DE3506332C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad für Kraftfahr
zeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen
Gattung.
Es ist bekannt, Lenkräder für Kraftfahrzeuge mit Stoß
dämpfern zu versehen, welche bei einem Aufprall Energie
absorbieren. Durch die DE-PS 33 08 827 ist bereits ein
Lenkrad der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angege
benen Gattung vorgeschlagen worden, bei dem im Nabenbereich
ein Energieabsorptionsglied aus Kunststoffhart
schaum angeordnet und auf den Lenkradspeichen ein Schalter
aus einer Kontaktleiste, einer Kontaktscheibe und einer
Rückstellfeder aufgebracht ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lenkrad der
im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung zu
schaffen, bei welchem der Platzbedarf des elektrischen
Schalters verhältnismäßig gering ist, so daß der Raum für
das Energieabsorptionsglied entsprechend vergrößert werden
kann, wobei der elektrische Schalter auch als Mehrfunktions
schalter ausgebildet sein kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Lenkrades für Kraftfahrzeuge sind in den restlichen Patent
ansprüchen angegeben.
Beim erfindungsgemäßen Lenkrad für Kraftfahrzeuge ist auf
einem Nabenteil eine Energieabsorptionsschicht vorgesehen,
welche aus hartem Polyurethanschaum bestehen oder von
einem Metall- oder Flüssigkeitsdämpfer gebildet sein kann,
der Aufprallenergie durch plastische Verformung bzw. infolge
des viskositätsbedingten Strömungswiderstandes absorbiert. Die Energieabsorp
tionsschicht soll daher so dick wie nur möglich gehalten werden.
Weiterhin ist auf der Energieabsorptionsschicht ein elektrischer Membranschal
ter mit mindestens zwei dünnen Filmelektroden angeordnet, welche beispiels
weise dadurch hergestellt werden können, daß man ein Metall, wie Aluminium,
Nickel oder Chrom, verdampft und als dünnen Film auf einem Kunststoffilm
ablagert. Mit diesen Filmelektroden wird dann der Membranschalter herge
stellt, indem beispielsweise zwei oder drei Filmelektroden derart übereinander
gestapelt werden, daß zwischen dem bzw. jedem Paar einander gegenüber
liegender Metallfilme ein bestimmter Abstand gewährleistet ist, wozu zwi
schen dem bzw. jedem Paar von Filmelektroden Abstandhalter, beispielsweise
aus Kunststoff, Papier oder Gummi, oder bei einer besonderen Ausführungs
form ein druckempfindliches, elektrisch leitendes Gummi angeordnet wird,
welches bei Druckbeaufschlagung elektrisch leitend wird.
Die Funktion des elektrischen Membranschalters ist nicht auf die einfache
Betätigung der Kraftfahrzeughupe beschränkt, vielmehr kann er auch als
Mehrfunktionsschalter zur Durchführung verschiedener Fernsteuerungen
ausgebildet werden, ebenso wie es zu diesem Zweck möglich ist, mehrere
elektrische Membranschalter nebeneinander auf der Energieabsorptionsschicht
vorzusehen. Bei solchen integrierten elektrischen Membranschaltern zur
Durchführung verschiedener Fernsteuerungen kann deren der Energieabsorp
tionsschicht abgewandte Oberseite unbedeckt und unmittelbar zugänglich
sein.
Da der bzw. jeder elektrische Menbranschalter oberhalb des Nabenteils
des Lenkrads angeordnet ist und wenig Platz beansprucht, kann die Dicke
der Energieabsorptionsschicht entsprechend vergrößert werden, so daß das
Energieabsorptionsvermögen entsprechend verbessert ist. Da der bzw. jeder
elektrische Membranschalter aus dünnen Filmen aus weichem Material be
steht, beeinflußt selbst ein Bruch des bzw. der Membranschalter infolge
eines Aufprallstoßes die Energieabsorptionsschicht nicht nachteilig und wird
dadurch der Energieabsorptionskennwert nicht geändert.
