DE102009004027A1

DE102009004027A1 - Lenkradskelett für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009004027A1
Application number: DE200910004027
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Schneider; Michael Deckenhoff; Harun Bidaniko; Andreas Krist
Original assignee: TRW Automotive Safety Systems GmbH
Current assignee: ZF Automotive Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2009-01-08
Filing date: 2009-01-08
Publication date: 2010-07-15

Abstract

Ein Lenkradskelett für ein Kraftfahrzeug hat eine Nabe (12), wenigstens eine von der Nabe (12) ausgehende Speiche (14) und einen umlaufenden, mit der wenigstens einen Speiche (14) verbundenen Kranz (10), wobei die Nabe (12), die wenigstens eine Speiche (14) und der Kranz (16) als separate Teile ausgebildet sind, wobei die Nabe (12) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung und die wenigstens eine Speiche (14) aus Stahl gebildet ist, wobei der Kranz (16) ein- oder mehrteilig ausgebildet ist und wobei am Kranz (16) wenigstens ein Verbindungselement (18) zur Aufnahme der wenigstens einen Speiche (14) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lenkradskelett für ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Lenkradskelett mit einer Nabe, wenigstens einer von der Nabe ausgehenden Speiche und einem umlaufenden, mit der wenigstens einen Speiche verbundenen Kranz.
Lenkradskelette sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So sind Lenkradskelette mit Nabe, Speichen und Kranz aus Stahl bekannt, bei denen die Einzelteile durch Schweißen verbunden werden. Weiterhin ist es bekannt, die Nabe aus Aluminiumdruckguß und die Speichen und den Kranz aus Stahl herzustellen. Bei diesem Lenkradskelett sind die Speichen in die Nabe eingegossen, und der Kranz ist mit den Speichen durch Schweißen verbunden. Ferner kann das Lenkradradskelett aus Aluminium oder Magnesium im Druckgußverfahren hergestellt werden. Nachteilig an solchen Lenkradskeletten ist ihr hohes Gewicht und ihr arbeitsintensiver Zusammenbau.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein kostengünstiges, leichtes Lenkradskelett zu schaffen, das eine ausreichende Festigkeit aufweist.
Zu diesem Zweck stellt die Erfindung ein Lenkradskelett für ein Kraftfahrzeug bereit, mit einer Nabe, wenigstens einer von der Nabe ausgehenden Speiche und einem umlaufenden, mit der wenigstens einen Speiche verbundenen Kranz, wobei die Nabe, die wenigstens eine Speiche und der Kranz als separate Teile ausgebildet sind, wobei die Nabe aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung und die wenigstens eine Speiche aus Stahl gebildet ist, wobei der Kranz ein- oder mehrtei lig ausgebildet ist und wobei am Kranz wenigstens ein Verbindungselement zur Aufnahme der wenigstens einen Speiche vorgesehen ist. Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Lenkradskelettes besteht darin, daß es nicht vollständig durch ein schwer herzustellendes geschlossenes Profil aus Metall gebildet ist. Die Erfindung sieht vielmehr vor, die wenigstens eine Speiche aus Stahl herzustellen, um eine ausreichende Festigkeit zu gewährleisten. Die Nabe ist aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung hergestellt, wodurch das Gewicht reduziert werden und trotzdem eine sichere Anbindung an die Lenkradsäule gewährleistet werden kann. Die wenigstens eine Speiche ist einerseits mit der Nabe und andererseits über ein Verbindungselement mit dem Kranz verbunden. Der Vorteil dieses Lenkradskelettes besteht darin, daß es eine geringe Masse bei ausreichender Festigkeit aufweist und einfach herzustellen ist.
Vorzugsweise sind die Nabe und die wenigstens eine Speiche miteinander vercrimpt. Beim Crimpen werden die zu verbindenden Teile plastisch verformt, so daß ein Form- und Kraftschluß ensteht. Genausogut könnten die Nabe und die Speiche durch Vernieten oder Verkleben miteinander verbunden sein.
