DE2729794A1

DE2729794A1 - Sicherheitslenkrad fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2729794A1
Application number: DE19772729794
Authority: DE
Inventors: Helmut Bonn; Dieter Ing Grad Seeliger; Gregor Ing Grad Zeller
Original assignee: Petri AG
Current assignee: Petri AG
Priority date: 1977-07-01
Filing date: 1977-07-01
Publication date: 1979-03-01
Also published as: BR7803898A; DE2729794C2

Description

Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge, bei dem zwischen Lenkradkranz und Lenkradnabe eine der bei Unfällen auftretenden Aufprallenergie entgegenwirkende bzw. sie absorbierende Einrichtung angeordnet ist.
Es ist bekannt, zur Erfüllung der Forderung nach Begrenzung der durch das Aufprallen des Körpers auf das Lenkrad bei Unfällen verursachten Belastung auf maximal 1134 kp in die Lenksäule energieabsorbierende Element wie gleitend geführte oder durch plastische oder elastische Verformung zusammendrückbare Elemente zu integrieren. Diese Elemente werden mit gutem Erfolg eingesetzt, haben jedoch den Nachteil, daß infolge der Unbestimmtheit der Aufprallrichtung unvermeidbar ebenfalls auftretende Querkraft und Biegemomente nicht oder nur ungenügend aufgenommen werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Sicherheitslenkrades, das zur Aufnahme der bei Unfällen durch das Aufschlagen des Fahrers auftretenden Aufprall-Energie unabhängig von der Aufprallstelle und der Aufprallrichtung in der Lage ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Lenkradspeichen in einem nach unten gerichteten Knickwinkel vorgeknickt und zwischen der Vorknickstelle und dem Lenkradkranz durch Zuganker miteinander querverstrebt sind, wobei durch Materialwahl und Dimensionierung des Lenkradkranzes und des vorgeknickten Spcichenteiles ein derart abgestimmtes Widerstandsmoment gebildet wird, daß die Biegemomente des Lenkradkranzes sowohl in der Lenkradkranzebene als auch in achsparalleler Richtung über dem Biegemoment der Speichen liegen.
Durch die Erfindung sind die durch die natürliche Begrenzung der Bauhöhe von Lenkr;=tdern und damit Begrenzung des Verformungsweges begründeten Schwierigkeiten überwunden und ein Lenkrad geschaffen, bei dem auf dem Wege der Umwandlung der Axialkräfte in Querkräfte ein ausreichender Verformungsweg zur Verfügung steht, wobei gleichzeitig ein gerichtetes Ausweichen der verformten Speichen gewahrleistet wird. Es wird damit nicht nur ein allen Anforderungen genügendes Aufnehmen sämtlicher Kräfte und Momente unabhängig von ihrer Richtung gewährleistet, es kann auch die Bauhöhe des Lenkrades weiterhin reduziert werden. Da das Lenkrad um die Einspannstelle an der Spindel kippen kann und der volle Verformungsweg erhalten bleibt, sind durch Reibung und Momente auftretende, unkontrollierbare Einflüsse ausgeschaltet.
Es ist vorteilhaft als Lenkrad ein Vierspeichenlenkrad mit spitzwinkelig zueinander angeordneten Speichenpaaren vorgesehen, dessen Speichen zu je zwei und zwei über den stumpfen Winkel mittels je eines Zugankers vorbunden sind. hierbei sind die Speichen vorteilhaft in drei in etwa gleich lange Abschnitte geteilt, in deren Teilungspunkten die Befestigungsstellen für den Zuganker bzw. die Knickstelle liegen. Es wird hierdurch eine optimale Kraftverteilung sowie ein optimaler Verformungsweg auf dem gesamten Umfang des Lenkrades gewährleistet Die Erfindung ist in der Zeichnung an einem Beispiel erlsiutert, es zeigen Fig. 1 die Seitenansicht eines Lenkradskelettes Fig. 2 eine Sicht auf Fig. 1 Fig. 3 die Seitenansicht eines Lenkradskelettes nach Aufprallverformung ln den Figuren sind mit 1 die Nabe, mit 2a, 2b, 3a, 3b die Einlagen der Lenkradspeichen und mit 4 die Einlage des Lenk -radkranzes bezeichnet, die durch Schweiß- bzw. Gießverbindung miteinander das starre Skelett eines Lenkrades bilden. Zur Fertigstellung des Lenkrades wird auf das Skelett eine nicht dargestellte Ummantelung aufgebracht, die heute im allgemeinen aus Kunststoff besteht.
Das Lenkrad besteht - wie aus Fig. 2 ersichtlich - im Beispielsfalle aus vier Speichen 2a, 2b, Ü, 3b, die paarweise 2a/2b bzw. 3a/3b unter spitzem Winkel a angeordnet und von denen jeweils die im stumpfen Winkel zueinander stehenden Paare 2a/3a bzw. 2b/3b mittels je eines Zugankers 5 verbunden sind. Durch Veränderung - siehe Fig. 1 - der Lage der Sollknickstelle 6 und Befestigungsstelle 7 auf den Speichen kann eine Abstimmung der Widerstandsmomente der Speichen im Verhältnis zum Widerstandsmoment des Lenkradkranzes herbeigeführt werden. Es sollte in jedem Falle eine Teilung vorgesehen sein derart, daß die beiderseits der Sollknickstelle 6 liegenden Abschnitte x, y gleiche Linge besitzen. Zweckmäßig ist jedoch eine Abstimmung im Sinne einer Drittelung vorgesehen derart, daß die drei von der Sollknickstelle 6 und der Befestigungsstelle 7 begrenzten Abschnitte x, y, z eine in etwa gleiche Länge besitzen.
Wirkt - siehe Fig. 3 - bei einem Unfall durch Aufprall des Fahrers auf den Lenkradkranz eine Axialkraft P, so wird diese über die Speichen in die Zuganker weitergeleitet und von diesen in eine Querkraft umgeformt. Infolge des hohen Biegewiderstandes des Lenkradkranzes sowohl in der Kranzebene als auch in der Achsrichtung, tritt weder eine Ovalverforinung des Kranzes noch ein Abknicken des Lenkradkranzes ein, wodurch eine - unerwünschte - Verminderung des Verformungsweges der Speichen 2 verursacht würde. ci Erreichen des Widerstands-Sollwertes weichen die Speichen 2, 5 in den Knicktellen 6 im Längenverhaltnis x, y in Richtung parallel zur Lenkspindel 8 aus. Hierbei richten und begrenzen die querliegenden Zugstreben 5 den Bewegungsablauf in dem Sinne, daß die an Lenkradkranz angreilenden, im wesentlichen - bezogen auf die Lenkspindel d - axial gerichteten Kraft in radial zum Lenkrad kranz gerichtete Querkräfte umgewandelt werden. In entsprechender Weise werden auch Querkr-iLte und Momente aufgenommen, wobei durch die Zugatreben eine optil Kraftverteilung auf stmtliche Speicheneinlagen sichergestellt wird. Weiterhin ist durch die Anordnung der Speichen in der beschriebenen Weise sichergestellt, daß bei Aufprall des Körpers dlo i.enk--rad durch Verwindung der Speichen in die Körper:ufpraIlebene kippt, wodurch die Flächenpressung entsprechend der danach wirksamen größeren Polsterfläche reduziert wird.

