DE2717941B2

DE2717941B2 - Sicherheitslenkrad, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2717941B2
Application number: DE19772717941
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl.-Ing. 6094 Bischofsheim Schaper
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1977-04-22
Filing date: 1977-04-22
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2717941A1; DE2717941C3

Description

äußeren Segmente verbunden sind. Zur Beeinflussung der Segmentsteifigkeit dient außer der Wahl des Materials, der Materialstärke und des Profils, wie bereits erwähnt, auch die Wahl der Verbindungsart der Segmente und die Wahl der Stelle, an der die Verbindung vorgenommen wird. Zur Bildung eines kompakten Lenkrades können die Segmente mit Kunststoffmaterial, beispielsweise Integralschaum, umhüllt werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 die Anordnung des erfindungsgemäßen Sicherheitslenkrades im Fahrzeug,

Fig.2 ein aus vier gleichgestalteten Segmenten bestehendes Lenkrad in Draufsicht, ι ί

F i g. 3 das Lenkrad nach F i g. 2 in Seitenansicht,

F i g. 4 als weitere Ausführungsform der Erfindung ein aus drei verschiedenen Segmenten bestehendes Lenkrad in Draufsicht,

F i g. 5 das Lenkrad nach F i g. 4 in Seitenansicht,

F i g. 6 das in ein Kraftfahrzeug eingebaute und mit Schaumstoff verkleidete Lenkrad nach Fig.4 in Draufsicht,

F i g. 7 das Lenkrad nach F i g. 6 in Seitenansicht,

Fig.8 bis 11 verschiedene Verbindungsmöglichkeiten für die Speichen des Lenkrades und

Fig. 12 und 13 einen Teil des Lenkrades in Seitenansicht und einem Schnitt

Das Lenkrad 1 ist in üblicher Weise in der Nähe des Armaturenbrettes 2 angeordnet und mit der Lenkspin- J" del 3 verbunden. Mit 4 ist in F i g. 1 ferner die Windschutzscheibe und mit 5 der Fahrersitz bezeichnet. In Fig.2 und 3 besteht das Lenkrad 1 aus vier gleichgestalteten Segmenten 6 bis 9 aus Rohr, Draht, einem sonstigen Metallstreifen beliebigen Profils oder S5 aus einem geeigneten Kunststoff. Jedes Segment besitzt zwei Schenkel, die zusammen mit den Schenkeln benachbarter Segmente die Speichen 10 und 11 des Lenkrades bilden, während der Kreisbogen des Segments als ein Teil des Lenkradkranzes 12 dient. Die w Enden 15 der Schenkel sind in der Nabe 16 des Lenkrades befestigt, die mit der Lenkspindel 3 verbunden ist. Die Nabe 16 kann zwecks Anpassung des Lenkrades 1 an die Lenkspindel 3 ein deformierbares Blech- oder Kunststoffteil sein, das insbesondere die Eigenschaft hat, beim Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad gesteuert zulässige Bewegungen des restlichen Lenkrades zu ermöglichen. Der Hohlraum 17 zwischen dem aus vier Stegen gebildeten Lenkradkranz 12 und der Nabe 16 kann zum Einsetzen eines Pralltopfes >" verwendet werden, der auf den angegurteten Insassen abgestimmt sein muß. Die Krümmung 18 am Übergang Speiche 10 bzw. 11 zum Kranz 12 ist so gestaltet, dab beim Aufprall des Fahrerkopfes zwischen den beiden Krümmungen 18 der Speichen 10 und 11 Kraftkompo- ^ nenten sich ergeben, die die Speichen 10 und !1 auseinanderdrücken. Dadurch kann eine rotationssymmetrische Steifigkeit erreicht werden. Um Verletzungen beim »Aufspalten« der Speichen 10 und 11 an den vorgenannten Übergangskrümmungen 18 zu vermeiden ^fe0 bzw, zu reduzieren, kann in die Umschäumurtg des Lenkrades, zum Fahrer hin gerichtet, ein diesen Bereich umschließendes Abweisteil 50 aus Blech oder geeignptem Kunststoff eingearbeitet werden (Fig. 12 und 13). In den Bereichen 52 kann dieses Abweisieil 50 an den Kranz festgeklemmt oder geklebt werden, so daß es bei Deformation einen gewissen Weg energieumwandelnd rutscht, bevor es sich vom Kranz 12 löst Mit 54 ist die Ummantelung angedeutet

Die benachbarten und parallel zueinander verlaufenden und die Speichen 10 bzw. U bildenden Schenkel der Segmente werden durch Halteklammern 20 aus Blech, Kunststoff oder dergL zusammengehalten. Die Halteklammern 20 sind so angeordnet und gestaltet, daß sie beim Aufprall des Fahrers die Segmente eine bestimmte Zeitlang zusammenhalten, dabei jedoch bis zum vollständigen Trennen an der Energieumwandlung beteiligt sind, wonach dann die Segmente unabhängig voneinander den Aufprall weiter abfangen können.

