DE69612785T2

DE69612785T2 - Lenkrad mit einer Airbagvorrichtung

Info

Publication number: DE69612785T2
Application number: DE69612785T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Nagata
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-02-16
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2016-02-17
Also published as: US5647610A; DE69612785D1; EP0739785B1; EP0739785A3; EP0739785A2

Description

Hinterrund der Erfindung

1. Einsatzbereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad, enthaltend einen Airbag, der eine sehr weiche äußere Abdeckung hat und dennoch einen Hupenschalter vom Membrantyp in einer äußeren Abdeckung enthält, der in einer Position zwischen Airbag und der äußeren Abdeckung angebracht ist.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Ein herkömmliches Lenkrad mit einer Airbagsvorrichtung ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. HEI. 6-305427 beschrieben. Dieses Lenkrad hat im wesentlichen einen ringförmigen Lenkradteil, einen in Zentrum des Ring bzw. Kranzteils angeordneten Nabenteil für die Verbindung zu dem oberen Ende der Lenksäule. Speichenteile erstrecken sich zwischen dem Ringteil und dem Nabenteil. Die Airbagvorrichtung ist an den Nabenteil angebracht.
Das Lenkrad hat ein äußeres Polster, beinhaltend einen zusammengebauten Airbag und eine Aufblasvorrichtung, und einen Lenkradkörper, der den Ringteil, den Speichenteil und den Nabenteil einschließt.
Der Lenkradkörper besteht aus einem Kernteil und einem Abdeckteil, der aus weichem synthetischem Harz gemacht ist. Der Kernteil besteht aus einem Kranzkern, der in dem Kranzteil angeordnet ist, Speichenkernen, die im Speichenteil angeordnet sind, um am Kranzkern befestigt zu werden, und einem Nabenkern, der im Nabenteil angebracht ist zur Verbindung der Speichenkerne. Der Nabenkern ist mit der Lenksäule verbunden, die von unten eingesetzt und an ihrem oberen Ende mit einer Mutter gesichert ist.
Das Abdeckbauteil bedeckt nicht nur den Kranzkern, sondern auch die Speichenkerne, die sich von dem Kranzkern zu dem näheren Gebiet des Polsters erstrecken. Wenn das Polster die Airbagvorrichtung abdeckt, ist sie gesichert, indem sie an die Speichenkerne und den Nabenkern angeschraubt ist, die Komponenten des Lenkradkörpers sind.
Dieses bekannte Lenkrad mit einer Airbagvorrichtung ist so ausgebildet, dass das Polster auf den Lenkradkörper von oberhalb des Nabenteils angebracht ist und durch Befestigungsmittel, zum Beispiel durch Schrauben, fixiert ist. Eine auffällige Trennlinie erscheint auf der oberen Seite des Lenkrades auf den Speichen als Grenze zwischen dem zentralen Lenkradkörper und dem Polster auf dem ringförmigen Teil. Diese auffällige Trennlinie beeinträchtigt das Design des Lenkrades und ist nicht gewünscht.
Um sicherzustellen, dass solch eine Trennlinie um den Umfang des Polsterteils herum gleichmäßig ist, müssen die einzelnen Komponenten mit hoher Genauigkeit zusammengebaut werden. Dies erfordert eine besondere Kontrolle über verschiedene Faktoren, wie genaue Abmessungen der betroffenen Komponenten und ihren Zusammenbau.
Weiterhin, wenn das Lenkrad in einem Fahrzeug eingebaut wird ist die Lenksäule an dem Nabenkern mit Hilfe einer Mutter befestigt, bei dann abgebautem Polster. Danach wird das Polster am Lenkrad angebracht. Folglich sind zwei Arbeitsschritte betroffenen, einmal die Befestigung des Lenkrades mittels einer Mutter und weiterhin das Montieren des Polsters, wodurch das Einsetzen des Lenkrades in das Fahrzeug zu einer zeitraubenden Aktion gemacht wird.
Inzwischen offenbart die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Sho.63 - 16267, daß das Abdeckteil den oberen Teil des Nabenteils von den Speichenteilen aus verlängert, und daß der Nabenkern einen Verbindungsteil bildet, der die Lenksäule anschließen kann. Kurz, es erscheint keine Trennlinie auf der Oberseite des Lenkrades. Weiterhin muß nur die Unterseite des Lenkrades genutzt zu werden, um seine Befestigung an der Lenksäule herzustellen, und kann das Lenkrad im wesentlichen in einem einzigen Arbeitsgang an der Lenksäule befestigt werden.
Das in der obigen Veröffentlichung beschriebene Lenkrad enthält jedoch keine Airbagvorrichtung, und es ist nicht einfach, die Airbagvorrichtung an dem Nabenteil anzubringen.
Weiterhin erfordert die Bereitstellung einer Airbagvorrichtung, dass der Abdeckteil beim Aufblasen des Airbag sanft einreißen sollte.
Ein weiteres Beispiel eines bekannten Lenkrades mit einer Airbagvorrichtung mit einem Membranhupenschalter ist in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 6-305 425 beschrieben, nunmehr US Patentanmeldung Seriennummer 08/216,824.
