DE3839411C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein eine Aufprallenergie absorbierendes Lenkrad gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges gattungsgemäßes Lenkrad, wie es beispielsweise aus der DE-OS 35 46 065 bekannt ist, hat gemäß den Fig. 1 bis 3, auf die bereits an dieser Stelle verwiesen sei, einen Aufprallenergieabsorber 6 aus Blech mit einem U-förmigen Querschnitt, der an der oberen Seite eines Nabenteils 8 angeordnet ist, wobei ein Polster 5 mit einer oberen Fläche 5a nahezu parallel zur Ebene eines Kranzteils R liegt. Ein Selbstausrichtmechanismus 3, der eine Ringplatte 3a und mehrere plastisch verformbare Arme 3b umfaßt, ist zwischen eine Nabe 2 und einen Kern 4 eines Speichenteils S eingesetzt. Am Energieabsorber 6, der an der Platte 3a des Selbstausrichtmechanismus 3 befestigt ist, ist ein Polster 5 angebracht. Der Speichenkern 4 ist aus einem plastisch verformbaren Stahl gebildet.

Wenn bei einem derartigen Lenkrad 1 eine Stoßkraft F aus der horizontalen Richtung auf das Kranzteil R aufgebracht wird, wird gemäß Fig. 2 zuerst der die verformbaren Arme 3b des Selbstausrichtmechanismus 3 enthaltende Teil verformt, so daß die obere Fläche 5a des Polsters 5 und die vom Kranzteil R gebildete Ebene in einer vertikalen, zur Einfallsrichtung der Druckkraft F rechtwinkligen Richtung stehen.

Wenn die Aufprall- oder Druckkraft F weiter in horizontaler Richtung wirkt, so wird der Speichenkern 4 einer plastischen Verformung unterworfen und das Kranzteil R nähert sich der Nabe 2, wobei das Polster 5 im wesentlichen mit dem Kranzteil R in einer Ebene liegt und der Aufprallenergieabsorber 6 plastisch verformt und dadurch die Aufprallenergie absorbiert wird (s. Fig. 3).

Bei dem gattungsgemäßen Lenkrad 1 wird durch die Verformung der Arme 3b des Armteils des Selbstausrichtmechanismus 3, des Speichenkerns 4 und des Aufprallenergieabsorbers 6 die Energie der Aufprall- oder Stoßkraft F aufgezehrt.

Um das Lenkradgewicht zu verringern und dessen Herstellungskosten zu vermindern, hat man versucht, in einem Kern des Lenkrades eine Verbindung zwischen einem Ringkern und einem Speichenkern oder bevorzugterweise zwischen einer Nabe und einem Speichenkern od. dgl. durch Druckgußmetall auszuführen.

Bei einer derartigen Ausführungsform können jedoch folgende Probleme auftreten:

Falls der Selbstausrichtmechanismus 3 bei einem solchen Lenkrad zur Anwendung kommen soll, wird der konstruktive und apparative Aufwand zur Herstellung einer Druckgußform sehr hoch, was zu einem Anstieg der Herstellungskosten führt. Demzufolge wird bei einem solchen Lenkrad der Selbstausrichtmechanismus 3 weggelassen. Da das Druckgußmetall einen größeren Elastizitätsmodul als das Speichermaterial hat, wird bei Einwirkung einer Druckkraft F in horizontaler Richtung die Ebene des Kranzteils auf Grund der plastischen Verformung des Speichenkerns 4 in die Vertikalrichtung gebracht, ohne daß die obere Fläche 5a des Polsters 5 in der vertikalen, und zur Ebene des Kranzteils parallelen Richtung zu liegen kommt.

Aufgrund der Anstellung der oberen Fläche 5a des Polsters 5 gegenüber dem Kranzteil R kann der Aufprallenergieabsorber die Aufprallenergie nicht im vorgesehenen Umfang verzehren.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsbildende Lenkrad derart weiterzubilden, daß auch bei der plastischen Verformung des Speichenkerns eine ordnungsgemäße Funktion der Aufprallenergieabsorber gewährleistet ist.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Wenn bei einem derartigen Lenkrad die Stoßkraft aus der horizontalen Richtung auf das Kranzteil einwirkt, wird eine vorbestimmte Stelle des Speichenkerns derart plastisch verformt, daß die Ebene des Kranzteils in Vertikalrichtung steht. Das Stützglied ist an einer Stelle befestigt, die vom Ort der plastischen Verformung des Speichenkerns zum Kranzteil hin verschoben ist, so daß das Stützglied und das von diesem getragene Polster wenig durch die Verformung des Speichenkerns beeinflußt werden und die Relativlage des Kranzteils zum Polster beibehalten bleibt d. h. die obere Hälfte des Polsters bleibt im Parallelabstand zur Ebene des Ringteils.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Erfindungszustand wird unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Lenkrades nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 das Lenkrad aus Fig. 1 in einem ersten Verformungszustand;

Fig. 3 das Lenkrad aus Fig. 1 in einem zweiten Verformungszustand;

Fig. 4 einen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Lenkrads;

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Lenkrad aus Fig. 4;

Fig. 6 eine Ansicht eines Stützgliedes, das bei einem Lenkrad Fig. 4 zur Anwendung kommt;

Fig. 7 einen Schnitt entlang Linie VII-VII in Fig. 5,

Fig. 8 einen Schnitt eines Lenkrades gemäß Fig. 7 in einem ersten Verformungszustand;

Fig. 9 einen zweiten Verformungszustand des Lenkrads aus Fig. 7;

Fig. 10-13 2.-5. Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Lenkrades.