Nachstehend sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Lenkrads für
Kraftfahrzeuge anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin
zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform im Nabenbereich;
Fig. 2 den Längsschnitt gemäß Fig. 1 einer zweiten Ausführungsform; und
Fig. 3 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform.
Das Lenkrad gemäß Fig. 1 dient zum Drehen einer Kraftfahrzeuglenkspindel
1, auf deren oberes Ende eine hülsenförmige Nabe 2 des Lenkrads aufgesteckt
ist, welche mittels einer gesicherten Mutter 11 auf dem oberen Ende der
Lenkspindel 1 befestigt ist. Die Nabe 2 ist an einem Nabenteil 20 des Lenk
rads vorgesehen, welches über Speichen 3 mit einem nicht dargestellten,
zur Lenkspindel 1 konzentrischen Greifring verbunden ist.
Auf dem Nabenteil 20 ist eine Energieabsorptionsschicht 12 aus hartem
Polyurethanschaum angeordnet, welche in einem Gehäuse 13 eingeschlossen
ist, das am Rand des Nabenteils 20 befestigt ist. Auf der oberen, dem Naben
teil 20 abgewandten Oberfläche der Energieabsorptionsschicht 12 ist eine
Schalterbasis 7 befestigt, auf welcher ein elektrischer Membranschalter 6
mit einer Dicke von 1 bis 3 mm angeordnet ist.
Der elektrische Membranschalter 6 weist zwei dünne Filmelektroden 6 a und
6 b sowie zwischen denselben angeordnete Abstandhalter 60 auf. Die Film
elektrode 6 a besteht aus einem Kunststoffilm 16a aus Polyesterharz und
einem dünnen Metallfilm 26 a aus Aluminium, welcher durch Dampfablagerung
aufgebracht worden ist. Die zweite Filmelektrode 6 b ist entsprechend aufge
baut. Die in bestimmten gegenseitigen Abständen angeordneten Abstandhalter
60 bestehen ebenfalls aus einem Polyesterharz.
Die beiden Filmelektroden 6 a und 6 b sind jeweils durch einen Leitungsdraht
8 a bzw. 8 b mit einem Kontaktring 9 bzw. einem Anschluß 10 elektrisch
verbunden.
Der metallische Anschluß 10 ist zur Erdung mit dem Naben
teil 20 sowie dessen Nabe 2 elektrisch verbunden. Auf das
Gehäuse 13 ist ein Pufferdeckel 4 aufgesetzt, welcher den
elektrischen Membranschalter 6 auf dessen der Energieab
sorptionsschicht 12 abgewandter Oberseite abdeckt.
Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach
Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß der elektrische Membranschalter 6
mehr als zwei dünne Filmelektroden mit je einem Kunststoffilm 16 a bzw.
16 b bzw. 16 c aufweist, wobei die beiden äußeren Kunststoffilme 16 a und
16 c jeweils auf der dem mittleren Kunststoffilm 16 b gegenüberliegenden
Oberfläche und der mittlere Kunststoffilm 16 b auf beiden Oberflächen mit
je einem durch Aluminiumdampfablagerung hervorgebrachten, dünnen Metall
film 26 a bzw. 26 c bzw. 261 b und 262 b versehen und die beiden Metallfilme
26 a sowie 26 c der äußeren Kunststoffilme 16 a sowie 16 c jeweils durch einen
Leitungsdraht 8 a bzw. 8 c mit einem Kontaktring 9 a bzw. 9 c elektrisch verbun
den sind, während die beiden Metallfilme 261 b und 262 b des mittleren Kunst
stoffilms 16 b durch einen Leitungsdraht 8 b mit dem Erdungsanschluß 10
elektrisch verbunden sind.
