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Patent Searching and Data


Title:
CHANGEABLE-SHAPE STEERING WHEEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/058178
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a changeable-shape steering wheel of a motor vehicle, the steering wheel rim of which is composed of a plurality of rim parts, of which some can be pivoted relative to one another, in order for it to be possible, in addition to a circular shape, for it to also be transferred into an approximately oval shape, wherein, in a neutral position of the steering wheel which can be rotated about a circular shape centre point, the major semi-axis in an oval shape is oriented at least substantially horizontally. Here, the rim parts can be moved by means of levers which are provided on the steering wheel rim, in such a way that, in the neutral position, the major semi-axis of the oval shape of the steering wheel is not longer than half the diameter in the case of a circular shape of the steering wheel. In the neutral position, central rim side parts are preferably connected rigidly to a central steering wheel pot-shaped structure, whereas a single actuator which brings about a shape change can pivot, and pivot back, the lower rim side parts in the neutral position of the steering wheel in the direction of the circular shape centre point in the case of the transition from the circular shape to the oval shape.

Inventors:
WADEPUHL MARKUS (DE)
KERSCHBAUM PHILIPP (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/074679
Publication Date:
March 26, 2020
Filing Date:
September 16, 2019
Export Citation:
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Assignee:
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AG (DE)
International Classes:
B62D1/06
Domestic Patent References:
WO2008107757A22008-09-12
Foreign References:
DE19919278A12000-11-02
DE10316350A12004-10-28
DE102008045918A12009-05-20
DE102008045919A12009-05-20
DE102008045918A12009-05-20
DE102008045919A12009-05-20
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Claims:
Patentansprüche

1. Formveränderbares Lenkrad eines Kraftfahrzeugs» dessen

Lenkradkranz (3) aus mehreren Kranzteilen (31 32, 33, 34, 35). von denen einige relativ zueinander verschwenkbar sind, zusammengesetzt ist, um neben einer kreisförmigen Formgebung auch in eine näherungsweise ovale Form überführt werden zu können, wobei in einer Neutralposition des um einen Kreisform-Mittelpunkt (M) drehbaren Lenkrads die längere Halbachse in Ovalform zumindest annähernd horizontal ausgerichtet ist,

dadurch gekennzeichnet dass die Kranzteile (31 , 32, 33, 34, 35) mittels eines am Lenkradkranz (3) vorgesehenen Getriebes (7) solchermaßen verlagerbar sind dass in der Neutralposition die längere Halbachse der Ovalform des Lenkrads nicht länger ist als der halbe Durchmesser bei Kreisform des Lenkrads.

2. Formveränderbares Lenkrad nach Anspruch 1 mit in der Neutraiposition mittigen Kranz-Seitenteilen (32), welche starr mit einem zentralen Lenkradtopf (1 ) verbunden sind.

3. Formveränderbares Lenkrad nach Anspruch 1 oder 2 mit einem einzigen eine Formänderung bewirkenden Aktuator (6), welcher in Neutralposition des Lenkrads untere oder obere Kranz-Seitenteile (31 ) beim Übergang von der Kreisform zur Ovalform in Richtung zum Kreisform-Mittelpunkt (M) verschwenken und zurück verschwenken kann.

4. Formveränderbares Lenkrad nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das durch den Aktuator (6) direkt verschwenkbare Kranz-Seitenteil (31 ) über einen am zugeordneten mittigen Kranz- Seitenteil (32) abgestützten Hebeltrieb (7) als Getriebe ein Verschwenken eines weiteren gegenüber dem mittigen Kranz- Seitenteil (32) verschwenkbaren Kranz-Seitenteiles (33) bewirkt.

5. Formveränderbares Lenkrad nach Anspruch 4, wobei die beiden weiteren Kranz-Seitenteile (33). welche am linksseitigen oder rechtsseitigen mittigen Kranz-Seitenteil (32) angelenkt sind mit ihren anderen Enden über ein längenveränderbares Kranzteil (34/35) gelenkig miteinander verbunden sind.

Description:
Formveränderbares Lenkrad

Die Erfindung betrifft ein formveränderbares Lenkrad eines Kraftfahrzeugs, dessen Lenkradkranz aus mehreren Kranzteilen, von denen einige relativ zueinander verschwenkbar sind, zusammengesetzt ist, um neben einer kreisförmigen Formgebung auch in eine näherungsweise ovale Form überführt werden zu können, wobei in einer Neutralposition des um einen Kreisform-Mittelpunkt drehbaren Lenkrads die längere Halbachse in Ovalform zumindest annähernd horizontal ausgerichtet ist. Zum Stand der Technik wird auf folgende Schriften verwiesen: DE 10 20087 045 918 A1 und DE 10 20087 045 919 A1.