Bei einem Lenkrad 11, gemäß den Fig. 4 und 5, sind ein Nabenteil B und ein Kranzteil R durch vier Speichen eines Speichenteils S verbunden, wobei die Verbindung zwischen einer Nabe 12 und einem Speichenkern 14 sowie zwischen dem Speichenkern 14 und einem Kranzkern 18 durch Druckgußteile 13 sowie 19 hergestellt ist, die aus einer Leichtmetallegierung mit bspw. Aluminium, Magnesium od. dgl. gegossen sind.

Die Nabe 12, der Speichenkern 14 und der Kranzkern 18 sind aus Stahl gefertigt, sie können jedoch, mit Ausnahme des Speichenkerns 14, der eine hinreichende plastische Verformbarkeit aufweisen muß, durch Druckgußmetall gebildet werden. Beispielsweise kann, wie in Fig. 11 gezeigt ist, das Druckgußteil 19 selbst den Kranzkern 18 bilden. Der Speichenkern 14 muß nicht aus Stahl gefertigt werden, sondern es ist auch gewalztes Aluminiumblech, oder anderes plastisch verformbares Material einsetzbar.

Bei dem Lenkrad 11 gemäß Fig. 4 ist ein Polster 15 mit einer oberen Fläche 15a, die nahezu parallel zur Ebene des Kranzteils R liegt, von der Oberseite des Nabenteils B hinzu einem mittigen Abschnitt einer jeden Speiche des Speichenteils 5 angeordnet.

Das Polster 15 ist an seiner Innenseite mit einem Aufprall­ energieabsorber 16 aus Blech, der einen zum Stand der Technik gleichartigen U-förmigen Querschnitt hat, versehen. Der Energieabsorber 16 wandelt bei Einwirkung einer Stoßkraft auf die obere Fläche 15a Bewegungsenergie in Verformungsenergie um. Ein aus plastisch verformbarem Blech gebildetes Stützglied 17 ist an der unteren Seite des Aufprallenergieabsorbers 16 mittels Schweißen od. dgl. befestigt.

Wie die Fig. 6 zeigt, am Stützglied 17 an vorbestimmten Stellen des Umfangs vier Schenkel 17a ausgebildet. Diese Schenkel 17a werden im Vergleich zum Speichenkern 14 auf leichte Weise plastisch verformt. Jeder Schenkel 17a ist mittels einer in einer Gewindebohrung 17b eingedrehten Schrauben 22 am Speichenkern 14 befestigt, so daß das Stützglied 17 und das den Energieabsorber 16 enthaltende Polster 15 am Lenkrad 11 angebracht sind. Durch die Einwirkung einer Stoßkraft F wird der Speichenkern 14 an der Stelle X derart verformt, daß das Kranzteil R in Vertikalrichtung verschoben wird. Durch die Schraube 22 ist auch eine untere Abdeckung 21 am Speichenkern 14 befestigt. Wie in Fig. 11 angedeutet ist, kann der Schenkel 17a des Stützgliedes 17 am Speichenkern 14 zusätzlich zur Schraube 22 mittels eines Schweißvorgangs od. dgl. befestigt werden.

Zwischen dem Stützglied 17 und der Nabe 12 oder dem unteren Druckgußteil 13 ist ein Abstand H von etwa 20 mm vorgesehen. Der Abstand H dient dazu, eine störende Beein­ flussung des Stützgliedes 17 durch die Nabe 12 oder das Druckgußteil 13 zu verhindern, wenn die Stoßkraft F auf das Kranzteil R einwirkt, und dieses in die Vertikalrichtung verformt wird.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des beschriebenen Lenkrades 11, bei Einwirken der Stoßkraft F aus der horizontalen Richtung beschrieben.

Wenn in dem in Fig. 7 gezeigten Zustand die Stoßkraft F aus der horizontalen Richtung auf das Kranzteil R einwirkt, wird der Speichenkern 14 an der vorbestimmten Stelle X einer plastischen Verformung unterworfen und die Ebene des Kranzteils R in eine vertikale Richtung gebracht (s. Fig. 8). Da der Aufprallenergieabsorber 16 mit dem Polster 15 am Stützglied 17 befestigt ist, das an einem zwischen der Stelle X des Speichenteils 14 und dem Kranzteil R gelegenen Abschnitt befestigt ist, wird das Polster 15 kaum durch die Verformung des Speichenkerns 14 beeinflußt. Das heißt, die Relativlage des Polsters 15 zum Kranzteil R bleibt beibehalten, so daß sich die obere Fläche 15a des Polsters 15 nach der Verformung des Speichenkerns 14 in Vertikalrichtung nahezu parallel zur Ebene des Kranzteils R befindet.

