DE1680011B2

DE1680011B2 - Sicherheitslenkung fuer kraftwagen

Info

Publication number: DE1680011B2
Application number: DE1968D0055156
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 7143 Vaihingen; Eibl Josef 8070 Ingolstadt Albrecht
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1968-01-20
Filing date: 1968-01-20
Publication date: 1977-04-14
Also published as: CS154606B2; NL6900266A; NL161102B; DE1680011A1; GB1222621A; US3570326A; FR2000471A1; SE354245B; NL161102C; JPS5120097B1

Description

Die Krfindung betrifft eine Sicherheitslenkung für Kraftwagen mit einem zwischen dem Lenkrad und dem der l.enkspindel oder dem Mantelrohr der Lenkung angeordneten, aus Blech bestehenden Deformationsglied, dessen wirksame Wandstärke auf seiner ganzen Höhe gleich ist und dessen Durchmesser vom Lenkrad zur Lenkspindel bzw. zum Mantelrohr hin abnimmt

Es sind bereits Deformationsglieder, die auch als Pralltöpfe bezeichnet werden, bekannt, deren Durchmesser vom Lenkrad zur Lenkspindel b/.w. zum Mantelrohr der Lenkung hin stufenförmig abnimmt. Ausführliche Versuche haben jedoch gezeigt, daß beim Zusammendrücken derartiger Pralltöpfe Kraftspitzen entsprechend der Anzahl der Stufen auftreten, weil das Zusammendrücken nicht konzentrisch, sondern ungleichmäßig und unter Bildung von polygonalen Ausknickungen erfolgt

Zur Aufrechterhaltung der Rundheit der einzelnen Stufen derartiger Pralltöpfe während des Zusammendrückens soll deshalb nach einem anderen Vorschlag (DT-PS 12 86419) die wirksame Wandstärke aufeinander folgender Abschnitte jeweils abwechselnd stärker und geringer ausgeführt werden. Durch eine derartige Ausbildung des Pralltopfes wird erreicht, daß beim Zusammendrücken jeweils ein dünnwandiger Abschr.iit in den darüber liegenden formstabilen Abschnitt sozusagen hineingestülpt wird. Nachteilig bei solchen Deformationsgliedern ist jedoch, daß ihre Herstellung durch die verschiedenen Wandstärken der einzelnen Abschnitte wesentlich verteuert wird. Eine solche Ausbildung eines Deformationsgliedes fällt nicht in den Schutzbereich der vorliegenden Patentanmeldung.

Es sind auch bereits glattwandige konische Deformationsglieder bekannt geworden, die sich entweder vom Lenkrad zum oberen Ende der Lenkspindel hin (FR-PS 13 09 128) oder aber von einer an der Lenkspindel befestigten Nabe zum Lenkrad hin (FR-PS 13 84471) verjüngen. Mit solchen glattwandigen Deformationsgliedern ist jedoch überhaupt kein gezielter Verformungsablauf bei einem Unfall zu erreichen weil es z. B. weitgehend vom Zufall abhängt, wo bei einem solchen Deformationsglied die Verformung einsetzt und wie sie dann weiter abläuft.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorstehend beschriebenen Pralltöpfe zu vermeiden und ein Deformationsglied zu schaffen, das bei möglichst konstanter Kraft gleichmäßig verformbar ist, bei einem vorgegebenen Verformungsweg eine möglichst große Verformungsarbeit leistet und bei dem keine aufwendige Herstellung durch Anordnung unterschiedlicher Wandstärken erforderlich ist.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Deformationsglied in an sich bekannter Weise nur einen weichen, unter Stoßeinwirkung plastisch verformbaren, im Längsschnitt konischen Abschnitt aufweist, der im Bereich seines größten Durchmessers mit einer Durchmesseraufweitung in einen sich nicht verformenden Abschnitt übergeht, der einen Hohlraum in der Lenkradnabe umschließt und dessen Höhe etwa der Hohe des verformbaren Abschnitts entspricht, so daß der verformbare Abschnitt bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad in den anderen Abschnitt hineingestülpt werden kann.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des nach dem Kennzeichenteil von Anspruch 1 ausgebildeten Gegen standes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Sicherheitslenkung nach der Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Fig. 1 der Zeichnung im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu-

ten werden.

Die F i g. 2 und 3 der Zeichnung zeigen in Form von Diagrammen schematisch die Verformungsarbeit eines bekannten, mehrstufigen Deformationsgliedes und eines erfindungsgemäßen Deformationsgiiedes mit nur einem verformbaren Abschnitt.

Das Lenkrad 1 der in Fi g. 1 dargestellten Sicherheitslenkung ist unter Zwischenschaltung eines Deformationsgliedes 2, das einen weichen, plastisch verformbaren Abschnitt 2a und einen steifen, formstabilen Abschnitt 2b aufweist über eine Nabe 3 mit der Lenkspindel 4 verbunden. Der Durchmesser der Nabe 3 ist dabei etwas größer als der Durchmesser des Mantelrohres 5 der Lenkung. Der formstabile Abschnitt 2b des Deformationsgliedes 2 wird nach oben begrenzt durch eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Abdeckung 6 eine Polsterung 7 der Lenkradnabe, wobei als Polstermaterial vorzugsweise Schaumstoff verwendet wird. Die Abdeckung 6 und die Polsterung 7 sollen dabei so ausgebildet sein, daß sie beim Hineinstülpen des verformbaren Abschnittes 2a des Deformationsgliedes 2 in den steifen Abschnitt 2b (in der Zeichnung mit unterbrochenen Linien dargestellt) ausweichen können, ohne daß es dabei zu einem wesentlichen Kraftanstieg kommt.

