Die Erfindung betrifft ein Lenkrad, mit einem außenseitigen Griffabschnitt zum Drehen des Lenkrads um eine Drehachse, einer mit dem Griffabschnitt fest verbundenen Nabe, welche die Drehachse definiert, und einem vorderseitigen, an der Nabe angekoppelten, dem Fahrer zugewandten Zentralbereich des Lenkrads, wobei der Zentralbereich durch eine an der Nabe relativ zur Nabe verdrehbar gelagerte Baueinheit gebildet ist.

Solche Lenkräder sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Baueinheit ist üblicherweise ein Gassack-Modul, welches eine vormontierte Einheit bildet und welches dann an der Nabe befestigt ist.

Dieses Gassack-Modul kann auch als Hupenmodul ausgeführt sein, bei dem das Gassack-Modul axial beweglich relativ zur und an der Nabe befestigt ist. Durch Drücken des Gassack-Moduls wandert dieses etwas auf die Nabe zu, um Hupkontakte zu schließen und die Hupe auszulösen.

Auch ohne Gassack-Modul kann ein solches Hupenmodul ausgeführt sein. Dabei wird die Baueinheit, ohne dass sie einen Gassack enthält, ebenfalls beweglich zur Nabe gelagert, um beim Drücken des Hupenmoduls Kontakte zu schließen.

Es gibt insbesondere bei unsymmetrischen, großflächigen Lenkrad-Gassäcken die Bestrebung, das Gassack-Modul raumfest zu halten, auch wenn das Lenkrad gedreht wird. Dann kann der unsymmetrische Gassack immer seine raumfeste, ideale Position einnehmen, egal ob das Fahrzeug sich in einer Kurvenfahrt befindet oder geradeaus fährt. Um dies zu erreichen, ist ein Getriebe zwischen der Nabe und dem Gassack-Modul vorhanden. Dieses Getriebe sorgt für eine Drehkompensation.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Lenkrad zu schaffen, bei dem diese Drehkompensation weniger aufwändig ist und zu geringeren Kosten führt. Zudem soll die neue Lösung weniger Bauraumprobleme hervorrufen. Diese Aufgabe wird durch ein Lenkrad der eingangs genannten Art gelöst, bei der ein elektrischer Antrieb im Lenkrad vorgesehen ist, der die Baueinheit relativ zur Nabe so verdrehen kann, dass bei Drehung des Lenkrads die Baueinheit raumfest bleibt. Dies führt dazu, dass die Baueinheit sich im Raum nicht dreht, also eine Drehkompensation vorliegt. Mit anderen Worten ist der durch die Baueinheit gebildete Zentralbereich des Lenkrads an der Nabe des Lenkrads befestigt und wird folglich bei einer Drehung des Lenkrads um die Drehachse grundsätzlich mitgedreht. Da die Baueinheit jedoch verdrehbar auf der Nabe gelagert und durch den elektrischen Antrieb relativ zur Nabe des Lenkrads verdrehbar ist, kann eine Lenkraddrehung über den elektrischen Antrieb kompensiert werden. Die Baueinheit wird also bei einer Verdrehung des Lenkrads vom elektrischen Antrieb nahezu zeitgleich in die entgegengesetzte Richtung verdreht, sodass sie für den Fahrer optisch stets unverdreht bleibt.

Damit ist ein großvolumiges Getriebe zwischen der Nabe und der beispielsweise als Gassackmodul ausgebildeten Baueinheit unnötig. Der Motor kann sehr klein bauen. Seine Masse ist im Vergleich zu einem mehrstufigen Getriebe gering.

Das Lenkrad hat gemäß einer Variante eine Baueinheit, die ein vorderseitiges Display aufweist, welches beispielsweise die gesamte Vorderseite der Baueinheit abdeckt.

Dieses Display ist insbesondere nicht kreisrund, sondern kann hochformatig oder breitformatig sein, zum Beispiel eckig, um eine optimale Anzeige zu ermöglichen.

Das Display ist insbesondere auch ein Touch-Display, um Schaltmöglichkeiten zu bieten.

Alternativ oder zusätzlich enthält die Baueinheit einen Gassack.

Wenn ein Gassack vorhanden ist, kann dies auch optional mit einem Display kombiniert werden. Das Display ist vorderseitig des Gassack-Moduls vorgesehen. Beim Öffnen des Moduls klappt das Display zur Seite und bleibt über einen Befestigungsbereich am Lenkrad gehaltert, um kein fliegendes Teil darzustellen.

