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Lenkrad für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Lenkrad mit
tiefliegender Nabe, zwei oder mehr Speichen und einem Kranz, der aus Kranzhülle
und Kranzarmierung besteht, für Kraftfahrzeuge.
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Lenkräder mit tiefliegender Nabe haben den Nachteil, daß die steil
nach oben gerichteten Speichen zusammen mit der Nabe und dem Kranz einen sehr steifen
Korb bilden, der unter Belastung so wenig nachgibt, daß die Brust eines bei einem
Zusammenstoß nach vorn prallenden Fahrers eingedrückt werden kann.
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Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil und besteht darin, daß die
Armierung des Kranzes an verschiedenen Stellen des Umfanges verschieden profiliert
ist, und zwar so, daß die kleinen, in radialer Richtung wirksamen Widerstandsmomente
gegen Biegung in der Nähe der Einmündung der Speichen liegen, während die Profile
mit den großen, in radialer Richtung wirksamen Widerstandsmomenten gegen Biegung
zwischen den Einmündungsstellen der Speichen liegen. Da die Speichen bei einer axial
auf das Lenkrad einwirkenden Kraft wie Spreizhebel den Kranz nach außen drücken
und umrund verformen, kann man durch ein entsprechend kleines Widerstandsmoment
der Kranzarmierung an der Einmündung der Speichen die Anfangsweichheit erreichen,
die zur Vermeidung von Brustverletzungen notwendig ist. Nach einer bestimmten Anfangsdeformation,
während der diese schwachen, nur geringen Widerstand leistenden Teile der Kranzarmierung
praktisch allein arbeiten, wobei sich deren Biegeradius stark verkleinert, beginnen
sich die zwischen den Speichen liegenden stärkeren Teile der Kranzarmierung mit
progressiv zunehmendem Widerstand zu strecken, bis dann beispielsweise der Kranz
eines Dreispeichenlenkrades zu einem dreieckförmigen Gebilde deformiert ist. Durch
diese Durchbildung der Kranzarmierung gemäß der Erfindung wird daher nicht nur eine
viel größere Elastizität, sondern auch ein idealer Verlauf der Kraft-Weg-Kurve erreicht.
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Lenkräder, bei denen die Armierung des Kranzes an verschiedenen Stellen
des Umfanges verschieden stark ist, sind nicht neu. Diesen liegt jedoch nicht die
Erkenntnis zugrunde, daß man die Unterschiede zwischen den in radialer Richtung
wirksamen Widerstandsmomenten gegen Biegung bei Lenkrädern mit einer tiefliegenden
Nabe zum Erzielen einer idealen Kraft-Weg-Kurve ausnützen kann, indem man die kleinen
in radialer Richtung wirksamen Widerstandsmomente gegen Biegung in die Nähe der
Einmündung der Speichen legt, während sich die großen in radialer Richtung wirksamen
Widerstandsmomente gegen Biegang zwischen den Einmündungsstellen der Speichen befinden.
Dabei ist es am besten, wenn die übergänge zwischen den verschiedenen Querschnitten
der Kranzarmierung allmählich verlaufend ausgeführt werden.
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Lenkräder gemäß der Erfindung unterscheiden sich auch grundsätzlich
von bekannten Ausführungsformen, bei denen für die Kranzarmierung ein Flachprofil
verwendet wird, das so in den Kranz eingebettet ist, daß das kleinere Widerstandsmoment
gegen Biegung in radialer Richtung wirksam wird, und deren Kranz an den Stellen,
an denen eine Speiche einmündet, örtliche Durchmesserverringerungen aufweist. Im
Gegensatz zu dem Lenkrad gemäß der Erfindung, bei dem durch entsprechend große Unterschiede
im Widerstandsmoment der Kranzarmierung praktisch jeder beliebige Verlauf der Kraft-Weg-Kurve
erzielt werden kann, ist die Kranzarmierung dieser bekanntenAusführungsformen über
den ganzen Umfang gleich stark. Außerdem kann die Dicke des Flachprofils mit Rücksicht
auf die Gesamtfestigkeit des Lenkrades nicht so dünn gemacht werden wie die nur
örtlich geschwächte Stelle der Kranzarmierung von Lenkrädern gemäß der Erfindung.
