DE1680011C3 - Sicherheitslenkung für Kraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft 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 wirksame Wandstärke auf seiner ganzen Höhe gleich ist und dessen Durchmesser vom Lenkrad zur Lenkspindel bzw. zum Mantelrohr hin abnimmt.

Es sind bereits Deformationsglieder, 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 Zusammendrücken derartiger Pralltöpfe Kraftspitzen entsprechend der Anzahl der Stufen auftreten, weil das Zusammendrücken nicht konzentrisch, sondern ungleichmäßig und unter Bildung von polygonalen Ausknickungen ei folgt.

Zur Aufrechterhaltung der Rundheit der einzelnen Stufen derartiger Pralltöpfe während des Zusammendrücken soll deshalb nach einem anderen Vorschlag (DT-PS 12 86 419) die wirksame Wandstärke umeinander folgender Abschnitte jeweils abwechselnd stärker und geringer ausgeführt werden. Durch eine derartige Ausbildung des Pralltopfes wird erreicht, daß beim Zusammendrücken jeweils ein dünnwandiger Abschnitt in den darüber liegenden formstabilen Abschnitt sozusagen hineingestülpt wird. Nachteilig bei solchen Deformationsgliedcrn ist jedoch, daß ihre Herstellung durch die verschiedenen Wandstärken der einzelnen Abschnitte wesentlich verteuert wird. Eine solche Ausbildung eines Deformationsgliedes fällt nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Patentanmeldung.

Es sind auch bereits glattwandige konische Deformationsglieder bekannt geworden, die sich entweder vom Lenl-rad zum oberen Ende der Lcnkspindcl hin (FR-PS 1309 128) oder aber von einer an der l.cnkspindel befestigten Nabe zum Lenkrad hin (FR-PS 13 84 471) verjüngen. Mit solchen glattwandigen Deformationsgliedcrn ist jedoch überhaupt kein gezielter Verformungsablauf bei einem Unfall zu erreichen, weil es z. B. weitgehend vom Zufall abhängt, wo bei einem solchen Deformationsgüed die Verformung einsetzt und wie sie dann weiter abläuft.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorstehend beschriebenen Pralltöpfe zu vermeiden und ein Deformationsgüed zu schaffen, das bei möglichst konstanter Kraft gleichmäßig verformbar ist, bei einem vorgegebenen Verformungsweg eine möglichst große VerformungsarDeit leistet und bei dem keine aufwendige Herstellung durch Anordnung unterschiedlicher Wandstärken erforderlich ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Deformationsgüed in an sich bekannter Weise nur einen weichen, unter Stoßeinwirkung plastisch verformbaren, im Längsschnitt konischen Abschnitt aufweist, der im Bereich seines größten Durchmessers mit einer Durchmesseraüfweitung in einen sich nicht verformenden Abschnitt übergeht, der einen Hohlraum in der Lenkradnabe umschließt und dessen Höhe etwa der Höhe des verformbaren Abschnitts entspricht, so daß der verformbare Abschnitt bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad in den anderen Abschnitt hineingestülpt werden kann.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des nach dem Kennzeichenteil von Anspruch 1 ausgebildeten Gegenstandes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Sicherheitslenkung nach der Erfindung soll im folgenden anhand eines in der F i g. 1 der Zeichnung im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu-

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ten werden.

Die F i g. 2 und 3 der Zeichnung 'eigen in Form von !Diagrammen schematisch die Verformungsarbeit eines bekannten, mehrstufigen Deformationsgliedes und eines erfindungsgemäßen Deformationsgliedes mit nur einem verformbaren Abschnitt.

