DE1680011A1

DE1680011A1 - Sicherheitslenkung fuer Kraftwagen

Info

Publication number: DE1680011A1
Application number: DE1968D0055156
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Albrecht; Josef Eibl
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1968-01-20
Filing date: 1968-01-20
Publication date: 1971-07-15
Also published as: DE1680011B2; FR2000471A1; GB1222621A; NL161102B; JPS5120097B1; NL6900266A; US3570326A; NL161102C; CS154606B2; SE354245B

Description

Daimler-Benz AktiengeseBsehaft 1B800 11 Daim 7806/4

Stuttgart-tFntertürkheim ' 19. Jan. 1968

Patentanmeldung

"Sieherheitslenkung für Kraftwagen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenkung für Kraftwagen, im

bei der zwischen dem Lenkrad und der Lenkspindel oder dem Mantelrohr der Lenkung ein aus Blech bestehendes Deformations glied angeordnet ist, das bei durch Unfälle verursachtem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad zumindest einen Teil der Äufprallenergie in Verformungsarbeit umsetzt und so zum Schutz des Fahrers beiträgt.

Es sind bereits Deformations glieder, die auch als Pralltöpfe bezeichnet werden, bekannt, deren Durchmesser vom Lenkrad zur Lenkspindel bzw. zum Mantelrohr der Lenkung hin stufenförmig abnimmt. Ausführliche Versuche haben jedoch gezeigt, daß beim Zusammenrücken derartiger Pralltöpfe Kraftspitzen entsprechend der Anzahl der Stufen -m auftreten* weil das Zusammendrücken nicht konzentrisch, sondern ungleichmäßig und unter Bildung von polygonalen Ausknickungen erfolgt.

Zur Äufrechterhaltung der Rundheit der einzelnen Stufen derartiger Pralltopfe während des Zusammendrückens ist deshalb auch bereits vorgeschlagen worden, die wirksame Wandstärke aufeinander folgender Abschnitte jeweils abwechselnd stärker und geringer auszuführen. Durch eine derartige Ausbildung des Pralltopfes wird erreicht, daß beim Zusammendrücken jeweils ein dünnwandiger Abschnitt in den darüber lie-

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genden formstabilen Abschnitt sozusagen hineingestülpt wird. Nachteilig bei solchen Deformationsgliedern ist jedoch, daß ihre Herstellung durch die verschiedenen Wandstärken der einzelnen Abschnitte wesentlich verteuert wird. -

Bei einer weiter vorgeschlagenen, jedoch noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Ausführüngsform eines Deformationsgliedes ist ein glattwandiger, zylindrischer oder konischer Pralltopf vorgesehen, der bei entsprechender Belastung über das Mantelrohr der Lenkung gestülpt wird. Bei der heute weitgehend üblichen Lenkradschaltung läuft ein solcher Pralltopf beim Zusammendrücken jedoch auf deren Teile auf, wodurch sich wieder unerwünschte Kraftspitzen ergeben.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorstehend beschriebenen Pralltöpfe zu vermeiden und ein Deformati ons glied zu schaffen, das bei möglichst konstanter Kraft gleichmäßig verformbar ist und bei einem vorgegebenen Verformungsweg eine möglichst große Verformungsarbeit leistet.

Es wird deshalb eine Sicherheitslenkung für Kraftwagen mit einem zwischen dem Lenkrad und dem Kopfstück der Lenkspindel oder dem Mantelrohr der Lenkung angeordneten, aus Blech bestehenden Deformationsglied, dessen Durchmesser vom Lenkrad zur Lenkspindel bzw. zum Mantelrohr hin abnimmt, vorgeschlagen, wobei erfindungsgemäß das Deformationsglied nur einen weichen, unter Stoßeinwirkung plastisch verformbaren, im Längsschnitt konischen Abschnitt aufweist, der im Bereich seines größten Durchmessers mit einer Durchmesseraufweitung in einen sich nicht verformenden Abschnitt übergeht.

