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Lenkrad für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Lenkrad für
Kraftfahrzeuge mit einer Nabe, die über Speichen mit einem Lenkradkranz verbunden
ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst leichtes,
å jedoch in sich weitgehend starres Lenkrad der eingangs genannten Art zu schaffen,
das geeignet ist, die bei einem Auftreffen eines Körpers auftretende Kraft möglichst
großflächig zu verteilen. Die Erfindung besteht darin, daß als Speichen offene Profile
oder Hohlprofile aus Kunststoff dienen, die die im wesentlichen zylindrische Nabe
mit dem im Bereich ihres oberen Randes liegenden Lenkradkranzes verbinden. Ein derartiges
Lenkrad lässt sich mit relativ geringen Kosten herstellen. Darüberhinaus ist es
sehr steif und dennoch relativ leicht.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß
die Speichen einteilig mit der aus Kunststoff bestehenden Nabe ausgebildet sind.
In weiterer Ausgestaltung wird vorgesehen, daß die Speichen außerdem einteilig mit
dem
aus Kunststoff bestehenden Lenkradkranz ausgebildet sind, der eine ringförmige-
Netallarmierung enthält. Auf diese Weise wird ein billig herzustellendes, vollkommen
aus Kunststoff bestehendes Lenkrad geschaffen, das in axialer Richtung ebenso wie
in Umfangsrichtung eine hohe Festigkeit be-sitzt und dennoch sehr leicht ausgeführt
werden kann.
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Um Material und Gewicht einsparen zu können, ohne die Festigkeit des
Lenkrades zu vermindern, wird bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
daß der Profilquerschnitt der Speichen von innen nach außen abnimmt.
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Dadurch werden zwischen der Nabe und dem Lenkradkranz Uräger gleicher
Festigkeit geschaffen, die eine Gewichtseinsparung ohne Verminderung der Steifigkeit
erlauben.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung- ist die Nabe
mit einer in axialer oder schräger Richtung nachgiebigen, gel enkartigen Deformationsstelle
ausgerüstet. Eine derartige Deformationsstelle ermöglicht die häufig entscheidende
Anpassung der,Lenkradebene an einen a;tifprallenden Körper des Fahrers, so daß die
auf den Körper einwirkende Kraft wesentlich vermindert wird, die außerdem durch
die sehr steife Ausbildung des Lenkrades darüberhinaus großflächig verteilt wird.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn am Boden der Nabe ein Deformationskörper, insbesondere
ein Pralltopf, angebracht ist. Die auf den Körper einwirkenden Kräfte lassen sich
noch weiter vermindern, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Nabe ein
Deformationsglied, insbesondere ein Prallrohr enthält, das sich auf dem Boden der
Nabe abstützt und nach außen über die Ebene des Benkradkranzes übersteht.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen
die
Speichen ein Doppel-T-Profil auf, dessen Steg in Achsrichtung der Nabe verläuft.
Ein derartiges, Profil zeichnet sich durch eine große Steifigkeit bei geringem Gewicht
aus.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Speichen
als Hohlprofile ausgebildet, deren Hohlräume zu dem Innenraum der Nabe offen sind.
Diese Ausführungsform lässt sich noch ohne wesentliche Gewichtserhöhung noch weiter
versteifen, wenn der Innenraum der Speichen und der Nabe wenigstens teilweise ausgeschäumt
ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung, mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen in Verbindung
mit den Unteranspruchen.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemalSes Lenkrad, Fig.
2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Ausgestaltung einer
Einzelheit eines Lenkrades ähnlich Fig. 1 und 2, Fig. 4 einen Schnitt durch eine
weitere Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V
der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausfúhrungsform der Erfindung
und
Fig. 7 eine Teildraufsicht in Richtung des Pfeiles VII der Fig.
6.
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Fig. 1 und 2 zeigen ein Lenkrad, dessen Lenkradkranz 1 über radiale
Speichen 2 mit einer Nabe 3 verbunden ist.
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Bei der dargestellten Ausführungsform sind vier Speichen 2 vorgesehen,
die spiegel symmetrisch zu einer Mittelebene 4 verlaufen. Die Mittelebene 4 verläuft
in der der Geradeausfahrt eines Fahrzeuges entsprechenden Stellung vertikal, so
daß in dieser Stellung die Speichen-2 im wesentlichen in der unteren Hälfte des
Lenkrades liegen. Die Nabe 3 besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Hohlkörper.
Im Bereich des oberen Randes dieses Hohlkörpers liegt die Ebene des Lenkradkranzes
1. Der Boden des Hohlkörpers ist in der Mitte der Lenkradnabe 3 mit einer Befestigungshülse
5 versehen, die zur Aufnahme einer zentralen Schraube dient. Die Befestigungshülse
5 liegt von innen mit einem Flansch 6 an dem Boden 7 an. Die Befestigung erfolgt
über den Boden 7 und den Flansch 6 durchdringende Schrauben oder Nieten, wobei von
außen auf dem Boden ein weiterer Metallring 8liegt, der von diesen Nieten oder Schrauben
mit durchdrungen wird.