Das Lenkrad 1 der in F i g. 1 dargestellten .Sicherheitslenkung ist unter Zwischenschaltung eines Dcformationsglicdes 2, das einen weichen, plastisch verformbaren Abschnitt 2a und einen steifen, formstabilen Abschnitt 2b aufweist, über eine Nabe 3 mit der l.enkspindel 4 verbunden. Der Durchmesser der Nabe 3 ist dabei etwas größer als der Durchmesser des Mantelrohres 5 der Lenkung. Der formstabile Abschnitt 2/1 des Deformationsgliedes 2 wird nach oben begrenzt durch eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Abdeckung 6 eine 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 ties 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.

Der I Ibergang vom konischen Abschnitt 2u des Deformationsgliedes 2 zum Abschnitt 2b ist als Radius r ausgebildet, wobei r etwa dem ^fachender Blechstärke des verformbaren .Abschnittes 2a entspricht.

Die Verbindung des Deformationsgliedes 2 mit der auf der Lenkspindel 4 befestigten Nabe 3 erfolgt über eine Nietverbindung8.

Die in den F i g. 2 und 5 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 F i g. 2 dargestellte Kraftverlauf vom Verformungsweg Null bis zum Verfonnungsweg .s. entspricht einem konzentrischen Verformen zweier verformbarer Abschnitte eines untersuchten Pralltopfes. Von der Stelle des Verformungsweges S\ an beginnt ein diagonales Ausknicken, das zuerst einen starken Kraftabfall mit sich bringt und dann beim Verformungsweg sizu einem Kraft-Maximum führt.

Für den Versuch nach F i g. 3 wurde ein Pralltopf mit nur einer verformbaren Stufe bei gleicher Wandstarke und gleichem Gesamt-Verformungsweg verwendet. Der Kraftverlauf ist hierbei wesentlich gleichmäßiger und das Kraft-Maximum Pm liegt beträchtlich niedriger als bei dem zweistufigen Pralltopf, der dem Versuch nach F 1 g. 2 zugrunde lag.

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 s\ bis s: in F i g. 2 wird für die Verformungsarbeit nicht voll genutzt, da in dem schräg schraffierten Bereich infolge des Kraftabfalles beim Ausknicken keine Veiformungsarbeit geleistet wird.

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Claims (1)

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Patentansprüche:

1. Sicherheitslenkung für Kraftwagen mit einem zwischen dem Lenkrad und dem Kopfstück der Lenkspindel oder dem Mantelrohr der Lenkung angeordneten, aus Blech bestehenden Deformalionsglied, dessen wirksame Wandstärke auf seiner ganzer. Höhe gleich ist und dessen Durchmesser vom Lenkrad zur Lenkspindel bzw. zum Mantelrohr ic hin abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsgüed (2) in an sich bekannter Weise nur einen weichen, unter Stoße:nwirkung plastisch verformbaren, im Längsschnitt konischen Abschnitt (2a) aufweist, der im Bereich seines ι, größten Durchmessers mit einer Durchmesserauf wcitung in einen sich nicht verformenden Abschnitt (2b) übergeht, der einen Hohlraum in der Lenkradnabe umschließt und dessen Höhe etwa der Höhe des verformbaren Abschnitts (2a^ entspricht, so daß der verformbare Abschnitt (2n) bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad (1) in den anderen Abschnitt (2b)hineingestülpt werden kann.

2. Sicherheitslenkung nach Anspruch I, 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 gekenn- .vj zeichnet, daß die Durchmesservergrößerung vom dem Lenkrad (1) ;:ugckehrten Ende des verformbaren Abschnittes (2;i) des Deformationsgliedes (2) zum formstabilen Abschnitt (2b) des Deformationsgliedes (2) etwa dem iOfitchen der ölechstärke des erstgenannten Abschnittes (2,^entspricht.

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

5. Sicherheitslenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang als Radius (r) ausgebildet ist, der etwa dem 15fachen der Blechstärke des verformbaren Abschnittes (2.1,) entspricht.

6. 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.

7. 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.

8. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsgüed am Mantelrohr der Lenkung befestigt ist und daß das Lenkrad gegenüber dem Deformaiionsgüed drehbar i:t