DE2653778C2

DE2653778C2 - Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2653778C2
Application number: DE2653778A
Authority: DE
Inventors: George H. Ann Arbor Mich. Muller; Lloyd R. Birmingham Mich. Vivian jun.
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1975-12-19
Filing date: 1976-11-26
Publication date: 1982-11-18
Also published as: CA1062127A; GB1526530A; DE2653778A1; US4010658A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge mit einer Lenkradnabe, einem Lenkradkranz und zumindest einer diese beiden Bauteile verbindenden Lenkradspeiche, wobei der Kern des Lenkradkranzes zumindest zum Teil aus einer Vielzahl von aneinanderliegenden. federelastischen Materialstreifen besteht.

Sicherheitslenkräder etwa der eingangs genannten Art sind bereits in verschiedenen AUsführungsformen bekannt.

Aus der US-PS 33 21 996 ist ein Sicherheitslenkrad bekannt, bei dem sowohl die Lenkradspeichen als auch der Lenkradkranz aus federelastischen Materialstreifen bestehen.

Aus der US-PS 34 56 526 ist ein Sicherheitslenkrad bekannt bei dem die Lenkradspeichen und der Lenkradkranz aus einem verhältnismäßig starren, bleibend verformbaren Materialstreifen bestehen, wobei eine das korbförmige Lenkrad horizontal überspannende Querspeiche aus einem federelastischen Materialstreifen vorgesehen ist

Diese bekannten Sicherheitslenkräder versuchen die an ein Sicherheitslenkrad zu stellenden Anforderungen, den im Falle einer Kollision des Kraftfahrzeuges auf das Lenkrad aufprallenden Fahrer unter Vermeidung von Verletzungen sicher aufzufangen und während einer normalen Benutzung des Kraftfahrzeuges eine sichere Handhabung der Lenkeinrichtung zu ermöglichen, zu lösen.

Im Fall des ersten bekannten Sicherheitslenkrades wird durch die Anwendung von federelastischen Lenkradspeichen eine zu große axiale Nachgiebigkeit des Lenkrades ermöglicht, so daß ζ. Β. der schwere Oberkörper eines nicht angeschnallten Fahrers bei einer schweren Kollision nicht ausreichend gegen eine Berührung mit der tiefer liegenden Lenkradnabe abgestützt werden kann. Darüber hinaus führen die federelastischen Lenkradspeichen zu einer verringerten Stabilität des Lenkrades bei der normalen Handhabung.

Im Falle des zweiten bekannten Sicherheitslenkrades werden die soeben geschilderten Nachteile zwar vermieden, es tritt jedoch der Nachteil auf, daß der verhältnismäßig starre Lenkradkranz den im Fall einer Kollision auf den oberen Lenkradkranzabschnitt aufprallenden Kopf eines Fahrers nicht ausreichend nachgiebig auffängt, wodurch es zu schweren Gesichtsverletzungen kommen kann.

Aus der DE-OS 15 55 127 ist ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem mindestens die obere Hälfte des Lenkradkranzes elastisch ausgebildet ist und bei dem die obere Hälfte des Lenkradkranzes von einer Federspirale gebildet ist.

Dieses bekannte Sicherheitslenkrad ermöglich! zwar eine hohe elastische Nachgiebigkeit sowohl in axialer als auch in radialer Richtung zur A^hie des Lenkrades, was für Anordnungen im Fahrzeug, bei denen mit dem Aufprall des Kopfes eines Insassens gerechnet werden muß, zweckmäßig ist.

Das bekannte Sicherheitslenkrad bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß es insbesondere in radialer Richtung zur Aufnahme von Lenkbetätigungskräften unzureichend stabil ist und damit beim Lenken des Kraftfahrzeuges ein unerwünschtes Unsicherheilsmoment vermittelt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sicherheitslenkrad der eingangs genannten Art zu schaffen, das die erforderliche, im wesentlichen axiale Nachgiebigkeit zum Auffangen des Oberkörpers eines Insassen bereitstellt, andererseits jedoch durch eine höhere radiale Steifigkeit für eine sichere Aufnahme der Lenkbetätigungskräfte sorgt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem ein Sicherheitslenkrad der eingangs genannten Art die im Patentanspruch I aufgezeigten Merkmale aufweist.

