DE2129224C2

DE2129224C2 - Lenkrad für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2129224C2
Application number: DE2129224A
Authority: DE
Inventors: Bela 7034 Maichingen Barenyi
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1971-06-12
Filing date: 1971-06-12
Publication date: 1983-01-27
Also published as: GB1395234A; US3800604A; DE2129224A1; SE393576B; FR2142388A5; IT958315B

Description

9. Lenkrad nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß die beiden Blechstreifen (19 und 21) im Bereich der Metalleinlage (10) des Lenkradkranzes (3) durch ein eingeschweißtes Profil (22) miteinander verbunden sind. aQ

10. Lenkrad nach einem oder mehreren der Anspr "'die 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechstreifen mit radialen, sickenartigen Ausprägungen (43) versehen sind.

11. Lenkrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Blechstreifen (19; 39) von außen auf den nach innen abgewinkelten Rand (20; 37) der Nabe (1) aufliegend an dieser angeschweißt sind

J% Lenkrad nach Anspruch ti, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Blechstreifen (19; 39) um den abgewinkelten Rand (37) herumgefalzt sind,

13. Lenkrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise drei in Winkelabständen von 120° angeordnete Speichen (2) vorgesehen sind, deren innere Enden (41) ic bekannter Weise ringsektorförmig ausgebildet sind und aneinander stoßen,

14. Lenkrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Blechstreifen (21) auf den nach außen abgewinkelten unteren Rand (14) der Nabe (1) aufgeschweißt sind.

15. Lenkrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß der untere Rand (38) der Nabe (1) uni die in Achsrichtung der Nabe nach unten abgebogenen Ränder (42) der unteren Blechstreifen (40) herumgefalzt ist

16. Lenkrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß die Blechstreifen (28 und 29) die Nabe (1) in Ausnehmungen (30 und 31) durchdringen und innen an die Nabe angeschweißt sind.

Die Erfindung betrifft ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art

Die bekannten Lenkradbauarten genügen weitgehend nicht den Sicherheitsanforderungen die im modernen Kraftfahrzeugbau an sie gestellt werden oder gestellt werden sollten. Sie besitzen im allgemeinen, um die Sicht des Fahrers nicht zu beeinträchtigen und aus baulichen Gründen, relativ kleine Naben, an die Speichen anschließen, die im vjsentlichen nur in Umfangsrichtung Kräfte übertragen sollen. In Achsrichtung der Lenkradnabe, d. h. in Richtung der Lenkspindel, sind sie relativ verformungsweich, so daß bei einem Unfall die auf den Körper des Fahrers einwirkenden Kräfte im wesentlichen von der kleinflächigen Nabe übertragen werden. Selbst wenn sich diese Kräfte durch die Verwendung eines dem Lenkrad nachgeschalteten Deformationsgliedes vermindern lassen, so führen sie häufig wegen der sehr kleinen Aufprallfläche schon zu erheblichen Verletzungen.

Noch bis in die jüngste Zeit wurde versucht durch eine hydraulisch gedämpfte Lenksäule einerseits und rturch ein vollelastisches, z. B. aus Gummi hergestelltes Lenkrad sicherheitsgerechte Lenkungen schaffen zu können. Diese beiden Wege erwiesen sich inzwischen als trugschlüssig. Die neuesten bekannten Bauarten, die auch in der Patentliteratur immer wieder auftauchen, weisen mehrere besonders sicherheitswidrige Details auf, die sich auf die Ausbildung und Gestaltung des Lenkradkranzes, der Speichen und der Nabe beziehen.

Es werden bis in die letzte Zeit Lenkradkränze aus sprödem und splitterndem Material, z. B. aus Holz, immer wieder vorgeschlagen. Hierdurch ist eine hohe Verletzungsgefahr gegeben. Außerdem werden in der Werbung angeblich sehr sichere Lenkradkränze aus besonders elastischem Material angeboten. Derartige Lenkradkränze sind selbst zwar nicht Ursache für Verletzungen, jedoch können sie den Fahrer auch nicht vor einem Aufprall auf dahinter liegende Teile schützen,

die dann die Ursache für Verletzungen sind.

