DE8705717U1

DE8705717U1 - Lenkrad

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Publication number: DE8705717U1
Application number: DE8705717U
Authority: DE
Original assignee: ZAISER HANS-HERMANN 7000 STUTTGART DE
Current assignee: ZAISER HANS-HERMANN 7000 STUTTGART DE
Priority date: 1987-04-18
Filing date: 1987-04-18
Publication date: 1987-10-08

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge*

Die heute üblichen Lenkräder für Kraftfahrzeuge haben einen im wesentlichen kreisförmigen Radkranz, der über eine öder mehrere Speichen mit einem Nabenkörper Verbunden ist. Diese Teile bestehen in der Regel aus Metall, sind bei nörmalern Gebrauch des Lefikfades als im wesentlichen starr anzusehen und können sich unter bei Unfällen auftretenden hohen Kräften verformen. Diese metallischen Teile des Lenkrades sind mit Kunststoffmaterial umschäumt, einerseits um den Durchmesser des Radkranzes zu vergrößern, andererseits um den eigentlichen Rädkranz thermisch von den Händen des Fahrers zu isolieren. Damit ist im Prinzip auch im Winter die Wärmeabfuhr von der bloßen Hand des Fahrers gemindert. Sind die Hände aber schon beim Besteigen des Fahrzeuges kalt, beispielsweise weil vorher die Scheiben des Fahrzeuges enteist wurden, so bleiben sie auch über lange Zeit kalt, da der Bereich des Lenkrades von der Warmluftheizung des Fahrzeuges in der Regel nur schlecht erfaßt wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Lenkrad geschaffen werden, welches im Winterbetrieb kalte Hände des "Fahrers vermeidet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Lenkrad gemäß Anspruch 1.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird erreicht, daß die -Heizeinrichtung keine Modifikationen des Radkranzes notwendig macht, der in der Regel unter Sicherheitsgesichtspunkten berechnet ist. Damit kann man die vor-

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liegende Erfindung auch in schön laufende Serienfertigungen einfließen lassen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 Wird ein besofidörs guter Wärmeübergang von der Heizeinrichtung zur Hand des Fahrers erzielt.

Eine Heizeinrichtung, wie sie in den Ansprüchen 4 un 5 angegeben ist, läßt sich bei ursprünglich ebener Gestalt iö leicht in die zur Anbringung auf einem Lenkrad nötwendige torusform bringen.

Mit den Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen <6 und 7 wird erreicht, daß die Heizeinrichtung auch schon

ii-5 in einem Zwischenschritt der Herstellung sicher auf Abstand vom Radkranz gehalten ist, der in def Regel aus Metall gefertigt ist. Damit werden Kurzschlußwege an der elektrischen Heizeinrichtung vorbei über den Radkranz ausgeschaltet.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist im Hinblick auf das einfache und rasche Anbringen individueller Distanzkörper am Radkranz von Vorteil.

2'5 Das direkte Anbringen der Heizeinrichtung auf dem Radkranz '(vergl. Anspruch 9) ist im Hinblick auf eine besonders einfache mechanische Montage des Lenkrades von Vorteil.

Brei einem Lenkrad gemäß Anspruch 10 beeinträchtigt der von Haus aus starre Heizstab den "Griff" des Lenkrades in keiner Weise, da er vollständig in den ebenfalls harten Radkranz eingesetzt ist.

Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 11 und 13 sind ebenfalls im Hinblick auf gute Wärmeübertragung zur Hand des Fahrers bei Haltung des "Griffes" des Lenkrades von Vorteil.

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Verwendet man als gut Wärmeleitende Schicht ein Metliilfilzstuck (Anspruch 12)j so laßt sich diese Schicht besonders einfach anbringen} man hat auch über die Dichte odgr Porositat des Pilzes eine gute Möglichkeit der Anpassung der elastischen Eigenschaften der gut wärmeleitenden Schicht an diejenigen des umgebenden geschäumten Kunststoffmateriales ·

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Hinblick auf ein leichtes und definiertes Umlagern des vom Schlauchkörper der Heizeinrichtung eingeschlossenen Flüssigkeitsvolumens von Vorteil, welches an Sich inkompressibel ist, durch die Umlagerung aber einen der Elastizität eines Matefialvölumens vergleichbaren Effekt bringt.