Dadurch, daß die Lenkradspeichen jeweils an ihrem äußeren Ende mit einem sich bogenförmig erstreckenden, starren Kernteilabschnitt Verbunden sind, an denen ein federelastischer, ringförmiger Kernteil unter Bündelung mit jeweils einem unteren und einem oberen, bogenförmigen kürzeren Stützteilabschnitt befestigt ist, wird im Falle des infolge einer Kollision auf das Lenkrad aufprallenden Fahrers einerseits dessert schwerer Oberkörper, über die verhältnismäßig starren Lenkrad-

Speichen, die starren Kernteilabschnitte und die Stützieilabschnitte verhältnismäßig hart abgestützt und andererseits dessen im oberen Bereich des Lenkradkranzes auftreffender Kopf über den oberen Abschnitt des federelastischen ringförmigen Kernteils verhältnismäßig weich abgestützt Auf diese Weise wird eine durch die bleibende Verformung der Lenkradspeichen energieverzehrende Abstützung des höher belastbaren Oberkörpers des Fahrers und über die elastische Verformung des einen Abschnitts des federelastischen ringförmigen Kernteils eine nachgiebige Abstützung des geringer belastbaren Kopfes des Fahrers erzielt Auf diese Weise können die Verletzungen eines Fahrers im Falle einer Kollision möglichst gering gehalten werden.

Die Patentansprüche 2 bis 7 beziehen sich auf zweckentsprechende Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Sicherheitslenkrades nach Anspruch 1.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Sicherheitslenkrad gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Teil einer Seitenansicht des Sicherheitslenkrades nach F i g. 1 mit im Schnitt gezeigter Verbindung zwischen einer Lenkradspeiche und einem bogenförmigen Kernteilabschnitt,

F i g. 3 einen vertikalen Schnitt entlang der Mittellinie des Lenkradkranzes, aus dem die Verbindung zwischen einem starren Kernteilabschnitt, dem federelastischen, ringförmigen Kernteil und den bogenförmigen, kürzeren Stützteilabschnitten zu ersehen ist,

F i g. 4 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 1,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 5-5 in F ig. I₁ j5

Fig. 6 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 1.

Das Sicherheitslenkrad 10 besteht aus einer Lenkradnabe, einem Lenkradkranz und zwei diese beiden Bauteile miteinander verbindenden Lenkradspeichen.

Da sich die gewünschten Eigenschaften eines Sicherheits'enkrades im wesentlichen aus dem Aufbau seines Kernes ergeben, ist der Kern einer Lenkradnabe mit 12. die Kerne von Lenkradspeichen mit 14 und 16 und der Kern eines Lenkradkranzes mit 18 bezeichnet. Zur Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung werden diese Teile vereinfacht mit Nabe 12, Speichen 14 und 16un<i Lenkradkranz 18bezeici net.

Die Nabe 12 ist mit Speichen 14 und 16 durch Schweißen verbunden. Die äußeren Enden der Speichen 14 und 16 sind mit einem mehrteiligen Lenkradkranz 18 verbunden. Die Nabe 11 und die Speichen 14 und 16 werden hierbei durch eine Kunststoffverkleidung 20 abgedeck*. die der Anordnung ein ansprechendes Äußeres verleiht. Der mehrteilige Lenkradkranz 18 wird in herkömmlicher Weise mit einer Kunststoffummantelung 22 versehen, die für eine gute Griffigkeit des Lenkradkranzes sorgt.

Der wesentlichste Teil des mehrteiligen Lenkradkranzes 18 besteht aus einem ringförmigen Kernteil 24 aus einem flachen, federelastischen Maierialsireifen mit rechteckigem Querschnitt, wobei die Längsseite des rechteckigen Querschnitts senkrecht zur Achse des Lenkrades 10 liegt.

