DE3612688C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkradkern, insbesondere für Fahrzeuge, nach der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Aus der GB-PS 10 58 945 ist ein Lenkradkern mit einem Radkranz bekannt, der aus einem Metallrohr geformt ist, wobei zwei Speichen mit dem Rad­ kranz verbunden sind.

Dieser Radkranz besteht aus zwei halbkreisförmigen Teilen, von denen jeder an seinen beiden Enden flache Abschnitte hat, die sich überlappen und durch Nieten miteinander verbunden sind. An diesen Verbindungsstellen der beiden Radkranzhälften sind auch die Speichen, ebenfalls durch Nieten befestigt.

Dieser Radkranz ist relativ aufwendig, da beide Radkranzhälften mit je zwei flachen Abschnitten versehen werden müssen, außerdem wird durch die sich überlappenden Radkranzhälften das Gewicht des Radkranzes erhöht, was bei Fahrzeugen unerwünscht ist.

Aus der FR-PS 13 90 424 ist ein Lenkrad mit einem Radkranz bekannt, an den die Speichen stumpf angeschweißt sind. Der Radkranz besteht aus einem Rohr, das einen Kern aus einem inkompressiblen Material, z. B. Aluminium oder Kunststoff hat. Dieser Kern dient dazu, bei Unfällen Verformungen des Lenkrades möglichst zu verhindern. Nachteilig ist dabei aber, daß durch einen solchen Kern das Gewicht des Lenkrades erhöht wird.

Ferner haben beide Lenkräder Kreisquerschnitt, weshalb sich ein über den Lenkradkern aufgezogenes Überzugmaterial relativ leicht verschieben kann.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Lenkradkern der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die Speichen ohne Beeinträchtigung des Radkranzes an diesem einfach und schnell angeschweißt werden können und ein auf den Lenkradkern aufgebrachtes Überzugsmaterial sich auf diesem im wesentlichen nicht verschieben kann, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1 oder 5 bzw. der Patentansprüche 8, 11 oder 13 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 eine Draufsicht auf den Lenkradkern nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Radkranz des Lenkrades nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt vergrößert einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 2.

Fig. 4 zeigt vergrößert einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 1.

Fig. 5 zeigt im Schnitt einen Radkranz mit nicht-kreisförmigem Querschnitt für ein Lenkrad nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 6 zeigt im Schnitt ein Gesenk zur Formung des Radkranzes, der einen nicht-kreisförmigen Querschnitt hat.

Fig. 7 zeigt im Schnitt, wie der nicht kreisförmige Abschnitt des Radkranzes durch die Preß­ form gebildet worden ist.

Fig. 8 zeigt in Draufsicht den Rohling eines Lenkrades nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt längs der Linie IX-IX von Fig. 8.

Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf eine modifizierte Form des Lenkradkernes nach der dritten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 11 zeigt im Schnitt eine modifizierte Form des Radkranzes nach Fig. 4.

Fig. 12 zeigt perspektivisch den Radkranz mit quadratischem Querschnitt, der durch Ziehen herge­ stellt worden ist.

Fig. 13 zeigt vergrößert im Schnitt den Rand nach Fig. 12 mit einem Abschnitt einer Speiche.

Fig. 14 zeigt ähnlich wie Fig. 13 den Radkranz im Schnitt mit einer an ihn angeschweißten Speiche.

In den Fig. 1 bis 4 ist ein Rohling eines Lenkrades nach der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Er hat einen Radkranz 1 und ein Paar Speichen 2, von denen je ein Ende mit dem Radkranz 1 verbunden ist, wäh­ rend ihr anderes Ende im Bereich des Zentrums des Radkranzes 1 liegt, wie Fig. 1 zeigt. Der Radkranz 1 ist aus einem Metallrohr mit Kreisquerschnitt geformt. Sein Querschnitt ist im wesentlichen kreisförmig, jedoch an einer Seite durch Zu­ sammenpressen an zwei Punkten verformt, um ein Paar abgeflach­ ter und radial einwärts gerichteter Wandabschnitte 9 zu bilden. Jeder Wandabschnitt 9 ist somit doppelwandig und hat eine größere Dicke als die Wand des übrigen Teils des Rohres. Jede der Speichen 2 ist mit einem ihrer Enden über­ lappend mit der Unterseite einer der abgeflachten Wandab­ schnitte 9 verschweißt. Das andere Ende jeder Speiche 2 ist mit einer Nabe 4 in der Mitte des Radkranzes ver­ bunden. Die Nabe 4 hat in ihrer Mitte eine Bohrung 7, in welche eine nicht gezeigte Lenksäule einge­ setzt werden kann.