Die Nabe weist bevorzugt einen seitlich abstehenden Abschnitt auf, in dem ein Endabschnitt der Speiche aufgenommen ist. Die Speiche wird in den seitlich abstehenden Abschnitt der Nabe eingeschoben und anschließend beispielsweise mittels eines Crimpwerkzeuges daran befestigt. Die Nabe dient dazu, das Lenkrad sicher an die Lenksäule anzubinden, während die Speichen im Crashfall die auftretende Energie in Verformungsenergie umwandeln.
Der Kranz kann aus Stahl gebildet sein und so eine hohe Festigkeit aufweisen. Dies ist vorteilhaft, da im Crashfall die Kräfte über den Kranz zu den Speichen geleitet werden und sich gegebenenfalls ein Gassack an dem Kranz abstützt.
Falls der Kranz aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung gebildet ist, kann eine Gewichtsreduzierung des Lenkradskelettes erreicht werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform umfaßt das Verbindungselement eine Fixierkappe, wobei die Fixierkappe den Kranz und einen der Nabe gegenüberliegenden Endabschnitt der Speiche umgreift und in Position hält. Die Fixierkappe ist am Zusammentreffen der wenigstens einen Speiche mit dem Kranz vorgesehen.
Vorzugsweise umfaßt die Fixierkappe eine Oberschale und eine Unterschale, die einfach und schnell durch eine Clipverbindung miteinander verbunden werden.
Es kann wenigstens ein Sicherungselement zur Verbindung der Ober- und der Unterschale der Fixierkappe vorgesehen sein. Die Sicherungselemente greifen so an der Fixierkappe an, daß die Speiche sicher mit dem Kranz verbunden ist.
Die Fixierkappe ist beispielsweise im wesentlichen T-förmig ausgebildet, und das wenigstens eine Sicherungselement ist als Ring ausgebildet, der auf wenigstens einen der freien Schenkel der T-förmigen Fixierkappe aufgesteckt ist. Das als Ring ausgebildete Sicherungselement umgreift die Fixierkappe so, daß die Speiche sicher am Kranz gehalten ist.
Die Fixierkappe ist z. B. aus Metall oder Kunststoff gebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfaßt das Verbindungselement zwei benachbarte Verbindungsabschnitte, die einstückig mit dem Kranz als zueinander passende Teile ausgebildet sind und sich zur Kranzform ergänzen. Zwischen den Verbindungsabschnitten ist der Endabschnitt einer Speiche aufgenommen, der von der Nabe abgewandt ist.
Insbesondere sind die benachbarten Verbindungsabschnitte schnell und einfach durch Verklipsen miteinander verbunden.
Es kann wenigstens ein Sicherungselement zur Fixierung der benachbarten Verbindungsabschnitte vorgesehen sein. Vorzugsweise ist das wenigstens eine Sicherungselement aus Metall oder Kunststoff ausgebildet.
Insbesondere ist das wenigstens eine Sicherungselement als Ring ausgebildet, der auf die Verbindungsabschnitte aufgesteckt ist.
Der Kranz ist zum Beispiel mehrteilig aus separaten Kranzabschnitten gebildet, wobei die Verbindungsabschnitte jeweils an den freien Enden der Kranzabschnitte vorgesehen sind.
Der Kranz kann aber auch einteilig ausgebildet sein und benachbarte Enden aufweisen, an denen die zueinander passenden Verbindungsabschnitte ausgebildet sind.
Es kann nur eine Speiche vorgesehen sein, die mittels des Verbindungselementes am Kranz gehalten wird. Auf diese Weise läßt sich kostengünstig ein Einspeichen-Lenkrad realisieren.
Genausogut können zwei oder mehr Speichen vorgesehen sein, die mittels mehrerer Verbindungselemente am Kranz gehalten werden.
Vorzugsweise sind wenigstens der Kranz und die Verbindungselemente mit einer Ummantelung oder Umschäumung versehen, so daß ein Lenkrad mit einer für einen Fahrzeuginsassen ansprechenden Oberfläche entsteht.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Die Erfindung wird anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Lenkradskelett, wobei die bezüglich 1 linke Seite das Lenkradskelett gemäß einer ersten Ausführungsform und die bezüglich 1 rechte Seite das Lenkradskelett gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt,
2 einen Schnitt durch eine Hälfte des erfindungsgemäßen Lenkradskeletts gemäß der ersten Ausführungsform im Bereich einer Speiche entlang der Linie II-II in 1, und
3 einen Schnitt durch eine Hälfte des erfindungsgemäßen Lenkradskeletts gemäß der zweiten Ausführungsform im Bereich einer Speiche entlang der Linie III-III in 1.
