DE1159287B

DE1159287B - Lenkrad fuer Kraftfahrzeuge mit einer tief liegenden Nabe

Info

Publication number: DE1159287B
Application number: DESCH30832A
Authority: DE
Inventors: Leopold F Schmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1962-01-16
Filing date: 1962-01-16
Publication date: 1963-12-12

Description

Lenkrad für Kraftfahrzeuge mit einer tief liegenden Nabe Die Erfindung betrifft ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge mit einer tief liegenden Nabe.
Lenkräder mit einer tief liegenden 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.
Diesem gefährlichen Nachteil versuchte man bis jetzt dadurch zu begegnen, daß die Speichen elastisch ausgebildet wurden. Bei einer bekannten Ausführungsform eines federnden Zweispeichenlenkrades werden besonders profilierte Speichen verwendet, die sich während des Durchdrückens so verwinden können, daß der Lenkradkranz auf die Ebene der Brust des nach vorn prallenden Fahrers einschwenken kann. Bei einem anderen bekannten Sicherheitslenkrad mit federnden Speichen sind unterhalb der Speichen Ausleger vorgesehen" welche beim Durchdrücken des Lenkradkranzes eine progressive Zunahme der Federkraft der Speichen bewirken.
Da die Wucht des Aufpralls auf den Kranz des Lenkrades bei einem Zusammenstoß so groß sein kann, daß federnde Speichen, wollte man sie nicht überbeanspruchen, sondern nur elastisch verformen, viel zu schwer und viel zu teuer ausfallen würden, weisen gemäß der Erfindung die Speichen bzw. Speichenarmierungen an einer oder mehreren Stellen Kerben auf, die das Widerstandsmoment gegen Biegung und Knickung so stark herabmindern, daß Sollbiege- bzw. Sollknickstellen entstehen. An diesen Stellen verhalten sich die Speichen bzw. Speichenarmierungen unter Belastung näherungsweise so, als hätten sie ein Scharnier, dessen Verdrehwinkel durch Anschläge begrenzt wird und dessen Verdrehwiderstand stark ansteigt, wenn die Anschläge in Funktion treten. Dieser anfänglich geringe und später stark ansteigende Verdrehwiderstand der schamierähnlich wirkenden Kerbstellen gibt Lenkrädern gemäß der Erfindung die Anfangsweichheit und den idealen Verlauf der Kraft-Weg-Kurve, die zur Vermeidung von Brustverletzungen notwendig sind. Außerdem sind die Kerben einfach und billig herzustellen, wobei die Sicherheitseigenschaften ohne zusätzlichen Gewichtsaufwand erzielt werden.
In der Zeichnung sind einige von vielen möglichen Ausführungsformen von Lenkrädern gemäß der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein unbelastetes Dreispeichenlenkrad. In dieser ist 1 der Kranz, 2 die Nabe, 3 eine Speiche, 4 eine Speichenarmierung, 5 eine Kerbe, 6 die Kranzarmierung.
Fig. 2 zeigt das gleiche Lenkrad unter dem Einfluß einer axial wirkenden Kraft, welche die Speichen so weit nach unten gebogen hat, daß sich die Enden der Kerben berühren; Fig. 3 zeigt, wie sich die Speichen dieses Lenkrades nach dem Berühren der Kerbenenden bei starker Zunahme der Amalkraft weiter verformen; Fig.4 zeigt die Draufsicht auf ein Skelett eines Dreispeichenlenkrades, dessen Kranzarmierung aus einem Flachprofil besteht, dessen kleineres Widerstandsmoment gegen Biegung in radialer Richtung wirksam ist. Dieses Flachprofil ist zwischen den Speichen 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, ist die in der Nähe der Einmündung einer Speiche in radialer Richtung ohnehin schon sehr elastische Kranzarmierung durch Löcher noch nachgiebiger gemacht worden. Der übergang vom Flachprofil zum Profil mit Sicke erfolgt allmählich.
Fig.5 zeigt die Draufsicht auf ein Skelett eines Dreispeichenlenkrades, dessen Kranzarmierung aus einem Rundprofil besteht, das an den drei Stellen, an denen die Speichen einmünden, zur Herabminderung des in radialer Richtung wirkenden Widerstandsmomentes gegen Biegung zu einem dünnen Flachprofil zusammengedrückt ist; Fig. 6 zeigt den Schnitt A-A durch die schwächste und Fig. 7 den Schnitt B-B durch die stärkste Stelle der Kranzarmierung von Fig. 4; Fig. 8 zeigt den Schnitt C-C durch die stärkste und Fig. 9 den Schnitt D-D durch die schwächste Stelle der Kranzarmierung von Fig. 5; Fig.10 zeigt, wie sich der Kranz eines Dreispeichenlenkrades gemäß der Erfindung unter starker Belastung zu einem dreieckähnlichen Gebilde verformt; Fig. 11 zeigt ein Schaubild mit zwei verschiedenen Kraft-Weg-Kurven.
Die Kurve A stammt von einem Dreispeichenlenkrad heute üblicher Bauweise mit tief liegender Nabe. Die Kurve B stammt von einem Versuchslenkrad gemäß der Erfindung, bei dem die Speichenarmierung nach Fig. 1 und die Kranzarmierung nach Fig. 4 ausgeführt wurden. Das Schaubild läßt den Vorteil eines Lenkrades gemäß der Erfindung gut erkennen.
Fig.12 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung der Prüfmethode zur Ermittlung der Kraft (P)-Weg (S)-Kurven; Fig. 13 und 14 zeigen zwei von vielen möglichen Ausführungsformen für ein Lenkrad gemäß der Erfindung mit nur zwei Speichen; Fig. 15 zeigt ein Lenkrad, dessen zwei Speichen keinen Kunststoffüberzug haben und die nur in der Nähe der Nabe gekerbt sind; Fig. 16 stellt den Schnitt E-E im Maßstab 1:1 dar. Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Zweispeichenlenkrades mit nackten, nur einmal gekerbten Speichen; Fig. 18 stellt den Schnitt F-F im Maßstab 1:1 dar. Fig. 19 bis 23 dienen dem besseren Verständnis der Wirkungsweise der Kerbstellen; Fig. 19 zeigt einen an seinem linken Ende fest eingespannten Stab mit einer Kerbe, wie sie für die Speichen bzw. Speichenarmierungen von Lenkrädern gemäß der Erfindung kennzeichnend ist; Fig. 20 stellt den Schnitt G-G in Fig. 19 dar; Fig.21 zeigt, daß sich die Kerbstelle unter dem Einfluß der relativ kleinen Kraft P1 ähnlich einem Scharnier verhält, dessen Verdrehwinkel durch Anschläge begrenzt wird; Fig. 22 zeigt, wie sich der Stab, nachdem die Anschläge in Funktion getreten sind, unter dem Einfluß der Kraft P2, welche 13mal größer ist als P1, weiter verformt; Fig. 23 zeigt, wie wenig sich ein Stab ohne eine Kerbe unter dem Einfluß der Kraft P2 verformen würde.

Claims

PATENTANSPRUCH: Lenkrad für Kraftfahrzeuge mit einer tief liegenden Nabe, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen bzw. Speichenarmierungen an einer oder mehreren Stellen Kerben zum Erzielen von Sollbiege bzw. Sollknickstellen aufweisen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1099 373; deutsche Patentschrift Nr. 962 673.