DE1183804B - Sicherheitslenkrad fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 62 d

Deutsche Kl.: 63 c - 48

Nummer: 1183 804

Aktenzeichen: F 3388411/63 c

Anmeldetag: 9. Mai 1961

Auslegetag: 17. Dezember 1964

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad, insbesondere ein Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge, das die Aufprallenergie aufnimmt und vernichtet.

Der Begriff »Energievernichtung« beim Entwurf von Sicherheitslenkrädern tauchte als Ergebnis von Beobachtungen auf, die ergaben, daß viele schwere Verletzungen infolge Aufschiagens des Fahrers auf das Lenkrad bei Unfällen in Form von Brüchen oder Durchdringungen des Brustkorbes durch die eine kleine Stirnfläche aufweisende starre Lenkradnabe auftraten. Es wurde sodann das Lenkrad mit versenkt angeordneter Nabe entwickelt. Hierdurch wurde zwischen dem Lenkradkranz und den tragenden Speichen einerseits und der Lenkradnabe andererseits ein Abstand gebildet, durch den ein gewisser Verformungsweg geschaffen wurde. Ein wesentlicher Teil des der Brust des Fahrers gegenüberliegenden Lenkradkranzes wurde so abgestützt, daß eine auftretende Unfallbelastung gleichmäßig verteilt und nicht auf eine kleine Stelle konzentriert wurde.

Die seit der Einführung des energievernichtenden Lenkrades aufgestellten Statistiken zeigen, daß die Zahl der Brustknochenbrüche gegenüber der bei dem früher üblichen flachen, mit einer kleinen Nabe versehenen Lenkrad um rund die Hälfte zurückgegangen ist. Die gleiche Statistik zeigt aber auch, daß die Zahl der weniger schweren Verletzungen nicht zurückgegangen ist. Die bisher üblichen Lenkräder mit versenkt angeordneter Nabe weisen eine starre Nabe und einen steifen Lenkradkranz auf, der von verhältnismäßig starren Speichen getragen wird. Wenn der Autofahrer bei mäßigen Geschwindigkeiten auf ein solches Lenkrad aufprallt, können Riß- oder Quetschwunden an der Brust, im Gesicht, am Hals oder am Leib auftreten. Die früheren flachen Lenkräder besaßen einen Kranz, der verhältnismäßig leicht verformt werden und so bei niedrigen bis mittleren Fahrgeschwindigkeiten Formänderungsarbeit leisten konnte. Hieraus folgt, daß viele Sicherheitslenkräder, die für die Vermeidung von schweren bis tödlichen Verletzungen ausgelegt worden waren, nicht in dem Rufe standen, große Sicherheit zu bieten, da die Verletzungen leichteren bis mittelschweren Grades überwiegen.

Im einzelnen ist es bereits bekannt, Lenkräder mit einem zweiten Lenkradsatz zu versehen. Die beiden Lenkradsätze liegen dabei nahezu in einer Ebene, in einem Fall dient der zweite Kranz dazu, den Hebelarm am Lenkrad zu vergrößern, um Traktoren auf unebenem Boden besser lenken zu können. Im zweiten Fall ist der äußere Lenkradsatz federnd auf-Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge

Anmelder:

Ford-Werke Aktiengesellschaft,

Köln, Henry-Ford-Straße

Als Erfinder benannt:
Robert H. Fredericks;
Roger P. Daniel, Dearborn, Mich. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Mai 1960 (27 911,
27 912, 27 913)

gehängt, um Stöße in radialer Richtung aufnehmen zu können. Es ist weiterhin bekannt, einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Tragteil zwischen den Speichen und der Lenkradnabe anzuordnen, bei dem der größere Durchmesser des Körpers lenkradseitig liegt. Außerdem sind Anordnungen von Polsterkörpern auf der Lenkradnabe bekannt, die aus einem Schaumstoffkörper mit einer Schutzhülle aus plastischem Werkstoff bestehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Sicherheitslenkräder zu schaffen, mit deren Hilfe auch leichtere bis mittelschwere Verletzungen, wie sie bei der Mehrzahl von Kraftfahrzeugunfällen auftreten, vermieden werden, während sie zugleich einen größeren Schutz gegen Knochenbrüche und Durchdringungen des Brustkorbs bieten, als es die bisher üblichen Lenkräder mit versenkter Nabe tun.