Dieses Lenkrad besteht aus einem Kranzteil, einem Nabenteil, der in der Mitte des Kranzteils angeordnet ist und der mit dem oberen Ende der Lenksäule verbunden ist, und Speichenteilen für eine Verbindung des Kranzteils mit dem Nabenteil. Die Airbagvorrichtung ist ebenfalls an dem Nabenteil angebracht.
Der Nabenteil enthält eine steife Tragplatte, die oberhalb des gefalteten Airbag angebracht ist. Ein Membranhupenschalter ist auf der Oberseite der Tragplatte angeordnet. Eine äußere Abdeckung, die aus einem thermoplastischen Elastomer auf Polyesterbasis gefertigt ist, erstreckt sich über den Hupenschalter.
Die äußere Abdeckung ist mit geschwächten Bereichen versehen, die Klappenbereiche bilden, die sich öffnen, wenn der Airbag in der Airbagvorrichtung aufgeblasen wird. Der Hupenschalter und die Tragplatte sind innerhalb der Klappenbereiche angeordnet.
Die Unterseite von den Klappenbereichen der äußeren Abdeckung ist mit einer Vielzahl von abwärts gerichteten Montagevorsprüngen versehen. Die Tragplatte ist mit einer Vielzahl von Montageöffnungen in Übereinstimmung mit jenen Montagevorsprüngen versehen, die von den Montageöffnungen entsprechend aufgenommen und mit ihnen verbunden werden.
Bei einem herkömmlichen Lenkrad ist die Tragplatte an der äußeren Abdeckung gehalten, die aus einem thermoplastischen Elastomer gemacht ist. Die äußere Abdeckung kann die Tragplatte durch die äußere Abdeckung selbst halten, weil sie die nötige Steifigkeit trotz ihrer vergleichsweisen Weichheit hat.
Wenn die äußere Abdeckung aus weichem Polyurethan geformt ist, weil die Tragplatte eine eigene Festigkeit besitzt, das thermoplastische Elastomer besitzt die Steifigkeit (im Gegensatz zu weichem Polyurethan, das elastischer ist, damit es sich besser anfühlt als das thermoplastische Elastomer), ist es schwierig, die notwendige Zugfestigkeit bei weichem Polyurethan sicherzustellen, und die äußere Abdeckung ist nicht länger in der Lage die Tragplatte so zu halten, dass der Membranschalter oberhalb des Airbag angebracht sein kann.
Aus der JP-U-2-513395, die die Basis für den Oberbegriff des beigefügten Hauptanspruchs bildet, ist ein einen Airbag aufnehmendes Lenkrad bekannt, das ein oberes Bauteil enthält, enthaltend ein Abdeckbauteil bestehend aus weichem Material, das einen eingebetteten Einsatz und eine Kernstruktur enthält. Der Einsatz ist als ein Netz geformt und ist eingebettet in dem zentralen Bereich des genannten Abdeckteils. Ein Bodenteil ist mit dem genannten Oberteil verbunden, und ein Airbag ist zwischen dem oberen und dem unteren Teil angeordnet und befestigt. Es gibt keine Offenbarung für den Einbau eines Hupenschalters.
US-A-5,399,819 offenbart einen Membranhupenschalter, der von einer festen Platte getragen wird, die direkt an einer inneren Fläche der Airbagabdeckung befestigt ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lenkrad gemäß dem Oberbegriff des beigefügten Hauptanspruches auszubilden, das einen Hupenschalter enthält, der ohne Probleme leicht angebracht werden kann, wobei das Lenkrad mit der Lenksäule als ein einziges Bauteil in einem einzigen Arbeitsgang verbunden wird, und das sanfte Aufblasen des Airbag ohne eine durch den Hupenschalter verursachte Gefahr ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird durch ein Lenkrad gemäß dem beigefügten Hauptanspruch gelöst.
Die beigefügten Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Lenkrades gerichtet.
Die Erfindung wird nachfolgend vollständiger anhand eines illustrierten Beispiels mit Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die Begriffe "oberer" und "unterer" und verwandte Wörter, die darin benutzt werden, beziehen sich auf die Richtung parallel zu der Achse der Lenksäule, und sie haben nichts zu tun mit der tatsächlichen Ausrichtung des Lenkrades, wie es im Fahrzeug eingebaut ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf ein Lenkrad in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in der Fig. 1;
Fig. 3 ist eine ausschnittweise vergrößerte Ansicht von Fig. 2;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in der Fig. 1;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Teilansicht der Fig. 4;
Fig. 6 ist eine Perspektivansicht, die einen auseinander gebauten Zustand des Lenkradkörpers zeigt;
Fig. 7 ist eine Perspektivansicht, die einen auseinander gebauten Zustand des Lenkrades zeigt; und
Fig. 8 ist eine Perspektivansicht der Tragplatte und des Membranschalters, die in der Ausformungen benutzt werden.

Detailbeschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Wie in den Fig. 1 und 7 gezeigt ist, besteht das Lenkrad W aus einem Ring- bzw. Kranzteil R, einem Nabenteil B, der in der Mitte des Kranzteils R angeordnet ist und dessen Unterseite an dem oberen Ende der Lenksäule 1 befestigt ist, und vier Speichenteilen S. um den Kranzteil R und den Nabenteil B miteinander zu verbinden.
Wie im Einzelnen in den Fig. 2, 4 und 7 gezeigt ist, enthält das Lenkrad W einen Lenkradkörper 10, der den Kranzteil R enthält, mehrere Speichenteile S und ein Oberteil des Nabenteils B, ein Unterteil 20, das in dem unteren Teil des Nabenteils B angebracht ist und eine Airbagvorrichtung 30, die an dem Unterteil 20 gehalten ist.
Der Lenkradkörper 10 selbst besteht aus einem Kernbauteil 11 und einen äußeren Abdeckbauteil 15, das aus weichem synthetischem Harz gefertigt ist.
Wie in den Fig. 1, 2, 4 und 6 gezeigt ist, enthält das Kernbauteil 11 einen Kranzkern 12, der innerhalb des Kranzteils R angeordnet ist, und vier Speichenkerne 13, die innerhalb der entsprechenden Speichenteile S angeordnet sind, um sie mit dem Kranzkern 12 zu verbinden. Der Kranzkern 12 ist vorzugsweise aus einem Stahlrohr geformt, wohingegen jeder Speichenkern 13 vorzugsweise aus einem Leichtmetall wie einer Aluminiumlegierung im Druckgußverfahren um den Kranzkern herum gegossen ist, so dass er mit jenem verbunden ist. Jeder Speichenkern 13 ist derart geformt, dass er sich vom Kranzkern 12 aus nach unten geneigt radial nach innen erstreckt, mit einem an einem unteren inneren Ende seitlich angeformten Plattenteil 13a. Jedes seitliche Plattenteil 13a ist relativ zu dem oberen Teil angewinkelt und hat eine Montageöffnung 13b zentral darin angebracht. Die Innenfläche der Öffnung 13b kann mit einem Innengewinde versehen sein. Eine Stützstange 14 verbindet zwei benachbarte Speichenkerne 13, um sie zu verstärken, wie in Fig. 6 gezeigt ist.
Der Abdeckbereich der Abdeckung 15 ist aus weichem Polyurethan geformt. Wie in den Fig. 1, 2 und 4 gezeigt ist, beinhaltet das Abdeckbauteil 15 einen Kernabdeckbereich 16, der den Ringkern 12 und die Speichenkerne 13 bedeckt, und einen Oberseitenabdeckbereich 17, der sich von jedem der Kernabdeckbereiche 16 über das Oberteil des Nabenteils B hinweg erstreckt.
Der Oberseitenabdeckbereich 17 und der Kernabdeckbereich 16 sind so ausgeformt, dass jeder sich kontinuierlich an den anderen anschließt ohne irgendwelche Vertiefungen oder erhabene Bereiche in den äußeren Oberflächen davon. Eine Aufnahmevertiefung 19 in Form eines rechteckigen Prismas, das umgeben ist von dem Kernabdeckbereich 16, ist unterhalb des Oberseitenabdeckbereichs 17 angebracht.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, beinhaltet der Oberseitenabdeckbereich 17 zwei rechteckige blattförmige Klappenbereiche 17b und 17c, die vorgesehen sind, sich gemeinsam zu öffnen, wenn ein Airbag 31 sich aufbläst. Ein Reißbereich 17a ist entlang der Umfangsrändern der Klappenbereiche 17b und 17c integral ausgeformt, und er ist genügend dünnwandig, um ein leichtes Einreißen zu erlauben, wenn der Airbag 31 sich aufbläst. Dies erlaubt, dass die Bereiche um die Ränder der Klappenbereiche 17b und 17c sich schnell genug öffnen und sicherstellen, dass der Airbag 31 sich zu seiner vollen Größe entfaltend kann. Der Reißbereich 17a ist von oben gesehen H-förmig. Die Bereiche des Oberseitenabdeckbereichs 17, wo solch ein Reißbereich 17a nicht ausgeformt ist, dienen als Verbindungsscharniere 17d für die Klappenbereiche 17b und 17c. Wie in den Fig. 2 und 4 gezeigt, ist eine Vielzahl von Rippen 17e, die in der Lage sind, einen Membranschalter 40 herabzudrücken, so angeformt, daß sie an ausgewählten Positionen an der Unterseite einer der Klappen hervorstehen, wie bei 17c.
Wie in den Fig. 1, 2, 4 und 6 gezeigt ist, enthält das Abdeckbauteil 15 ein Einsatzbauteil 18 mit netzförmigen Oberteilen 18f und 18g, die nach dem Gießen in den Klappenbereichen 17b und 17c entsprechend eingebettet ist. Das Einsatzbauteil 18 enthält ebenfalls einen herabhängenden Stegbereich 18a, im allgemeinen in einer rechteckigen röhrenförmigen Form, mit Öffnungen an gegenüberliegenden Endwänden, der eingeschlossen oder eingebettet ist in den Kernabdeckbereich 16, der sich nach unten von den peripheren Rändern des Oberseitenabdeckbereichs 17 erstreckt. Das Einsatzbauteil 18 enthält auch flexible Verbindungsbereiche 18d und 18e, die in den zugeordneten Verbindungsscharnieren 17d eingelagert sind und die den Stegbereich 18a mit den Oberteilen 18f und 18g entsprechend verbinden. Das Einsatzbauteil 18 ist als ein integrales Bauteil aus synthetischem Harz gegossen, wie es Olefine, Styrene, Polyester oder andere thermoplastische Elastomere sind, die eine höhere Zugfestigkeit haben als jene des Oberseitenabdeckbereiches 17 und des Kernabdeckbereichs 16. Die Verbindungsbereiche 18d und 18e sind so ausgeformt, dass sie ausreichend dünnwandig sind, um Biegsamkeit zu gewährleisten, aber dick genug, um den Zugkräften entgegenzuwirken oder zu widerstehen, die sich entwickeln, wenn sich die Klappenbereiche 17b und 17c infolge des Aufblasens von dem Airbag 31 öffnen.