Zur Herstellung dieses Lenkradkernes wird ein Stahlrohr mit Kreisquerschnitt, einem Außendurch­ messer von z. B. 15,9 mm und einer Wanddicke von z. B. 1,2 mm, zunächst zu einem Ring 101 geformt. Zwei Bereiche 102 werden geeignet am Innenrand des Ringes 101 ausgewählt, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Jeder der Bereiche 102 wird mittels einer Presse verformt und es wird ein abgeflachter Wandabschnitt 9 gebildet, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Jeder Bereich 102 hat eine Länge in Umfangsrichtung, die von der Breite der Speiche 2 an dem Ende abhängt, das mit dem flachen Wandab­ schnitt 9 verbunden wird. Nachdem der Radkranz 1 wie beschrieben geformt worden ist, wird ein Ende jeder Speiche 2 in Form eines Stabes mit Rechteckquerschnitt in Kontakt mit der Unterseite von einem der abgeflachten Wandabschnitte 9 gebracht und mit diesem verschweißt, wie in Fig. 4 gezeigt ist, während das andere Ende an die Nabe 4 angeschweißt wird.

Dieser Lenkradkern kann mit einem Kunstharz überzogen werden, wie z. B. Polyurethan, weichem Polyvinylchlorid oder Polypropylen, um ein Lenkrad zu bilden.

Der so hergestellte Lenkradkern hat mehrere Vorteile.

Durch die flachen Wandabschnitte 9 wird die Positionierung der Speichen 2 an ihren radial äußeren Enden und die Ver­ schweißung mit dem Radkranz 1 erleichtert. Obwohl das Rohr, aus dem der Radkranz 1 geformt worden ist, eine geringe Wanddicke hat, haben die abgeflachten Wandab­ schnitte 9 die doppelte Dicke und ermöglichen damit das An­ schweißen der Speichen 2 ohne die Gefahr, daß der Radkranz 1 schmiltzt oder bricht. Da die Speichen 2 überlappend mit den flachen Wandteilen 9 verschweißt werden, hängt das Gewicht der Speichen 2 an den flachen Wandabschnitten 9 und es wird eine bessere Schweißfestigkeit zwischen dem Radkranz 1 und den Speichen 2 erzielt. Dies gilt besonders dann, wenn der Radkranz 1 eine Wanddicke kleiner als etwa 1,4 mm hat. Vor­ gezogen wird eine Wanddicke im Bereich von 0,8 bis 1,2 mm.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen einen Lenkradkern nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung mit einem Radkranz 1, der hier einen quadratischen Querschnitt hat außer in den Bereichen, in denen die abgeflachten Wand­ abschnitte 9 vorgesehen sind und in welchen sein Querschnitt identisch mit der in Fig. 3 gezeigten Form ist.

Der Radkranz 1 kann ebenfalls aus einem Stahlrohr mit Kreisquerschnitt geformt werden, beispielsweise mit einem Außendurchmesser von 15,9 mm und einer Wanddicke von 1,2 mm. Das Rohr wird zu einem Ring 101 geformt. Dieser Ring wird dann zu einem Ring 101 mit quadratischem Querschnitt geformt mittels eines Gesenkes oder einer Preßvorrichtung, wie sie beispielsweise in Fig. 6 dargestellt ist, außer in den Be­ reichen, in denen die abgeflachten Wandabschnitte 9 ausge­ bildet werden. Die Preßvorrichtung hat ein L-förmiges unteres Gesenk 5 und ein L-förmiges oberes Gesenk 6, dessen Innen­ fläche derjenigen des unteren Gesenkes 5 gegenüberliegt. Der Ring mit kreisförmigem Querschnitt wird in das untere Gesenk 5 eingelegt und das obere Gesenk 6 wird auf den Ring aufge­ setzt, wie Fig. 6 zeigt. Das obere Gesenk 6 wird dann un­ ter Druck abgesenkt, wodurch der Ring gegen das untere Ge­ senk 5 angepreßt wird und eine quadratische Querschnittsform ausgebildet wird, wie Fig. 7 zeigt. Zur Herstellung der abgeflachten Wandabschnitte 9 wird eine andere Preßeinrich­ tung verwendet, wie bereits anhand der Fig. 2 und 3 be­ schrieben wurde.