In der Ausführungsform nach F i g. 4 und 5 setzt sich das Lenkrad aus drei Segmenten 25, 26 und 27 zusammen. Das mittlere Segment 26 bi! Jet dabei einen geschlossenen Rahmen 28, der an der Nabe 29 befestigt ist Die beiden äußeren Kreisbögen 30 und 31 des Rahmens 28 bilden Teile des Lenkradkranzes, während die beiden Segmentschenkel als Speichen 32 und 33 verwendet werden, die mit der Nabe 29 verbunden sind und an denen die Speichen 34 und 35 des Segments 25 bzw. die Speichen 36 und 37 des Segments 27 durch Verbindungsmittel 39, beispielsweise Schweißen, befestigt sind. Die Verbindungsmittel 39 bind dabei in die Nähe der Nabe 29 gelegt und weitere Verbindungsmittel 20 können in der Nähe des Lenkradkranzes an den Speichen angebracht werden, so daß ein weiches Aufspreizen der Speichen beim Aufprall des Fahrers möglich ist ur.f' die Segmente sich unabhängig voneinander verformen können, nachdem sie die Verbindungen gezielt, unter Energieumwandlung, aufgesprengt haben.

Durch eine Ummantelung der Segmente 25,26 und 27 z. B. mit Integralschaum wird das Lenkrad 1 in seine endgültige Form zum Einbau in das Kraftfahrzeug gebracht, wie dies die F i g. 6 und 7 zeigen.

Die die Speichen bildenden Schenkel der einzelnen Segmente können auf verschiedene A^rt miteinander verbunden werden, wobei die Verbindungen jedoch so gestaltet sind, daß sie sich bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad unter Energieumwandlung lösen und die einzelnen Segmente sich zum Abfangen des Fahrers unabhängig voneinander verformen können, um möglichst wenige Verletzungen zu verursachen. F i g. 8 läßt im Schnitt die Blechklammer 20 nach F i g. 3 erkennen, die die benachbarten Schenkel (Speichen 11 iird 1 ^zweier nebeneinander angeordneter Segmente umfaßt. In F i g. 9 werden die beiden Speichen 11 und 1Γ durch eine Kunststoffverbindung 40 zusammengehalten. F i g. 10 und 11 enthalten Nietverbindungen durch Niete 41 und 42, wobei in Fig. 11 keine Rohre, sondern U-förmige Prqfileisen 43, 44 für die Herstellung der Segmente verwendet werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Sicherheitslenkrad, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dessen Kranz und Speichen aus mehreren miteinander verbundenen Segmenten aus Rohr-, Draht- oder Profilstücken bestehen, wobei jedes Segment sowohl die Speichen als auch einen Teil des Lenkradkranzes bildet und die Speichen benachbarter Segmente parallel zueinander verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (10,11; 32 bis 37) durch bei bestimmter Krafteinwirkung lösbare Verbindungsmittel (20; 39 bis 42) zusammengehalten sind.

Z Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel (20, 40, 41,42) unter gezielter Energieumwandlung nachgiebig sind.

3. Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Lenkradkranz (12) und Lenkradnabe (16) etwa gleich dam oder größer als der Radius des Lenkradkranzes ist.

4. Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichgestaltete Segmente (6 bis 9) Verwendung finden, deren Speichen (10,11) an der Lenkradnabe (16) befestigt sind (F ig. 2 und 3).

5. Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad in an sich bekannter Weise durch mehrere verschiedenartig gestaltete Segmente (25 bis 27) gebildet ist.

6. Sicherhc'islenkrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein m:".leres Segment (26) einen geschlossenen Rahmen (28) bildet, der an der Lenkradnabe (29) befestigt ist und mit dem die weiteren Segmente (25, 27) verbunden sind (Fig.4 und 5).

7. Sicherheitslenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur gezielten Energieumwandlung die Verbindung der parallel verlaufenden Speichen (10, 11; 32, 33, 34, 37) benachbarter Segmente durch Blechklammern (20), Niete (41, 42), Kunststoffteile (40) oder Verklebe.-, erfolgt.

8. Sicherheitslenkrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß feste Verbindungsmittel (39) möglichst weit vom Lenkradkranz entfernt und die energieumwandelnden Mittel (20, 40, 41, 42) möglichst nahe am Lenkradkranz angeordnet sind.

9. Sicherheitslenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Segmente zur Bildung eines kompakten Lenkrades (1) mit Kunststoffmaterial, beispielsweise Integralschaum, umhüllt sind (Fig.6 und 7).

10. Sicherheitslenkrad nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß über den Krümmungsradien (18) ein Abweisteil (50) angebracht ist, das mit seinen äußeren Enden an den benachbarten Segmenten des Lenkradkranzes festgeklemmt ist.

II, Sicherheitslenkrad nach Anspruch I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsradien (18) am Übergang Speiche — Kranz einen auf die Kopfform derart abgestimmten Radius aufweisen, daß beim Aufprall des Kopfes Kraftkomponenten in Richtung der notwendigen Trennkräfte der Speichen (10, II) wirken.

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitslenkrad nach dem Oberbegriff von Anspruch J,

Es sind bereits Lenkräder für Kraftfahrzeuge bekannt, die aus mehreren miteinander verbundenen Segmenten bestehen, um durch Nachgiebigkeit Verletzungen des Fahrers bei Unfällen, wenn er mit dem Kopf oder der Brust gegen das Lenkrad prallt, möglichst gering zu halten oder zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist bei einem bekannten Lenkrad (DE-OS 19 27 913) die Stahleinlage im großen freien Bogenteil stärker dimensioniert als die Stahleinlage im kleineren freien Bogenteil des Lenkrades. Die Stahleinlagen reichen in die Speichen hinein und sind dort miteinander verbunden. Sie sind deshalb unterschiedlich stark gewählt, damit die unterschiedlich großen Segmente gleich nachgiebig sind. Diese Nachgiebigkeit reicht jedoch bei schweren Unfällen zürn Schutz des Fahrers nicht aus, und es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Segmente des Lenkrades so zu gestalten und anzuordnen bzw. zu verbinden, daß sich einzelne Segmente beim Aufprall des Fahrers unter gesteuerter Energieumwandlung aus dem Verband des Lenkrades lösen können, und zwar in jeder Stellung des Lenkrades, so daß z. B. bei angegurtetem Insassen oder zu erwartende Kopfaufprall auf das Lenkrad ohne bzw. ohne größeren Schaden überstanden werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung auf vorteilhafte Weise durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch I gelöst

Der Lenkradkranz ist an mehreren Stellen ausweichfähig gestaltet, so daß sich beim Aufprall des Fahrers unabhängig von der Stellung des Lenkrades das am stärksten belastete Segment oder zwei benachbarte Segmente aus dem Verband lösen und ausweichen können, indem die Verbindungsmittel nachgeben und die Speichen sich aufspalten. Jedes Segment kann sich also unabhängig von den übrigen Segmenten einzeln verformen und dadurch gezielt dämpfend beim Aulprall des Fahrers bzw. des Fahrerkopfes wirken.

Die erfindungsgemäße Wirkung tiitt, wie sich aus dem vorstehenden ergibt, bereits ein, wenn die Verbindungsmittel bei bestimmter Krafteinwirkung auftrennen, ohne daß sie dabei wesentlich Energie umwandeln. Dies ist z. B. bei einer Schweißverbindung der Fall oder auch bei einer Kunststoffummantelung, die zur festigkeitsmäßigen Verbindung zwecks Übertragung des Drehmomentes oder zur Aufnahme von Druck- und Zugkräften am Lenkrad durch den Fahrer bereits ausreichen kann. Es empfiehlt sich jedoch auch, die Verbindungsmittel so auszubilden, daß sie unter gezielter Energieumwandlung nachgiebig sind. Damit kann erreicht werden, daß beim Aufprall sich am Anfang keine zu hohe Verzögerungsspitze ergibt. Um dies zu erreichen, sind die Maßnahmen nach Anspruch 8 zweckmäßig.

Infolge der im Anspruch 3 angegebenen Merkmale schlägt der auf das Lenkrad aufprallende Kopf im ungünstigen Fall nicht auch auf die Lenkradnabe auf. Je nach Fahrergröße und Sitzposition wird bei einem Aufprall ein Segment nur zurückgebogen oder zusammengedrückt, wobei der Kopf sich in den Freiraum des Lenkrades hineinbewegt und ein darin angeordneter, entsprechend geformter Pralltopf sich günstig auf die Verzögerung des Kopfes auswirkt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 4 und 5 ausgeführt. Das mittlere Segment kann dabei einen geschlossenen Rahmen bilden, der an der Lenkradnabe befestigt ist und mit dem die beiden