DE3130853A1

DE3130853A1 - Lenkrad

Info

Publication number: DE3130853A1
Application number: DE19813130853
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Shizuoka Nishijima; Nobuo Yokohama Kanagawa Saegusa; Michiyoshi Takahara
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-09-26
Filing date: 1981-08-04
Publication date: 1982-04-15
Also published as: GB2087812B; GB2087812A; FR2491231B1; US4468978A; FR2491231A1; JPS5758556A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lenkrad für ein Automobil, ein Motorboot oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Verbesserung bei einem leichten Lenkrad mit einem Kunststoffkern.

Um Lenkradvibrationen zu verhindern, sind in neuerer Zeit Lenkräder mit Kernen aus Kunststoff vorgeschlagen und entwickelt worden. Bei solchen Lenkrädern wird Kunststoff mit hohem Elastizitätsmodul, so z.B. Polybutylen, Nylon oder dergleichen für die Herstellung des Kernes verwendet. Bei solchen bekannten Lenkrädern wies der Kern einen Elastizitätsmodul zwischen etwa 30 000 Kilogramm pro Quairatzentimeter und 70 000 Kilogramm pro Quadratzentimeter auf. Für Lenkräder mit sich diametral erstreckenden Speichen ist dieser Elastizitätsmodul des Kunststoffkernes ausreichend, um den Biegemomenten zu widerstehen. Jedoch sind verschiedene Konstruktionen von Lenkrädern vorgeschlagen worden. Zum Beispiel zeigen die Figuren 1 und 2 andere Konstruktionsmöglichkeiten von Lenkrädern. Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, wird der Griffbereich 1 am oberen Ende der Lenkspindel 2 durch Speichen 3 in Armform gehalten. In Figur 1 ist der Winkel zwischen den beiden Speichen 3 ungefähr 90°. In Figur 2 wird der Griffbereich lediglich durch eine einzige Speiche 3 gehalten. Bei solchen Konstruktionen ist, insbesondere in dem Bereich, der den längeren Arm im Hinblick auf den miteinander verbundenen Bereich P in Figur 1 bildet oder in dem Griffbereich gemäß Figur 2, der Widerstand gegen durch Biegemomente verursachte Belastungen des Kunststoffkernes ungenügend. Dies führt zur Beschränkung in den Konstruktionen von Kunststofflenkrädern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde", ein Lenkrad mit 35

einem Kunststoffkern mit einer verstärkten Konstruktion anzugeben. Ferner ist es Aufgabe, ein Steuerrad mit einem verstärkten Kunststoffkern in den Speichen und zumindest in einem Teil des Griffbereiches anzugeben, um auf diese Weise ausreichenden Widerstand gegen Belastungen aufgrund von Biegemomenten zu erzielen und um so Lenkräder in jeder gewünschten Ausbildung konstruieren zu können.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Das Lenkrad·weist demnach einen Verstärkungskern auf, der sich durch einen Kunststoffkern erstreckt. Der Verstärkungskern bzw. das Verstärkungsglied ist in einem zentralen Verbindung sber eich des Lenkrades , wo das Lenkrad mit einer Lenkspindel im Eingriff steht, ferner in dem Speichenbereich mit den einzelnen Speichen, die sich radial von dem zentralen Verbindungsbereich erstrecken, und zumindest in Teilen des Griffbereiches vorgesehen, wo der Griffbereich mit den Speichen verbunden ist. Der Verstärkungskern ist aus Metall mit kleinem Querschnitt, so daß dessen Gewicht nicht wesentlich die Ausbildung eines leichten Lenkrades beeinträchtigt.

Gemäß der Erfindung umfaßt ein Lenkrad demnach einen Griffbereich, der aus einem inneren Kern aus Metall, einem , diesen inneren Kern vollständig umgebenden äußeren Kern aus Kunststoff mit relativ hohem Elastizitätsmodul und einer den äußeren Kern umgebenden Umkleidung aus relativ weichen Kunststoff konstruiert ist, einen zylindrischen , zentralen Verbindung sber eich, der aus einem zylindrischen Innenkern aus Metall , einem den Metallkern vollständig umgebenden äußeren Kern aus Kunststoff mit relativ hohem Elastizitätsmodul und einer äußeren Umkleidung aus relativ weichem Kunststoff konstruiert ist, wobei der Innenkern Mittel zur drehstarren