Zwischen jedem Paar von Filmelektroden bzw. einander gegenüberliegender
Metallfilme 26 a und 261 b bzw. 26 c und 262 b sind scheibenartige Gummistrei
fen als Abstandhalter 61 bzw. 62 in kleinerer bzw. größerer Anzahl angeord
net, wobei die in geringerer Anzahl vorhandenen Abstandhalter 61 jeweils
auf einen der in größerer Anzahl vorhandenen Abstandhalter 62 ausgerichtet
sind, so daß sich zwischen dem der Energieabsorptionsschicht 12 abgewandten
Paar von Filmelektroden bzw. einander gegenüberliegender Metallfilme
26 a und 261 b eine geringere Elastizitätskontakte als zwischen dem der
Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Paar von Filmelektroden bzw.
einander gegenüberliegender Metallfilme 26 c und 262 b ergibt, was zur Folge
hat, daß beim Drücken auf den oberen, der Energieabsorptionsschicht 12
abgewandten Kunststoffilm 16a die beiden einander gegenüberliegenden
Metallfilme 26 a und 261 b der Kunststoffilme 16 a und 16 b sich gegenseitig
elektrisch leitend berühren, bevor dieses bei den beiden einander gegenüber
liegenden Metallfilmen 26 c und 262 b der Kunststoffilme 16 c und 16 b der Fall
ist. Wenn also der elektrische Membranschalter 6 mit verhältnismäßig gerin
ger Kraft gedrückt wird, dann wird nur der elektrische Kreis mit den beiden
Metallfilmen 26a und 261 b des der Energieabsorptionsschicht 12 abgewandten
Filmelektrodenpaares geschlossen, während bei einer Betätigung des elektri
schen Membranschalters 6 mit verhältnismäßig großer Druckkraft sowohl
dieser elektrische Kreis als auch derjenige mit den beiden Metallfilmen
26 c und 262 b des der Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Filmelektro
denpaares geschlossen wird.
Dieser elektrische Membranschalter 6 gemäß Fig. 2 stellt also einen Mehr
funktionsschalter dar, welcher die Durchführung zweier Fernsteuerungen
ermöglicht, beispielsweise die Betätigung zweier Vorrichtungen, zweier
Komponenten einer komplexen Vorrichtung oder ein und derselben Vorrich
tung in unterschiedlicher Art und Weise. So kann mittels des der Energie
absorptionsschicht 12 abgewandten Filmelektrodenpaares die Kraftfahrzeug
hupe eingeschaltet werden, um nur leicht und kurzzeitig zu hupen, während
sie mittels des der Energieabsorptionsschicht 12 zugewandten Filmelektroden
paares eingeschaltet wird, um als übliche Warnhupe wirksam zu werden,
so daß also das erstgenannte Filmelektrodenpaar als Grußhupenschalter
und das zweitgenannte Filmelektrodenpaar als normaler Warnhupenschalter
dient.
Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 sind im Pufferbereich 40
des analog Fig. 1 aufgebauten und befestigten Lenkrads zwei jeweils eben
falls analog Fig. 1 aufgebaute elektrische Membranschalter 51 und 52 neben
einander in unterschiedlichen Positionen mit in derselben Ebene liegenden
Oberflächen angeordnet, welche jeweils als Hupenhauptschalter bzw. Hupen
sekundärschalter zur Betätigung einer einen leiseren Ton abgebenden Hupe
verwendet werden können.
Da der elektrische Membranschalter 6 bzw. die elektrischen Membranschalter
51 sowie 52 auf der Energieabsorptionsschicht 12 angeordnet und verhältnis
mäßig flach sind, ist der dafür erforderliche Platz außerordentlich gering,
so daß die Energieabsorptionsschicht 12 entsprechend dick ausgebildet werden
kann. Da der elektrische Membranschalter 6 bzw. die elektrischen Membran
schalter 51 und 52 aus weichen Filmelektroden bestehen, wird der Energie
absorptionskennwert nicht geändert, selbst nicht bei einem Bruch des Membran
schalters 6 bzw. des Membranschalters 51 und/oder des Membranschalters
52.
Claims (12)
1. Lenkrad für Kraftfahrzeuge, bei dem auf einem
Nabenteil (20) eine Energieabsorptionsschicht (12) und
oberhalb derselben ein elektrischer Schalter mit wenigstens
zwei Schaltstücken angeordnet sind, dadurch gekennzeich
net, daß der elektrische Schalter als Membranschalter (6)
mit mindestens zwei dünnen Filmelektroden (6 a, 6 b) ausge
bildet und auf der Energieabsorptionsschicht (12) ange
bracht ist.