Sicherheitswidrig ist auch die Verwendung von biegeweichen oder biegeschwachen Speichen, beispielsweise Speichen mit filigranen Querschnitten, Speichen aus liegend angeordnetem Bandmaterial, Speichen mit «% großen Durchbrüchen, Speichen aus einem ungeeigneff ten Material, z. B, Aluminium, oder Speichen, die sich UP durch besondere Länge odsr scharfkantige Profilierun- »r gen auszeichnen. Diese Speichen sind entweder £ unmittelbar Uüache von Verletzungen oder bieten jo pt zumindest keinen Schutz gegen einen Aufprall auf ^ dahinterliegende Teile. Zu dem gleichen Ergebnis führt g ein Vorschlag, die Speichen, die an sich nicht kurz genug * sein können, überaus lang zu gestalten. Ungünstig ist auch die Verwendung von verdrehwei-

_f chen Speichen oder Speichensystemen, die durch unzweckmäßige Technologie, d. h. Materialwahl, oder durch eine unzweckmäßige Anordnung, z. B. nur zwei J= Speichen etwa horizontal durch das Lenkrad durchlau- «§ fend, geschaffen werden.

|g Unzweckmäßig ist auch häufig die Nabenanordnung.

M Hier wäre die Kombination eines biege- und/oder S verdrehweichen Speichensystems mit einei aus der Speichenebene hervorstehenden, dornartigen Nabe zu if erwähnen. Immer wieder werden dornartig wirkende '* Naben mit minimaler Aufprallfläche vorgeschlagen, ^ wobei die Ansicht vertreten wird, daß durch Wahl von Ej Gummi anstatt Stahl die Spießwirkung ausgeschaltet Pf sei. Hier handelt es sich um einen der verhängnisvollsten i~ Trugschlüsse.

Die Unfallfolgen dank undurchdachter Lenkradanordnungen können durch einen Pralltopf nur zu einem Teil gemilden werden. Vor allem sei besonders darauf hingewiesen, daß die Unfallforschung noch bis heute die sog. Aufprallkraft für das alleinige Kriterium hält. Dabei spielen noch andere Kriterien eine oft wesentlichere Rolle, wie z. B. stehenbleibende oder sich ausbildende Höcker oder gar Spitzen an den sich verformenden Speichen oder Lenkradkränzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Einschränkung des Durchblickfeldes ein weitgehend in axialer Richtung in sich steifes und dennoch leichtes Lenkrad zu schaffen, das außerdem nur eineii geringen \ Herstellungsaufwand erfordert.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs I angegebenen Merkmale gelöst.

Ein derartiges Lenkrad ist einfach herzustellen. Es bietet in Verbindung mit leichtem Gewicht den Vorteil, daß es in Achsrichtung sehr steif ist, so daß praktisch die gesamte von dem Lenkrad eingenommene Fläche als eine Aufprallfläche für den Körper des Fahrers bei einem Unfall ausgenutzt werden kann. Da die erhöhte Steifigkeit durch die Ausbildung der Speichen gewährleistet wird, wird das Durchblickfeld nicht wesentlich ; beeinträchtigt.

y Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfin-

r dung sind als Speichen in axialer Richtung der Nabe ^ hochkant stehende Blechstreifen vorgesehen, deren ·■'· Höhe von dem außen an die Nabe angrenzenden Ende zu dem am Lenkradkranz angrenzenden Ende hin ^; abnimmt. Diese Speichen besitzen in axialer Richtung des Lenkrades eine hohe Steifigkeit, während das Durchblickfeld gegenüber den bekannten Bauarten noch vergrößert ist, da diese schmalen Speichen die Sicht praktisch nicht beeinträchtigen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß wenigstens eine Speiche, insbesondere die bei Geraclcausfahrt unten befindliche Speiche, als offenes oder geschlossenes Profil ausgebildet ist, dessen Profilquerschnitt in radialer Richtung von innen nach außen abnimmt. Dabei wird die Erkenntnis ausgenutzt, daß es entscheidend darauf ankommt, den unteren Bereich des Lenkrades großflächig und verformungssteif auszubilden, da hier der Oberkörper eines Fahrers bei einem Unfall auftrifft.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht jede Speiche aus einem etwa in Verlängerung des oberen Randes der Nabe verlaufenden Blechstreifen und einen im Bereich des unteren Randes der Nabe beginnenden und nach oben zu dem Lenkradkranz ansteigenden Blechstreifen. Diese Ausführungsform ist baulich besonders einfach.