Jede der Speichen 2 wird mit einem ihrer Enden in Kontakt mit der Oberseite oder der Unterseite von einem der abge­ flachten Wandabschnitte 9 gebracht und mit diesem verschweißt, während das andere Ende an die Nabe 4 angeschweißt wird. Der entstehende Lenkradkern kann in gleicher Weise mit einem weichen Ma­ terial, z. B. Polyurethan oder weichem Polyvinylchlorid, be­ schichtet und überzogen werden, um ein fertiges Lenkrad zu bilden.

Der Lenkradkern hat dieselben Vorteile wie derjenige nach der ersten Ausführungsform und dazu einige weitere. Durch den nicht kreis­ förmigen Querschnitt des Radkranzes 1 wird verhindert, daß das weiche Beschichtungsmaterial sich um den Radkranz 1 verschiebt, wenn das Steuerrad erfaßt wird. Es besteht ferner keine Gefahr, daß der Radkranz 1 verdrillt wird, da sein nicht kreisförmiger Querschnitt durch einen Preßvorgang ge­ bildet wird.

Ein Lenkradkern nach einer dritten Ausführungsform ist in den Fig. 8 und 9 dargestellt. Er hat einen Radkranz 11 und ein Paar Speichen 12, von denen jeweils ein Ende mit dem Radkranz 11 verbunden ist, während ihr anderes Ende im Mittelbereich des Radkranzes 1 liegt. Der Radkranz besteht aus einem Ring 101 aus einem Metallrohr. Er hat zwei Abschnitte 111 mit Kreisquerschnitt, während die übrigen Abschnitte 112 des Radkranzes 1 quadratischen Querschnitt haben, wie der Ring nach der Ausführungsform von Fig. 5. Jede Spei­ che 12 ist mit einem Ende stumpf mit der Außenfläche von einem der kreisförmigen Abschnitte 111 an deren innerem Um­ fangsrand verschweißt, wie Fig. 9 zeigt.

Der Radkranz 11 kann aus einem Stahlrohr mit Kreis­ querschnitt gebildet werden, das einen Außendurchmesser von z. B. 15,9 und eine Wanddicke von 1,6 mm hat. Das Rohr wird zu dem Ring 101 geformt. Außer den Bereichen, die die Kreis­ querschnitts-Abschnitte 111 bilden, wird der Ring 101 durch Pressen im quadratischen Querschnitt geformt und die Bereiche 112 gebildet. Diese Arbeit kann unter Verwendung beispiels­ weise der Preßvorrichtung durchgeführt werden, die anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben wurde.

Der Lenkradkern wird mit einem weichen Material überzogen, um ein Lenkrad zu bilden, wie oben bereits beschrieben worden ist.

Die Lenkradkerne, wie sie in den Fig. 8 und 9 gezeigt sind, haben einige Vorteile. Da das Ende jeder Speiche 12 an die kreis­ förmige Außenfläche des Radkranzes 11 angeschweißt wird, bleibt der Zwischenraum, der zwischen der Außenfläche des Radkranzes 11 und dem Ende der Speiche 12 gebildet wird, gleich unabhängig von dem Winkel, unter welchem die Speiche 12 mit dem Radkranz 11 verbunden wird, wie sich aus Fig. 9 ergibt. Dieser Zwischen­ raum bildet einen Hinterschnitt, der die Stabilität einer Schweißverbindung zwischen Radkranz 11 und Speichen 12 gewährlei­ stet. Es kann der Fall sein, daß das Design des Lenkrades ver­ ändert wird und damit eine Änderung des Winkels verbunden ist, unter dem die Speichen 12 an den Radkranz 11 anzuschweißen sind, wie strichpunktiert in Fig. 9 gezeigt ist. Solche Änderungen können einfach ausgeführt werden, ohne daß die Form des Endes der Speichen 12, die an den Radkranz 11 anzuschweißen sind, ver­ ändert werden muß. Dies gilt besonders, wenn der Radkranz 11 eine Wanddicke von z. B. wenigstens 1,4 mm hat. Eine Wanddicke von 1,6 bis 2,0 mm wird vorgezogen.