Die Erfindung ermöglicht es, ein zweistufig zusammendrückbares Lenkrad auf einfache und kostensparende Weise herzustellen, bei dem die erste Stufe einen Anprall bei mittlerer Geschwindigkeit verhältnismäßig weich auffängt und die zweite Stufe erst bei höheren Anprallkräften in Aktion tritt und die Energie des Aufpralls durch Mittel, die progressiv ansteigende Formänderungsarbeiten leisten, vernichtet.

Daher weist bei einem aus einem Lenkradkranz, mehreren Speichen und einer versetzt angeordneten Befestigungsnabe bestehenden Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge, bei dem der Lenkradkranz von Speichen getragen wird, die bei in Achsrichtung der

Lenksäule auf das Lenkrad wirkender Druckkraft eine Verschiebung des Lenkradkranzes in Richtung der Nabe bei linear ansteigender Formänderungs-

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arbeit ermöglichen und bei dem nach einem bestimmten Verschiebeweg des Lenkradkranzes Mittel wirksam werden, die eine progressiv ansteigende Formänderungsarbeit leisten, erfindungsgemäß das Lenkrad einen zweiten, an sich bekannten, innerhalb des äußeren Kranzes liegenden ringförmigen Kranz auf, der jedoch, in Richtung der Nabe gesehen, tiefer als der äußere Kranz liegt und mittels flacher Stahlfederspeichen mit dem äußeren Kranz und mittels einen Kreisquerschnitt aufweisender und nach außen gekrümmter Speichen mit der Befestigungsnabe verbunden ist, so daß sich ein im wesentlichen kegelstumpfförmiges Gebilde ergibt, bei dem der innere Kranz die lenkradseitige Oberfläche bildet. Dieser kegelstumpfartige Teil des Lenkrades ist mit einem Polsterkörper versehen, um Gewebeschäden zu verhindern und eine Anpassung an die Körperkontur eines aufprallenden Fahrzeuginsassens bei guter Druckverteilung zu ermöglichen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen bevorzugter Ausführungsbeispiele erläutert.

F i g. 1 und 3 sind Draufsichten auf erfindungsgemäße Lenkräder;

F i g. 2 ist eine Seitenansicht eines Lenkrades nach Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Schnitt eines Lenkrades entlang der Linie7-7 der Fig. 3.

In den Fi g. 1 und 2 ist ein Lenkrad 211 mit einem äußeren Lenkradkranz 212 versehen, der mit einem inneren Kranz 213 vori kleinerem Durchmesser durch mehrere kurze, flache Stahlfederspeichen 214 verbunden ist. Vorzugsweise sind drei solcher Speichen 214 vorgesehen, die einen gleichen Abstand voneinander aufweisen, wie in Fig. 1 dargestellt, oder anders angeordnet sind, wie in Fig. 3 gezeigt.

Der innere ringförmige Kranz 213 bildet den oberen Rand eines Kegelstumpfes, dessen Ende mit dem kleineren Durchmesser an einer Befestigungsnabe 215 angebracht ist. Der Kranz 213 wird seinerseits von einer Mehrzahl von Speichen 216 getragen, vorzugsweise sind drei solcher Speichen in gleichem Abstand voneinander angeordnet.

