DE29619687U1

DE29619687U1 - Fahrzeug-Lenkrad

Info

Publication number: DE29619687U1
Application number: DE29619687U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1996-11-12
Filing date: 1996-11-12
Publication date: 1997-03-13
Anticipated expiration: 2006-11-13

Description

• » &diams;· ti

PRINZ & PARTNER]..;. &Iacgr; &Iacgr; &Lgr;.: K

PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

european patent attorneys D-81241 München

12. November 1996

TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Industriestraße 20
D-73551 Alfdorf

Unser Zeichen: T 7664 DE
St/Hc
10

Fahrzeug-Lenkrad

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Lenkrad mit einer Nabe, einem Kranz und mindestens einer Speiche, welche den Kranz mit der Nabe verbindet.

Das Skelett eines solchen Lenkrades, also die Grundstruktur, welche die Ummantelung des Lenkrades sowie Funktionsteile, beispielsweise einen Signalhorn-Betätigungsschalter, trägt, wird üblicherweise aus einer Magnesiumlegierung oder einer Aluminiumlegierung hergestellt. Vorzugsweise werden die Nabe, der Kranz und die Speichen einstückig miteinander gegossen. Es ist außerdem bekannt, die einzelnen Elemente miteinander zu verschweißen oder zu vernieten.

Nachteilig bei einem solchen Lenkrad ist, daß aufgrund der verwendeten Materialien das Verformungsverhalten und die Energieaufnahme des Lenkrades bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad bei einem Unfall nicht optimal sind, so daß der Fahrer durch die sich ergebende Härte des Aufpralls verletzt werden kann.

Durch die Erfindung ist ein Lenkrad geschaffen, welches sich durch besonders gute Verformungseigenschaften auszeichnet. Gemäß der Erfin-

dung ist vorgesehen, daß mindestens eine Speiche als Verformungsspeiche ausgebildet ist. Unter einer "Verformungsspeiche" wird eine Speiche verstanden, die sich hinsichtlich ihres Verformungsverhaltens von anderen Speichen oder anderen Bestandteilen des Lenkrades dahingehend unterscheidet, daß eine besonders gute Verformbarkeit der Verformungsspeiche gegeben ist. Dies kann insbesondere erzielt werden durch die Wahl eines geeigneten Materials, das eine besonders hohe Verformung zuläßt und/oder bei Verformung eine besonders hohe Energiemenge aufnehmen kann, oder durch eine besondere Gestaltung der Verformungsspeiche, so daß ein gutes Verformungsverhalten erhalten wird. Die Erfindung beruht nämlich auf der Erkenntnis, daß bei der Verwendung der bisher üblichen Speichen keine optimalen Verformungseigenschaften des Lenkrades erzielt werden können. Dies wird erst möglich, wenn eine oder mehrere der Speichen speziell im Hinblick auf die bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad auftretenden Verformungen hin ausgelegt werden. Mit einer solchen Verformungsspeiche kann dennoch ein kostengünstiger Herstellungsprozeß verwendet werden.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Verformungsspeiche aus einem Material besteht, das eine größere Verformbarkeit und/oder bei Verformung ein größeres Energieaufnahmevermögen als das Material der Nabe und des Kranzes aufweist. Mit einer solchen Verformungsspeiche läßt sich eine kontrollierte Verformung und Energieaufnahme des Lenkrades bei einem Aufprall eines Fahrzeuginsassen erzielen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Nabe und der Kranz aus einem Druckguß-Material bestehen. Es ist dann nämlich möglich, eine Verformungsspeiche, die aus demselben Material wie die Nabe und der Kranz, jedoch mit aufgrund einer Nachbearbeitung geänderten Eigenschaften, oder einem anderen Material mit den gewünschten Eigenschaften besteht, in die Druckgußform einzulegen und in den Kranz und die Nabe einzugießen. Auf diese Weise ergibt sich ein nur geringfügig erhöhter Herstellungsaufwand.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kranz aus einem in sich geschlossenen Rohr besteht, dessen Stoß verklebt, verschweißt oder verlötet ist und die Speiche mit dem Kranz verklebt, verschweißt oder verlötet ist. Bei

-3-

einem solchen Lenkrad können in besonders einfacher Weise die Eigenschaften des jeweils verwendeten Materials an die Anforderungen angepaßt werden. Für den Kranz kann beispielsweise ein Material verwendet werden, das bei der notwendigen Festigkeit ein möglichst geringes Gewicht hat. Für die Verformungsspeiche kann dagegen ein Material verwendet werden, welches besonders günstige Verformungseigenschaften aufweist. Durch die Verwendung eines Rohres für den Kranz kann ein besonders leichtes Lenkrad erhalten werden, da dieses Rohr im Vergleich zu einem mit einem Druckgußverfahren hergestellten Kranz ohne Gewichtsnachteile mit einem größeren Außendurchmesser ausgeführt werden kann, so daß nur eine vergleichsweise dünne Ummantelung des Kranzes notwendig ist.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf zwei bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen: 20

- Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Lenkrad gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

- Fig. 2 das Lenkrad von Figur 1 in einer perspektivischen Ansieht;

- Fig. 3 eine Unteransicht eines Lenkrades gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

- Fig. 4 das Lenkrad von Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht; und

- Fig. 5 das Lenkrad von Figur 3 in einer Seitenansicht.