Befestigung mit dem oberen Ende einer Lenkspindel aufweist, und schließlich einen Speichenbereich mit Speichen, die sich zwischen dem Griff— und dem zylindrischen Verbindungsbereich radial erstrecken und der aus einem sich zwischen den Innenkernen von Griff- und Verbindungsbereich erstreckenden und mit diesen an beiden Enden verbundenen inneren Kern , einem sich zwischen den äußeren Kernen von Griff- und zentralen Verbindungsbereich erstreckenden und den inneren Speichenkern umgebenden äußeren Kern und einer diesen äußeren Speichenkern umgebenden Umkleidung konstruiert ist, wobei der innere Speichenkern aus Metall, der äußere Speichenkern aus Kunststoff mit relativ hohem Elastizitätsmodul und die äußere umkleidung aus relativ weichem Kunststoff gefertigt sind.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den UnteranSprüchen in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung stellen dar:

Figuren

1 und 2 Aufsichten auf zwei verschiedene Ausführungen von Lenkrädern;

Figur 3 eine teilweise perspektivische Ansicht eines

bevorzugten Ausführungsbeispieles für ein Lenkrad gemäß der Erfindung;

Figur 4 einen Querschnitt des Griffbereiches eines Lenkrades gemäß Figur 3 längs der Linie IV-IV in

Figur 3;

Figur 5 einen Querschnitt des Speichenbereiches des Lenkrades gemäß Figur 3 entlang der Linie V-V in Figur 3 und

Figur 6 eine perspektivische Darstellung eines Verstärkungskernes , der für ein anderes Ausführungsbeispiel eines Lenkrades gemäß der Erfindung verwendet wird.

In den Figuren 3 bis 5 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines leichten Lenkrades gemäß der Erfindung für ein Automobil, ein Motorboot oder dergleichen dargestellt. Das Lenkrad.umfaßt einen ringförmigen Griffbereich 10, einen zentralen Verbindungsbereich 20 , mit dem das Lenkrad mit einer hier nicht gezeigten Lenkspindel verbunden ist, und eine* oder mehrere Speichen 30, die sich von dem zentralen Bereich zu dem Griffbereich erstrecken. Zwischen dem zentralen Verbindungsbereich und dem oberen Ende der Lenkspindel sind hier nicht gezeigte Befestigungsmittel vorgesehen, um das Lenkrad mit der Lenkspindel zu verbinden, welche ihrerseits sich durch eine nicht gezeigte Lenksäule erstreckt und in dieser verdrehbar ist. Die Verbindungsmittel für die Befestigung des Lenkrades und der Lenkspindel sind von geeigneter Konstruktion.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist in dem Speichenbereich 30 ein Druckbügel 40 für ein Signalhorn angeordnet. Auch wenn dieser Mechanismus für das Signalhorn mit dem Druckkissen 40 bei dem Ausführungsbeispiel im Speichenbereich angeordnet ist, kann er auch an einem anderen geeigneten Platz in einer anderen Weise vorgesehen werden. Zum Beispiel ist es bekannt, den Mechanismus für das Signalhorn mit dem Druckkissen 40 in dem zentralen Verbindungsbereich 20 zu plazieren.

Wie in den Figuren 3 und 4 dargestellt, weist der Griffbereich 10 einen inneren Kern 12 und einen äußeren Kern 14 und eine äußere Beschichtung bzw. Umkleidung 16 auf. Der innere Kern 12 ist aus einem relativ festen Metall, so z.B. nicht rostendem Stahl oder dergleichen hergestellt. Der äußere

Kern 14 ist aus einem Kunststoff mit einem Elastizitäts-

2
modul von mehr als 30 000 kg/cm ,vorzugsweise von mehr

als 70 000 kg/cm . Der für den äußeren Kern verwendete Kunststoff wird aus marktübliehen Materialien ausgewählt, ist z.B. ein Polyvinylacetat, wie z.B.; Polyvinylterephtalat, Polybutylen, Nylon oder Nylon mit Glasfasern usw.. Zum Beispiel ist ein Nylon mit Glasfasern für diesen Kern von der Firma Du Pont de Nemours unter der Bezeichnung "Zintel" erhältlich. Die äußere Umkleidung 16 ist andererseits aus einem relativ weichen Kunststoff hergestellt, so z.B. aus Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyurethan oder dergleichen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser D des inneren Kernes 12 ungefähr 6 mm, der Durchmesser D₂ des äußeren Kernes 14 ungefähr 18 mm und der Durchmesser D₁ der äußeren Umkleidung 16 ungefähr 24 mm.