Aus Fig.3 ist die Verbindung zwischen der Speiche 16 und dem mehrteiligen Lenkradkranz 18 zu ersehen. Die Speiche 16 ist hierbei an ihrem äußeren Ende mit einem sich bogenförmig erstreckenden, starren Kernteilabschnitt 26 durch Schweißen verbunden. Gegen die Oberseite des starren Kernteilabschnitts 26 liegt ein bogenförmiger kürzerer Stützteilabschnitt 28 aus einem flachen, federelaslischen Materialstreilen. Das aus einem flachen, federelastischen Materialstreifen besiehende ringförmige Kernteil 24 liegt hierbei mit seiner Unterseite -gegen den Stützteilabschnilt 28. An der Oberseite des ringförmigen Kernteiles 24 liegt ein weiterer bogenförmiger Stützteilabschnitt 30 an, der sich über einen größeren Bogen erstreckt als der Stützteilabschnitt 28. Dieses Bündel aus dem bogenförmigen, längeren Stützteilabschnitt 30, dem ringförmigen Kernteil 24 und dem bogenförmigen kürzeren Stützteilabschnitt 28 wird über sich durch Bohrungen in diesen Bauteilen und durch Bohrungen im bogenförmigen starren Kernteilabschnitt 26 erstreckende Nieten 32 an diesem befestigt

Außerdem wird dieses Bündel aus den bogenförmigen Stützteilabschnitten 28 und 30 und dem ringförmigen Kernteil 24 über Bänder 34 in Anlage gegen den starren Kernteilabschnitt 26 gehalten.

Der obere, bogenförmige längen» Stützteilabschnitt 30 ist an Stellen, die über den finden des unteren, bogenförmigen kürzeren Stützteilabsciinitts 28 liegen, mit Vorsprüngen 36 versehen. Metallbänder 38 umfassen die Stützteilabschnitte 28 und 30 und den ringförmigen Kernteil 24 an diesen Stellen und halten diese bauteile zusammen. Die Bänder 38 weisen hierbei Öffnungen 40 auf, durch die sich die Vorsprünge 36 erstrecken. Die sich durch die Öffnungen 40 erstreckenden Vorsprünge 36 sorgen für eine Lagesicherung der Bänder 38, die die einzelnen Bauteile während der Herstellung des Kernes des Lenkrades zusammenhalten.

Der obere, bogenförmige längere Stützteilabschnitt 30 ist benachbart seinen Enden mit weiteren Vorsprüngen 44 versehen. Metallbänder 42 umfassen hierbei den Stützteilabschnitt 30 und den ringförmigen Kernteil 24 und halten diese beiden Bauteile zusammen. Die Bänder 42 sind hierbei mit Öffnungen 46 versehen, durch die sich die Vorsprünge 44 erstrecken. Auf diese Weise werden ebenso die Bänder 42 in ihrer Lage gesichert.

Das äußere Ende der linken Speiche 14 ist in ähnlicher Weise mit dem mehrteiligen Lenkradkranz 18 verbunden. Das äußere Ende der linken Speiche 14 ist in diesem Fall mit einem sich bogenförmig erstreckenden, starren Kernteilabschnitt 48 durch Schweißen verbunden. Ein Bündel bestehend aus einem oberen, bogenförmigen längeren Stützteilabschnitt 50. dem ringförmigen Kernteil 24 und einem unteren bogenförmigen kürzeren Stützteilabschnitt 52 ist mit dem starren Kernteilabschnitt 48 über Nieten 54 verbunden. Die verschiedenen Bauteile sind hierbei wieder mit Bändern 56, 58 und 60 zusammengehalten.

Wie bereits eingangs erwähnt, werden die Nabe 12 ijnd die Speichen 14 und 16 durch eine Kunststoffverkleidung 20 abgedeckt die einerseits für eine v^rletzungsmindernde Abdeckung der Metallbauteile durch Kunststoff und andererseits für eine ansprechende stilistische Gestaltung sorgt. Der mehrteilige Lenkradkranz 18 wird ^;n herkömmlicher Weise mit einer Kunststoffummantelung 22 versehen, die gleichfalls für eine verletzungsmindcrnde Einbettung der Metallbauteile und ein ansprechendes Äußeres des Le-nkradkranzes sorgt und darüber hinaus eine gute Griffigkeit des Lenkradkranzes sicherstellt.

