DE2532299A1

DE2532299A1 - Sicherheitslenkrad fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2532299A1
Application number: DE19752532299
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Amalberti; Jean-Guy Pierre Denis Lecart
Original assignee: Chrysler France SAS
Current assignee: Chrysler France SAS
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-07-18
Publication date: 1976-03-25
Also published as: IT1041722B; FR2284499A1; FR2284499B1; US4047450A; GB1521982A; DE7522982U; ES439863A1

Description

jf.-l.ig. ' * 'ireher
PL/MCN/CC/27.379 DipU.g. Zh- ' _:mi

07.07.1975 ^DiP^:·-'":- v. ,._v.ir^v

Tel. 26Ö3989

CHRYSLER FRANCE

136, Avenue des Champs Elysees

75008 PARIS, Frankreich

"Sicherheitslenkrad für Kraftfahrzeuge."

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Sicherheitslenkräder für Kraftfahrzeuge.

Die Lenkungen der Kraftfahrzeuge sind zwangsweise mit einer Sicherheitsvorrichtung versehen, um bei einem Unfall das Eindrücken des Brustkorbes des Fahrers gegen das Lenkrad oder das Eindringen der Lenksäule in den Brustkorb des Fahrers zu vermeiden.

Die Vorrichtungen, die die Aufnahme des Aufprallens des Brustkorbes gegen das Lenkrad mit Hilfe von einem in letzterem integrierten Mittel vorsehen, sind wohl bekannt. Bestimmte Lenkräder kombinieren eine Felge und Schenkel, die eine dauernde Verformung aufnehmen können, mit einem Schutzkissen, welches im Mittelpunkt des Lenkrades angeordnet ist. Um eine gute Wirksamkeit zu gewährleisten, muss ein derartiges Kissen sehr grosse Abmessungen besitzen, so dass die Sicht des Fahrers auf das Armaturenbrett gehindert ist und eine ziemlich aufwendige Lenkradeinheit notwendig

609813/0648

ist. Man hat ebenfalls als Stossdämpfendes Lenkrad ein Lenkrad vorgeschlagen, welches aus einer Felge besteht, die mit der Nabe des Lenkrades durch zwei praktisch gleichlaufende, naheliegende verformbare Speichen verbunden ist, wobei die Felge zum grössten Teil frei von Verbindungspunkt mit einer der Speichen des Lenkrades ist. Wenn jedoch ein derartiges Lenkrad eine ausreichende dynamische Aufnahmefähigkeit besitzt, wenn es in normaler Stellung ist, d.h. wenn dessen zwei naheliegende Speichen in einer zur Längsachse des Fahrzeuges praktisch gleichlaufenden Ebene, die der Richtung von gerade gerichteten Rädern entspricht, nach unten gerichtet sind, ist es nicht mehr den Fall für die anderen Stellungen des Lenkrades, d.h. sobald die Mittelebene der Speichen in Bezug auf die Längsachse des Fahrzeuges schräg verläuft, wenn das Lenkrad etwas gedreht ist.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitslenkrad mit einer Felge, bzw. einem Kranz, die in Bezug auf eine mittlere Nabe durch zwei verformbare Speichen ziemlich weit nach vorne versetzt angeordnet ist, wobei die Speichen einen Teil der Aufprallenergie des gegen sein Lenkrad geschleuderten Fahrers bei einem Unfall aufnehmen können, indem dieses Lenkrad dadurch gekennzeichnet ist, dass es mit zwei - in einer Ebene gleichlaufend zu der Felge gesehen - im wesentlichen gemäss zwei naheliegenden Radien gerichteten Speichen, die dabei den grössten Teil des Umfanges der Felge frei von Verbindungspunkt mit einer der jeweiligen Speichen lassen, versehen ist und ausserdem Verlängerungen dieser Speichen aufweist, die - in einer Ebene parallel zur Felge gesehen in Bezug auf den Mittelpunkt der Nabe in entgegengesetzter Richtung gerichtet sind, wobei die genannten Verlängerungen eine Art von Rahmen bilden, der auf der Achse der Nabe schräg geneigt angeordnet ist und oberhalb der Nabe und unterhalb der Felge nach Innen vorsteht. Auf diese Weise ermöglicht die vorliegende Erfindung die wirtschaftliche Herstellung von Sicherheitslenkrädern, die dem Fahrer einen einwandfreien Überblick verleihen und einen wirksamen Schutz gegen das Eindrücken oder den Bruch des Brustkorbes des Fahrers bei einem Unfall gewährleisten, wenn letzterer gegen sein Lenkrad geschleudert wird, und zwar bei jedem Einschlagwinkel