Wie in 1 zu erkennen ist, umfaßt das erfindungsgemäße Lenkradskelett 10 eine Nabe 12, mehrere Speichen 14, 14' (gezeigt sind vier) und einen Kranz 16, der jeweils über ein Verbindungselement 18 mit den Speichen 14, 14' verbunden ist. 1 zeigt jeweils nur eine Verbindung einer Speiche 14 mit dem Kranz 16. Die Verbindungselemente 18 im Bereich der anderen Speichen 14' sind jedoch jeweils wie in den Ausführungsformen gezeigt ausgeführt.
Im folgenden wird auf die erste Ausführungsform des Lenkradskelettes 10 eingegangen, die in 1 auf der linken Seite und in 2 dargestellt ist.
Die Nabe 12 ist aus einer Magnesiumlegierung oder Magnesium gebildet und hat einen seitlich abstehenden Abschnitt 20 mit einer Aufnahme 22, in der die Speiche 14 aufgenommen ist. Insbesondere wird die Speiche 14 in die Aufnahme 22 eingesteckt und anschließend mittels eines Crimpwerkzeuges (n. gez.) mit der Nabe 12 verbunden. Genausogut könnten die Speiche 14 und die Nabe 12 durch Verkleben oder Vernieten miteinander verbunden sein.
Das zweite Ende der Speiche 14 ist mittels des Verbindungselementes 18 aus Kunststoff oder Metall mit dem Kranz 16 verbunden.
Das Verbindungselement 18 umfaßt eine Fixierkappe 24, die aus einer Oberschale 26 und einer Unterschale 28 besteht, wobei die Ober- und die Unterschale 26, 28 mittels einer Clipverbindung miteinander verbunden sind. Die Clipverbindung ist in 2 mit dem Bezugszeichen 30 versehen.
Zwischen der Ober- und der Unterschale 26, 28 der Fixierkappe 24 ist der im Querschnitt gesehen kreisförmige Kranz 16 und der der Nabe 12 abgewandte Endabschnitt der Speiche 14 aufgenommen, wobei die Speiche 14 im Querschnitt gesehen entweder kreisförmig oder rechteckig ausgebildet ist. Insbesondere ist das Verbindungselement 18 im wesentlichen T-förmig mit drei Schenkeln 34, wobei der Schenkel 34 des Verbindungselementes 18, der den Endabschnitt der Speiche 14 aufnimmt, dem Querschnitt der Speiche 14 entsprechend ausgebildet ist.
Ferner sind drei Sicherungselemente 32 in Form von Ringen aus Metall oder Kunststoff vorgesehen, die auf die freien Schenkel 34 des T-förmigen Verbindungselementes 18 aufgesteckt sind, um die Speiche 14 am Kranz 16 zu halten.
Der Kranz 16 kann dabei entweder ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.
Im folgenden wird auf die in 1 auf der rechten Seite und in 3 gezeigten zweiten Ausführungsform des Lenkradskelettes 10 eingegangen. Für die aus der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, daß der Kranz 16 aus einer Magnesiumlegierung oder Magnesium gebildet und das Verbindungselement 18 einstückig mit dem Kranz 16 ausgebildet ist. Insbesondere umfaßt das Verbindungselement 18 zwei Verbindungsabschnitte 36, 38, die durch Verklipsen miteinander verbunden sind (Clipverbindung 40). Zwischen den Verbindungsabschnitten 36, 38, die sich zur Kranzform ergänzen, ist der Endabschnitt der Speiche 14 aufgenommen. Wiederum sind Sicherungselemente 32 in Form von Ringen vorgesehen, die die Verbindungsabschnitte 36, 38 umgreifen, diese fixieren und die Speiche 14 halten.