Der Stegbereich 18a hat vier Montagewülste 18b, die an ausgewählten Positionen an dem inneren Umfang ausgeformt sind, wobei jede eine Montageöffnung 18c hat, durch die eine Schraube eingesetzt ist, um eine untere Abdeckung 50 zu befestigen. Zusätzlich ist eine Vielzahl von Montagevorsprüngen 18i an ausgewählten Positionen vorgesehen, die helfen, eine Tragplatte 35 zu befestigen, an der ein Membranschalter 40 als Hupenschalter dienend angebracht ist, derart, dass sie aus dem Oberseitenabdeckbereich 17 von der Unterseite des Klappenbereichs 17c aus nach unten herausragen.
Um die Tragplatte 35 an dem Oberteil 18g zu befestigen, werden im Anschluß an das Gießen Montagevorsprünge 18i in Montageöffnungen 31 eingeführt, die an vorbestimmten Positionen in der Tragplatte 35 vorgesehen sind, und dann werden die Enden von durch Öffnungen 38 hindurch freiliegenden Vorsprünge 18i erhitzt und thermisch gequetscht und geschmolzen, um so die bauchigen Enden zu befestigen, wie in Fig. 3 und 5 gestrichelt angedeutet ist.
Die Tragplatte 35 ist aus synthetischem Harz geformt, wie aus thermoplastischen Elastomeren (d. h., olefinischen, styrenischen, polyesterbasierenden usw.) und Polypropylenen, die steifer sind als das Material, aus dem das Einsatzbauteil 18 geformt ist. Wie in den Fig. 3, 5 und 8 gezeigt ist, enthält die Tragplatte 35 einen spaltbildenden Vorsprung 36, der über den äußeren Rand der oberen Oberfläche 35a hinausragt. Der Vorsprung 36 liegt an der unteren Fläche des Oberseitenabdeckbereichs 17 an, um so einen Spalt festzulegen, der dem Hupenhub entspricht. Eine Vielzahl von Montageöffnungen 38 sind in den näheren Bereichen derart vorgesehen, dass die Montagevorsprünge 18i auf dem Einsatzbauteil 18 in diese Montageöffnungen eingeführt werden können. Wie in Fig. 8 gezeigt, sind zwei offene Bereiche an den peripheren Rändern der oberen Oberfläche 35a als Vertiefungen 37 vorgesehen, in denen Anschlüsse 41a und 42a des Membranschalters 40 angeordnet sein sollen.
Der Membranschalter 40 enthält eine obere Platte 41, die typischerweise aus Phosphorbronze hergestellten ist, eine untere Platte 42, die typischerweise aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, und eine Vielzahl von isolierenden Abstandsstücken 43, die zwischen den zwei Platten 41 und 42 angeordnet sind und die aus einem isolierenden Material hergestellt sind und nachgiebig sind. Die Platten 41 und 42 besitzen Anschlüsse 41a und 42a, die von spezifischen Positionen vorstehen. Anschlußplatten 47 und 48, die aus leitendem Material bestehen, sind an den Anschlüssen 41a und 42a entsprechend mit Hilfe von Nieten 45 befestigt, so dass sie schließlich an den positiven und negativen Elektroden eines Hupenschaltkreises in einem Fahrzeug angeschlossen sind.
Der Wirkungsbereich des Membranschalters 40 wird durch einen Schutzfilm (nicht gezeigt) definiert, der die Platten 41 und 42 derart bedeckt, dass er eine ebene Fläche bereitstellt, der, außer an den Orten der Anschlüsse 41a und 42a, den Bereich der Tragplatte 35 einwärts von den Montageöffnungen 38 in der oberen Oberfläche 35a abdeckt. Abstandsstücke 43 sind regelmäßig mit gleichen Abständen zwischen den Platten 41 und 42 angebracht.
Wenn der Membranschalter 40 an dem Oberteil 18g angebracht ist, befinden sich die Rippen 17e, die an dem Klappenbereich 17c des Oberseitenabdeckbereichs 17 vorgesehen sind, in den Bereichen der oberen Platte 41, die zwischen den Abstandshaltern 43 liegen. Diese Anordnung stellt sicher, dass, welcher Bereich des Klappenbereichs 17c innerhalb des Wirkungsbereichs des Membranschalters 40 auch immer gedrückt wird, eine Rippe 17e den Bereich zwischen angrenzenden Abstandshaltern 43 herabdrücken kann, dabei Gleichmäßigkeit der Belastung gewährleistend, die aufgebracht wird.
Wiederum bezugnehmend auf die Fig. 2, 4 und 7, wird ein Bodenteil 20 aus einem leichten und verformbaren, spritzgußfähigen Metall, wie einer Aluminiumlegierung, gebildet. Das Bodenteil 20 enthält einen zentralen Basisbereich 21, einen ringförmigen Verbindungsringteil 23, der auf dem Basisbereich 21 angeordnet ist, und vier verformbare Bereiche 22, die den Basisbereich 21 mit dem ringförmigen Verbindungsringteil 23 verbinden und in der Lage sind, sich plastisch zu verformen.
Das ringförmige Verbindungsringteil 23 beinhaltet Montagelöcher 23a, die in Positionen außerhalb des jeweiligen verformbaren Teils 22 angebracht sind, und die den Montagelöchern 13b in dem Speichenkern 13 entsprechen. Die Montagebohrungen 23a sind derart, dass Bolzen 27 bzw. Schrauben als Befestigungsmittel eingeführt werden können, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Der Verbindungsringteil 23 enthält ebenfalls vier Aufnahmelöcher 23b, die in ausgewählten Bereichen angebracht sind, um das Einführen von Bolzen 32d bzw. Schrauben zu erlauben, die sich von einer Aufblasvorrichtung 32 in der Airbagvorrichtung 30 abwärts erstrecken.
Die Unterseite des zentralen Basisbereiches 21 hat einen Befestigungsbereich, der allgemein mit 24 bezeichnet ist, der sich abwärts derart erstreckt, dass eine Lenksäule 1 von unten mit dem Bodenteil 20 verbunden werden kann. Der Befestigungsbereich 24 enthält eine Schlitzhülse 25 und einen Verriegelungsstift 26.