6U9813/0648

des Lenkrades im Augenblxck des Unfalles. Das erfindungsgemäss hergestellte Lenkrad ist in der Lage, die Aufprallenergie des Körpers des Fahrers gegen sein Lenkrad durch die konjungierte Verformung der Lenkradspeichen und des im wesentlichen in Verlängerung der
genannten Speichen vorgesehenen und in Bezug auf letztere entgegengesetzt angeordneten Rahmens aufzunehmen.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung,in welcher an Hand der beigefügten Zeichnungen einige Ausführungsbeispiele erläutert werden.

In den Zeichnungen zeigen :

- Figur 1 einen Querschnitt durch die Achse des Lenkrades in der halbierenden Ebene der zwei Speichen des Lenkrades, wie
das durch die Pfeile I-I der Figur 2 angezeigt ist ;

- Figur 2 eine Draufsicht gemäss dem Pfeil II der Figur 1 mit teilweise abgerissenem Lenkrad ;

- Figuren 3 und 4 schematische Darstellungen, die jeweils den Figuren 1 und 2 entsprechen und grundsätzlich dasselbe Lenkrad darstellen ;

- Figuren 5 und 6 schematische Darstellungen zur Erläuterung des Verhaltens des Lenkrades bei einem Unfall zur Aufnahme der Aufprallenergie, in zwei entgegengesetzten Einschlagstellungen des Lenkrades ;

- Figuren 7 und 8 schematische Darstellungen, die ähnlich wie die Figur 4 zwei Ausführungsvarianten der vorliegenden Erfindung zeigen ;

- Figuren 9-10, 11-12, 13-14 und 15-16 vier andere Ausführungsvarianten an Hand von schematischen Darstellungen, die jenen der Figuren 3 und 4 entsprechen.

y« 1 3/06 £ 8

Bezugnehmend auf das Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 sieht man die metallische Einlage eines erfindungsgemässen Sicherheitslenkrades 10, welches im wesentlichen aus einem Kranz 11 besteht, der durch zwei Speichen 12, 13 mit einer Nabe 14 verbunden ist, die am Ende einer Lenkungssäule angeordnet ist und in. den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Wie das aus der Ebene der Figur 2, die gleichlaufend zu der Ebene des Kranzes 11 verläuft, ersichtlich ist, sind die Speichen 12, 13 im wesentlichen gemäss zwei naheliegenden, durch die Achse 15 des Lenkrades verlaufenden Radien R1, R2 gerichtet und lassen dabei den grössten Teil des Umfanges des Kranzes in dem ausserhalb des Winkels o( liegenden Bereich frei von jeglichem Verbindungspunkt mit einer jeweiligen Speiche des Lenkrades.

Heben dieser verhältnismässig herkömmlichen Struktur ist das Lenkrad mit Verlängerungen der Speichen 12, 13 versehen, die - in der Ebene der Figur 2 gesehen - in Bezug auf den Mittelpunkt der Nabe im wesentlichen in entgegengesetzter Richtung der Speichen gerichtet sind und dabei eine Art von Rahmen 16 bilden, der auf der Achse 15 (Figur 1) schräg geneigt ist und über die Nabe 14 hinweg hinter dem Kranz 11 nach vorne vorsteht.