Wie in den Figuren 3 und 5 dargestellt,, weist der Speichenbereich 30 ähnlich wie der Griffbereich 10 ebenfalls einen inneren Kern 32 und einen äußeren Kern 34 sowie eine äußere Umkleidung 36 auf. Wie aus Figur 5 hervorgeht, weist der äußere Kern 34 einen horizontal verlaufenden größeren Abschnitt 33 sowie vertikale Abschnitte 35 auf, die sich von beiden Enden des horizontalen Abschnittes vertikal nach unten erstrecken. Eine Verstärkungsrippe 38 ist im unteren zentralen Bereich des Abschnittes 33 des äußeren Kernes 34 vorgesehen, welche sich in ihrer Längsausdehnung parallel zu" den vertikalen Abschnitten 35 erstreckt. Der innere Kern 32 verläuft durch die Verstärkungsrippe 38 und wird von ihr umgeben. Das äußere Ende des inneren Kernes 32 ist mit dem Innenkern 12 des Griffbereiches 10 verbunden. Ähnlich wie bei dem Griffbereich 10 ist der Innenkern des Speichenbereiches aus Metall und der Außenkern aus dem gleichen Kunststoff, wie der, der für den Außenkern 14 des Griffbereiches 10 verwendet ist. Die äußere Umkleidung 36 umgibt den äußeren Kern 34 und hat einen etwa rechteckigen Querschnitt.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Speichenbereich 30 auch anders geformt sein kann und nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt ist. Es sollte ferner der Durchmesser des Innenkerns 32 im Speichenbereich 30 gleich dem Durchmesser des Innenkernes 12 in dem Griffbereich sein.

Die inneren Enden der inneren und äußeren Kerne 32 bzw. 34 in den Speichen sind jeweils mit einem inneren zylindrischen Kern 22 "bzw. einem inneren zylindrischen Kern 24 in dem zentralen .Verbindungsbereich 20 verbunden, wie dies in Figur dargestellt ist. Die beiden Kerne 22 bzw. 24 sind koaxial angeordnet. Der innere Kern 22 erstreckt sich durch den äußeren Kern 24 und außerdem sind der innere und der äußere Kern 22 bzw. 24 drehstarr miteinander verbunden. Andererseits ist der innere Kern 22 mit der Lenkspindel direkt verbunden, z.B. mit Hilfe einer Keilnutverbindung.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel kann das Lenkrad mit ausreichender Festigkeit gegen die Biegemomente versehen werden, die während Lenkoperationen aufgewandt werden. Dies erlaubt verschiedene Konstruktions- und Ausführungsmöglichkeiten, die sonst nicht möglich sind. Da bei diesem Lenkrad der Metallkern einen relativ kleinen Durchmesser im Vergleich zu demjenigen konventioneller Lenkräder mit einem festen Metallkern aufweist, und bei den angegebenen Durchmessern der äußeren Kunststoffkerne und der äußeren Umkleidung ist ein Lenkrad gemäß der Erfindung noch leicht genug_rum eine Vibration des Lenkrades zu verhindern. Außerdem ist aufgrund des metallenen Innenkernes das Lenkrad fest genug, um einen Bruch zu verhindern.

In Figur 6 ist ein Innenkern eines anderen Ausführungsbeispiels für ein Lenkrad gemäß der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Innenkerne -22 und 32 des zentralen 5 Verbindungsbereiches 20 bzw. des Speichenbereiches 30 von der

gleichen Ausbildung wie bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel. Die inneren Kernstücke 52 des Griffbereiches 10 erstrecken sich jedoch nicht über den gesamten Griffbereich. Jedes der inneren Kernstücke 52 hat einen längeren Abschnitt 54 und einen kürzeren Abschnitt 56, wie dies in Figur 6 dargestellt ist. Der längere Abschnitt 54 ist entlang des Bereiches angeordnet, der den längeren Griffbereich bildet gegenüber dem verbleibenden Bereich. Auch wenn der innere Kern 52 sich nicht vollständig über den. Griffbereich erstreckt, kann der innere Kern ausreichend fest sein gegenüber dem Biegemoment, das auf den Griffbereich ausgeübt wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Gewicht des Lenkrads gegenüber demjenigen des vorherigen Ausführungsbeispiels verringert werden; gleichzeitig hat das Lenkrad jedoch-noch eine ausreichende Festig— und Steifigkeit.