Der Verriegelungsstift 26 besteht aus einem Kopfteil 26a und einem Schaftteil 26b, der sich vom Kopfteil 26a aus erstreckt. Das äußere Ende des Schaftteils 26b ist mit einem Außengewindebereich 26c versehen.
Das Schlitzhülsenteil 25 besitzt eine Verzahnung 25b, die an seinem inneren Umfang derart angebracht ist, dass er mit einer Verzahnung 2, die am oberen Ende der Lenksäule 1 ausgebildet ist, übereinstimmt. Das Schlitzhülsenteil 25 besteht aus einem Körper 25a, der eine Öffnung 25c aufweist, die einen Teil der peripheren Wand in axialer Richtung trennt, und zwei gegenüberliegenden Flanschbereichen 25d und 25f, die sich von den peripheren Rändern der Öffnung 25c aus radial auswärts von dem Körper 25a erstrecken. Der Flanschbereich 25d hat eine Bohrung 25e, durch die der Schaftbereich 26b des Verriegelungsstiftes 26 eingeführt werden kann, wohingegen der Flanschbereich 25f eine Gewindebohrung 25g enthält, in die das Außengewinde 26c des Verriegelungsstiftes 26 eingeschraubt werden kann.
Um die Lenksäule 1 mit dem Befestigungsbereich 24 zu verbinden, müssen die folgenden Maßnahmen erfolgen. Indem der Verriegelungsstift 26 aus dem Schlitzhülsenteil 25 entfernt ist, wird das obere Ende der Lenksäule 1 in den Körper 25a eingeführt, und der Schaftteil 26b des Verriegelungsstiftes 26 wird durch die Bohrung 25e hindurch geführt, der Außengewindebereich 26c wird in die Bohrung 25g ein geschraubt und reduziert so den Durchmesser des Körpers 25a. Zur gleichen Zeit greift der Schaftbereich 26b in eine vertiefte Nut 3 unterhalb der Verzahnung 2 der Lenksäule 1 ein, wodurch der Befestigungsbereich 24 mit dem oberen Ende der Lenksäule 1 verbunden ist.
Wie in den Fig. 2, 4 und 7 gezeigt ist, enthält die Airbagvorrichtung 30 einen gefalteten Airbag 31 und eine Aufblasvorrichtung 32 für die Versorgung des Airbag mit einem Gas, um ihn aufzublasen. Die Airbagvorrichtung 30 ist auf dem Bodenteil 20 mit Hilfe eines Flanschbereichs 32c der Auftblasvorrichtung 32 gehalten, die mit vier abwärts gerichteten Bolzen 32d bzw. Schrauben ausgestattet ist.
Der Airbag 31 hat eine in dem Boden ausgeformte Öffnung 31a, um das Einströmen eines Aufblasgases in den Airbag hinein zu erlauben, und Öffnungen 31b, durch die Bolzen 32d eingeführt werden sollen, sind in ausgewählten Positionen um die Öffnung 31a herum ausgebildet. Die Aufblasvorrichtung 32 enthält einen zylindrischen Körper 32a mit Ausblasöffnungen 32b in einem oberen Bereich, und ein ringförmiger Flanschbereich 32c ist um den Körper 32a herum mit vier abwärts vorspringenden Bolzen 32d ausgeformt, die an dem Flanschbereich 32c befestigt sind.
Die Airbagvorrichtung 30 mit der innerhalb des Airbag 31 angeordnet Aufblasvorrichtung 32 wird auf dem Bodenteil 20 gehalten, indem Schraubbolzen 32d durch Bohrungen 31b im Airbag 31 und durch Bohrungen 23b in dem Verbindungsringteil 23 eingeführt werden, und dann die Schraubbolzen mit Muttern 33 befestigt werden.
Die Herstellung des Lenkrades W, wie sie in der dargestellten Ausführungsform zur Anwendung kommt, beginnt damit, dass das Kernbauteil 11 und das Einsatzbauteil 18 in eine besondere Form eingesetzt werden. Dann wird die Abdeckung 15 im Spritzgußverfahren geformt, um den Lenkradkörper 10 herzustellen. In einem gesonderten Arbeitsgang wird die Airbagvorrichtung 30 mit dem Bodenteil 20 verbunden. Es soll hier erwähnt sein, dass, wenn die Aufblasvorrichtung 32 in den Airbag 31 eingefügt ist, wobei die Schraubbolzen 32d über die Bohrungen 31b herausstehen, der Airbag 31 in eine vorbestimmte kompakte Form gefaltet sein sollte.
Anschließend wird die Tragplatte 35, die den Membranschalter 40 auf Ihrer oberen Oberfläche trägt, im Anschluß an das Gießen als eine Komponente des Lenkradkörpers 10 unterhalb des oberen Bereiches 18g des Einsatzbauteil 18 eingesetzt. Die Montagevorsprünge 18i werden in Montageöffnungen 38 eingeführt und hindurch geführt, und die hervorstehenden Teile thermisch gequetscht, um den Membranschalter 40 sicher auf dem Lenkradkörper 10 zu befestigen. Es soll ebenfalls erwähnt sein, dass der Membranschalter 40 vorher mit Verbindungsplatten 47 und 48 durch Befestigung mit Nieten 45 versehen wird.
Im nächsten Schritt werden die Montageöffnungen 23a in dem Bodenbauteil 20 mit Montageöffnungen 13b in dem Lenkradkörper 10 in Deckung gebracht, und Schraubbolzen 27 als Befestigungsmittel werden durch die Montageöffnungen 23a hindurch in die Montageöffnungen 13b eingeschraubt. Danach wird die untere Abdeckung 15 an die Montagewülste 18b im Einsatzteil 18 geschraubt, womit die Herstellung des Lenkrades W abgeschlossen ist.
Um das Lenkrad W mit der Lenksäule 1 zu verbinden, folgt man der nachfolgenden Vorgehensweise. Bei herausgenommenem Verriegelungsstift 26 aus dem Schlitzhülsenteil 25 wird das obere Ende der Lenksäule 1 in den Körper 25a eingeführt, und der Außengewindeteil 26c des Verriegelungsstiftes 26 wird durch die Bohrung 25e hindurch in die Bohrung 25g eingeschraubt, wodurch der Durchmesser des Körpers 25a verringert wird. Zur gleichen Zeit wird der Schaftteil 26b des Verriegelungsstiftes 26 in die Vertiefung 3 unterhalb der Verzahnung 2 der Lenksäule 1 eingesetzt, wodurch das Lenkrad W mit der Lenksäule 1 verbunden ist. Es sollte beachtet werden, dass die Verbindungsplatten 47 und 48 mit vorgegebenen Anschlüssen des Hupenschaltkreises elektrisch verbunden werden.