In den Figuren 1 und 2 ist ein Lenkrad gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dieses Lenkrad, das insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, besteht aus einer Nabe 12, einem Kranz 14 sowie drei Speichen 16, 18, 20, welche den Kranz 14 mit der Nabe 12 verbinden. Die Speichen 16, 18, die geradlinig zwischen dem

-A-

Kranz 14 und der Nabe 12 verlaufen, bestehen aus demselben Material wie die Nabe und der Kranz und sind einstückig mit diesen ausgebildet. Die Speiche 20 dagegen ist als Verformungsspeiche ausgebildet. Sie besteht aus einem Material, das sich hinsichtlich der Verformungseigenschaften von dem Material der Nabe 12 und des Kranzes 14 unterscheidet. Unter "Verformungseigenschaften" wird hier insbesondere die Verformbarkeit und das Energieaufnahmevermögen des Materials verstanden.

Als Material für die Nabe 12, den Kranz 14 und die Speichen 16, 18 wird vorzugsweise eine Aluminium-Legierung oder eine Magnesium-Legierung verwendet. Es ist auch möglich, als Material einen Kunststoff zu verwenden. Für die Verformungsspeiche 20 kann ebenfalls eine Aluminium-Legierung oder eine Magnesium-Legierung verwendet werden. Die Verformungsspeiche 20 kann ein Strangpreßteil oder in gleicher Weise wie die Nabe 12, der Kranz 14 und die Speichen 16, 18 ein Druckgußteil sein. Im letztgenannten Fall wird die Verformungsspeiche 20 nach ihrer Herstellung vorzugsweise nachbearbeitet, um die im allgemeinen unbefriedigenden Verformungseigenschaften eines druckgegossenen Materials zu verbessern. In Betracht kommt hier insbesondere eine Gefügeänderung des Materials. Es ist auch möglich, für die Verformungsspeiche 20 einen Kunststoff zu verwenden.

Die Herstellung eines solchen Lenkrades gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung erfolgt vorzugsweise in der folgenden Weise: Die Verformungsspeiche 20 wird in die Druckgußform, die zur Herstellung des Lenkrades 10 verwendet wird, eingelegt, und anschließend wird das Material für die Nabe 12, den Kranz 14 und die Speichen 16, 18 eingespritzt, wobei das der Nabe 12 zugeordnete Ende der Verformungsspeiche 20 und das dem Kranz 14 zugeordnete Ende von dem eingespritzten Material umschlossen wird, so daß die Verformungsspeiche 20 fest mit der Nabe 12 und dem Kranz 14 verbunden ist. Auf diese Weise wird mit einem minimalen Mehraufwand ein Lenkrad erhalten, das besondere Vorteile hinsichtlich seines Verformungsverhaltens aufweist. 35

Das Verformungsverhalten insbesondere der Verformungsspeiche 20 kann neben einer geeigneten Materialauswahl auch durch ihre Formgebung beeinflußt werden. Wie insbesondere in Figur 2 zu sehen ist, weist die

• * t

-5-

Verformungsspeiche 20 eine zweifach gekrümmte Form auf; ihr Verlauf weist also einen Wendepunkt auf.

In den Figuren 3 bis 5 ist ein Lenkrad gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Dieses Lenkrad 110 weist ebenfalls eine Nabe, einen Kranz sowie Speichen auf. Die Nabe ist mit dem Bezugszeichen 112 versehen, und der Kranz ist mit dem Bezugszeichen 114 versehen. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist bei dem Lenkrad gemäß der zweiten Ausführungsform der Kranz 114 mit der Nabe 112 ausschließlich durch Verformungsspeichen 120 verbunden.

Ein weiterer Unterschied des Lenkrades 110 gegenüber demjenigen der ersten Ausführungsform besteht darin, daß der Kranz 114 aus einem Rohr besteht, das in sich geschlossen ist und dessen Stoß verlötet ist. Außerdem bestehen die Verformungssipeichen 120 jeweils aus einem Rohr, das mit dem Kranz verlötet ist. Zu diesem Zweck sind Muffen 122 vorgesehen, von denen eine vorzugsweise den Stoß des Kranzes 114 abdeckt. Anstelle des Verlötens der Verformungsspeichen 120 mit dem Kranz 114 kann auch eine Verklebung oder eine Schweißstelle verwendet werden.