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Der form stabile Abschnitt kann dabei vorteilhaft einen Hohlraum in¹ der Lenkradnabe umschließen.

Die Höhe des formstabilen Abschnittes sollte vorteilhafterweise etwa der Höhe des verformbaren Abschnittes entsprechen oder ein Teil seiner Höhe kann von einer z.B. aus Schaumstoff bestehenden Polsterung der Lenkradnabe ausgefüllt sein.

bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht die Durchmesservergrößerung vom dem Lenkrad zugekehrten Ende des verformbaren Abschnittes des Deformationsgliedes zum formstabilen Abschnitt etwa dem 30fachen der Blechstärke des erstgenannten Abschnittes.

Der Übergang vom verformbaren zum form stabilen Abschnitt des Deformationsgliedes kann als Kurve, und zwar vorzugsweise als Radius ausgebildet sein, der etwa dem löfachen der Blechstärke des erstgenannten Abschnittes entspricht.

Die Befestigung des Deformationsgliedes an der Lenkspindel erfolgt vorzugsweise über eine Nabe, deren Durchmesser mindestens dem Durchmesser des Mantelrohres der Lenkung entspricht.

Der Durchmesser des Deformationsgliedes sollte dabei an seinem der Nabe zugekehrten Ende mindestens dem Durchmesser dieser Nabe entsprechen.

Die Verbindung des Deformationsgliedes mit der Nabe erfolgt dabei vorzugsweise durch eine Nietverbindung.

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ORIGINAL INSPECTED

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Es kann aber auch vorteilhaft sein., wenn das Deformations glied am Mantelrohr der Lenkung befestigt ist und das Lenkrad gegenüber dem Deformationsglied drehbar ist.

Der Gegenstand der Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Fig. der beiliegenden Zeichnung im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Fig. 2 und 3 der Zeichnung zeigen in Form von Diagrammen schema . tisch die Verformungsarbeit eines bekannten, mehrstufigen Deformationsgliedes und eines erfindungsgemäßen Deformations gliedes mit nur einem verformbaren Abschnitt.

Das Lenkrad 1 der in Fig. 1 dargestellten Sicherheitslenkung ist unter Zwischenschaltung eines Deformationsgliedes 2, das einen weichen, plastisch verformbaren Abschnitt 2a und einen steifen, formstabilen Abschnitt 2b aufweist, über eine Nabe 3 mit der Lenkspindel 4 verbunden. Der Durchmesser der Nabe 3 ist dabei etwas größer als der Durchmesser des Mantelrohres 5 der Lenkung. Der formstabile Abschnitt 2b des Deformationsgliedes 2 wird nach oben begrenzt durch eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Abdeckung 6 einer Polsterung 7 der Lenkradnabe, wobei als Polstermaterial vorzugsweise Schaumstoff verwendet wird. Die Abdeckung 6 und die Polsterung 7 sollen dabei so ausgebildet sein, daß sie beim Hineinstülpen des verformbaren Abschnittes 2a des Deformationsgliedes 2 in den steifen Abschnitt 2b (in der Zeichnung mit unterbrochenen Linien dargestellt) ausweichen können, ohne daß es dabei zu einem wesentlichen Kraftanstieg kommt.

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Der Übergang vom konischen Abschnitt 2a des Deformationsgliedes 2 zum Abschnitt 2b ist als Radius r ausgebildet/ wobei r etwas dem I5fachen der Blechstärke des verformbaren Abschnittes 2a entspricht.

Die Verbindung des Deformationsgliedes 2 mit der auf der Lenkspindel 4 befestigten Nabe 3 erfolgt über eine Nietverbindung 8.

Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Diagramme veranschaulichen die Wirkungsweise eines bekannten Deformationsgliedes mit zwei verformbaren Abschnitten und eines erfindungsgemäßen Deformationsgliedes mit nur einem plastisch verformbaren Abschnitt.

In beiden Diagrammen ist jeweils die beim Zusammendrücken gemessene Kraft über dem Verformungsweg aufgetragen.