Gemäss der Ebene der Figur 1, d.h. gemäss der Ebene, die durch die Achse der Nabe und in der halbierenden Ebene der Speichen 12 und 13 verläuft, bilden die Speichen 12 und 13 mit ihren einen Rahmen 16 bildenden Verlängerungen ein stilisiertes V mit krummlinigen ungleichen Schenkeln, dessen Spitze 17 mit der Nabe des Lenkrades festverbunden ist, wobei das Ende des grössten Schenkels 18 mit dem Kranz 11 festverbunden ist, während das andere Ende 19 freiliegt.

Bei dem auf Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Rahmen 16 aus einem abgewinkelten und abgebogenen Eisen, welches zwei im wesentlichen geradlinige Verlängerungen 20, 21, die nahe an der Nabe auf den Speichen 12 und 13 geschweisst sind und durch einen parallel zur Ebene des Kranzes 11 verlaufenden Steg miteinander verbunden sind. Auf Figur 1 bildet der ange-

609813/0648

deutete Einbauort des Steges 22 das Ende 19 des zweiten freien Schenkels des oben erwähnten stilisierten V.

Bezugnehmend auf das Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und merkt man, dass der grösste Teil 11 des Kranzes durch ein gebogenes Rohr gebildet wird, während die Speichen 12 und 13 mit Hilfe von einem Draht, zum Beispiel von einem in geeigneter Weise abgewinkelten Stahldraht hergestellt werden. Das Ende der Speiche 12 wird in das Ende 11a des Kranzes 11 eingesetzt und an letzteren geschweisst, wie das in 24 (Figur 4) durch einen kleinen zu dem Kranz 11 senkrechten Zug sowie durch einen Pfeil angedeutet ist. In ähnlicher Weise wird das Ende der Speiche 13 in das Ende 11b des Kranzes 11 (Figur 2) eingesetzt und an letzteren geschweisst, wie es auf Figur 4 in 25 gezeigt ist. An den Enden 11a, 11b des Teiles 11 des Kranzes ist ein kleiner Kranzbogen 11' geschweisst, um den Kreis zu schliessen, wie es aus Figur 2 ersichtlich ist und in 26, 27 auf Figur 4 schematisch dargestellt ist. Das Drahtstück 28, welches die zwei Speichen 12 und 13 verbindet, ist an der Nabe 14 geschweisst, wie es die Figuren 1 und 2 zeigen und in 29 in Figuren 3 und 4 schematisch gezeigt ist. Die Enden der Verlängerungen 20, 21 sind an den Speichen 12 und 13 nahe an der Nabe geschweisst, wie das in 30, 31 in Figuren 3 und 4 echematisch dargestellt ist.

In herkömmlicher Weise kann die so gebildete Einlage, deren Konstruktion auffallend einfach ist, mit einem beliebigen geeigneten Verkleidungsmaterial, wie zum Beispiel Kunststoffschaum, Gummi usw... umkleidet werden, wobei diese Umkleidung das gesamte Aussehen verbessert und zu einer wirksameren Stossdämpfung beiträgt.

Die Funktionsweise des Sicherheitslenkrades bei einem Unfall wird nun an Hand der Figuren 5 und 6 erläutert.

In diesen Figuren ist in 15 die Achse des Lenkrades mit einer Neigung dargestellt, die im wesentlichen der Einbaustellung eines Lenkrades entspricht, und durch den Pfeil F ist die Richtung der

6Ü9813/0648

durch den Fahrer ausgeübten Beanspruchung angedeutet, wenn letzterer, der auf den Zeichnungen nicht dargestellt ist, bei einem Unfall gegen sein Lenkrad geschleudert wird. Mit vollausgezogenen Linien ist die Stellung des Lenkrades vor dem Unfall und mit unterbrochenen Linien die Stellung desselben nach der Verformung und Aufnahme der Aufprallenergie gezeigt. In Figur 5 ist das Lenkrad in normaler Fahrstellung, d.h. in nicht gedrehter Stellung gezeigt, während in Figur 6 dieses Lenkrad mit einem Einschlagwinkel von etwa 180° gezeigt ist, wobei die Speichen 12, 13 nach oben gerichtet sind.