Ein formveränderbares Lenkrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist für Kraftfahrzeuge, welche autonom bzw hochautomatisiert zu fahren in der Lage sind, besonders hilfreich, da über länger andauernde Fahrperioden, in denen sich das Fahrzeug ohne Eingriff des Fahrers (oder allgemein eines Fahrzeug-Insassen) bewegt, das bei Führung durch den Fahrer benötigte Lenkrad in eine weniger Raum beanspruchende (und somit weniger störende) Form gebracht werden kann. Bekannt sind verschiedene Bauformen von Lenkrädern, die aus der üblichen Kreisform in eine ovale Form ( Ovalform") und zurück überführt werden können, wobei es - anders als bei beispielsweise einem in sich relativ frei verformbaren Lenkradkranz - aus Sicherheitsgründen vorzuziehen ist. wenn der Lenkradkranz aus mehreren gegeneinander verschwenkbaren Einzelteilen, welche in sich starr sind und vorliegend als Kranzteile bezeichnet werden, zusammengesetzt ist. ln den eingangs genannten Schriften sind Lenkrad-Bauarten gezeigt welche die vorstehend genannten Anforderungen erfüllen, indem Kranzteile welche in einer Neutralposition des Lenkrads (in dieser Position würde das durch das Lenkrad gelenkte Fahrzeug geradeaus fahren) in Vertikalrichtung betrachtet mittig links bzw. rechts außen (und somit auf Höhe des Lenkrad- Mittelpunktes bei Kreisform des Lenkrads) liegen, weiter nach seitlich außen verlagert werden wenn das Lenkrad von der Kreisform in die Ovalform überführt wird. Dass sich hierbei also die Abmessung des Lenkrads bei einer Verringerung in Vertikalrichtung in einer anderen nämlich in Horizontalrichtung vergrößert, wird als Nachteil angesehen.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und ist für ein formveränderbares Lenkrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Kranzteile mittels eines am Lenkradkranz vorgesehenen Getriebes solchermaßen verlagerbar sind, dass in der Neutralposition die längere Halbachse der Ovalform des Lenkrads nicht tanger ist als der halbe Durchmesser bei Kreisform des Lenkrads Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche, insbesondere kann das Getriebe als Hebeltrieb oder Hebelmechanismus ausgebildet sein. Vereinfacht ausgedrückt wird vorgeschlagen , ein Getriebe so zu gestalten, dass der Lenkkranz in Neutralposition des Lenkrads quasi zum Mittelpunkt hin zusammengeklappt werden kann und zwar mit seinen in Vertikalrichtung betrachtet oberen und unteren Abschnitten, während die beiden seitlichen Mitten-Abschnitte des Lenkrad-Kranzes nicht verlagert werden. Diese seitlichen Mitten-Abschnitte, welche im weiteren als mittige Kranz-Seitenteile bezeichnet werden, können dafür starr mit dem Mittelpunkt des Lenkrads verbunden sein. Vorgeschlagen wird ein beispielsweise in Form eines Hebeliriebs (oder mit anderen Getriebeelementen wie bspw. Zahnrädern) ausgebildetes Getriebe, welches ausgehend von einer Verschwenkbewegung eines ersten Kranzteils ein Verschwenken eines oder mehrerer weiterer Kranzteile solchermaßen bewirkt, dass die in Neutralposition des Lenkrads horizontal durch den Mittelpunkt des Lenkrads (in Kreisform) verlaufende Längserstreckung des Lenkrads zumindest im Wesentlichen unverändert bleibt bzw. sich nicht vergrößert. Hierfür sind (in Vertikalrichtung betrachtet) im Wesentlichen mittig d.h. auf der genannten Längserstreckung in Neutralposition links und rechts des Lenkrad-Mittelpunktes liegend jeweils ein Kranz-Seitenteil (als „mittiges Kranz-Seitenteil" bezeichnet) vorgesehen, das starr mit dem sog. Lenkradtopf. d.h. einer zentralen Grundplatte des Lenkrads verbunden ist und zwar wie üblich über eine Speiche.