In gleicher Weise wie bei der ersten Ausführungsform kann für das

Lenkrad 110 eine Aluminium-Legierung, eine Magnesium-Legierung oder ein Kunststoff verwendet werden. Für die Verformungsspeichen 120 wird jeweils ein Material gewählt, dessen Verformungseigenschaften sich in gewünschter Weise von denjenigen des Kranzes 114 unterscheiden.

Auch bei dem Lenkrad gemäß der zweiten Ausführungsform kann eine Nabe verwendet werden, die mit einem Druckgußverfahren hergestellt wurde. In diesem Fall wird der Lenkradkranz 114 mit den Speichen 120 versehen, und diese vorgefertigte Baugruppe wird in eine Druckgußform eingelegt, in welcher die Nabe so gebildet wird, daß die Speichen in sie eingebettet sind.

Außer durch die Wahl eines geeigneten Materials für die Verformungsspeichen und durch ihre Formgebung kann das Verformungsverhalten auch durch den jeweils gewählten Durchmesser gezielt beeinflußt werden. Bei dem Lenkrad gemäß der zweiten Ausführungsform ist zu diesem Zweck vorgesehen, daß zwei Verformungsspeichen 120 mit einem größeren

-6-

Durchmesser ausgebildet sind als die verbleibenden beiden Verformungsspeichen.

Durch die Verwendung eines Rohres für den Lenkradkranz 114 und auch für die Verformungsspeichen 120, wie dies gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, ergibt sich ein weiterer Vorteil gegenüber einem Lenkrad, dessen Kranz mit einem Druckgußverfahren hergestellt ist. Mit einem Rohr mit einem vergleichsweise großen Außendurchmesser kann bei vermindertem Materialeinsatz die gleiche Festigkeit wie bei einem massiven Druckgußteil erhalten werden. Allein hierdurch ergeben sich Gewichtsvorteile. Hinzu kommt, daß die notwendige Dicke der auf den Kranz aufzubringenden Ummantelung bei dem Lenkrad gemäß der zweiten Ausführungsform geringer ist als bei dem Lenkrad gemäß der ersten Ausführungsform. Hierdurch ergeben sich zusätzliche Gewichtsvorteile.

Claims

PRINZ & PARTNER

PATENTANWÄLTE · Marizmgerweg · 7

EUROPEANPATENTATTORNEYS D-81241 München

12. November 1996

TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Industriestraße 20
D-73551 Alfdorf

Unser Zeichen: T 7664 DE
St/St

Schutzansprüche

1. Fahrzeug-Lenkrad mit einer Nabe (12; 112), einem Kranz (14;

114) und mindestens einer Speiche (16, 18, 20; 120), welche den Kranz mit der Nabe verbindet,
dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens eine Speiche als Verformungsspeiche (20; 120) ausgebildet ist.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (20; 120) aus einem Material besteht, das eine größere Verformbarkeit als das Material der Nabe (12; 112) und des Kranzes (14; 114) aufweist.

3. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (20; 120) aus einem Material besteht, das bei Verformung ein größeres Energieaufnahmevermögen als das Material der Nabe (12; 112) und des Kranzes (14; 114) aufweist.

4. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (12; 112) und der Kranz (14) aus einem Druckguß-Material bestehen.

5. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (114) aus einem in sich geschlossenen Rohr besteht,

dessen Stoß verklebt, verschweißt oder verlötet ist, und daß die Speiche (120) mit dem Kranz verklebt, verschweißt oder verlötet ist.

6. Lenkrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (12; 112) aus einem Druckguß-Material besteht.

7. Lenkrad nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (12; 112) und der Kranz (14; 114) aus einer Aluminium-Legierung bestehen.

8. Lenkrad nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (12; 112) und der Kranz (14; 114) aus einer Magnesium-Legierung bestehen.

9. Lenkrad nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (12; 112) und der Kranz (14; 114) aus einem Kunststoff bestehen.

10. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (20; 120) aus Kunststoff besteht.

11. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (20; 120) aus einem nachbearbeiteten Druckguß-Material besteht.

12. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (20; 120) aus einem Strangpreß-Material besteht.

13. Lenkrad nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (20; 120) aus einer Aluminium-Legierung besteht.

14. Lenkrad nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (20; 120) aus einer Magnesium-Legierung besteht.

3-

15. Lenkrad nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (12O¹) aus einem Rohr besteht.

16. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsspeiche (20; 120) gekrümmt verläuft.

17. Lenkrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Verformungsspeiche (20; 120) einen Wendepunkt hat.