Man wird sich zuerst auf die Figur 5 beziehen ,in welcher, wie man es merken kann, das Lenkrad sich verformt hat, wobei die Speichen nachgegeben haben und wie es in 12' gezeigt ist, gebogen sind, wobei diese dauernde Verformung die Aufnahme des grössten Teiles der Aufprallenergie ermöglicht hat. Der Rahmen 16 wurde ebenfalls bis in die in 16'gezeigte Lage verformt, wobei jede Berührung des Fahrers mit der Nabe 14 des Lenkrades verhindert wurde. Man kann bemerken, dass anlässlich dieser Verformung, das durch die Speichen des Lenkrades und den Rahmen gebildete V sich so verformt hat, dass sein Öffnungswinkel /b sich in einen Winkel /3 ' vergrössert hat.

Bezugnehmend auf Figur 6, kann man feststellen, dass in dieser Stellung des Lenkrades das Aufprallen hauptsächlich durch die Verformung des Rahmens 16, der die in 16' angedeutete Lage angenommen hat, aufgenommen wurde, wobei die Speiche 12, die in 12' in der verformten Lage gezeigt ist, nur einen geringen Teil der Aufprallenergie aufgenommen hat. Der Fahrer wurde jedoch vor der Nabe 14 geschützt.

Bezugnehmend auf die Figuren 2 bis 4 kann man feststellen, dass - in der Ebene gleichlaufend zu dem Kranz gesehen - die Speichen des Lenkrades 12, 13 und deren Verlängerungen 20, 21, 22 im wesentlichen die Oberfläche eines Trapezes decken, dessen Scheitelpunkte durch die Befestigungspunkte C, D der Speichen auf dem Kranz sowie durch die Punkte A, B der Verlängerungen gebildet

609813/0648

werden, welche in Bezug auf den Mittelpunkt der Nabe den genannten Befestigungspunkten im wesentlichen entgegengesetzt sind. Die verhältnismässig grosse Fläche dieses Trapezes bewirkt, dass die Aufprallenergie gut absorbiert wird, was zur Folge hat, dass die Gefahr, dass der Brustkorb des Fahrers eingedrückt wird, auf ein Mindestmass verringert wird. Ausserdem ist diese trapezförmige Anordnung bei jeder beliebigen Stellung des Lenkrades wirksam, da die Absorbierbeanspruchungen des Aufprallens sich je nach dem Einschlagwinkel des Lenkrades mehr oder weniger zwischen den Speichen 12, 13 und dem Rahmen 16 verteilen.

Selbstverständlich sind zahlreiche Ausführungsvarianten möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 4 besteht das Lenkrad im wesentlichen aus einem rohrförmigen Kranz 11, 11', an welchen ein zur Bildung der zwei Speichen 12 und 13 abgewinkelter Draht geschweisst wird, wobei nahe von der Nabe ein Rahmen 16 aus einem im wesentlichen U-förmig abgebogenen Draht an den genannten Speichen geschweisst ist. Das Lenkrad besteht demzufolge aus vier durch Schweissung miteinander verbundenen Teilen, die in den Zeichnungen mit den Bezugszeichen 24, 25, 26, 27, 29, 30 und 31 versehen sind.

Bei der auf Figur 7 gezeigten Ausführungsvariante ist die dargestellte Konstruktion sehr ähnlich und jedoch besteht der Unterschied darin, dass der Rahmen 116 an den Speichen 12, 13 des Lenkrades in 30, 31 auf der Innenseite derselben geschweisst ist und dass er sich ausweitet, um eine ausreichende Tragfläche zur Aufnahme der Aufprallenergie zu gewährleisten.

Bei der schematischen Darstellung der Figur 8 ist der gezeigte Aufbau annähernd gleich, jedoch ist der Rahmen 216 durch seine Enden in 34, 35 unmittelbar an der Nabe 14 und nicht mehr an den Speichen 12, 13 des Lenkrades in unmittelbarer Nähe der Nabe geschweisst.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 9 und 10 besitzt die

6US813/G648

Nabe 114 einen viereckigen äusseren Querschnitt und der Rahmen 316 wird durch einen abgewinkelten Draht gebildet, dessen Enden jeweils in 36, 37 unmittelbar auf den gegenüberliegenden Flächen der Nabe geschweisst sind.