Der Kranz 16 ist entweder einteilig ausgebildet, wobei die beiden benachbarten Enden jeweils Verbindungsabschnitte 36, 38 aufweisen. Genausogut kann der Kranz 16 mehrteilig aus separaten Kranzabschnitten gebildet und die Verbindungsabschnitte 36, 38 können jeweils an den freien Enden der Kranzabschnitte vorgesehen sein (n. gez.).
Bei beiden Ausführungsformen können der Kranz 16 und die Verbindungselemente 18 mit einer Ummantelung oder Umschäumung versehen sein (n. gez.) und so ein Lenkrad mit einer für einen Fahrzeuginsassen ansprechenden Oberfläche bilden.
Anstelle der gezeigten Ringe könnten die Sicherungselemente 32 als Stifte (n. gez.) ausgebildet sein.

Claims

Lenkradskelett für ein Kraftfahrzeug, mit einer Nabe (12), wenigstens einer von der Nabe (12) ausgehenden Speiche (14) und einem umlaufenden, mit der wenigstens einen Speiche (14) verbundenen Kranz (10), wobei die Nabe (12), die wenigstens eine Speiche (14) und der Kranz (16) als separate Teile ausgebildet sind, wobei die Nabe (12) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung und die wenigstens eine Speiche (14) aus Stahl gebildet ist, wobei der Kranz (16) ein- oder mehrteilig ausgebildet ist und wobei am Kranz (16) wenigstens ein Verbindungselement (18) zur Aufnahme der wenigstens einen Speiche (14) vorgesehen ist.
Lenkradskelett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (12) und die wenigstens eine Speiche (14) miteinander durch Vercrimpen verbunden sind.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (12) einen seitlich abstehenden Abschnitt (20) aufweist, in dem ein Endabschnitt der Speiche (14) aufgenommen ist.
Lenkradskelett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (16) aus Stahl gebildet ist.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (16) aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung gebildet ist.
Lenkradskelett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (18) eine Fixierkappe (24) umfaßt, wobei die Fixierkappe (24) den Kranz (16) und einen der Nabe (12) gegenüberliegenden Endabschnitt der Speiche (14) umgreift und in Position hält.
Lenkradskelett nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierkappe (24) eine Oberschale (26) und eine Unterschale (28) umfaßt, die durch eine Clipverbindung (30) miteinander verbunden sind.
Lenkradskelett nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sicherungselement (32) zur Verbindung der Oberschale (26) und der Unterschale (28) der Fixierkappe (24) vorgesehen ist.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierkappe (24) im wesentlichen T-förmig ausgebildet ist und das wenigstens eine Sicherungselement (32) als Ring ausgebildet ist, der auf einen der freien Schenkel (34) der T-förmigen Fixierkappe (24) aufgesteckt ist.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierkappe (24) aus Metall oder Kunststoff gebildet ist.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (18) zwei benachbarte Verbindungsabschnitte (36, 38) umfaßt, die einstückig mit dem Kranz (16) als zueinander passende Teile ausgebildet sind und sich zur Kranzform ergänzen.
Lenkradskelett nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Verbindungsabschnitte (36, 38) durch Verklipsen miteinander verbunden sind.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sicherungselement (32) zur Fixierung der benachbarten Verbindungsabschnitte (36, 38) vorgesehen ist.
Lenkradskelett nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Sicherungselement (32) als Ring ausgebildet ist, der auf die Verbindungsabschnitte (36, 38) aufgesteckt ist.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (16) mehrteilig aus separaten Kranzabschnitten gebildet ist, wobei die Verbindungsabschnitte (36, 38) jeweils an den freien Enden der Kranzabschnitte vorgesehen sind.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (16) einteilig ausgebildet ist und benachbarte Enden aufweist, an denen die zueinander passenden Verbindungsabschnitte (36, 38) ausgebildet sind.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 8 bis 10 oder 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Sicherungselement (32) aus Metall oder Kunststoff gebildet ist.
Lenkradskelett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Speiche (14) vorgesehen ist.
Lenkradskelett nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Speichen (14) vorgesehen sind.
Lenkradskelett nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Kranz (16) und die Verbindungselemente (18) mit einer Ummantelung oder Umschäumung versehen sind.