Im Sinne einer vorteilhaften Weiterbildung wird vorgeschlagen, mittels eines einzigen eine Lenkrad-Formänderung bewirkenden Aktuators (beispielsweise in Form eines elektrischen Stellmotors) Kranzteile welche in Neutralposition des Lenkrads in Vertikalrichtung betrachtet unten oder oben liegen, beim Übergang von der Kreisform zur Ovalform in Richtung zum Kreisform- Mittelpunkt (des Lenkrads) zu verschwenken, weiche eingenommen wird, wenn sich das Fahrzeug über eine längere Periode autonom, d.h. ohne Eingriff des Fahrers bewegt. Selbstverständlich soll dieser Aktuator vorzugsweise mit Umkehr seiner Bewegungsrichtung auch eine entsprechende Rückführung von der Ovalform in die Kreisform bewerkstelligen können.

Vorzugsweise sind die Elemente des vorgeschlagenen Getriebes, so beispielsweise verschwenkbare Hebel, die ausgelöst durch eine Verschwenkbewegung eines ersten Kranzteiles eine geeignete Verschwenkbewegung zumindest eines weiteren Kranzteiles bewirken direkt oder indirekt (d.h. unter Zwischenschaltung eines weiteren Getriebeelements oder Hebels) am mittigen Kranz-Seitenteil welches starr mit dem Lenkradtopf verbunden ist, abgestützt. Ferner kann vorgesehen sein, dass eines der Kranzteiie längenveränderbar und hierfür vorzugsweise in Teleskopbauweise ausgeführt ist um Längenänderungen, die bei Verschwenken einzelner Kranzteile im Rahmen eines„Zusammenklappens" des Lenkradkranzes erforderlich werden können zu ermöglichen.

Dies sowie weitere Merkmale und Vorteile gehen auch aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, für welches die beigefügten Figuren die wesentlichen Bestandteile, nämlich den zentralen Lenkradtopf und im Wesentlichen nur die linksseitige Hälfte des Lenkradkranzes - dessen rechtsseitige Hälfte ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargesteilt - in zwei Formgebungen des Lenkrads zeigen. Dabei ist neben einer abstrahierten Prinzipdarstellung weiterhin eine Aufsicht auf eine real gebaute Version ohne Verkleidungsteile dargestellt. So zeigt

Fig.la das Lenkrad in Kreisform in Prinzipdarstellung.

Fig 1 b das Lenkrad in Ovalform und Prinzipdarstellung,

Fig.2a das Lenkrad in Kreisform wie realisiert

Fig.2b das Lenkrad in Ovalform wie realisiert.

Mit der Bezugsziffer 1 ist der zentrale Lenkradtopf gekennzeichnet, welcher praktisch eine um den Mittelpunkt M des Lenkrads in Kreisform drehbare Grundplatte bildet an welchem üblicherweise im besagten Mittelpunkt M eine Lenkspindel befestigt ist, mit welcher bei Vorhandensein einer mechanischen Rückfallebene eine Drehbewegung des Lenkrads an lenkbare Räder des Kraftfahrzeugs übertragen werden kann. Vom Lenkradtopf 1 geht in der gezeigten Neutralposition des Lenkrades im Wesentlichen horizontal auf Höhe des Mitelpunktes M verlaufend nach links und rechts jeweils eine Speiche 2 ab, die in einen in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 3 bezeichneten Lenkrad kranz übergeht bzw diesen mit dem Lenkradtopf 1 verbindet und somit trägt (bzw. tragen). Dieser Lenkradkranz 3, den der Fahrer bei Kreisform des Lenkrads ergreift um das Fahrzeug mit dem Lenkrad zu lenken, ist aus mehreren Kranzteilen 31 , 32, 33, 34, und 35 zusammengesetzt, welche jeweils kreisbogenförmig ein Segment des Lenkradkranzes 3 bilden.