Der elektrische Antrieb kann über ein Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe, mit der Baueinheit mechanisch gekoppelt sein. Dieses Getriebe ist insbesondere nur ein einstufiges Getriebe. Eine Option hierfür besteht darin, dass die Baueinheit ein Zahnrad aufweist, das mit einem Ritzel des elektrischen Antriebs kämmt.

Das Zahnrad ist, um Bauraum zu sparen, an der Rückseite der Baueinheit vorgesehen und kann einen Durchmesser haben, der im Wesentlichen dem der restlichen Baueinheit entspricht, insbesondere ± 20 % des Durchmessers einer Mantelfläche eines Gehäuses der Baueinheit entspricht.

Das Zahnrad kann optional durch klammerartige, am Umfang verteilte Lagerteile an der Nabe drehbar gelagert sein, wodurch sich teure Lagerungen erübrigen. Diese klammerartigen Bauteile haben zum Beispiel ein C-förmiges Profil im Bereich des Zahnrads, um dieses zwischen den Schenkeln aufzunehmen.

Die Baueinheit kann als axial beweglich gelagertes Hupenmodul ausgebildet sein. Durch axiales Verschieben relativ zur Nabe werden Hupenkontakte geschlossen.

Eine besonders kompakte Bauform ergibt sich dadurch, dass das Hupenmodul axial verschieblich am Zahnrad gelagert ist. Das bedeutet, das Zahnrad hat axiale Lagerungen für den Rest der Baueinheit. Dadurch, dass das Zahnrad eine Art Scheibe ist, lassen sich relativ einfach Lagerelemente an dieser Scheibe befestigen oder ausformen.

Es sollte ein Sensor oder mehrere Sensoren vorgesehen sein, welche eine Verdrehung des Lenkrads detektieren. Eine mit dem Sensor und dem elektrischen Antrieb gekoppelte Steuerung nimmt die Sensordaten auf und bestimmt abhängig von der detektierten Verdrehung des Lenkrads, in welcher Richtung und wie der Antrieb bewegt werden muss. Diese wird dann entsprechend so angesteuert, dass der Antrieb die Verdrehung des Lenkrads durch eine Verdrehung der Baueinheit relativ zum Lenkrad kompensiert und die Baueinheit zum Raum unverdreht bleibt. Dieser Sensor kann an der Nabe oder an der Lenkwelle oder an sonstigen Stellen positioniert sein. Die Steuerung kann optional auch im Lenkrad vorhanden sein oder außerhalb des Lenkrads.

Zur Bauraumreduzierung ist die Nabe als zur Vorderseite offener Topf ausgebildet, in welchem die Baueinheit oder zumindest der elektrische Antrieb wenigstens teilweise aufgenommen ist. Die Baueinheit hat optional ein topfförmiges Gehäuse, welches vorderseitig geschlossen ist. Eine geschlossen umlaufende Mantelfläche ist vorgesehen, die vorzugsweise zylindrisch ausgeführt wird, insbesondere kreiszylindrisch. Ist die Vorderseite durch ein Display ausgeführt, schließt das Display die Baueinheit vorderseitig ab. Die Mantelfläche kann beispielsweise kreisrund sein, und das Display anders und größer ausgeführt sein, beispielsweise rechteckig. Dabei ist es auch möglich, dass das Display seitlich gegenüber der Mantelfläche vorsteht.

Ein optional vorgesehener Lünettenring zwischen Baueinheit und Nabe, der beispielsweise an der Nabe drehfest angebracht ist, ist dazu da, einen eventuellen Zwischenraum zwischen der Nabe und einer Mantelfläche der Baueinheit zu überbrücken. Der Lünettenring kann auch als Drehlager für die Baueinheit dienen, indem er die Mantelfläche kontaktiert.