Die Speichen 216 besitzen in der bevorzugten Ausführung einen Ringquerschnitt und bestehen aus einem geneigt nach innen verlaufenden und gekrümmten Hauptteil 217, das in einen kurzen waagerechten Fortsatz 218 ausläuft. Die Fortsätze 218 sind durch nicht dargestellte öffnungen in einer Nabenwand 219 der Nabe 215 geführt und hier angeschweißt. Durch diese Anordnung wird ein in zwei Stufen zusammendrückbares Lenkrad geschaffen. Die Stahlfederspeichen 214 gewährleisten die nötige Steifigkeit in Umfangsrichtung des Lenkrades, während sie ein Nachgeben des äußeren Lenkradkranzes 212 in Richtung der Nabe 215 gestatten, wenn bei einem Unfall der Körper des Fahrers auftrifft. Die für die axiale Zusammenschiebung erforderliche Kraft ist relativ klein, sie wird möglichst nur um wenig größer gehalten als die Axialkraft, die während des Normalgebrauchs des Lenkrades auftritt. Sobald der äußere Lenkradkranz axial nachgibt, stützt sich der Brustkorb des Fahrers auf dem inneren ringförmigen Kranz 213 ab, während er zugleich auch noch an dem Ring 212 anliegt. Hierdurch wird die beim Unfall auftretende Belastung auf eine sehr große Oberfläche des Brustkorbs des Fahrers verteilt, so daß nur kleine örtliche Belastungen auftreten. Der kegelstumpfförmige Teil des Lenkrades ist so ausgelegt, daß er sich mit einem Anwachsen der auftretenden Kraft progressiv zusammendrückt.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Weiterentwicklung des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Lenkrades dargestellt. Das Lenkrad 221 besitzt im wesentlichen den gleichen Aufbau wie das zuvor beschriebene. Zusätzlich ist aber ein nach oben offener kegelstumpfförmiger Blechtopf 222 vorgesehen, der innerhalb der Speichen 216 an der Stirnseite der Nabe 215 befestigt ist. Der Blechtopf 222 bildet das Widerlager für einen ebenfalls kegelstumpfförmigen Schaumstoffkörper 223. Der Körper 223 ist vorzugsweise aus zwei verschiedenen Kunststoffen hergestellt. Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, enthält der Polsterkörper 223 einen kegelstumpfförmigen Kern 224, der aus einem verhältnismäßig steifen, ein großes Arbeitsvermögen aufweisenden Schaumstoff besteht. Der Kern 224 wird gesondert hergestellt, auf der Mitte der Nabe befestigt und mit einem Klebemittel überzogen. Dann wird das Lenkrad 221, während sich der Kern 224 bereits an seinem Platz befindet, in eine Form eingesetzt, in der ein weicher plastischer Stoff sowohl um die Speichen als auch um den Kern 224 gegossen wird, wodurch ein weicher Überzug 225 entsteht. Der gesamte kegelstumpfförmige Polsterkörper wird sodann mit einem Schutzüberzug 226 versehen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Aus einem Lenkradkranz, mehreren Speichen und einer versetzt angeordneten Befestigungsnabe bestehendes Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge, bei dem der Lenkradkranz von Speichen getragen wird, die bei in Achsrichtung der Lenksäule auf das Lenkrad wirkender Druckkraft eine Verschiebung des Lenkradkranzes in Richtung der Nabe bei linear ansteigender Formänderungsarbeit ermöglichen und -bei dem nach einem bestimmten Verschiebeweg des Lenkradkranzes Mittel wirksam werden, die eine progressiv ansteigende Formänderungsarbeit leisten, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad einen zweiten, an sich bekannten, innerhalb des äußeren Kranzes (212) liegenden ringförmigen Kranz (213) aufweist, der jedoch, in Richtung der Nabe gesehen, tiefer als der -äußere Kranz (212) liegt und mittels flacher Stahlfederspeichen (214) mit dem äußeren Kranz (212) und mittels einen Kreisquerschnitt aufweisender und nach außen gekrümmter Speichen (217) mit der Befestigungsnabe (215) verbunden ist, so daß sich ein im wesentlichen kegelstumpfförmiges Gebilde ergibt, bei dem der innere Kranz (213) die lenkradseitige Oberfläche bildet.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem von den Speichen (217) gebildeten, im wesentlichen kegelstumpfförmigen Raum ein Polsterkörper (223) angeordnet ist.

3. Lenkrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polsterkörper (223) einen Kern (224) aus weniger elastischem Werkstoff und einen Mantel (225) aus stark elastischem Werkstoff aufweist.

4. Lenkrad nach einem oder mehreren der vor^j angehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der normale Abstand zwischen der Ebene des Lenkradkranzes (212) und der Oberfläche des im wesentlichen kegelstumpfförmigen Tragteils kleiner ist als der Abstand zwischen dieser Ober-

fläche und der Befestigungsnabe (215) des Lenkrades.

5. Lenkrad nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im wesentlichen kegelstumpfförmige Tragteil (223) ein aus mehreren im wesentlichen zylindrischen Abschnitten mit verschiedenen Durchmessern bestehendes Blechpreßteil ist, dessen größter Durchmesser lenkradseitig liegt.

6. Lenkrad nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitige Oberfläche des Preßteils mit einer an sich bekannten Polsterauflage versehen ist.

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7. Lenkrad nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polsterauflage als Ringwulst ausgebildet ist, dessen größte Dicke, in Achsrichtung der Lenksäule gesehen, über dem Rand des inneren ringförmigen Kranzes (213) vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 947 048;
österreichische Patentschrift Nr. 70 480;
französische PatentschriftenNr. 1150606, 769903; französische Zusatzpatentschriften Nr. 66774 (zu Nr. 1090 586), 64798 (zu Nr. 1090 586);
USA.-Patentschrift Nr. 2 845 811.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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