30 zumindest teilweise eintaucht. Bei Betrieb sind zwei Positionen, nämlich die erste Position 18 sowie die zweite Position 30, möglich. In der ersten Position 18 ist ein Steuern des Kraftfahrzeugs 2 mittels des Lenkradkranzes 8 möglich. In der zweiten Position 30 ist der Lenkradkranz 8 eingefahren/verstaut. Zwischen der ersten und der zweiten Position 18, 30 wird der Lenkradkranz 8 mittels der Führungen 26 und der Speichen 24 geführt. Der Lenkradkranz 8 weist in einer Ausführungsform die Aussparung 22 oder mehrere derartige Aussparungen 22 auf, beispielsweise in der 6 Uhr-Position und/oder der 12 Uhr-Position. In der zweiten Position 30, also im eingefahren Zustand, ist insbesondere die Aussparung 22 an die Form des Lenksäulenabschnitts 10 angepasst. Aufgrund der Verbringung des Lenkradkranzes 8 ist eine Platzersparnis gegeben. So ist insbesondere bei Nichtnutzung der Lenkradkranzes 8 in der zweiten Position 30, beispielsweise bei einer autonomen Fortbewegung des Kraftfahrzeugs 2, oder sofern dieses abgestellt ist. Auch in der zweiten Position 30 und/oder der ersten Position 18 dient der Lenkradkranz 8 vorzugsweise als Abstützung für den Gassack der Personenschutzvorrichtung 28 im Falle eines Unfalls.
Vorzugsweise wird zwischen den beiden Position 18, 30 der Lenkradkranz 8 entlang der Führungen 26, also der Führungsbahnen des Lenksäulenabschnitts 10, geführt, wobei die Führung 26 beispielsweise ebenfalls drehbar um die Drehachse 12 gelagert sind. Alternativ sind die Führungen 26 zumindest teilweisein einen weiteren Bestandteil des Lenksäulenabschnitts 10 integriert, der nicht drehbar gelagert ist. Hierbei wird insbesondere die vollständige Führung 26 lediglich dann gebildet, wenn sich der Lenkradkranz 8 in der Nullposition befindet, also insbesondere sofern die Vorderräder 4 des Kraftfahrzeugs 2 gerade nach vorne weisend ausgerichtet sind.
Das Verschwenken des Lenkradkranzes 8 in die zweite Position 30 erfolgt beispielsweise von dem Fahrer weg oder zu dem Fahrer hin, insbesondere ausgehend von dem 12 Uhr-Bereich. Mit anderen Worten erfolgt in den 3 und 6 das Verschwenken entweder, wie gezeigt im Uhrzeigersinn oder entgegen des Uhrzeigersinns. Je nach Verschwenkrichtung ist insbesondere die Position der Aussparung 22 angepasst. Die Aussparung 22 ist vorzugsweise mittels einer separat angetriebenen Segmentkette, insbesondere einer Schubgliederkette, in der ersten Position 18 geschlossen. Die Segmentkette befindet sich im eingefahrenen Zustand, also in der zweiten Position 30, vorzugsweise in der Verstauöffnung 36. Der Lenkradkranz 8 ist in der ersten und zweiten Position 18, 30 bevorzugt verrastet, insbesondere mittels der Arretiervorrichtung 34, oder entlang der Führung 26 sind derartige Verrastelemente angeordnet. Beispielsweise wird ein haptisches und/oder akustisches und/oder optisches Warnsignal ausgegeben, wenn die Arretierung erstellt und/oder gelöst wird.
Mittels geeigneter Ausgestaltungsform der Führungen 26 ist hierbei ein Komfort für den Benutzer weiter erhöht. Die Lage der Speichen 24 und der Führungen 26 sind zueinander zweckmäßigerweise entgegen gerichtet, also auf entgegengesetzten Seiten des Lenksäulenabschnitts 10 angeordnet, insbesondere auf einer 3 Uhr-Position und 9 Uhr-Position. Alternativ sind die Führungen 26 in einem in vertikaler Richtung oberen oder unteren Bereich des Lenksäulenabschnitts 10 angeordnet.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: Kraftfahrzeug
4: Vorderrad
6: Lenkvorrichtung
8: Lenkradkranz
10: Lenksäulenabschnitt
12: Drehachse
14: Sensoreinheit
16: Steuereinheit
17: Assistenzsystem
18: erste Position
20: Schwenkachse
22: Aussparung
24: Speiche
26: Führung
28: Personenschutzvorrichtung
30: zweite Position
32: elektromotorische Verstellvorrichtung
34: Arretiervorrichtung
36: Verstauöffnung
38: Abschnitt

Claims

Lenkvorrichtung (6) eines Kraftfahrzeugs (2), mit einem drehbar um eine Drehachse (12) gelagerten Lenkradkranz (8), und mit einem Lenksäulenabschnitt (10), der parallel zur Drehachse (12) angeordnet ist, wobei der Lenkradkranz (8) an dem Lenksäulenabschnitt (10) angebunden und zwischen einer ersten Position (18) und einer zweiten Position (30) um eine Schwenkachse (20) schwenkbar ist, die senkrecht zur Drehachse (12) ist, wobei die Schwenkachse (20) in der zweiten Position (30) bezüglich der ersten Position (18) entlang der Drehachse (12) versetzt ist.
Lenkvorrichtung (6) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkradkranz (8) mittels zweier Speichen (24) an dem Lenksäulenabschnitt (10) angebunden ist, die mittels jeweils einer Führung (26) entlang der Drehachse (12) axial verschieblich gelagert sind.
Lenkvorrichtung (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksäulenabschnitt (10) konzentrisch zur Drehachse (12) ist.
Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksäulenabschnitt (10) drehbar um die Drehachse (12) gelagert ist.
Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (20) die Drehachse (12) schneidet.
Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkradkranz (8) in der ersten und/oder in der zweiten Position (18, 30) arretierbar ist.
Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkradkranz (8) eine Aussparung (22) aufweist, innerhalb derer der Lenksäulenabschnitt (10) zumindest teilweise einliegt, wenn sich der Lenkradkranz (8) in der zweiten Position (30) befindet.
Lenkvorrichtung (6) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (22) geschlossen ist, wenn sich der Lenkradkranz (8) in der ersten Position (18) befindet.
Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine elektromotorische Verstellvorrichtung (32) zur Verstellung des Lenkradkranzes (8) zwischen der ersten Position (18) und der zweiten Position (30).
Lenkvorrichtung (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenksäulenabschnitt (10) eine Personenschutzvorrichtung (28) aufweist.