So sind an den Enden der Speichen 2 sog. mitige Kranz-Seitenteile 32 vorgesehen und befestigt und somit starr mit dem Lenkradtopf 1 verbunden, wobei in den Figuren nur das linksseitige mittige Kranz-Seitenteil 32 dargestellt ist. Weitere Kranzteile bzw. Bestandteile des Lenkradkranzes 3 sind ein sog. unteres Kranz-Seitenteil 31. welches in Vertikalrichtung betrachtet seitlich unterhalb des Mittelpunkts M vorgesehen und mit einem seiner Enden schwenkbar am mittigen Kranz-Seitenteil 32 befestigt ist, sowie vorliegend sog. weitere Kranz-Seitenteile 33, welche am linksseitigen oder rechtsseitigen mittigen Kranz-Seitenteil 32 auf der dem unteren Kranz- Seitenteil 31 gegenüberliegenden Seite - und somit vorliegend oberhalb des Mittelpunktes M liegend - angelenkt sind, wobei auch hier nur das linksseitige weitere Kranz-Seitenteil 33 dargestellt ist. Schließlich ist noch ein Verbund zweier oberer Kranzteile 34, 35 vorgesehen, welche gemeinsam ein kreisbogenförmiges längenveränderbares Kranzteil (hierfür wird im Text die Bezugsziffer 34/35 verwendet) bilden welches das linksseitige weitere Kranz-Seitenteil 33 mit dem figürlich nicht dargestellten rechtsseitigen weiteren Kranz-Seitenteil (33) gelenkig verbindet. Zur Klarstellung sei nochmals erwähnt, dass bezüglich einer durch den Mittelpunkt M verlaufenden Vertikalen in der Zeichenebene bzw. bezüglich einer entsprechenden Vertikalebene im Einbauzustand im Fahrzeug der

Lenkradkranz 3 spiegelsymmetrisch gestaltet ist, wovon lediglich die beiden oberen Kranzteile 34, 35 bzw. das durch diese gebildete längenveränderbare Kranzteil 34/35 ausgenommen ist. Dabei ist das obere Kranzteil 34 im Anlenkpunkt A34 gelenkig mit dem weiteren Kranz-Seitenteil 33 verbunden und entsprechend ist der rechtsseitige Endbereich des oberen Kranzteils 35 gelenkig mit dem nicht gezeigten rechtsseitigen weiteren Kranz-Seitenteil (33) verbunden.

Weiterhin vorgesehen ist ein Aktuator 6. welcher hier in Vertikalrichtung betrachtet unten liegend am Lenkradtopf 1 befestigt ist und ein verlagerbares Stellglied 6a aufweist, in welchem das freie Ende des unteren Kranz- Seitenteils 31. welches mit seinem anderen Ende um einen Anlenkpunkt A31 schwenkbar am mittigen Kranz-Seitenteil 32 befestigt ist, verschwenkbar und in Horizontalrichtung geringfügig verlagerbar geführt ist. bspw. wie gezeigt über eine Kulissenfuhrung A36. Weiterhin gelenkig bzw. schwenkbar am mittigen Kranz-Seitenteil 32 (jeweils linksseitig und rechtsseitig) befestigt ist ein in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 7 gekennzeichneter Hebeltrieb, welcher in Verbindung mit einer durch den Aktuator 6 initiierten Verschwenkbewegung des unteren Kranz-Seitenteils 31 eine geeignete Verschwenkbewegung des weiteren Kranz-Seitenteils 33 bewirkt, welches mit seinem ersten Endabschnitt um einen Anienkpunkt A33 schwenkbar am mittigen Kranz-Seitenteil 32 befestigt ist. (Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt dass das sog weitere Kranz-Seitenteil dann, wenn abweichend von der hier dargestellten Ausführungsform der Aktuator oberhalb des Mittelpunkts M läge und damit auch das vom Aktuator direkt - d.h ohne Zwischenschaltung eines anderen Kranzteiles - verlagerbare Kranz- Seitenteil oberhalb des Mittelpunktes M läge, seitlich unterhalb des Mittelpunktes liegen würde).

Wenn vorliegend von einem Verschwenken oder einer Verschwenkbarkeit gesprochen wird, so ist damit in den Prinzipskizzen Fig.1a„tb eine Drehbewegung um eine zur Zeichenebne senkrechte Achse gemeint. Gleiches gilt, wenn von einer gelenkigen Verbindung gesprochen wird, welche dann eine solche Verschwenkbewegung ermöglicht. Am realen Lenkrad gemäß Fig.2a,2b beschreibt der Lenkradkranz 3 eine Ebene zu welcher senkrecht die jeweilige Schwenkachse steht, um welche die Verschwenkbarkeit oder Gelenkigkeit vorliegt

Die einzelnen Verlagerungsbewegungen, welche die einzelnen Kranzteile 31 , 33 34, 35 bei einem Überführen des Lenkrads von der Kreisform (Fig.ia,

Fig.2a) in die Ovalform (Fig.lb, 2b) ausführen, sind in Fig.ia durch mit Bezugsziffern versehene Pfeile Px (x = 1 , 2. 3, 4, 5 6) dargestellt und werden nun erläutert:

Zunächst wird das Stellglied 6a gemäß Pfeil P1 in Richtung zum Mittelpunkt M hin verlagert, wobei das untere Kranz-Seitenteil 31 mitgenommen und derart um dessen Anlenkpunkt A31 (am mittigen Kranz-Seitenteil 32) verschwenkt wird dass sein bezüglich des Stellglieds 6a über den Anlenkpunkt 3a geringfügig hinausragender Endabschnitt gemäß Pfeil P2 verschwenkt wird. An diesem soeben genannten Endabschnitt ist in einem Anlenkpunkt A71 ein erster Hebel 71 des Hebeltriebs 7 schwenkbar angelenkt, welcher hierdurch ebenfalls im Wesentlichen gemäß Pfeil P2 verlagert wird. Durch diese (im wesentlichen translatorische) Verlagerung wird ein zweiter Hebel 72 des Hebeltriebs 7, der um einen Anlenkpunkt A72 verschwenkbar am mittleren Kranz-Seitenteil 2 befestigt und mit einem Ende mit dem dem Anlenkpunkt 71 gegenüber liegenden Ende des Hebels 71 gelenkig verbunden ist, solchermaßen verschwenkt, dass ein dritter Hebe! 73 des Hebeltriebs 7 gemäß Pfeil P3 verlagert wird. Dabei ist der dritte Hebel 73 am zweiten Hebel 72 an dem dem Anlenkpunkt des ersten Hebels 71 gegenüberliegenden Ende des Hebels 72 verschwenkbar angelenkt. Diese Verlagerung des dritten Hebels 73 gemäß Pfeil 73 bewirkt nun ein Verschwenken des mit diesem in einem Anlenkpunkt A73 gelenkig verbundenen weiteren Kranz-Seitenteils 33 gemäß Pfeil P4. Vergleichbar der Anordnung zwischen dem ersten Hebel 71 und dem unteren Kranz-Seitenteil 32 ist nämlich der Hebel 73 mit einem über den (gelenkigen) Anlenkpunkt A33 des weiteren Kranz-Seitenteils 33 (am mittigen Kranz-Seitenteil 32) zumindest geringfügig hinausragenden Endabschnitt des weiteren Kranz- Seitenteils 33 gelenkig verbunden, und zwar im Anlenkpunkt A73

Mit der soeben genannten Verschwenkbewegung des weiteren Kranz- Seitenteils 33 wird auch das mit diesem gelenkig verbundene {und hier oben liegende) längenveränderbare Kranzteil 34/35 verlagert, und zwar gemäß

Pfeil P5 nach unten. Dabei muss sich aufgrund der Tatsache, dass das andere in den Figuren rechtsseitige Ende dieses längenveränderbaren Kranzteils 34/35 mit dem figürlich nicht dargestellten rechtsseitigen weitern Kranzteil (33) gelenkig verbunden ist. das längenveränderbare Kranzteil 34/35 verkürzen Hierfür ist dieses längenveränderbare Kranzteil 34/35 aus den bereits genannten teleskopisch (dies ist zeichnerisch durch eine Kulissenführung A35 dargestellt) ineinander geführten kreisbogenförmigen oberen Kranzteilen 34 und 35 zusammengesetzt, die gemäß Pfeil P6 quasi ineinander verschiebbar sind.

In den Figuren 2a, 2b ist von den einzelnen Kranzteilen und den weiteren Bauelementen das dargesteltt. was üblicherweise als Lenkrad-Skelett bezeichnet wird. Sämtliche Dekor- und Verkleidungsteile, die das Skelett normalerweise überdecken sind entfernt. Selbstverständlich sind solche Verkleidungsteile so gestaltet, dass das beschriebene Zusammenklappen in die Ovalform oder ein Auseinanderklappen des Lenkradkranzes zuruck in die Kreisform möglich ist. Dabei ist dadurch, dass die beiden in Neutralposition in horizontaler Betrachtungsrichtung am weitesten vom Mittelpunkt M entfernten Teile des Lenkrad-Kranzes, nämlich die mittleren Kranz- Seitenteile 32 starr mit dem Lenkradtopf 1 verbunden sind, sichergestellt, dass die in der Neutralposition längere Halbachse der Ovalform des Lenkrads nicht länger ist als der halbe Durchmesser bei Kreisform des Lenkrads. Diese Bedingung soll auch dann als erfüllt gelten, falls beim Verschwenken eines Kranzteils ein kleiner Eckbereich desselben m den Figuren in Horizontalrichtung betrachtet in der Ovalform über dessen Position in der Kreisform hinausragt.