Nachdem das Lenkrad W in einem Fahrzeug eingebaut ist, kann man die Hupe durch Herabdrücken des Oberseitenabdeckbereichs 17 betätigen, wobei bestimmte Rippen 17e einwärts gedrückt werden und so die obere Platte 41 mit der unteren Platte 42 in Kontakt zwingt.
Das Lenkrad W ist so ausgebildet, dass das Abdeckbauteil 15, beide, dem Kernabdeckbereich 16, der den Kranzkern 12 und den Speichenkern 13 bedeckt, und auch den Oberseitenabdeckbereich 17, der sich vom Kernabdeckbereich 16 über den oberen Teil des Nabenteils B erstreckt. Als Ergebnis hiervon erscheint keine Trennlinie auf der Oberseite des Lenkrades W, was zu einem besseren Design der Oberseite beiträgt.
Zusätzlich ist das Lenkrad W derart ausgebildet, dass das Bodenteil 20 an seiner Unterseite den Befestigungsbereich 24 angeordnet hat, durch den das obere Ende der Lenksäule 1 von unten mit dem Bodenteil verbunden werden kann. Nur die Unterseite des Lenkrades W braucht genutzt zu werden, um seine Montage auf die Lenksäule 1 zu bewerkstelligen. Folglich kann ein fertiggestelltes Lenkrad W mit der Lenksäule 1 in einem einzigen Schritt verbunden werden.
Die Airbagvorrichtung 30 wird zwischen dem Bodenteil 20 und dem Oberseitenabdeckbereich 17 gehalten. Um das Lenkrad W zusammenzubauen, muß man einfach die Airbagvorrichtung 30 auf dem Bodenteil 20 bereitstellen und halten, und die Bolzen 27 benutzen, um das Bodenteil 20 mit dem Speichenkern 13 des Lenkradkörpers 10 zu verbinden. Während der Zusammenbautätigkeit wird der Nabenteil B des Lenkradkörpers 10 nur von dem Oberseitenabdeckbereich 17 des Abdeckbauteils 15 bedeckt, mit einer Aufnahmevertiefung 19 darunter, die einen ausreichenden Platz bereitstellt und es erlaubt, die Airbagvorrichtung 30 in einer geeigneten und folglich einfachen Weise einzufügen.
Das Lenkrad W ist so geeignet, dass, wenn der Airbag 31 in der Airbagvorrichtung 30 aufgeblasen wird, durch das Gas, das von der Aufblasvorrichtung 32 bereitgestellt wird, der Reißbereich 17a des Oberseitenabdeckbereichs 17 einreißt, wie durch eine einmal-lang-und- zweimal-kurz gestrichelte Linie in Fig. 2 angedeutet. Nach solch einem Reißen öffnen sich die Klappenbereiche 17b und 17c und ermöglichen dem Airbag 31, sich zu seinem vollen Ausmaß aufzublasen.
In dem Lenkrad W der vorliegenden Ausführungsform ist das Abdeckbauteil 15 einschließlich des Kernabdeckbauteils 16 und des Oberseitenabdecktbauteils 17 aus weichem Polyurethan gefertigt. Gleichzeitig ist das Einsatzbauteil 18 aus einem synthetischen Harz gemacht und hat eine größerer Zugfestigkeit als das weiche Polyurethan Material, das für das Abdeckbauteil 15 mit den Einsatzbauteilen 18, die darin eingeschlossen oder ein gebettet sind, einschließlich des Bereiches 18g, benutzt wird.
Die Tragplatte 35 wird nicht durch den Oberseitenabdeckbereich 17 per se gehalten, der aus weichem Polyurethan hergestellt ist, sondern vielmehr durch den Bereich 18g des Einsatzbauteils 18, der im Inneren des Klappenbereichs 17c eingebettet ist. Das Einsatzbauteil 18 hat eine größere Zugfestigkeit als der Oberseitenabdeckbereich 17. Folglich, selbst wenn der Klappenbereich 17c des Oberseitenabdeckbereichs 17 durch Reißen des Reißbereichs 17a öffnet, wenn der Airbag 31 sich aufbläst, zerbricht die Tragplatte 35 nicht, sondern wird sicher genug gehalten, um der Bewegung des Klappenbereichs 17c zu folgen. Es wird darauf verwiesen, dass, wenn der Klappenbereich 17c öffnet, sich die Anschlüsse 41a und 42a auf dem Membranschalter 40 verbiegen und dadurch erlauben, dass die Tragplatte 35 und der Membranschalter 40 sich gemeinsam bewegen.
Zusätzlich sind die oberen Bereiche 18f und 18g, die mit dem Stegbereich 18a des Einsatzbauteils mittels flexibler Verbindungsbauteile 18d und 18e verbunden sind, die in den Verbindungsscharnieren 10d der Klappenbereiche 17b und 17c eingebettet sind, in Klappenbereichen 17b und 17c des Oberflächenabdeckbereichs 17 eingebettet, der aus weichem Polyurethan gefertigt ist. Auf Grund dieses Aufbaus haben die Klappenbereiche 17b und 17c, die aus weichem Polyurethan Material geformt sind, eine geringere Zugfestigkeit als das Einsatzbauteil 18, und öffnen sanfter ohne zu brechen, wobei dem Airbag 31 ermöglicht wird, sich zu seinem vollsten Ausmaß aufzublasen, wodurch die Vorteile geschaffen werden, die bereits beschrieben wurden.
Weil die Airbagvorrichtung 30 an dem Bodenteil 20 durch Schraubbolzen 32d, die am Flanschbereich 32c der Aufblasvorrichtung 32 befestigt sind, angebracht ist, kann die Airbagvorrichtung 30 aus nur zwei Teilen, dem Airbag 31 und der Aufblasvorrichtung 32 konstruiert sein. Diese Reduzierung der Zahl der Komponenten der Airbagvorrichtung 30 trägt zu einer Reduzierung der Anzahl der Stufen bei, die bei der Produktion des Lenkrades W betroffenen sind und verringert folglich die Produktionskosten.