Der Übergang vom konischen Abschniit 2a des Deformationsgliedes 2 zum Abschnitt 2b ist als Radius r ausgebildet, wobei retwa dem 15fachen der Blechstärke des verformbaren Abschnittes 2a entspricht.

Die Verbindung des Deformationsgliedes 2 mit der auf der Lenkspindel 4 befestigten Nabe 3 erfolgt über eine Nietverbindung8.

Die in den Fig.2 und 3 dargestellten Diagramme veranschaulichen die Wirkungsweise eines bekannten Deformationsgliedes mit zwei verformbaren Abschnitten und eines erfindungsgemäßen üeformationsgliedes mit nur einem plastisch verformbaren Abschnitt

In beiden Diagrammen ist jeweils die beim Zusammendrücken gemessene Kraft über dem Verformungsweg aufgetragen.

Der in F i g. 2 dargestellte Kraftverlauf vom Verformungsweg Null bis zum Verformungsweg s\ entspricht einem konzentrischen Verformen zweier verformbarer Abschnitte eines untersuchten Pralltopfes. Von der Stelle des Verformungsweges s\ an beginnt ein diagonales Ausknicken, das zuerst einen starken Kraftabfall mit sich bringt und dann beim Verformungsweg S₃ zu einem Kraft-Maximum führt

Für den Versuch nach F i g. 3 wurde ein Pralltopf mit nur einer verformbaren Stufe bei gleicher Wandstärke und gleichem Gesamt-Verformungsweg verwendet. Der Kraftverlauf ist hierbei wesentlich gleichmäßiger und das Kraft-Maximum Pm liegt beträchtlich niedriger als bei dem zweistufigen Pralltopf, der dem Versuch nach F i g. 2 zugrunde lag.

Wenn man also voraussetzt daß beide Deformationsglieder etwa gleiche Verformungsarbeit bei vorgegebenem Verformungsweg leisten sollen, so liegt die Kraftspitze bei dem Pralltopf mit zwei verformbaren Abschnitten wesentlich höher als bei dem mit nur einem verformbaren Abschnitt und der Bereich von s\ bis S₂ in Fig.2 wird für die Verformungsarbeit nicht voll genutzt da in dem schräg schraffierten Bereich infolge des Kraftabfalles beim Ausknicken keine Verformungsarbeit geleistet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sicherheitslenkung für Kraftwagen mit einem zwischen dem Lenkrad und dem Kopfstück der Lenkspindel oder dem Mantelrohr der Lenkung angeordneten, aus Blech bestehenden Deformationsglied, dessen wirksame Wandstärke auf seiner ganzen Höhe gleich ist und dessen Durchmesser vom Lenkrad zur Lenkspindel bzw. zum Mantelrohr hin abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsglied (2) in an sich bekannter Weise nur einen weichen, unter Stoßeinwirkung plastisch verformbaren, im Längsschnitt konischen Abschnitt (2aj aufweist, der im Bereich seines größten Durchmessers mit einer Durchmesseraufweitung in einen sich nicht verformenden Abschnitt (2b) fibergeht, der einen Hohlraum in der Lenkradnabe umschließt und dessen Höhe etwa der Höhe des verformbaren Abschnitts (2a) entspricht, so daß der verformbare Abschnitt (2a) bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad (1) in den anderen Abschnitt (2b) hineingestülpt werden kann.

2. Sicherheitslenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Höhe des z$ formstabilen Abschnittes (2b) von einer z. B. aus Schaumstoff bestehenden Polsterung (7) der Lenkradnabe ausgefüllt wird.

3. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesservergrößerung vom dem Lenkrad (1) zugekehrten Ende des verformbaren Abschnittes (2a) des Deiormationsgliedes (2) zum formstabilen Abschnitt (2b) des Deformationsgliedes (2) etwa dem 30fachen der Blechstärke des erstgenannten Abschnittes ^/"entspricht.

4. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von einem /um anderen Abschnitt des Deformationsgliedes (2) als Kurve ausgebildet ist.

5. Sieherheitslenkung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß de' Übergang als Radius (r) ausgebildet ist. der etwa dem 15fachen der Blechstärke des verformbaren Abschnittes (2a) entspricht

b. Sicherheitslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Belestigung des Deformationsgliedes (2) an der Lenkspindel (4) über eine Nabe (3) erfolgt, deren Durchmesser mindestens dem Durchmesser des Mantelrohres (5) der lenkung entspricht.

7. Skherheitslenkung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Deforma tionspliedes (2) an seinem der Nabe (3) zugekehrten finde mindt stens dem Durchmesser dieser Nabe (3) entspricht.

8. Sicherheilslenkung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsglied am Mantelrohr der Lenkung befestigt ist und daß das Lenkrad gegenüber dem Deformationsglied drehbar ist.