2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Energieabsorptionsschicht (12) aus hartem Polyure
thanschaum besteht oder von einem Metall- oder Flüssig
keitsdämpfer gebildet ist.
3. Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Membranschalter (6) zwei Kunststoffilme (16 a), zwei dünne Metall
filme (26 a) auf den einander gegenüberliegenden Oberflächen der Kunststoff
filme (16 a) und zwischen den Metallfilmen (26 a) mehrere im Abstand vonein
ander angeordnete Abstandshalter (60) oder eine Lage aus einem bei Druckbe
aufschlagung elektrisch leitend werdenden Gummi zur Gewährleistung eines
vorgegebenen Abstandes zwischen den Metallfilmen (26 a) aufweist.
4. Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Membranschalter (6) drei Kunststoffilme (16 a, 16 b, 16 c), zwei dünne
Metallfilme (26 a, 26 c) auf den dem mittleren Kunststoffilm (16 b) gegenüber
liegenden Oberflächen der äußeren Kunststoffilme (16 a, 16 c), zwei dünne
Metallfilme (261 b, 262 b) auf den beiden Oberflächen des mittleren Kunst
stoffilms (16 b) und zwischen jedem Paar einander gegenüberliegender Metall
filme (26 a, 261 b bzw. 26 c, 262 b) mehrere im Abstand voneinander angeord
nete Abstandhalter (61 bzw. 62) oder eine Lage aus einem bei Druckbeauf
schlagung elektrisch leitend werdenden Gummi zur Gewährleistung eines
vorgegebenen Abstandes zwischen den zugehörigen Metallfilmen (26 a, 261 b
bzw. 26 c, 262 b) aufweist, welche unterschiedliche Elastizitätskonstanten
zwischen dem einen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26 a, 262 b)
und dem anderen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26 c, 262 b)
vermitteln, so daß beim Drücken des Membranschalters (6) eine elektrische
Verbindung zuerst zwischen dem einen Par einander gegenüberliegender
Metallfilme (26 a, 261 b) und dann zwischen dem anderen Paar einander gegen
überliegender Metallfilme (26 c, 262 b) zustandekommt.
5. Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem einen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26 a,
261 b) und dem anderen Paar einander gegenüberliegender Metallfilme (26 c,
262 b) unterschiedlich viele Abstandhalter (61 bzw. 62) angeordnet sind, wel
che entsprechend unterschiedliche Elastizitätskonstanten vermitteln.
6. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere Membranschalter (51, 52) nebeneinander
auf der Energieabsorptionsschicht (12) angeordnet sind.
7. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Nabenteil (20) plattenförmig ausgebildet ist,
eine Nabe (2) zur Lenkradbefestigung an einer Lenkspindel (1) aufweist und
über Speichen (3) in einen Lenkradgreifring übergeht.
8. Lenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Nabenteil (20) zwei vorzugsweise V-förmig angeordnete, plattenför
mige Fortsätze aufweist, welche die Speichen (3) bilden.
9. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Energieabsorptionsschicht (12) in einem Gehäuse
(13) eingeschlossen ist, welches sich senkrecht vom Rand des Nabenteils
(20) weg erstreckt.
10. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf der Energieabsorptionsschicht (12) eine Schalter
basis (7) für den bzw. jeden Membranschalter (6; 51; 52) angeordnet ist, an
welcher derselbe befestigbar ist.
11. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Filmelektroden des bzw. jedes Membranschalters
(6; 51; 52) bzw. deren Metallfilme (26 a; 26 a, 261 b, 262 b, 26 c) über Leitungs
drähte (8 a, 8 b; 8 a, 8 b, 8 c) mit einem Kontaktring (9) bzw. zwei Kontaktringen
(9 a, 9 c) am Nabenteil (20) und einem Erdungsanschluß (10) am Nabenteil
(20) elektrisch verbunden sind.
12. Lenkrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekenn
zeichnet durch einen Pufferdeckel (4), welcher die Energieab
sorptionsschicht (12) bzw. deren Gehäuse (13) und gegebenenfalls den Mem
branschalter (6) abdeckt.
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