DE1945480A1 - Mehrspeichensicherheitslenkrad - Google Patents

Description

• Mehrspeichensicherheitslenkra Die Erfindung betrifft ein Mehrspeichensicherheitslenkrad für Kraftfahrzeug Bei Unfällen, die mit einem Aufprall des s Fahrers auf dem Lenkrad verbunden sind, kommt es insbesondere auf eine möglichst weiche vollständige, d.h. ausreichend frunzeitig beginnende und rUckstoßPreie Umwandlung der auf das Lenkrad ausgeübten Stoßkraft an. Die bekannten n Sicherheitslenkräder, bei denen die Absorption der Stoßenergie auf dem Wege der Verformung des Griffkranzes s und/oder Verwindung der den Griffkranz mit der Lenkradnabe verbindenden n Lenkradspeichen erfolgt, vermögen dieser Anforderung nicht voll zu genügen Dies hat seine Ursache darin, daß infolge der aus sonstigen Gründen einzuhaltenden Festigkeit des Lenkrades eine energieverbrauchende Verformung erst in einem regelmäßig außerhalb des Tragvermögens menschlicher Knochen liegenden Kraft bereich vbn über 1200 kp ) eintritt. Hierauf insbesondere sind die ei L Verkehrsunfällen im wieder Zu i beobachtenden Handgelenksbrüche bei dem Fahrer zurückzuführen. Hinzu kommt die bei Lenkrädern dieser Art nur geringe Kontaktfläche beim Aufschlag des Körpers auf das Lenkrad und die sich hieraus ergebende hohe Flächenpressung, die zu Rippenbrüchen vor dem Eintritt einer bleibenden Verformung des Lenkrades führt Mit Hilfe der ebenfalls bekannten Lenkräder mit im ITabenbereich angeordneten Pralltöpfen kann dieser Ifachteil nicht behoben werden. Pralltöpfe vermögen zum Schutz der Handgelenks- und Arlnknochen iiberhaupt nichts beizutragen,-doch bieten sie auch nur einen unvollkommenen Aufprallschutz für den Fahrer, da mit ihrer Hilfe eine Stoßabsorbierung lediglich in einem kleinen - entweder zu hohen oder zu niedrigen - Kraftbereich und insbesondere nur bei Anordnung sehr großflächiger Töpfe möglich ist, für die in der Regel ein ausreichender Raum nicht zur Verfügung steht.
• Ziel der-vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Mehrspeichenlenkrades, das eine weiche und dem Kraftverlauf bei Unfällen entsprechende Stoßabsorbierung in einem großen Kraftbereich gewährleistet. Die Erfindung besteht darin, daß die Speichen im Innenbereich des Griffkranzes miteinader verbunden sind und das auf diese Weise gemeinschaftlich von Griffkranz und Speichen gebildete Lenkradoberteil gegen die Nabe mit Hilfe von Speichenstützen abgestlitzt ist, die reibgleitend und/oder verformbar an den Speichen des Lenkradoberteiles gehalten sind.
• Das erfindungsgemäße lenkrad ist ein.fach in seiner Gestaltung und ermöglicht eine gleichmäßige Aufnahme aufgebrachter Stoßenergie. Hierbei ist eine nahezu beliebige SinsteI-lung der unteren und oberen Grenzwerte der Energieumwandlung möglich, je nach dem, ob die inergieabsorption stärker auf die Seite der Reibung oder auf die Seite der Verformung verschoben wird oder die Absorption allein auf einer dieser ILomponellten beruht.
• In einer Ausführungsform der erfindung können die Speichen stützen mit ihrem freien Ende fest mit den Speichen verbunden sein, in welchem Falle je nach Art und Stärke des Materials der Speichenstützen die Absorption allein auf dem Wege geleisteter Verf orraungsarbeit erfolgt. Der Vorteil bereits dieser einfachsten Ausführungsform der Erfindung gegenüber den bekannten Sicherheitslenkrädern besteht darin, daß - abgesehen von der hier möglichen Veränderbarkeit der llaterialeigenschaften der Speichenstützen - das Lenkradoberteil selbst an der Verformung keinen Anteil hat und daher ausschließlich zur flachigen, auch bei der anschliessenden Verformung keine vorspringenden Ecken bildenden Abstützung des körpers des Fahrers dient.
• In einer anderen Ausfiihrungsform können an den Speichen sich flachig gegen die Speichenstützen anlegende Zunge angebracht sein, die mit den. Sl;eichenstützen mittels eines in einem Schlitz geführten Elemmstein.es verbunden sind.
• Hierbei kann zwischen Zunge und S?eichen-stütze -jeweils ein Reibbelag angeordn.et sein. In diesem Falle erfolgt der Verbrauch der Stoßenergie überwiegen.d auf dem Wege der Reibung zwischen der Zunge und der Speichenstütze, wobei der untere Schwellwert durch die Aufbringung einer mehr oder weniger starken Klemmung am Klemmstein verändert werden. kan.n. Darüber hinaus ist eine Veränderung der Absorptionscharakteristik durch Änderung der Winkellage der Speichenstützen gegenüber der Griffkranzebene möglich, wodurch eine mehr oder weniger starke Verschiebung in wichtung auf eine Verformung der Speichenstützen erreicht wird. Eine Verformung des Lenkradoberteils tritt hierbei ebenfalls nicht auf.