Das Bodenbauteil 20 ist mit einem verformbaren Bereich 22 versehen, der plastisch verformt werden kann. Deshalb, selbst wenn eine Aufschlagkraft auf den Ring- bzw. Kranzbereich R ausgeübt wird, sollte die Airbagvorrichtung 30 dabei außer Funktion sein, wird der verformbare Bereich 22 eine elastische Verformung vollziehen, und die durch den Ringbereich R definierte Fläche kann sich senkrecht zur Ausübung der Aufschlagkraft ausrichten. Als Ergebnis wird die ausgeübte Aufschlagkraft durch die Ringfläche aufgenommen, die eine ausreichend breite Fläche hat, um die Wucht der Aufschlagkraft zu mildern.
Noch eine weitere Eigenart des Lenkrades W ist es, dass der Membranschalter 40 durch den spaltbildende Vorsprung 36 umgeben ist. Dieser bewahrt den Schalter 40 vor einer Betätigung sogar, wenn der gefalteten Airbag 31 eine aufwärts gerichtete Kraft ausgeübt, wenn er im Zuge des Zusammenbaus in Richtung eines ungefalteten Zustandes zurückgeht. Zusätzlich erlaubt der spaltbildende Vorsprung 36, den Membranschalter 40 zwischen der Unterseite des Klappenbereichs 17c und der beabstandeten oberen Oberfläche 35a der Tragplatte 35 anzuordnen. Diese strukturelle Ausbildung stellt einen konstanten Zwischenraum zwischen der festen Tragplatte 35 und dem Klappenbereich 17c, wo der Membranschalter 40 positioniert ist, sicher und erhält einen konstanten Betätigungshub für den Membranschalter 40. Weiterhin sind die Rippen 17e, angeordnet im Klappenbereich 17c, in jenen Bereichen der oberen Platte 41 angeordnet, die zwischen den Abstandshaltern 43 liegen. Diese Anordnung stellt sicher, dass, welcher Bereich des Klappenbereichs 17c innerhalb des Wirkungsbereichs des Membranschalters 40 auch immer gedrückt wird, die Rippe 17e einen Bereich zwischen den Abstandshaltern 43 herabdrückt, wodurch die Gleichmäßigkeit der Kraft, die angewandt wird, sichergestellt wird.
Während das Lenkrad W Schraubbolzen 27 als Befestigungsmittel verwendet, durch die das Bodenteil 20 an dem Lenkradkörper 10 befestigt ist, können die Schraubbolzen 27 durch Nieten oder andere Ansätze ersetzt werden.
Wie vorher beschrieben wurde, werden die Montagevorsprünge 18i thermisch gequetscht, um die Tragplatte 35 zu halten. Alternativ können die Montagevorsprünge 18i an deren unteren Enden mit eingreifenden Haken versehen werden, die in die Montageöffnungen 38 so eingeführt werden, dass sie in Eingriff mit den äußeren Rändern jener Öffnungen treten, wodurch die Tragplatte 35 an ihrem Platz gehalten ist.
Das Befestigungsbauteil 24, das mitwirkt, das Bodenteil 20 mit der Lenksäule 1 zu verbinden, verwendet einen Verriegelungsstift 26, der in die Vertiefungen 3 unter der Verzahnung 2 der Lenksäule 1 eingreift. Es sollte jedoch vermerkt sein, dass das Befestigungsbauteil 24 jede Ausformung haben darf, die es erlaubt, dass das obere Ende der Lenksäule 1 von unten mit dem Bodenteil 20 verbunden werden kann. Solange diese Bedingungen erfüllt ist, können andere Ausformungen angewendet werden, so, wie die Lenksäule eher als die Bodenplatte mit einer Montageplatte, einem geschraubten Bauteil oder ähnlichem zu versehen, das mit der Bodenplatte verschraubt oder in sie eingeschraubt ist, wie es in der japanischen Patentschrift Nr. Sho. 63-134 368, der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Hei 2-25691, der japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Hei 5-2488, usw. gelehrt ist.
Der in der vorher beschriebenen Ausführungsform genutzte Membranschalter 40 dient zur Betätigung einer Hupe, aber es versteht sich von selbst, dass Schalter für andere Zwecke ebenfalls eingesetzt werden können. Der Aufbau eines Membranschalters 40 ist nicht auf den Zwei- Schicht Typ begrenzt, wie er vorher offenbart wurde. Der Membranschalter 40 kann ein Drei- Schicht Typ sein. Weiterhin gibt der Membranschalter in der Ausführungsform einen elektrischen Strom in Übereinstimmung mit dem Herabdrücken der Hupenabdeckung ab. Jedoch sollte es auch erlaubt sein, einen Membranschalter zu verwenden, der den elektrischen Widerstand verändern kann, die elektrische Strommenge und die dielektrische Konstante davon in Übereinstimmung mit dem Herabdrücken der Hupenabdeckung.
Obwohl der Membranschalter 40 in der oben beschriebenen Ausformung im allgemeinen auf der gesamten Oberfläche des Klappenbereichs 17c angeordnet ist, kann der Membranschalter 40 innerhalb eines mehr begrenzten Bereich des Klappenbereichs 17c angeordnet sein. In diesem alternativen Fall im Hinblick darauf, ein gutes Anfühlen bei der Betätigung des Schalters zu gewährleisten, kann der obere Bereich 18g des Einsatzbauteils 18, der oberhalb des Membranschalters 40 angeordnet ist, in der Dicke reduziert oder vollständig entfernt sein, mit Beachtung, dass die Montagevorsprünge 18i sichergestellt sind, die notwendig für das Halten der Tragplatte 35 sind.
Obwohl die Erfindung in Verbindung mit dem, was zum jetzigen Zeitpunkt als die praktischste und bevorzugteste Ausbildung angesehen ist, beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausformung beschränkt bleibt, sondern im Gegenteil vorgesehenen ist, die verschiedenen Modifikationen und Anordnungen innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche abzudecken.