Infolge der Abschnitte 112, die nicht kreisförmigen Quer­ schnitt haben, wird verhindert, daß das weiche Überzugs­ material sich auf oder über den Radkranz 11 verschiebt. Da der Ring 101 teilweise in Abschnitte mit nicht Kreisquerschnitt verformt worden ist, kann der Lenkradkern billiger her­ gestellt werden als wenn der Ring insgesamt einen nicht kreis­ förmigen Querschnitt erhält.

Eine modifizierte Form des Lenkradkernes nach Fig. 8 ist in Fig. 10 dargestellt. Sein Radkranz 11 hat keine Ab­ schnitte mit Kreisquerschnitt, sondern er hat längs seines gesamten Umfanges einen nicht kreisförmigen Querschnitt, z. B. einen quadratischen Querschnitt.

Der Lenkradkern nach Fig. 8 oder 10 hat den Vorteil, daß sein Radkranz 11 nicht verdreht oder verdrillt ist. Der Ring 101 wird aus einem Rohr mit Kreisquerschnitt geformt vor der Umformung des Querschnittes mindestens eines Teils des Ringes in einen nicht kreisförmigen Querschnitt, wobei die gegenüber­ liegenden Enden des Rohres miteinander verbunden werden können, um den Ring 101 zu bilden, ohne daß Probleme hinsichtlich Ver­ drehen oder Verdrillungen auftreten.

Das Verfahren zur Herstellung des Lenkrades bzw. eines Lenkradkernes nach der Erfindung vermeidet die bis­ herigen Schwierigkeiten beim Schweißen, wenn ein Rohr qudrati­ schen oder einen anderen nicht Kreis-Querschnitt hat und gebogen wird und an seinen gegenüberliegenden Enden verschweißt werden soll, um einen Ring zu bilden. Nach der Erfindung kann der Ring 101, der aus einem Rohr mit Kreisquerschnitt gebildet worden ist, leicht durch Pressen in einen nicht Kreisquer­ schnitt umgeformt werden, wodurch die Kosten gesenkt werden können.

Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen sind mög­ lich.

Bei dem Radkranz 1 oder 11 nach der zweiten oder dritten Ausführungsform kann der Querschnitt der Teile, die nicht kreisförmig sind, auch eine andere geeignete Form haben, welche eine Verschiebung des weichen Überzugsmaterials verhindert. Der Querschnitt kann z. B. oval sein oder kreuz­ förmig, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Vorgezogen wird jedoch ein quadratischer oder rechteckiger Querschnitt aus prakti­ schen Gründen auch hinsichtlich der Wirksamkeit bei der Ver­ hinderung einer Verschiebung des Überzugsmaterials, der höhe­ ren Festigkeit des Radkranzes und auch wegen der Einfachheit der Verformung des Querschittes.

Bei der zweiten Ausführungsform kann der Querschnitt der Teile des Radkranzes 1, an denen die Speichen 2 befestigt werden, gleich oder verschieden von den übrigen Teilen des Ringes sein.

In der ersten oder zweiten Ausführungsform können die Teile des Radkranzes 1, an denen die Speichen 2 befestigt werden, einen anderen Querschnitt haben, wenn die radial ein­ wärts gerichteten abgeflachten Wandabschnitte geeignet ge­ formt sind. Der Querschnitt kann beispielsweise kreuzförmig sein, wie in Fig. 11 dargestellt ist.

Bei der ersten, zweiten oder bei der dritten Ausführungs­ form können die Speichen 2 oder 12 jeden geeigneten Quer­ schnitt haben, es werden jedoch massive Speichen vorgezogen. Es wurden zwei Speichen beschrieben und dargestellt, die Er­ findung ist aber nicht auf diese Anzahl, noch auf die darge­ stellte und beschriebene Lage und Anordnung der Speichen be­ schränkt.

Bei der dritten Ausführungsform kann der aus einem Metall­ rohr geformte Ring alternativ in einen nicht kreisförmigen Querschnitt verpreßt werden, nachdem die Speichen 12 ange­ bracht worden sind.

In der ersten oder der zweiten Ausführungsform kann der Radkranz 1 längs seines gesamten Umfanges einen nicht kreisförmigen Querschnitt haben.