Eine weitere bauliche Vereinfachung wird dadurch erhalten, wenn die beiden Blechstreifen einteilig aus Bandmaterial V-förmig vorgebogen und um die Metalleinlage des Lenkradkranzes herumgelegt sind. Diese Ausführungsform erlaubt eine vorteilhafte Verbindung zu dem Lenkradkranz.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Untcransprüchcr». Mehrere in asr Zeichnung dargestellte Ausführungsformen werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgeniäßes Lenkrad,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie U-II der F ig. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der Erfindung,

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3,

F i g. 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig.6 einen Schnitt entlang der Linie Vl-Vl der Fig. 5,

F i g. 7 eine Einzelheit der F i g. 5 und 6,

F i g. 8 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der Erfindung,

Fig.9 einen Schnitt entlang der Linie IX-IV. der Fig. 8,

Fig. 10 einen Schnitt entlang der Linie X-X der F i;,· 9 und

Fig. 11 eine Einzelheit der Ausführungsform nach F i g. 8 bis 9.

Das in Fig. 1 dargestellte Lenkrad weist eine Nabe 1 auf, die über drei, in Winkelabstänaen von 120° angeordnete Speichen 2 mit einem Lenkradkranz 3 verbunden ist. Die Speichen 2 sind derart angeordnet, daß bei der der Draufsicht nach F i g. 1 entsprechenden Stellung des Lenkrades für die Geradeausfahrt eine Speiche 2 vertikal in der unteren Hälfte des Lenkrades liegt, während die beiden anderen Speichen in der oberen Hälfte des Lenkrades angeordnet sind. Die Nabe I ist bäi dieser Ausführungsform als topfförmiger Hohlkörper aus Blech hergestellt, der zylindrische Wandungen 4 und äinen ebenen Boden 5 aufweist. Der ebene Boden 5 ist mit einer zentralen Öffnung 6 versehen. An den Boden 5 schließt ein Deformationstopf 7 an, der in nicht näher dargestellter Weise an einer Lenkspindel befestigt wird.

Als Speichen 2 dienen hochkant stehende, zur Gewichtseinsparung mit Löchern 8 versehene Blechstreifen, die an die zylindrischen Wandungen 4 der Nabe 1 angeschweißt sind. Die Oberkante der Blechstreifen verläuft "'wa in der Ebene des oberen Randes 9 der Nabe 1, während die Unterkanten der Blechsireilen in der Nähe des Bodens 5 der Nabe 1 beginnen und nach außen zu einer Metalleinlage 10 des Lenkradkranzes 3

ansteigen. Auf diese Weise werden die Speichen 2 als Träger gleicher Biegefestigkeit in Achsrichtung der Nabe 1 ausgebildet. Der Rand 9 der Nabe 1 ist nach außen umgebogen und umgreift von oben mit Schlitzen die die Speichen 2 bildenden Blechstreifen, so daß in Umfangsrichtung Drehmomente in ausreichender Größe übertragen werden können. Außerdem sind die Schweißnähte bis in den Bereich des umgebogenen Rpndes 9 verlängert.

Im Bereich der Anschlußstellen der Speichen 2 an den Lenkradkranz 3 sind um dessen Metalleinlage 10 U-förmig ausgebildete Blechteile 11 herumgelegt, deren Schenkel die Oberkante und die Unterkante der die Speichen 2 bildenden Blechstreifen zwischen sich aufnehmen. Die Blechstreifen sind an diesen Schenkeln angeschweißt. Der Lenkradkranz wird durch eine strichpunktiert dargestellte Kunststoffumhüllung 12 vervollständigt. Die zylindrischen Wandungen 4 der Nabe 1 werden außerdem mit einem zylindrischen Schaumstoffteil 13 abgedeckt, das nach oben über den Lenkradkranz 3 übersteht.

Das in Fig.3 und 4 dargestellte Lenkrad weist ebenfalls eine Nabe 1 auf, die über drei in Winkelabständen von 120° angeordnete Speichen 2 mit einem Lenkradkranz 3 verbunden ist. Der untere Rand des topfförmigen Hohlkörpers, der zylindrische Wandungen 4 aufweist, ist als nach außen abstehender Flansch 14 ausgebildet. An diesem Flansch 14 ist ein Flansch 15 eines Deformationstopfes 16 angeschlossen, dessen im wesentlichen zylindrischer Teil 17 über eine rinnenförmige Vertiefung 18 an den Flansch 15 anschließt. Der Durchmesser des zylindrischen Teils 17 des Deformationstopfes 16 ist kleiner als der des die Nabe 1 bildenden Hohlkörpers, so daß bei einem Unfall der Deformationstopf 16 sich in die Nabe 1 hinein verformen kann.