Bei der Ausführung der Figuren 11 und 12 bestehen die zwei Speichen 12 und 13 des Lenkrades aus demselben Draht oder demselben Rohr wie der grösste Teil 111 des Kranzes des Lenkrades. Die zwei Enden der Speichen 12 und 13 sind in 38, 39 an der Nabe 14 unmittelbar geschweisst. Der Rahmen 416 ist in 40, 41 an der Nabe getrennt geschweisst. Der Kranz 111 des Lenkrades wird durch einen kleinen Bogen 111' ergänzt, der in 42, 43 am Ort der abgewinkelten Stelle zur Verbindung mit den Speichen 12 und 13 geschweisst ist.

Bei der auf Figuren 13 und 14 dargestellten Ausfuhrungsvariante bestehen der grösste Umfangsbereich des Kranzes, die Speichen und der Rahmen des Lenkrades aus einem einzigen Rohr-oder Drahtelement, welches in geeigneter Weise abgewinkelt ist. Ein erstes Ende dieses Elementes ist in 44 an der Nabe 214 geschweisst und wickelt sich danach schraubenförmig auf etwa 3/4 Windung mit einem steigenden Radius oberhalb der Nabe auf, wobei die Schraube 516 dann den genannten Rahmen bildet, der sich danach zur Bildung der Speiche 112 des Lenkrades weiter erstreckt und nach einem Bogen sich zur Bildung des grössten Teiles 211 des Kranzes des Lenkrades verlängert, um nach einem zweiten Bogen die zweite Speiche 113 des Lenkrades zu bilden, deren Ende in 45 an der Nabe 214 geschweisst ist. Die zwei Verbindungsbogen der Speichen 112, 113 mit dem Kranz 211 sind durch den ergänzenden Kranzbogen 211' verbunden, der in 46, 47 geschweisst ist.

Die Ausführungsart der Figuren 15 und 16 unterscheidet sich von der auf Figuren 13 und 14 dargestellten Ausführungsart nur dadurch, dass das einzige Rohr- oder Drahtelement, welches den grössten Teil 211 des Kranzes, den Rahmen 516 und die Speichen und 113 bildet, durch seine Enden an der Nabe 214 nicht mehr in gegenüberliegenden Punkten 44, 45 (Figur 14) sondern in naheliegenden Punkten 48, 49 (Figur 16) geschweisst ist. Unter diesen Be-

609813/0648

.9.

dingungen erstreckt sich die Schraube 516 auf nur eine halbe Windung, wobei im übrigen Bereich die Konstruktion nicht geändert ist.

Selbstverständlich ist die Funktionsweise der verschiedenen Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung für alle Konstruktionen im wesentlichen gleichwertig.

6Ü9813/0648

Claims

PATENTANSPRÜCHE

.- ^Sicherheitslenkrad mit einem Kranz, der in Bezug auf eine mittlere —Nabe"durch zwei verformbare Speichen ziemlich weit nach vorne versetzt angeordnet ist, wobei die genannten Speichen einen Teil der Aufprallenergie des gegen sein Lenkrad geschleuderten Fahrers bei einem Unfall aufnehmen können, wobei dieses Lenkrad mit - in einer Ebene gleichlaufend zu dem Kranz gesehen - zwei im wesentlichen gemäss zwei naheliegenden Radien gerichteten Speichen, die dabei den grössten Teil des Kranzes frei von jeglichem Verbindungspunkt mit einer Speiche lassen, versehen ist und dadurch gekennzeichnet ist, dass es mit einem ergänzenden Teil versehen ist, der auf der Achse (15) der Nabe (14) schräg geneigt ist und im wesentlichen die Form eines Rahmens (16) aufweist, der nahe an der Nabe (14) befestigt ist und sich in Bezug auf die genannte Nabe ziemlich weit nach vorne und unterhalb der Ebene des Kranzes (11) sowie auf die andere. Seite der Achse der Nabe (14) in Bezug auf die genannten Speichen (12, 13) der Lenkrades im wesentlichen in Verlängerung der genannten Speichen erstreckt, wenn man das Lenkrad in einer gleichlaufend zu dem Kranz verlaufenden Ebene betrachtet.
2.- Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass- in einer Ebene gleichlaufend zu dem Kranz gesehen- die genannten Verlängerungen über etwa ein Drittel des Radius des Kranzes nach vorne vorstehen.
3·- Sicherheitslenkrad nach Anspruch 1 oder 2dadurch gekennzeichnet , dass, in einer Ebene gesehen, die gleichlaufend zu der durch die Achse (15) der Nabe (Η) und zwischen den Speichen (12, 13) verlaufenden Ebene liegt, die Speichen (12, 13) und deren Verlängerungen (20, 21, 22) ein stilisiertes V mit krummlinigen ungleichen Schenkeln bilden, dessen Spitze (17) mit der Nabe (14) des Lenkrades festverbunden ist, wobei das Ende (18) des grössten Schenkels mit dem Kranz (11) festverbunden ist, während das andere Ende (19) freiliegt, und dass das so gebildete V unter der Einwirkung der Aufprallenergie des gegen sein Lenkrad