Eine auf den Lenkradkranz im Wesentlichen parallel zur Achse des Sicherheitslenkradcs 10 einwirkende

Kraft, wie sie beim Aufprall eines Körperteiles auf das Lenkrad im Falle einer Kollision auftritt, wird durch die federelastische Nachgiebigkeit des ringförmigen Kernteiles in Verbindung mit den Slütztcilabschnitlen 28,30, 50 und 52 Verhältnismäßig weich aufgenommen, wobei > durch die Verformung des gesamten Lenkradkranzes ein Teil der Aufprallenergie vernichtet wird. Die Nachgiebigkeit des Lenkradkranzes ist an verschiederien Aufprallstellen unterschiedlich groß. Bei einem Aufprall auf den oberen Bereich des Lenkradkranzes ist in die Nachgiebigkeit größer als bei einem Aufprall auf die seitlichen jjereiche, wo die Wirkung der Stützteile^ schnitte 28,30,50 und 52 zum Tragen kommt.

Die bogenförmigen Stützteilabschnitte 28, 30, 50 und 52 sind vorgesehen, um die Biegebeanspruchung des ringförmigen Kernleiles 24 im Bereich seiner Befestigung an den starren Kernteilen 26 und 48 zu verringern. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit, daß bei einem schweren Aufprall der ringförmige Kernteil bricht oder bleibend verforrhl wird, wesentlich verringert. Zur Verringerung der Biegebelastung in diesem Querschnitt weist jeweils die Auflagefläche der starren Kernteilabschnitte 26 und 48 gebogene Endflächen 62 auf.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge mit einer Lenkradnabe, einem Lenkradkranz und zumindest einer diese beiden Bauteile verbindenden Lenkradspeiche, wobei der Kern des Lenkradkranzes zumindest zum Teil aus einer Vielzahl von aneinanderliegenden, federelastischen Materialstreifen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne (14 und 16) der Lenkradspeichen jeweils iq an ihrem äußeren Ende mit einem sich bogenförmig erstreckenden, starren Kernteilabschnitt (48 bzw. 26) verbunden sind, an denen ein federelastischer, ringförmiger Kernteil (24) zusammen mit jeweils einem unteren und einem oberen bogenförmigen, kürzeren Stützteilabschnitt (52 und 50 bzw. 28 und 30) befestigt ist.

2. Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsseiten des flachen Materialstreifens des Kernteiles (24) und der bogenförmige Stützteiiabschnitt (28,30,50 und 52) in bekannter Weise senkrecht zur Achse des Lenkrades (10) liegen.

3. Sicherheitslenkrad nach den Ansprüchen 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernteil (24) mit den Stützteilabschnitten (28 urd 30 sowie 50 und 52) über Bänder (38 und 42 sowie 58 und 60) und diese Bauteile mit den starren Kernteilabschnitten (26 und 48) über Bänder (34 und 56) zusammengehalten sind.

4. Sicherheitslenkrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (38 und 58 sowie 42 und 60) mit öff—jngen (40 bzw. 46) versehen sind, in dis Vorsprünge (36 bzw. 44) an den oberen Stützteilabschnitten (30 'nd 50) zur Lagesicherung einragen. j*

5. Sicherheitslenkrad nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich über den oberen Lenkradkranzabschnitt erstreckende, federelastische Kernteil (24) in bekannter Weise einen größeren Winkelbereich als 180° überspannt.

6. Sicherheitslenkrad nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (18) do Lenkradkranzes aus mehreren aufeinandergestapelten, ringförmigen Kernteilen (24) gebildet ist.

7. Sicherheitslenkrad nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche jedes bogenförmigen, starren Kernteilabschnittes (26 und 48) gebogene Endflächen (62) aufweist.