Wenn die Stoßkraft F in Horizontalrichtung weiter auf das Kranzteil R einwirkt, wird wie in Fig. 9 gezeigt ist, durch die plastische Verformung des Speichenkerns 14 das Kranzteil R dem Nabenteil 12, so daß die obere Fläche 15a des Polsters 15 in der Ebene des Kranzteils R liegt. Die Stoßkraft F wirkt dann über die obere Fläche 15a des Polsters 15 auf den Energieabsorber 16 ein, wobei der Energieabsorber 16 verformt wird. Der Schenkel 17a wird einer plastischen Verformung unterzogen und die Höhe des Polsters 15 vermindert.

Demzufolge, bleibt bei dem erfindungsgemäßen Lenkrad 11 bei der Einwirkung der Stoßkraft F die obere Fläche 15a des Polsters 15 nahezu parallel zur Ebene des Kranzteils R, so daß die Stoßkraft in Vertikalrichtung auf die obere Fläche 15a des Polsters 15 und damit auf den Energieabsorber 16 einwirken kann.

In Abweichung vom vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel kann, wie in Fig. 10 gezeigt ist, das Stützglied 17 an der oberen Seite des Aufprallenergieabsorbers 16 befestigt werden.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Energieabsorber 16 aus Blech hergestellt. Jedoch kann, wie in Fig. 11 gezeigt ist, der Aufprallenergieabsorber 27 aus einem Kunststoffmaterial, wie hartem Polyurethanschaum, gebildet werden.

Wenngleich bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen die Nabe 12 und der Speichenkern 14 durch das Druckgußteil 13 verbunden sind, kann, wie in Fig. 12 gezeigt ist, die Erfindung auch auf ein Lenkrad Anwendung finden, bei dem die Nabe 12 und der Speichenkern 14 mittels eines Schweißvorgangs verbunden sind. Auch in diesem Fall kann, wie die Fig. 13 zeigt, das Stützglied 17 an der oberen Seite des Energieabsorbers 16 befestigt werden.

Claims (6)

1. Aufprallenergie absorbierendes Lenkrad mit einem Kranzteil (R), einem Speichenteil (S) sowie einem Nabenteil (B), wobei ein einen Aufprallenergieabsorber (16, 27) enthalten­ des Polster (15) an der oberen Fläche des Nabenteils ange­ ordnet sowie eine obere Fläche (15 a) des Polsters nahezu parallel zur Ebene des Kranzteils (R) ist und ein Kern (14) des Speichenteils aus einem plastisch verformbaren Material gefertigt ist, so daß bei Einwirken einer Stoßkraft (F) aus einer horizontalen Richtung auf das Kranzteil (R) der Speichenkern (14) einer plastischen Verformung unterliegt und die Ebene des Kranzteils in vertikaler Richtung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster (15) von einem am Aufprallenergieabsorber (16, 27) befestigten sowie pla­ stisch verformbaren Stützglied (17) getragen ist und das Stützglied an einer Stelle festgehalten ist, die von der Stelle (X) der plastischen Verformung im anfänglichen Ein­ wirkungszustand der Stoßkraft (F) auf den Speichenkern (14) zum Kranzteil (R) hin verschoben ist.

2. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (17) an der Unterseite des Aufprallenergieabsorbers (16, 27) befestigt ist und zwischen dem Stützglied (17) sowie einer Nabe (12) des Nabenteils (B) ein Abstand (H) vorgesehen ist, so daß das Stützglied (17) bei einem Einwirken der Stoßkraft (F) aus der horizontalen Richtung auf das Kranzteil (R) und bei vertikaler Stellung des Kranzteils (R) durch die Nabe nicht behindert wird.

3. Lenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (17) an der Oberseite des Aufprallenergieabsor­ bers (16) befestigt ist und zwischen diesem und einer Nabe (12) des Nabenteils (B) ein Abstand (H) vorgesehen ist, so daß das Stützglied (17) bei einem Einwirken der Stoßkraft (F) aus der horizontalen Richtung auf das Kranzteil (R) und bei vertikaler Stellung des Kranzteils (R) durch die Nabe (12) nicht behindert wird.

4. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speichenkern (14) mit einer Nabe (12) im Nabenteil (B) durch ein Leichtmetall-Druckgußteil (13) verbunden ist.

5. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Speichenkern (14) mit einer Nabe (12) im Nabenteil (B) durch einen Schweißvorgang verbunden ist.

6. Lenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützglied (17) mit Schenkeln (17a) versehen ist, die am Speichenkern (14) befestigt und im Vergleich zum Speichenkern mühelos plastisch verformbar sind.