geschleuderten Fahrers bei einem Unfall sich verformen kann, dabei

latt gedrückt wird und die Aufprallenergie aufnimmt, bevor der Körper des Fahrers auf die Nabe (14) trifft.
4.- Sicherheitslenkrad nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass - in einer Ebene gleichlaufend zu dem Kranz gesehen - die Speichen (12, 13) und deren Verlängerungen (20, 21, 22) im wesentlichen die Fläche eines Trapezes decken, welches als Scheitelpunkte die Befestigungspunkte (C, D) der Speichen (12, 13) auf dem Kranz (11) sowie die Punkte (A, D) der genannten Verlängerungen aufweist, wobei letztere in Bezug auf den Mittelpunkt der Nabe (14) den genannten Befestigungspunkten im wesentlichen entgegengesetzt angeordnet sind.
5.- Sicherheitslenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die genannten Verlängerungen (20, 21, 22) aus einem Rohr oder einem Draht aus Stahl bestehen, welches im wesentlichen U-förmig abgebogen ist und zum Beispiel durch Schweissung mit der Nabe (14) oder mit den Speichen (12, 13) an an der Nabe (14) naheliegenden Punkten befestigt ist.
6.- Sicherheitslenkrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Speichen (12, 13) und der Kranz (11) mit Ausnahme des Zwischenstückes zwischen den zwei Speichen (12, 13) f der einen geringen Winkel °\ aufweist, durch ein einziges in geeigneter Weise abgebogenes Rohr- oder Drahtelement aus Stahl zum Beispiel gebildet werden.
7.- Sicherheitslenkrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass die Speichen (112, 113), die Verlängerungen und der Kranz (211) mit Ausnahme des Zwischenbereiches (211*)»der zwischen den zwei Speichen eingeschlossen ist und mit letzteren einen geringen Winkel o( schliesst, durch ein einziges in geeigneter Weise abgebogenes Rohr-oder Drahtelement zum Beispiel aus Stahl gebildet werden.

S.- Sicherheitslenkrad nach Anspruch 7»dadurch g e -

$11*813/0648

c/2

kennzeichnet , dass das genannte Rohr-.oder Drahtelement durch eines seiner Enden mit der Nabe (214) zum Beispiel durch Schweissung (in 44) befestigt ist, danach schraubenförmig mit einem steigenden Radius oberhalb der Nabe (214) verläuft und dabei einen Rahmen (516) bildet, sich dann zur Bildung einer (112) der Speichen des Lenkrades, des grössten Teiles (211) des Kranzes und dann der zweiten Speichen (113) erstreckt, wobei das Ende der zweiten Speiche an der Nabe (214) in (45) zum Beispiel durch Schweissung befestigt ist und der genannte Rahmen (516) in Bezug auf die genannten Speichen der Achse der Nabe (214) im wesentlichen entgegengesetzt liegt.

6U9813/06Λ8