Die Weiterbildungen der Erfindung gemäQ den Ansprüchen 15 und 16 sind im Hinblick auf ein einfaches Anschließen der Heizeinrichtung an das elektrische Bordnetz des Fahrzeuges von Vorteil.

Nachstehend v/ird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Figur 1: eine Aufsicht auf ein Lenkrad mit integrierter

Heizeinrichtung, in welcher Teile der geschäumten Lenkradummantelung weggebrochen sind;

Figur 2:

einen axialen Schnitt durch das Lenkrad nach Figur 1, wobei die Schnittebene durch eine der Lenkradspeichen gelegt ist;

Figuren 3 bis 6: Schnitte durch den Rand verschiedener Lenkräder mit integrierter Heizeinrichtung in

radialen Schnittebenen 5

2157.8 Figur 7:

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eine Aufsicht auf ein Fadengelege zur Herstellung eines elektrischen Flächenheizers zur Verwendung in einem Lenkrad;

Figur 8:

einen Ausschnitt aus einem Endlosmaterial zur Beabstandung eines elektrischen Flächenheizers von einem metallischen Radkörper des Lenkrades; und

Figur 9:

eine Teil-Ansicht eines Werkzeuges zum sukzessiven Herumlegen eines in eine hülsenförmige Vorform gebrachten Flächenheizers um den Radkranz des Lenkrades unter Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes von der Kranzachse.

Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Lenkrad hat einen aus Metall gefertigten Radkranz 10, der über vier metallische Speichen 12 mit einem Nabenkörper 14 verbunden ist. Letzterer ist schematisch als am Ende einer Lenksäule 16 sitzend gezeigt, wobei in der Praxis das Ende dieser Lenksäule als Pralltopf oder dergleichen ausgebildet sein kann, wie an sich bekannt.

Der durch die Teile 10 bis 14 gebildete Radgrundkörper ist von einer Schaumstoffschicht 18 umgeben, wobei in der Praxis ein schäumbares Kunststoffmaterial verwendet wird, welches an der Oberfläche eine durchgehende Haut bildet. Die zum Schäumen des Kunststoffmaterialeg verwendete Form hat derart konturierte Oberflächen, daß die Außenseite der Schaumstoffschicht ein lederähnliches genarbtes Aussehen erhält.

In die Schaumstoffschicht 18 ist in der Nähe ihrer Außenfläche ein Heizband 20 eingebettet, welches entsprechend der Lenkfadaußenfläche torusfötfnige Gestalt hat* Die Enden des zu Schlauchform gebogenen Heizbandes liegen bei einer der Speichen 12* und eines def Sändenden ist über einen

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Leiter 22 mit der metallischen Speiche verbunden, damit auch mit dem Massepol des Bordnetzes. Das zweite Ende des Heizbandes 20 ist über einen weiteren Leiter 24 mit einem durch eine abgewinkelte Blattfeder gebildeten Schleifkontakt 26 verbunden, der in die Schaumstoffschicht 18 eingebettet ist und mit seinem Kontaktabschnitt über die untere Stirnfläche des Lenkrades übersteht.

Der Schleifkontakt 26 arbeitet mit einem feststehenden Schleifring 28 zusammen, der von einer Lenksäulenverkleidung 30 getragen ist und mit einem Leiter 32 verbunden ist, der über einen nicht gezeigten Schalter mit dem positiven Pol der Fahrzeugbatterie verbindbar ist.

Die Figuren 3 und 4 zeigen unterschiedliche Möglichkeiten der Anbringung eines elektrischen Flächenheizers unter vorgegebenem Abstand von der Achse des Radkranzes 10.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist auf den Radkranz 10 in einem ersten Schäumvorgang eine untere Teilschicht 34 aus Kunststoffmaterial aufgetragen, und um diese untere Teilschicht 34 ist ein Heizband 20 herumgewickelt, wobei die Bandlängsrichtung nicht in Umfangsrichtung zu verlaufen braucht, für Kleirferienfertigung kann man das Heizband auch spiralförmig um die untere Teilschicht 34 herumwickeln. Um das Heizband 20 herum ist dann eine äußere Teilschicht 36 geschäumt, welche auf ihrer Außenseite die genarbte Haut aufweist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 nat der Radkranz in eine Mehrzahl in Umfangsrichtung verlaufender Haltenuten 37, in welche Distanzkörperleisten 38 eingesetzt sind. Wie aus Figur 8 ersichtlich, hat eine derartige Distanzkörperleiste 38 einen Fußabschnitt 40, der im PreGsitz in eine HalteriUt 37 eingesetzt werden kann, sowie eine Vielzahl aufeinanderfolgender diskreter stabförmiger Distanzkörper 42* Das Anbringen der Distanzkörperleiäteh 38 in den Halte-