Als Griffabschnitt ist insbesondere ein Lenkradkranz vorgesehen, der über zumindest eine Speiche mit der Nabe fest verbunden ist. Alternativ hierzu können seitliche Griffabschnitte von der Nabe vorstehen, z.B. bei drei Uhr und bei neun Uhr.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lenkrad, wobei in diesem Fall das Lenkrad gassackfrei ausgeführt ist, d. h., keinen Front-Gassack trägt. Stattdessen ist der Front-Gassack erfindungsgemäß für den Fahrer im Fahrzeugdach untergebracht. Im aufgeblasenen Zustand erstreckt sich der Front-Gassack zwischen Kopf und Oberkörper des Fahrers einerseits sowie dem Lenkrad andererseits und kann sich spätestens dann, wenn der Fahrer auf ihn aufprallt, am Lenkrad abstützen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird.

In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine stilisierte Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs,

Figur 2 eine Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrads, Figur 3 eine Schnittansicht durch das erfindungsgemäße Lenkrad nach Figur 2, wobei die virtuelle Drehachse in der Schnittebene liegt,

Figur 4 eine Draufsicht auf das Lenkrad nach Figur 2 bei Geradeausfahrt,

Figur 5 eine Draufsicht auf das Lenkrad nach Figur 2 bei einer Rechtskurve, und

Figur 6 eine Explosionsansicht durch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkrads mit einem integrierten Gassack-Modul.

Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einem Lenkrad 12, welches an einer Lenkwelle 13 drehbar angebracht ist, wobei die Lenkwelle 13 eine Drehachse definiert.

Im Dach 14 des Fahrzeugs 10 ist ein Fahrer-Gassack 16 gefaltet untergebracht, der bei einem Frontalaufprall nach unten entfaltet wird und sich zwischen dem Lenkrad 12 und dem Kopf und dem Oberkörper des Insassen erstreckt.

Bei einem Aufprall des Insassen auf den Gassack 16 oder bereits zuvor stützt sich der Gassack 16 am Lenkrad 12 ab.

Das Lenkrad 12 enthält somit keinen Gassack.

Die in Figur 2 gezeigte Explosionsansicht des Lenkrads 12 zeigt einige Baugruppen. Das zentrale Bauteil des Lenkrads 12 ist ein insbesondere aus Druckgussmaterial hergestelltes Skelett 20 mit einem Griffabschnitt 22 in Form eines Lenkradkranzes, der über Speichen 24 mit einer topfförmigen, nach vorne offenen Nabe 26 einstückig verbunden ist. Die Nabe 26 hat eine Umfangswand 28, die im Übergangsbereich zu den Speichen 24 auch weggelassen sein kann.

Die Nabe 26 definiert auch die vorgenannte Drehachse, denn sie ist zentrisch an der Lenkwelle 13 befestigt. Damit ist das Lenkrad 12 über die Nabe 26 und die Lenkwelle 13 drehgelagert.

Vorderseitig ist die Nabe 26 durch eine Baueinheit 30 abgedeckt, die den sogenannten Zentralbereich 32 des Lenkrads bildet. Diese Baueinheit 30 ist in der dargestellten Ausführungsform mit einem vorderseitigen Display 34 ausgeführt, das die gesamte Vorderseite der Baueinheit 30 abdeckt. Die Baueinheit 30 hat ein topfförmiges Gehäuse, das durch das Display 34 vorderseitig geschlossen ist. Rückseitig des Displays 34 ist eine umlaufende Wand mit einer geschlossenen Mantelfläche 36 Teil der Baueinheit 30. Diese Mantelfläche 36 verläuft vorzugsweise kreiszylindrisch.

An der die Mantelfläche 36 bildenden Wand, beispielsweise an deren Stirnseite, ist ein Zahnrad 38 befestigt, dessen Außendurchmesser dem der die Mantelfläche 34 bildenden Wand in etwa entspricht (± 20 % des Durchmessers der Mantelfläche 36).

Dieses Zahnrad 38 ist Teil der Baueinheit 30.

Die Verzahnung des Zahnrads 38 kämmt mit einem Ritzel 40 eines Elektromotors 42 in Form eines Servomotors, der in der Nabe 26 untergebracht und darin befestigt ist.

Der Elektromotor 42 stellt einen elektrischen Antrieb für die Baueinheit 30 dar und sorgt dafür, dass sich bei Drehung des Lenkrads 12 gegenüber der Umgebung die Baueinheit 30 nicht mitdreht, sondern stationär bleibt. Das heißt aber, dass sich die Baueinheit 30 bezüglich des Lenkrads 12 dreht.