Obwohl das dargestellte und beschriebene Lenkrad Speichen aufweist, die in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind, so ist die Erfindung nicht auf diese spezielle Konstruktion beschränkt. Die Erfindung kann auf verschiedene Konstruktionen von Lenkrädern angewandt werden. Außerdem kann die Ausbildung und Konstruktion gemäß der Erfindung auch anderweitig ver- · körpert werden , ohne daß von dem Prinzip der Erfindung abgewichen wird.

Leerseite

Claims

^: PATENTANWÄLTE

DR.KADOR & DR. KLUNKER

K 13 532/7kl

Nissan Motor Company, Limited 2, Takara-cho, Kanagawa-ku Yokohama-shi, Kanagawa-ken Japan

Lenkrad

Pate nta nsprüche

ff 1.) Lenkrad gekennzeichnet durch

a) einen Griffbereich (10), der aus einem inneren Kern (12) aus Metall, einem diesen inneren Kern umgebenden äußeren Kern (14) aus Kunststoff mit relativ hohem Elastizitätsmodul und einer den äußeren Kern umgebenden Umkleidung (16) aus relativ weichen Kunststoff konstruiert ist ,·

b) einen zylindrischen zentralen Verbindungsbereich (20) , der aus einem zylindrischen Innenkern (22) aus Metall, einem den Metallkern umgebenden äußeren Kern (24) aus Kunststoff mit relativ hohem Elastizitätsmodul und einer äußeren Umkleidung (26) aus einem relativ weichen Kunststoff konstruiert ist, wobei der Innenkern Mittel aufweist

zur drehstarren Befestigung mit dem oberen Ende einer Lenkspindel;

e) einen Speichenbereich. (30) , der sich zwischen dem Griff- und dem zylindrischen zentralen Verbindungsbereich erstreckt und der aus einem sich zwischen den Innenkernen (12, 22) von Griff- und Verbindungsbereich erstreckenden und mit diesen an beiden Enden verbundenen inneren Kern (32), einem , sich zwischen den äußeren Kernen (14, 24) von Griff- und .zentralem Verbindungsbereich erstreckenden und den inneren Speichenkern (32) umgebenden äußeren Kern (34) und einer diesen äußeren Speichenkern umgebenden Umkleidung (36) konstruiert ist, wobei der innere Speichenkern (32) aus Metall, der äußere Speichenkern (34) aus Kunststoff mit relativ hohem Elastizitätsmodul und die äußere Umkleidung (36) aus relativ weichem Kunststoff gefertigt sind.
2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kern (12) des Griffbereiches (10) von ringförmiger Gestalt ist und sich über die gesamte Länge des Griffbereiches erstreckt.
3. Lenkrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kern (52) des Griffbereiches sich nur teilweise längs des Griffbereiches erstreckt, daß der innere Kern des Griffbereiches einen längeren Abschnitt (54) und einen kürzeren Abschnitt (56) aufweist, die dort miteinander verbunden sind, wo der Innenkern (52) des Griffbereiches mit dem Innenkern (32) des Speichenbereiches verbunden ist, und daß der längere Abschnitt (54) des Innenkernes (52) sich längs des Bereiches des Griffbereiches erstreckt, der eine größere Länge gegenüber dem restlichen Bereich aufweist.
„ Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren Kerne (12, 22, 32) des Griffbereiches (10), des zentralen Verbindungsbereiches (20) und des Speichenbereiches (30) jeweils kleine Querschnittsflächen innehaben, so daß ihr gemeinsames Gewicht klein verglichen mit dem Gesamtgewicht des Lenkrades ist.
5. Lenkrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kerne (14, 24, 34) aus einem Kunststoffmaterial mit einem Elastizitätsmodul von mehr als 30 000 Kilogramm pro Quadratzentimeter hergestellt sind.
6. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Kerne (14, 24, 34) aus einem Kunststoffmaterial mit einem Elastizitätsmodul von mehr als 70 000 Kilogramm pro Quadratzentimeter hergestellt sind.