• Besonders vorteilhaft sind jedoch die mit ihrem einen Ende an der Nabe befestigten Speichenstützen an ihrem afrderen Ende abgewinkelt und mit einem die Knickung übergreifenden Längsschlitz versehen, in dem ein an einer entsprechenden Abkröpfung der Speiche befestigter Gleitschuh gehalten ist.
• Insbesondere diese Ausführungsform ermöglicht eine Stoßabsorption in einem außerordentlich weiten Bereich bei sehr weicher Einleitungsphase des Energieumwandlungsvorganges.
• Hierbei erfolgt die Energieumwandlung bei Beginn der Belastung im wesentlichen durch paralleles Gleiten des abgewinkelten teils der Sl,eichenstütze im Gleitschuh, in dem die Speichenstütze bei zunehmender Kraftausübung unter zunehmender BiegeverSormung im äußeren Bereich gleitet. Hierdurch werden eine weiche Anlaufphase in einem niedrigen Kraftbereich und ein sich entsprechend der zunehmenden Kraftausübung erhöhen.der Widerstand erreicht. Das Lenkradoberteil, d.h. insbesondere die als Auflage für den Körper des Fahrers dienenden Speichen sind an diesem Verformungsvorgang nicht beteiligt und bilden daher auch im Falle dieser Ausführungsform keine vorspringenden, zu Verletzungen Anlaß gebende Kanten.
• Zur weiteren Anpassung der Absorptionscharakteristik an den üblicherweise bei Verkehrsunfällen auftretenden Kraftverlauf ist der der Bohrung des Gleitateines.dienende Schlitz zweckmäßig im Mittelbereich eingezogen, d.h. sich zunächst konisch verjüngend und anschließend wiederum konisch erweiternd ausgebildet. Hierdurch wird ein gleichmäßiger Kraftfluß unter Verstarkung der Klemmung des Gleitateines im Führungsschlitz und damit gleichmäßiger Erhöhung des Klemmwiderstandes in der Phase stärksten Kraftanstieges sowie gleichmäßiger Verminderung nach tbers¢hreiten des Maximums erzielt.
• Zur weiteren Verminderung der Flächenpressung beim Aufprall sind die Speichen vorteilhaft aus Flachstäben gebildet und mit ihren nach innen ragenden Enden mit einer Irallplatte verbunden. Selbstverständlich konnen die Speichen und die Platte auch aus einem Stück hergestellt sein. Darüber hinaus können die Speichen und/oder die Platten mit einem Schaumpolster abgedeckt sein.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
• Fig. 1 zeigt eine Sicht auf ein Dreispeichenlenkrad gemäß Erfindung. In Fig. 2 ist ein Schnitt nach A - Durch Fig.
• 1 wiedergegeben. Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Verbindungselement entsprechend der Linie B - B durch Fig. 2.
• Fig. 4 zeigt eine Sicht von oben auf das freie geschlitzte Ende einer Speichenstütze. In Fig. 5 ist eine der Fig. 1 entsprechende Sicht auf ein Vierspeichenlenkrad gemäß Erfindung wiedergegeben. Figq 6 zeigt eine andere vereinfachte Ausführungsform eines Mehrspeichenlenkrades gemäß Erfindung in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung. Fig. 7 gibt eine weitere vereinfachte.AusfUbrungaSorm eines erfindungsgemäßen Mehrspeichenlenkrades in einer gleichen Sohnittansicht wieder.
• In der Zeichnung sind mit l der Griffkranz, mit 2 die Speichen und Init 3 die Jabe eines Lenkrades bezeichnet. Erfindungsgemäß sind die Speichen in einstückiger Herstellungsweise im innenbereich miteinander verbunden und das auf diese Weise gemeinschaftlich von Griffkranz und Speichen gebildete Lenkeadoberteil gegen die liabe mit Hilfe von Speichen stützen abgestützt, die rcibgleitend und/oder verformbar an den Zeichen gehalten. sind. Im Falle der in Fig. 2 wiedergegebenen Ausführungsform ist die mit 4 bezeichnete Speichenstaitze an ihrem gegen die Speiche 2 weisenden sunde 4a abgewinkelt und mit einen die Knickkante übergreifenden Langsschlitz 5 versehen, in dem ein an einer gleichgerichteten Abröpfung 6 der Speiche 2 befestigter Gleitschuh 7 gehalten ist.
• In Fig. 3 ist dieser Verbindungsbereich zwischen Speiche und Speichenstütze in einer vergrößerten Schnittdarstellung wiedergegeben. Sie zeigt den im freien Ende der Speichen stütze 4 gehaltenen und gegebenenfalls aus Reibmaterial bestehenden bzw. mit Reibmaterial belegten Gleitschuh 7, durch den ein in einer Bohrung der Speichenabkröpfung 6 gehaltener Schraubbolzen 8 hindurchgreift, mit dessen Hilfe Speiche und Speichenstütze gegeneinander gehalten sind. Mit 9 ist eine Gegendruckscheibe bezeichnet.
• In der das freie Ende 4a der Speichenstütze wiedergebenden Fig. 4 sind mit 10 die Knickkante un.d mit 5 der Führungslängsschlitz für den Gleitschuh 7 bezeichnet. Aus der Darstellung wird die die Knickkante 10 übergreifelide Anbrin.-gung des Führungslängsschlitzes 5 erkenn.bar. Es ist weiterhin in dem dargestellten. Beispiel der längsschlitz 5 als sogenannter "Rammschlitz" ausgebildet derart, daß er un.ter Bildung ein.es sich konisch verjüngenden Auflaufschlitzteiles 5a un.d eines sich anschließend konisch erweiternden. Ablaufschlitzteiles 5b im Mittelbereich eingezogen. ausgebildet ist.