Diese Drehkompensation erfolgt dadurch, dass zum Beispiel an der Lenkwelle 13, siehe Figur 1 , ein Sensor 44 angebracht ist, der den Drehwinkel des Lenkrads 12 detektiert und an eine Steuerung 46 weitergibt, die die Daten auswertet und den Elektromotor 42 entsprechend ansteuert, um eine Drehung in Gegenrichtung zu initiieren und zu steuern.

Die Steuerung 46 kann in der Nabe 26 oder auch außerhalb des Lenkrads 12 angebracht sein.

Zwischen der Baueinheit 30, hier der Mantelfläche 36, und der Nabe ist ein schräg von vorne sichtbarer Zwischenraum in Form eines Spalts vorgesehen, der durch einen Lünettenring 50 überbrückt und geschlossen wird. Die zentrale Öffnung 52 des Lünettenrings 50 ist deshalb in ihrem Durchmesser dem des unmittelbar angrenzenden Abschnitts der Mantelfläche 36 angepasst.

Optional kann der Lünettenring 50 somit auch das Drehlager für die Baueinheit 30 bilden. Bei der Ausführungsform nach Figur 2 ragt der Lünettenring 50 hierfür in eine entsprechende Nut 70 in der Baueinheit 30 hinein. Figur 3 zeigt eine Schnittansicht durch das Lenkrad 12. In Figur 3 ist vor allem die zentrale Öffnung 56 in der Nabe 26 zu erkennen, die mit der Lenkwelle 13 gekoppelt ist.

Zwischen dem Zahnrad 38 und dem Display 34 ist ein Hohlraum 60 optional vorgesehen, der, ebenfalls optional, mit einem Gassack 62 und einem Gasgenerator versehen sein kann.

Es kann ein separates Gassack-Modul in diesem Hohlraum 60 untergebracht sein, oder die Baueinheit 30 bildet gleichzeitig ein Gassack-Modul.

Beim Aufprall reißt die Vorderseite, hier das Display 34, längs einer vorbestimmten Aufreißlinie auf, bleibt jedoch am Rest der Baueinheit befestigt über einen Befestigungsbereich, der an der entgegengesetzten Seite der Aufreißlinie vorgesehen ist. Alternativ kann auch das gesamte Display 34 bei einer Modulaktivierung bewegt, insbesondere verschwenkt werden, um eine Entfaltung des Gassacks zu ermöglichen.

Figur 4 zeigt das Lenkrad 12 bei Geradeausfahrt, in welcher das Display 34, welches hier rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgeführt ist, horizontal ausgerichtet ist. Bei einer Kurvenfahrt, in der das Lenkrad 12 eingeschlagen ist, wie beispielsweise in Figur 5 gezeigt, bleiben das Display 34 und damit die Baueinheit 30 in der entsprechenden Raumausrichtung und drehen sich nicht mit.

Die Ausführungsform nach Figur 6 zeigt eine andere Art der Lagerung, denn hier wird das Zahnrad 38 durch klammerartige Lager 72 an drei oder mehr Stellen umfangsmäßig und in Axialrichtung gehalten. Die Lager 72 haben einen C- förmigen Aufnahmekopf, in den der Umfangsrand des Zahnrads 38 ragt.

Am Zahnrad 38 sind darüber hinaus auch Axiallager 74 für die axial verschiebliche Baueinheit 30 ausgebildet, die entsprechende Zapfen hat oder entsprechende Hülsen, welche in die Lager 74 hineinragen oder diese aufnehmen.

Die Baueinheit 30 ist hier als Hupenmodul ausgebildet, welches axial verschieblich ist, und zwar zum Zahnrad 38. Durch Drücken der Baueinheit 30 kommen Kontakte in Berührung, welche die Hupe auslösen.

Die Baueinheit 30 ist damit hier als Hupenmodul ausgebildet. Dieses Hupenmodul kann einen Gassack enthalten und/oder vorderseitig ein Display 34 aufweisen.

Generell kann das Display 34 entweder nur eine Anzeige sein, eine Anzeige plus Taster oder Schalter oder als Touch-Screen ausgeführt sein. Ein Vorteil des in den Figuren dargestellten und beanspruchten Lenkrads besteht darin, dass die gesamte übrige Elektronik, zum Beispiel die Wickelfeder 80, sowie die übrigen aufwändigen Kontakteinheiten, die fahrzeugseitig vorgesehen sind, gegenüber bisherigen Konstruktionen unverändert bleiben können.