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Das gesamte Lenkrad ist als Kunststoffteil ausgebildet, wobei die
an die Nabe 3 anschließenden Speichen 2 als Hohlprofile gestaltet sind, deren Profilquerschnitt
von innen nach außen bis zu dem Lenkradkranz 1 stetig abnimRtX so daß für die Speichen
Hohlträger gleicher Festigkeit, insbesondere in ax-ialer Richtung der Nabe 3 geschaffen
werden.
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Das Lenkrad besteht aus zwei gepressten oder gespritzten Kunststoffteilen
9~und 10, deren Trenn- oder Verbindungsfläche in der Mittelebene des Lenkradkranzes
1 verläuft.
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Die beiden Kunststoffteile 9 und 10 werden miteinander verschweißt
oder verklebt, wobei bei der dargestellten Ausführungsform
im Bereich
des Lenkradkranzes 1 zwischen den beiden Teilen ein Metallring 11 zur Verstärkung
des Lenkradkranzes 1 angeordnet ist. Der Kunststoffteil 9 bildet im wesentlichen
die zylindrische Nabe 3, die unteren Wandungen der Speichen 2 und die untere Hälfte
des Lenkrad kranzes 1. Der Kunststoffteil 10, der die obere Hälfte des Lenkradkranzes
1 bildet, ist deckelartig auf den unteren Kunststoffteil 9 aufgesetzt und bildet
einen oberen Abschluß der Nabe 3 sowie die oberen Wandungen der Speichen 2. Dabei
liegt der mittlere Teil seiner Fläche etwas oberhalb der Ebene des Lenkradkranes
1. Die Oberseiten der Speichen 2 verlaufen mit einer leichten Krümmung zu der Seele
des Lenkradkranzes 1. Die aneinander anliegenden Ränder der beiden Kunststoffteile
9 und 10 sind im Bereich außerhalb des Lenkradkranzes 1, d. h. im Bereich der Nabe
3 und der Speichen 2 als Flansche 12 ausgebildet, die miteinander verschweißt oder
verklebt werden. Der obere Kunststoffteil 10 besitzt eine zentrale Öffnung 13, durch
die hindurch eine Befestigungsschraube o. dgl. in die Befestigungshülse 5 eingeführt
werden kann. Der Kunststoffteil 10 ist im Bereich der Nabe 3 und gegebenenfalls
auch im Bereich der Speichen 2 mit einer strichpunktiert in Fig. 2 angedeuteten
Schaumstoffarmierung 14 gepolstert, -die aus einem homogenem oder mehrschichtigen
Material bestehen kann, das dann abgestufte Dämpfungs- und Festigkeitseigenschaften
besitzt. Die Flanken 15 zwischen-den Speichen 2 verlaufen bogenförmig gekrümmt,
so daß die Verbindungsstellen zwischen den Speichen 2 und dem Lenkrad kranz 1 relativ
klein bemessen werden können, während trotzdem eine relativ große Fläche zwischen
dem Lenkrad kranz 1 und der Nabe 3 von den Speichen 2 ausgefüllt wird. Das Lenkrad
besitzt deshalb, ohne die Greifbarkeit des Lenkradkranzes 1 zu beeinträchtigen,
eine große Aufprallfläche.
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Die inneren Räume der Speichen 2 sind zu dem Innenraum der Nabe 3
hin offen, wobei außerdem die Innenräume der benachbarten Speichen miteinander im
Bereich ihrer Flanken 15 in Verbindung stehen. Dadurch ergibt sich die Pföglichkeit,
das Lenkrad ohne wesentliche Gewichtserhöh-ung dadurch zu versteifen, daß der von
der Nabe 3 und den Speichen 2 gebildete Hohlraum bis auf den mittleren Bereich,
der'in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt ist, ausgeschäumt wird.
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Die im wesentlichen zylindrische Nabe 3 ist in dem Bereich über dem
Boden 7 mit einer Stufe 15 versehen, wodurch eine Stelle für einen Beginn einer
gelenkartigen Verformung vorgegeben wird, so daß das Lenkrad selbst bzw. seine Nabe
3 sich auf die Belastungsrichtung flächig einstellen kann.
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Der an die Stufe 15 anschließende Teil, der den Boden 7 enthältt verläuft
konisch.
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Fig. 3 zeigt eine weitere Ausbildung des unteren Teils einer Nabe
3 eines Lenkrades, das sonst in seinem übrigen Aufbau der in Fig. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsform entspricht. Bei dieser Ausführungsform ist die Stufe 15 esentlich
schärfe ausgebildet, d. h. der daran anschlielBende konische Teil 16 beginnt mit
einem wesentlich geringerem Durchmesser als ihn der übrige Teil des im wesentlichen
zylindrischen, die Nabe 3 bildenden Hohlkörpers besitzt.