Bei dieser Ausführungsform werden zwei verschiedene Ausbildungen von Speichen vorgesehen. Die beiden, bei der der Geradeausfahrt eines Fahrzeuges entsprechende Stellung des Lenkrades oben liegenden Speichen bestehen aus einem V-förmig vorgebogenen Bandmaterial, dessen einer Schenkel 19 in der Ebene des oberen Randes 20 der Nabe 1 liegt, während der andere Schenkel 21 von dem Flansch 14 der Nabe 1 zu der Metalleinlage 10 des Lenkradkranzes hin ansteigt. Die Blechstreifen sind um die Metalleinlage 10 herumgelegt und werden zusätzlich durch ein U-förmiges Blechprofil

22 im Bereich der Metalleinlage 10 miteinander durch Punktschweißen o. dgl. verbunden. Der untere Schenkel 21 liegt von oben auf dem Flansch 14 auf und ist an diesem durch Schweißen o. dgl. befestigt. Der obere Schenkel 19, der auf dem nach innen abgewinkelten oberen Rand 20 der Nabe 1 aufliegt, ist an diesem angeschweißt Der Rand 20, der eine mittlere öffnung

23 aufweist, ist nach unten abgewinkelt, wobei der obere Schenkel 19 der Blechstreifen dieser Abwinkelung folgt

Die bei Geradeausfahrt vertikal verlaufende und im unteren Bereich des Lenkrades liegende Speiche 2 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Hohlprofil ausgebildet Die Oberseite 24 des Hohlprofils ist außen «> an den zylindrischen Teil 4 der Nabe 1 bündig mit dem Rand 20 angeschweißt Der die Unterseite des Hohlprofiis bildende Randteil 25 liegt auf dem Flansch 14 auf und ist auf diesem durch Schweißen o. dgL befestigt. Er steigt zu d&r Metalleinlage 10 des Lenkradkranzes 3 an. Die Verbindung zwischen dem Hohlprofi! und dem Lenkradkranz 3 erfolgt in einer der Ausführungsformen nach F i g. 1 und 2 entsprechenden Weise über U-förmige Blechteile 11, die um die Metalleinlage 10 herumgelegt sind und die von oben und unten an den Randteilen 24 und 25 des Hohlprofils anliegen und angeschweißt sind.

Die in F i g. 5 bis 7 dargestellte Ausführungsform der Erfindung weist ebenfalls eine Nabe 1 auf, die über drei in Winkelabständen von 120° angeordnete Speichen 2 mit einem Lenkradkranz 3 verbunden ist, von dem nur die Metalleinlage 10 dargestellt ist. Die Nabe 1 besteht aus einem im wesentlichen kegelförmigen, topfartigen Hohlkörper, dessen oberer Rand 26 dicht unterhalb der Ebene des Lenkradkranzes 3 endet. An diesem Rand 26 ist ein Prallrohr 27 befestigt, das nach unten über die Nabe 1 übersteht und zur Befestigung an einer nicht näher dargestellten Lenksäule dient. Auch bei dieser Ausführungsform kann sich das als Deformationsglied dienende Prallrohr 27 bei einem Aufprall in die Nabe 1 hinein verformen, so daß ein großer Verformungsweg zur Aufnahme vuii VcnOirrrüngsärbcii zur Verfügung steht.

Die Speichen 2 werden von V-förmig gebogenen Blechstreifen aus Bandmaterial gebildet, deren oberer Schenkel 28 und unterer Schenkel 29 in Ausnehmungen 30 und 31 der Nabe 1 hineingesteckt sind. Sie sind innen an die Nabe 1 angeschweißt. Dabei verläuft der obere Schenkel 28 im wesentlichen parallel zu der Ebene des Lenkradkranzes 3. Sein in den die Nabe 1 bildenden Hohlkörper hineinragendes Ende ist nach unten abgewinkelt und liegt an der Wand der Nabe 1 innen an. Der untere Schenkel 29 verläuft schräg nach oben zu der Metalleinlage 10 des Lenkradkranzes 3. Der V-förmig gebogene Blechstreifen, der in F i g. 7 in seiner ausgestreckten Größe dargestellt ist, ragt nur mit einer Zunge 32 durch die Ausnehmung 30. die innen an die Nabe 1 angeschweißt ist.

Der V-förmig vorgebogene Blechstreifen umschlingt die Metalleinlage 10 des Lenkradkranzes. Dicht unterhalb der Metalleinlage 10 liegen der obere Schenkel 28 und der untere Schenkel 29 aneinander an. Sie sind in diesem Bereich durch Punktschweißen o. dgl. miteinander verbunden.