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nuten 37 kann leicht maschinell erfolgen. Über die verschiedenen Distanzkörper 42 wird dann das Heizband 20 gelegt, und hernach wird der Radkranz 10 zusammen mit dem Heizband 20 in die Schäum."orm gelegt und die Schaumstoff schicht j.8 wird in einem einzigen Schäumschritt erzeugt.

Um das Zuführen von schäumbarem Kunststoffmaterial zur Innenfläche des Heizbandes 20 hin zu erleichtern, ist die radial innenliegende Äquatorlinie des Radkranzes 10 nicht mit einer Distanzkörperleiste 38 bestückt, und das Heizband 20 erstreckt sich auch nur über einen Winkel von 270°.

Das Heizband 20 besteht vorzugsweise aus einem Heizdraht-Fadengelege 44, wie es in Figur 7 näher gezeigt ist. Dieses weist eine Vielzahl parallel nebeneinander liegender Heizdrähte 46 auf, die durch transversale Fäden 48 in transversaler Richtung positioniert sind. Bei den Fäden 48 kann es sich L,m düine Kupferfäden oder Kunststoffäden handeln. Da die Äquipot^ntiallinien des Heizbandes sovi/ieso senkrecht zur Bandlängsrichtung verlaufen, erhält man auch bei Wahl metallischer Fäden 48 keine Kurzschlußströme.

Die Enden des Heizdraht-Fadengeleges 44 sind entsprechend dem Unterschied zwischen der Länge der äußeren Äquatorlinie und der inneren Äquatorlinie der Lenkrad-Mantelfläche abgeschrägt, wie bei 50 gezeigt, so daß das in Figur 7 gezeigte ebene Heizdraht-Fadengelege zu einer torusförmigen Gestalt gebogen werden kann.

Hierzu wird dae Heizdraht-Fadengelege zunächst in eine Hülsenform gebracht, deren Durchmesser dem Außendurchmesser der späteren Torusform entspricht. Anschließend werden die oberen und unteren Ränder dieser Hülse sukzessive nach innen gebogen, wodurch man die Torusform erhält. Dies kann

3-5 unter Verwendung eines zweiteiligen Werkzeuges erfolgen, wie es in Figur 9 gezeigt ist.

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Zwei zu einer Werkzeugmittelebene symmetrische Werkzeugkörper begrenzen einen Werkzeug-Austrittsspalt 56 mit einem kreisförmigen 5paltabschnitt 58, dessen Durchmesser dem gewünschten Durchmesser des vom Heizdraht-Fadengelege zu bildenden Schlauches entspricht. Ein radialer Spaltabschnitt 60 erlaubt einen freien Durchtritt der Speichen 12 des Radgrundkörpers.

Vor dem Austrittsspalt 56 liegt eine zweidimensional gekrümmte Biegefläche 62, Vielehe diTch eine Aufeinanderfolge won Höhenlinien 64-i veranschaulicht ist. Dreht man das in Figur 9 gezeigte Werkzeug um die Lenkradachse, so wird das ursprünglich in hülsenförmige Vorform gebracht Heizdraht-Fadengelege progressiv in die gewünschte Torusform gebracht, und nach Beendigung dieses Biegevorganges können die beiden Werkzeugkörper 52, 54 zur Entnahme des nun ein gebogenes Heizband tragenden Radgrundkörpers auseinandergefahren werden.