Der in Fig. 2 dargestellte Kraftverlauf vom Verformungsweg Null bis zum Verformungsweg S₁ entspricht einem konzentrischen Verformen zweier verformbarer Abschnitte eines untersuchten Pralltopfes. Von der Stelle S₁ an beginnt ein diagonales Ausknieken, das zuerst einen starken Kraftabfall mit sich bringt und dann beim Verformungsweg s_Q zu einem Kraft-Maximum führt.

Für den Versuch nach Fig. 3 wurde ein Pralltopf mit nur einer verformbaren Stufe bei gleicher Wandstärke und gleichem Gesamt-Verformungsweg verwendet. Der Kraftverlauf ist hierbei wesentlich gleichmäßiger und das Kraft-Maximum P liegt beträchtlich niedriger als bei dem zweistufigen Pralltopf, der dem Versuch.nach Fig. 2 zugrunde lag.

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Wenn man also voraussetzt, daß beide Deformationsglieder etwa gleiche Verformungsarbeit bei vorgegebenem Verformungsweg leisten sollen, so liegt die Kraftspitze bei dem Pralltopf mit zwei verformbaren Abschnitten wesentlich höher als bei dem mit nur einem verformbaren Abschnitt und der Bereich von S₁ bis s in Fig. 2 wird für die Verformungsarbeit nicht voll genutzt, da in dem schräg schraffierten Bereich infolge des Kraftabfalles beim Ausknicken keine Verformungsarbeit geleistet wird.

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Claims

-7- " Daim 7806/4 Ansprüche

1. Sicherheitslenkung für Kraftwagen mit einem zwischen dem Lenkrad und dem Kopfstück der Lenkspindel oder dein Mantelrohr der Lenkung angeordneten, aus Blech bestehenden Deformationsglied, dessen Durchmesser vom Lenkrad zur Lenkspindel bzw. zum Mantelrohr hin abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsglied (2) nur einen wei- m chen, unter Stoßeinwirkung plastisch verformbaren, im Längsschnitt ~ konischen Abschnitt (2a) aufweist, der im Bereich seines größten Durchmessers mit einer Durchmess er aufweitung in einen sich nicht verformenden Abschnitt (2b) übergeht.

2. Sicherheitslenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der formstabile Abschnitt (2b) einen Hohlraum in der Lenkradnabe umschließt.

3. Sicherheitslenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die

Höhe des formstabilen Abschnittes (2b) wenigstens etwa der Höhe des a

verformbaren Abschnittes (2a) entspricht*

4. Sicherheitslenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Höhe des formstabilen Abschnittes (2b) von einer z. B. aus Schaumstoff bestehenden Polsterung (7) der Lenkradnabe ausgefüllt wird.

5. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesservergrößerung vom dem Lenkrad (1) zugekehrten Ende des verformbaren Abschnittes (2a)

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des Deformationsgliedes (2) zum formstabilen Abschnitt (2b) des Deformationsgliedes (2) etwa dem 30fachen der Blechstärke des erstgenannten Abschnittes (2a) entspricht.

6. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von einem zum anderen Abschnitt des Deformationsgliedes (2) als Kurve ausgebildet ist.

7. Sicherheitslenkung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang als Radius (r) ausgebildet ist, der etwa dem löfachen der Blechstärke des verformbaren Abschnittes (2a) entspricht.

8. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Deformationsgliedes (2) an der Lenkspindel (4) über eine Nabe (3) erfolgt, deren Durchmesser mindestens dem Durchmesser des Mantelrohres (5) der Lenkung entspricht.

9. Sicherheitslenkung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Deformationsgliedes (2) an seinem der Nabe (3) zugekehrten Ende mindestens dem Durchmesser dieser Nabe (3) entspricht.

10. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Deformationsgliedes (2) mit der Nabe (3) durch eine Nietverbindung (8) erfolgt.

11. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsglied am Mantelrohr der Lenkung befestigt ist und daß das Lenkrad gegenüber dem Deformationsglied drehbar ist.

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