Claims

Patentansprüche Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge, bei dem zwischen Lenkradkranz und Lenkradnabe eine der bei Unfällen auftretenden Aufprallenergie entgegenwirkende bzw. sie absorbierende Einrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkradspeichen (2a, 2b, 3a, 3b) in einem nach unten gerichteten Knickwinkel vorgeknickt und zwischen der Vorknickstelle (6) und dem Lenkradkranz (4) durch Zuganker (5) miteinander querverstrebt sind, wobei durch Materialwahl und Dimensionierung des Lenkradkranzes (4) und des vorgeknickten Speichenteiles ein derart abgestimmtes Widerstandsmoment gebildet wird, daß die Biegemomente des Lenkradkranzes sowohl in der Lenkradkranzebene als auch in achaparalleler Richtung über dem Biegemoment der Speichen liegen.
2. Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad vier Speichen (2a, 2b, 3a, 3b) aufweist, die paarweise (2a/2b; 3a/3b) unter spitzem Winkel (a) angeordnet und von denen jeweils die im stumpfen Winkel zueinander stehenden Speichenpaare (2a/3a; 2b/3b) mittels je eines Zugankers (5) verbunden sind.
3. Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1 oder 2., dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits der Sollknickstelle (6) liegenden Abschnitte (x,y) der Speichen (2a, 2b, 3a, 3b) gleiche Länge besitzen.
4. Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei von der Sollknickstelle (6) und der Befestigungsstelle (7) begrenzten Abschnitte (x, y, z) eine in etwa gleiche Länge besitzen.