Bei der in Fig.8 bis 11 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der untere Rand der topfartigen Nabe 1 mit einer Schale 33 verbunden, an der ein Deformationstopf 34 mit einem Flansch 35 befestigt ist. Zwischen dem im wesentlichen zylindrischen Deformationstopf 34, der einen geringeren Durchmesser als die Nabe 1 aufweist, und dem Flansch 35 ist eine rinnenförmige Vertiefung 36 vorgesehen. Auch bei dieser Ausführungsform kann sich der Deformationstopf in den von der Nabe 1 eingeschlossenen hohlraum hinein verformen.

Die die Nabe mit dem Lenkradkranz 3, von welchem nur die Metalleinlage 10 dargestellt ist, verbindenden Speichen 2 sind wieder aus V-förmig vorgebogenen Blechstreifen hergestellt die die Metalleinlage 10 umschlingen und deren Enden im Bereich des oberen Randes 37 und des unteren Randes 38 in der Nabe 1 befestigt sind Die Speichen, die in der Ausführungsform nach Fig.5 bis 7 entsprechender Weise mit dem Lenkradkranz 3 verbunden sind, umgreifen mit ihrem oberen Schenkel 39 den oberen Rand 37 der Nabe 1. Ihre Enden 41 sind ringsektorförmig ausgebildet, so daß sie jeweils an den benachbarten Enden der entsprechenden oberen Schenkel 39 der Blechstreifen anstoßen. Bei dieser Ausführungsform genügt unter Umständen die Umbördelung um den oberen Rand 37 der Nabe 1, so daß evtL auf ein zusätzliches Verschweißen verzichtet

werden kann. Die Enden 42 der linieren Schenkel 40 sind parallel zu der Nabe 1 abgebogen und werden von dem unteren, unigebördelten Rand 38 der Nabe eingefaßt. Auch hier genügt unter Umständen das Umbördeln um eine sichere Befestigung zu erzielen. Wie insbesondere Fig. 10 und 11 zeigen, weisen die unteren Schenkel zur Versteifung eine Ausprägung 43 auf.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lenkrad für Kraftfahrzeuge, das eine als topf- oder zylinderförmiger und mit dem oberen Rand etwa in der Ebene eines Lenkradkranzes liegender Hohlkörper gestaltete Nabe besitzt, die Ober Speichen mit dem Lenkradkranz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daßdieSpeichen (2) bezüglich der Achsrichtung der Nabe (1) als Träger gleicher Biegefestigkeit ausgebildet sind. ι ο

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichen (2) in axialer Richtung der Nabe (I) hochkant stehende Blechstreifen vorgesehen sind, deren Höhe von dem außen an die Nabe angrenzenden Ende zu dem am Lenkradkranz (3) is angrenzenden Ende hin abnimmt

3. Lenkrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als Blechstreifen ausgebildeten Speichen (2) außen an die Nabe (1) angeschweißt sind und d§§ der obere Rand (9) der Nabe (1) nach außen umgebördelt ist und jeweils mit einem Schlitz die Speichen (2) umgreift.

4. Lenkrad nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Speiche (2), insbesondere die bei >5 Geradeausfahrt unten befindliche Speiche, als offenes oder geschlossenes Profil ausgebildet ist, dessen Profilquerschnitt in radialer Richtung von innen nach außen abnimmt

5. Lenkrad nach einem oder mehreren der Ansprüche V bis 4, dessen Lenkradkranz eine Metalleinlage aufweist, dadurch gekennzeichnet daß die Metalleinlage (10) im Bereich der Anschlußstellen der Speichen (2) jeweüs von einem etwa U-förmigen Blechteil (11) umgeben ist, zwischen -.5 dessen Schenkeln die als Speichen (2) dienenden Teile gehalten sind.

6. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speiche (2) aus einem etwa in Verlängerung des oberen Randes der Nabe (1) verlaufenden Blechstreifen (19; 24; 28; 39) und einem im Bereich des unteren Randes der Nabe liegenden und nach oben zu dem Lenkradkranz (3) ansteigenden Blechstreifen (21; 25; 29; 40) besteht

7. Lenkrad nach Anspruch 6, dadurch gekenn- 4s zeichnet, daß die beiden Blechstreifen (19 und 21; 28 und 29; 39 und 40) einteilig aus Bandmaterial V-förmig vorgebogen und um die Metalleinlage (10) des Lenkradkranzes (3) herumgelegt sind.

8. Lenkrad nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Blechstreifen (28 und 29; 39 und 40) unmittelbar vor der Metalleinlage (10) des Lenkradkranzes (3) flächig aneinander liegen und durch Punktschweißen o. dgl. miteinander verbunden sind.