Bei allen Ausführungsformen kann anstelle der beschriebenen Preßvorrichtung auch jede andere geeignete Vorrichtung zur Verformung des Querschnittes des Radkranzes 1 oder 11 in einen nicht kreisförmigen Querschnitt verwendet werden, wenn nur der Radkranz 1 oder 11 hohl gehalten werden kann. Die Preßvorrichtung kann sich um den gesamten Umfang des Rohres, aus welchem der Radkranz 1 oder 11 gebildet wird, erstrec­ ken oder sie kann radial unterteilt sein.

Claims (14)

1. Lenkradkern, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem Radkranz, der aus einem Metallrohr geformt ist, wobei wenigstens eine Speiche mit dem Radkranz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkranz (1) wenigstens einen im wesentlichen flachen Abschnitt (9) aufweist, daß die Speiche (2) mit einem Ende über­ lappend mit diesem flachen Abschnitt (9) verbunden ist, daß der flache Abschnitt (9) am inneren Umfangsabschnitt des Radkranzes (1) ausgebildet ist und daß der Radkranz (1) einen nicht-kreisförmigen Querschnitt hat, außer in dem Bereich, in welchem der flache Ab­ schnitt (9) vorgesehen ist.

2. Lenkradkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht- kreisförmige Querschnitt des Radkranzes (1) ein quadratischer Querschnitt ist.

3. Lenkradkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkranz (1) eine Wanddicke von 0,8 bis 1,2 mm hat.

4. Lenkradkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speiche (2) aus einem massiven Metallstab mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt gebildet ist.

5. Lenkradkern, insbesondere für Fahrzeuge, mit einem Radkranz, der aus einem Metallrohr geformt ist, wobei wenigstens eine Speiche mit dem Radkranz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkranz (11) einen nicht-kreisförmigen Querschnitt längs seines größeren Teils seines Umfangs hat, daß er wenigstens einen Abschnitt (111) aufweist, der Kreisquerschnitt hat, und daß die Speiche (12) mit einem Ende stumpf mit dem Abschnitt (111), der Kreisquerschnitt hat, verbunden ist.

6. Lenkradkern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-kreisförmige Querschnitt des Radkranzes (11) ein quadratischer Querschnitt ist.

7. Lenkradkern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkranz (11) eine Wanddicke von 1,6 bis 2,0 mm hat.

8. Verfahren zur Herstellung eines Lenkradkernes nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, wobei ein Metallrohr mit Kreisquerschnitt und geringer Wanddicke zu einem Ring geformt und wenigstens eine Speiche mit diesem Ring verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Verformung des Metallrohres zu einem Ring (101) wenigstens ein im wesentlichen flacher Abschnitt (9) am Rad­ kranz (1) angeformt wird, und daß ein Ende der Speiche (2) überlappend mit dem flachen Abschnitt (9) verbunden wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Pressen des Ringes (101) der Radkranz (1) zu einem nicht-kreisförmigen Querschnitt verformt wird, außer in dem flachen Abschnitt (9).

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht- kreisförmige Querschnitt des Radkranzes (1) ein quadratischer Querschnitt ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Lenkradkernes, wobei ein Metallrohr mit Kreisquerschnitt und geringer Wanddicke zu einem Ring geformt und wenigstens eine Speiche mit diesem Ring verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Verformung des Metallrohres zu einem Ring (101) wenigstens ein Abschnitt (112) mit nicht-kreisförmigem Querschnitt sowie wenigstens ein Abschnitt (111) mit Kreisquerschnitt am Radkranz (11) ausgeformt werden, und daß ein Ende der Speiche (12) mit dem Abschnitt (111), der Kreisquerschnitt hat, stumpf verbunden wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht- kreisförmige Querschnitt des Radkranzes (11) ein quadratischer Querschnitt ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines Lenkradkernes, wobei ein Metall­ rohr mit Kreisquerschnitt und geringer Wanddicke zu einem Ring geformt und wenigstens eine Speiche mit diesem Ring verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Verformung des Metall­ rohres zu einem Ring (101) wenigstens ein Abschnitt des Ringes (101) zu einem Radkranz (11) mit nicht-kreisförmigem Querschnitt gepreßt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht-kreisförmige Querschnitt des Radkranzes (11) ein quadratischer Querschnitt ist.