• Die Speichen weiten sich - siehe Fig. 1 - gegen die Mitte zu einer aus einem Stück mit den Speichen 2 bestehenden latte 12 auf. In gleicher Weise könn.en die Speichen aber auch mit einer getrennten, derart eine vergrößerte Auflagefläche bildenden Platte verbunden sein.. Das Lenkradoberteil ist weiterhin - siehe Fig. 2 - mit einem Schaumpolster 13 abgedeckt.
• Insbesondere die in den Fig. 1 bis 4 beschriebene Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen lenkrades weist eine aussergewöhnlich gute Stoßabsorptionscharicteristik auf. Sie ermöglicht eine starke Erweiterung des Bereiches der elzergieumwandelnden Stoßdämpfung in den unteren Kraftbereich bis zu 600 kp und darunter, wobei insbesondere eine weiche Anlauf-phase erzielt wird. Diese weite Verlagerung des Beginns der energieumwandelnden Dampfung wirkt insbesondere den vielfach zu beobachtenden Han.dgelenksbrüchen und damit indirekt auch dem sich regelmaSig hieran anschließenden harten Aufschlagen des Oberkörpers des Pahrers auf das Lenkrad entgegen. Dies beruht darauf, daß bei Auftreten des ersten Stoßes zunächst lediglich das im Gleitschuh 7 im wesentlichen parallel zu dem AbkröpSteil 6 der Speiche gefiihrte freie Ende 4a der Speichenstütze 4 verformungsfrei im Gleitschuh 7 aufgleitet und daher eine Energieumwandlung zunächst allenfalls durch Reibung in dem in Fig. 3 wiedergegebenen Verbindungsteil erfolgt. Erst nach Eintritt der Enickkante 10 in den Gleitschuh 7 verlagert sich der Energieverbrauch zunehmend auf die Verformung der Speichen stützen 4, die in weiterem Abknicken der Speichenstütze im Gleitschuh zum Ausdruck kommt. Hinzu kommt die Wirkung der Einschnürung des Rammschlitzes 11 im Mittelbereich, durch die ein gleichmäßiger, dem Kraftanstieg bzw. Kraftabfall entsprechender Kraftfluß erzielt wird. Das Lenkrad bietet somit dem sich zunächst abstützenden und im weiteren Verlauf des Unfalles aufprallenden Körper einen gleichmäßigen Widerstand ohne schädliche Kraft spitzen. Da das Lenkradoberteil, d.h. der Griffkranz 1, die Speichen 2 und die Platte 12 an der Verformung nicht teilnehmen, bilden sich im Verlauf des Unfalls auch keine zu Verletzungen Anlaß gebendenhervortretendenKanten und Spitzen. Die .Großflächigkeit des Oberteils gewährleistet zudem eine gleichmäßige Verteilung der auf den Körper des Fahrers beim Aufprall ausgeübten Kräfte, die durch die Polsterung 13 weiterhin gedämpft werden.
• Anstelle bei einem Dreispeichenlenkrad ist die Erfindung selbstverständlich auch in entsprechender Weise bei einem Vierspeichenlenkrad anwendbar, wie es in Fig. 5 in einer Sicht von oben dargestellt ist. In dieser Darstellung sind die gleichen Teile mit denselben Bezugsziffern wie in den Fig. 1 bis 4 bezeichnet, auf die daher verwiesen werden kann.
• In der in Fig. 6 dargestellten vereinfachten Ausführungsform ist die Speichenstütze 14 unmittelbar an der Speiche 2 befestigt, in welchem Falle die Stoßabsorption allein durch Verformung erfolgt. Hierbei kann die Dampfungscharakteristik durch Profilierung, Materialwahl sowie insbesondere Änderung des zwischen Speichenstütze 12 und Griffkranzebene eingeschlossenen Winkels in weiten Grenzen verändert werden. Das aus Griffkranz 1 und Speichen 2 gebildete Lenkradoberteil bleibt auch im Falle dieser Ausführungsform unverformt, so daß es eine keinerlei vorspringende Kanten bildende Abstktzflttohe fUr den auSSrallenden Körper bildet.
• Das gleiche gilt für die in Fig. 7 wiedergegebene Ausfuhrungsform, bei der in einer etwa der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 entsprechenden Weise an den Speichen 2 sich flächig gegen die Speichenstiitzen 15 anlegende Zungen 16 angebracht sind, die mit den Speichenstützen mittels eines in einem Schlitz 17 geführten Klemmsteines 18 verbunden sind. Hierbei kann zwischen. der Zunge 16 und der Speichen stütze 15 j jeweils zur Veränderun.g der Dampfungseigen.schaften ein Reibbelag angeordnet sein. Bei dieser Ausftihrungsform erfolgt der Verbrauch der Stoßenergie iiberwiegend auf dem Wege der Reibung zwischen der Zunge 16 und der Speichenstütze 15, wobei der untere Schwellwert durch die am Klemmstein aufgebrachte Klemmkraft verändert werden kann.
• Darüber hinaus ist eine Veränderung der Absorptionscharakteristik wie im Falle der in Fig. 6 wiedergegebenen Ausführungsform durch Veränderung der Winkellage der Speichenstütze gegenüber der Griffkranzebene möglich.