Das Biegen des Heizdraht-Fadengeleges 44 zu einem torusförmigen Heizband aus der hülsenförmigen Vorform erfolnt leicht und ohne Faltenbildung, da die einzelnen Heizdrähte im Fadengelege in Umfangsrichtung nicht festgelegt sind und durch die Abschrägungen 50 Unterschiede in der Umfangserstreckung weiter außenliegender bzw. weiter inn<;nliegender der Heizdrähte schon ausgeglichen sind. Bei dem oben beschriebenen Biegevorgang werden somit nur die bei den Rändern des in Figur 7 gezeigten Heizdraht-Fadengeleges 44 liegenden Heizdrähte zusätzlich noch etwas nachgebogen

Bei der Ausführungsform nach Figur 5 ist auf den Radkranz 10 ein Schlauchkörper 66 mit nierenförmigem Querschnitt aufgebracht, z.B. aufgeklebt. Der Schlauchkörper 66 besteht aus elastischem Kunststoff und ist mit einer gut ti/ärmeleifcehderi Flüssigkeit 68 gefüllt. In dieser Flüssigkeit 68 befindet sich ein gekrümmtes Heizband 70, dessen Zuführungsleifcungen in die Enden des Schlauchköl/|Sers 66 eingeschweißt

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Die so erhaltene Struktur ist mit de? Schaumstoffschicht 18 in einem einzigen Schäumschritt umschäumt. 05

Beim Äusführungsbeispiel nach Figur 6 ist längs der äußeren Äquatorlinie des Radkranzes 10 im letzteren eine Nut 72 vorgesehen» in weiche ein Heizstab 74 eingelegt ist. Über dem dem Heizstab 74 benachbarten Bereich des Radkranzes

76 angeordnet, welches zur vorläufigen Fixierung am Radkranz 10 festgeklebt sein kann, um dann zusammen mit dem Radgrundkörper in einem einzigen Schritt mit der Schaumstoffschicht 18 umgeben zu werden.

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Claims

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Ansprüche

1. Lenkrad für Kraftfahrzeuge mit einem in? wesentlichen kreisförmigen Radkranz, der über mindestens eine Speiche mit einem Nabenkörper verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Radkranz eine in Umfangsrichtung verlaufende elektrische Heizeinrichtung (20) zugeordnet ist.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizeinrichtung (20) in eine auf den Radkranz (10) aufgebrachte Außenschicht (18) eingebettet ist.

3. Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (20) kurz unter der freien Oberfläche der Außenschicht (18) liegt.

4. Lenkrad na ii einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (20) ein Gewebe oder Netz aus Heizdrähten umfaßt.

5. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (20) ein Fadengelege (44) aus Heizdrähten (46) umfaßt, wobei die einzelnen Heizdrähte in Umfangsrichtung ausgerichtet sind.

6. Lenkrad nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht (18) eine untere Teilschicht (34), auf welche die Heizeinrichtung (20) aufgebracht ist, und eine über die Heizeinrichtung (20) aufgebrachte obere Teilschicht (36) umfaßt.

7. Lenkrad nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch an der Außenfläche des Rädkranzes (10) abgestützte, elektrisch isolierende Distanzkörper (42), Welche die Innenfläche der Heizeinrichtung (213) abstützen.

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8. Lenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende der Distanzkörper (42) durch ein Band (42) zu einer Distanzkörperleiste (38) verbunden sind, welche in einer zugeordneten Haltenut (36) des Radkranzes (10) fest einsitzt.

9. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (20) auf dem Radkranz (10) angebracht ist.

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10. Lenkrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung einen gebogenen Heizstab (74) umfaßt, der in einer Nut (72) des Radkranzes (10) einsitzt.

11. Lenkrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkranz (10) mi⁴- einer Außenschicht (18) versehen

ist und in letztere zumindest im Bereich des Heizstsbes

(74) eine gut wärmeleitende Schicht (74) eingebettet ist,

welche ähnliche Elastizität aufweist wie das Material der Außenschicht (18).

12. Lenkrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gut wärmeleitende Schicht (74) ein Metallfilrstück aufweist.

13. Lenkrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung ein Heizelement (70) umfaßt, welches in einen Schlauchkörper (66) eingeschweißt ist, weleher mit gut wärmeleitender Flüssigkeit (68) gefüllt ist.

14. Lenkrad nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauchkörper (66) nierenföfmigen Querschnitt aufweist .

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15» Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 14_} dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Heizeinrichtung" (20)

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bei einer Speiche (12) liegen Und Anschiußieitef (22, 24)
der Heizeinrichtung (20) übet die Speiche gelegt

i6* Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet j daß beim unteren Ende dei? Lenkradnabe

ein Schleifkontakt (26) öder ein Schleifring zur Zusammenarbeit mit einem feststehefvdefi Schleifring (28) bzw. einem feststehenden Schleifkontakt Vorgesehen ist»