Das. Zustandekommen der Anfangsweichheit wird am leichtesten verstanden, wenn man
an einen an beiden Enden auf Stützen ruhenden Träger denkt, der durch eine in der
Mitte angreifende Kraft auf Biegung beansprucht wird, wobei das Widerstandsmoment
des Trägers gegen Biegung in der Mitte erheblich kleiner ist als an den Enden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Längsteilschnitt und die Draufsicht
auf eine von vielen möglichen Ausführungsformen eines kompletten Lenkrades gemäß
der
Erfindung. Im einzelnen ist 1 der Kranz, 2 die Nabe, 3 eine Speiche, 4 eine Speichenarmierung,
5 die Kranzarmierung und 6 der durch axiale Belastung zu einem dreieckähnhchen Gebilde
deformierte Kranz des Lenkrades.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei von vielen möglichen Ausführungsbeispielen
für die erfindungsgemäße Durchbildung von Lenkradskeletten. Die Kranzarmierung des
Skelettes nach Fig. 3 ist aus einem Flachprofil hergestellt, dessen kleineres Widerstandsmoment
gegen Biegung in radialer Richtung wirksam ist. Zwischen den Speichen ist dieses
Flachprofil auf sehr einfache Weise, nänfich durch Einpressen einer Sicke, zu einem
Profil verformt, dessen Widerstandsmoment gegen Biegung in radialer Richtung wesentlich
höher ist. Um eine besonders große Anfangsweichheit zu erreichen und um damit den
Stoß auf die Brust eines bei einem Zusammenstoß nach vorn prallendenFahrers optial
herabzumindern, ist die in der Nähe der Einmündung einer Speiche in radialer Richtung
ohnehin schon sehr elastische Kranzarmierung durch Löcher noch nachgiebiger gemacht
worden. Die Kranzarmierung des Skelettes nach Fig. 4 ist aus einem Rundprofil hergestellt,
das an den drei Stellen, an denen die Speichen einmünden, zur Herabminderung des
in radialer Richtung wirkenden Widerstandsmoments gegen Biegung zu einem dünnen
Flachprofil zusammengedrückt ist.
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Fig. 5 zeigt den Schnitt A-A durch die schwächste und Fig. 6 den Schnitt
B-B durch die stärkste Stelle der Kranzarmierung nach Fig. 3.
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Fig. 7 zeigt den Schnitt C-C durch die stärkste und Fig. 8 den Schnitt
D-D durch die schwächste Stelle in bezug auf das in radialer Richtung wirksame Widerstandsmoment
gegen Biegung der Kranzarmierang nach Fig. 4.
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Fig. 9 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung der Prüfmethode zur
Ermittlung der Kraft-Weg-Kurven. Fig. 10 zeigt ein Schaubild mit zwei verschiedenen
Kraf-Weg-Kurven. Die Kurve A stammt von einem Dreispeichenlenkrad mit tiefliegender
Nabe bekannter Konstruktion, dessen Kranzarmierung aus einem 10 mm dicken Rundstahl
hergestellt ist. Die Kurve B stammt von einem Dreispeichenlenkrad mit gleich tiefliegender
Nabe, dessen Kranzarmierung gemäß der Erfindung ausgeführt wurde. Der Verlauf des
unteren Teiles der Kurve, der mit I gekennzeichnet ist, wird in der Hauptsache von
der Nachgiebigkeit der Partie der Kranzarmierung mit dem kleinen in. radialer Richtung
wirksamen Widerstandsmoment gegen Biegung an der Einmündung der Speichen bestimmt,
während der obere mit 1I gekennzeichnete Teil hauptsächlich vom Verhalten der starken,
zwischen den Speichen liegenden Partie der Kranzarmierung abhängt. Es ist leicht
erkennbar, daß Lenkräder gemäß der Erfindung infolge ihrer viel größeren Verformbarkeit
und des idealen Verlaufes ihrer Kraft-Weg-Kurve große Stöße, wie sie der Fahrer
eines Kraftfahrzeuges bei Unfällen, insbesondere bei Zusammenstößen, erleidet; in
der besten Weise dämpfen.