Claims (3)

P a a t e n. t a n s p r ü c h e

1. Mehrspeichensicherheitslenkrad, bestehend aus einem Griffkranz und einer mit diesem vermittels Speichen verbundenen Nabe als Verbindungsteil zur Lenksäule, dadurch geken.n.zeichnet, daß die Speichen (2) im Innenbereich des Griffkranz (1) miteinander verbunden sind und das so von Griffkranz und Speichen gemeinschaftlich gebildete Lenkradoberteil gegen. die Habe mit Hilfe von Speichenstützen (4, 14, 15) abgestützt ist, die reibgleitend und/oder verformbar an den Zeichen (2) gehalten sind.

2. Mehrspeichensicherheitslenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichenstütze (4) an ihrem gegen die Speiche (2) weisenden Ende abgewinkelt und mit einem die Knickung (10) übergreifenden Längsschlitz (11) versehen. ist, in aem ein an. einer der Abwinkelung entsprechenden Abkröpfung (6) der Speiche (2) befestigter Gleitschuh (7) g.chalten ist.

3. Mehrspeichensicherheitslenkrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitschuh (7) und damit die Seichenstütze (4) mit Hilfe eines Schraubbolzens (8) gegen die Speichenabkröpfung (6) verspannt sind.

4. Mehrspeichensicherkeitslenkrad nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, da der Gleitschuh (7) aus Reibmaterial besteht oder mit Reibmaterial belegt ist.

:)-. ifehrspeichensicherheitslenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (5) der Speichenstütze (4) eine in der Mitte eingezogene, d.h.

sich zunächst konisch verjüngende (5a) und wieder konisch erweiternde (5b) Form besitzt.

6. Mehrspeichensicherheitslenkrad nach An.spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichenstütze (14) fest sowohl mit der Nabe (3) als auch mit den Speichen (2) verbunden ist.

7. Mehrspeicherheitslenkrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Speichen (2) sich flächig gegen die Speichenstützen (15) anlegende Zungen (16) angebracht sind, die gegen die Speichenstützen (3) mittels eines in einem Schlitz (17) der Speichenstütze (15) geftihrten Klemmsteines (18) gehalten sind.

8. Mehrspeiohensicherheitslenkrad nach Anspruch 72 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Zungen (16) und den Speichenstützen (15) jeweils ein Reibbelag angeordnet ist.

9. Mehrspeichensicherheitslenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (2) sich nach innen zu liner aus einem Stück mit den Speichen bestehendan Platte (12) aufweiten bzw. mit einer solchen Platte verbunden sind.

10. Nehrspeichensicherheitslenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkradoberteil mit einer Schaumpolsterung (13) versehen ist.