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Dadurch wird das gienkartige Verhalten verbessert. Bei dieser Ausführungsform
ist die Befestigungshülse 5 im Bereich des Randes ihres Flansches 6 mit einer entsprechenden
konischen Fläche an der Innenfläche des konischen Teils 16 der Nabe 3 zentriert.
Der konische Teil 16 der Nabe 3 wird von einer entsprechend konisch ausgebildeten
Metallschale 17 verstärkt, die über den Boden 7 der Nabe 3 durchdringende
Nieten
oder Schrauben o. dgl. mit dem Flansch 6 der Befestigungshülse verbunden ist. Unter
Umständen ist es auch möglich, das in Fig. 1 und 2 oder 3 dargestellte Lenkrad als
einteiligen lcunststoffkörper herzustellen, wobei dann die Hohlräume der Speichen
2 gegebenenfalls gemeinsam mit dem Hohlraum der Nabe 3 durch Blasen geschaffen werden.
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Das in Fig. 4 dargestellte Lenkrad besitzt einen Lenkrad kranz 1,
Speichen 2 und eine Näbe 3, die als einteilige Kunststoffkörper hergestellt sind.
Der Lenkradkranz 1 ist mit einer ringförmigen Metallarmierung 11 versehen, die eingegossen
wird. Der obere Rand der im wesentlichen als zylindrischer Hohlkörper ausgebildeten
Nabe liegt bei dieser Ausführungsform oberhalb der Ebene des Lenkradkranzes 1. Er
wird durch einen außen über der Ebene des Lenkrad kranzes 1 befindlichen Kunststoffdeckel
18 verschlossen, der ein Innengewinde 19 aufweist und der auf die mit einem Außengewinde
20 versehene Nabe 3 aufgeschraubt ist.
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Der Deckel 18 besitzt eine zentrale Öffnung, die durch einen strichpunktiert
dargestellten Schaumstoffkörper o. dgl.abgedeckt wird. Der großflächige Kunststoffdeckel
18, dessen Ränder zu dem Benkradkranz 1 hin gewölbt sind, ckt einen großen Bereich
der Innenfläche des Lenkradkranzes 1 ab. Die Nabe 3 ist auch bei dieser Ausführungsform
im Bereich ihres Bodens 7 mit einer Stufe 15 versehen.
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Die Speichen 2 schließen bei dieser Äusführungsform unterhalb der
Ebene des Lenkradkranzes 1 an die Nabe 3 an und verlaufen mit einer leichten Steigung
nach oben bis zu dem Lenkradkranz 1, an welchen sie etwa schräg von unten angeschlossen
sind. Die Speichen 2 sind als Doppel-k-Profile ausgebildet,wie insbesondere Fig.
5 zeigt. Der Steg
22 des Doppel-T-Profils verläuft in Richtung der
Achse der Nabe 3. Seine Höhe nimmt von innen nach außen zu dem Lenkradkranz 1 hin
ab, so-daß bezüglich der Nabe 3 und in ihrer Achsrichtung die Speichen 2 als Träger
gleicher Biegefestigkeit ausgebildet sind.
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Bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform sind der Lenkradkranz-1,
die Speichen 2 und die Nabe 3 ebenfalls als einteiliger Kunststoffkörper ausgebildetw
Der obere Rand der oben offenen, leicht konischen Nabe 3 endet etwa in der Mittelebene
des Lenkradkranzes 1, der mit einer ringförmigen Metallarmierung 11 versehen ist.
Der obere Gurt 23 der als Doppel-g-Profil ausgebildeten Speichen liegt in der Mittelebene
des Lenkradkranzes, während der Untergurt 24 etwa vom Boden 7 der Nabe 3 zu dem
Lenkrad kranz 1 hin ansteigt. Der Boden 7 ist außen mit einem aus Blech bestehenden
Deformationstopf 25 versehen, der in nicht näher dargestellter Weise an eine Lenkspindel
angeschlossen wird. Innerhalb der Nabe 3 ist ein Prallrohr 26 angeordnet, das über
die Ebene des Lenkradkranzes 1 nach außen übersteht Das Prallrohr 26 wird auf dem
Boden 7 der Nabe 3 in einer Metallschale-27 befestigt, wobei zur Befestigung der
Metälschale 27 und des Deformationstopfes 25 die gleichen Befestgungsmittei verwendet
werden, beispielsweise Nieten-oder Schrauben, die den Boden 7 durchdringen. Das
Prallrohr 26 wird außen durch einen Kunststoff deckel 28 verschlossen, der ebenfalls
den größten Teil der von dem Lenkradkranz 1 eingeschlossenen Fläche abgedeckt und
der nach außen gewölbt ist. Der Deckel 28 ist mit einem schalenartigen Versteifungsblech
29 versehen, das eine dem Innendurchmesser des oberen Randes des Prallrohr 26 entsprechende
Ausprägung 30 besitzt.