Claims

1. Lenkrad, enthaltend

ein Kernbauteil (11) mit einem Kranzkern (12) und Speichenkernen (13),

ein aus weichem Kunststoff hergestelltes Abdeckbauteil (15), das einen 10 Kernabdeckbereich (16), der das Kernbauteil abdeckt, und einen Oberseitenabdeckbereich (17) enthält, der von dem Kernabdeckbereich ausgeht und im Zentrum des Kranzkerns (12) ausgebildet ist, wobei der Kernabdeckbereich und der Oberseitenabdeckbereich integral ausgebildet sind,

einen Einsatz (18), der in das Abdeckbauteil (15) eingebettet ist, und eine Airbagvorrichtung (31), die unterhalb des Oberseitenabdeckbereiches angeordnet ist,

gekennzeichnet durch

einen Hupenschalter (40), der zwischen der Airbagvorrichtung (31) und dem Oberseitenabdeckbereich (17) angeordnet ist und

eine steife Platte (35), die den Hupenschalter trägt und an dem Einsatz (18) angebracht ist und den Hupenschalter gegenüber der Airbagvorrichtung schützt.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberseitenabdeckbereich (17) weiter einen Reißbereich (17a) enthält, der mit ihm einen Klappenbereich (17b, 17c) und einen Verbindungsscharnier (17d) definiert, wobei sich der Klappenbereich um das Scharnier herum öffnet, indem der Oberseitenabdeckbereich längs des Reißbereiches bei Betätigung der Airbagvorrichtung aufreißt.

3. Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die steife Platte (15) an einem Teil von wenigstens einem Klappenbereich (17b, 17c) befestigt ist.

4. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) ein Material mit größerer Zugfestigkeit enthält als das Material, das das Abdeckbauteil (15) bildet.

5. Lenkrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) enthält:

einen oberen Bereich (18g) der in dem Oberseitenabdeckbereich (17) eingebettet ist;

einen Stegbereich (18a), der sich von einem Umfangsrand des oberen Bereiches nach unten erstreckt und in dem Kernabdeckbereich (16) eingebettet ist; und

einen flexiblen Verbindungsbereich (18d, 18e) zum Verbinden des oberen Bereiches mit dem Stegbereich, welcher nachgiebige Verbindungsbereich in dem Abdeckbauteil an dem Scharnier eingebettet ist.

6. Lenkrad nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (18) einen in wenigstens einem Klappenbereich (17b, 17c) eingebetteten oberen Bereich (18), einen herabhängenden Stegbereich (18a) und einen flexiblen Scharnierbereich aufweist, der innerhalb des zentralen Bereiches eingebettet ist.

7. Lenkrad nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Bereich (18g) eine Mehrzahl von herabhängenden Montagevorsprüngen (18i) zum Halten der steifen Platte (35) enthält.

8. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (35) aus Kunstharz mit einer Steifigkeit größer als die Steifigkeit des Einsatzes (18) hergestellt ist und die Halteplatte an dem Oberseitenabdeckbereich (17) angebracht ist.

9 Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (35) einen Vorsprung (36) aufweist, der längs eines Umfangsrandes von ihr ausgebildet ist, um einen Hupenhub zu definieren, und dass der Hupenschalter (40) planar ist und an der Platte innerhalb des Vorsprungs angeordnet ist.

10 Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hupenschalter (40) enthält:

eine obere Platte (41);

eine untere Platte (42);

eine Mehrzahl von voneinander entfernten, isolierenden Abstandsstücken (43), die zwischen der oberen Platte und der unteren Platte vorgesehen sind; und

einen Scharnierbereich, der dem Scharnier entspricht, sodass er sich bei einem Aufblasen der Airbagvorrichtung verformt.

11. Lenkrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberseitenabdeckbereich (17) weiter eine Mehrzahl von Rippen (17e) enthält, die derart angeordnet sind, dass sie spezielle Flächen einer Oberseite der oberen Platte (41) berühren, welche spezielle Flächen Flächen zwischen den Abstandsstücken (43) entsprechen.

12. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch ein Bodenteil (20), das unterhalb der Airbagvorrichtung (31) angeordnet ist und mit einem oberen Ende einer Lenksäule (1) verbunden ist und einen verformbaren Bereich (22 enthält, der plastisch verformbar ist.

13. Lenkrad nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine untere Abdeckung (50), die an einem unteren Teil des Einsatzbauteils (18) befestigt ist, um eine Unterseite des Bodenteils (20) abzudecken.

14. Lenkrad nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Airbag (31) mit dem Bodenteil (20) verbunden ist.

15 Verfahren zu herstellen eines Lenkrades, gekennzeichnet durch die Schritte:

Bereitstellen eines Kerns, eines Einsatzes, eine Airbagvorrichtung, eines Membranschalters, einer Halteplatte und eines Bodenteils;

Einsetzen des Kerns und des Einsatzes in eine Form;

Einspritzen vom Harz in die Form, um dadurch einen Lenkradkörper auszubilden;

Halten der Airbagvorrichtung an dem Bodenteil;

Anordnen des Membranschalters an der Halteplatte;

Befestigen der Halteplatte an dem Einsatz; und

Zusammenfügen des Lenkradkörpers mit dem Bodenteil.