DE2312843A1 - Lenkrad mit biomechanischem prallschutzsystem - Google Patents

Description

Mathias Otto Barth, Berlin-West Inge M a g β 1 geb. Rund, Berlin-Vest

Lenkrad mit biomechanischem Pxallechutzsystem.

Gegenstand vorliegende* Erfindung ist ein innerhalb des Lenkradkranzes auf der Nabe bewegliches Prallschutzsystem in Kfz-Lenkrädern, das in besonderer Weise eine Gewähr dafür bietet, dass sowohl ein ohne Sicherheitsgurt fahrender Autofahrer bei einem unfallbedingten Aufschlag seines Körpers auf das Lenkrad im unteren und mittleren Geschwindigkeit»bereich keine Verletzungen erleidet und ihn gleichzeitig davor bewahrt, über das Lenkrad hinweg mit seinem Kopf gegen die Windschutzscheibe geschleudert zu werden, als auch Fahrer mit angelegtem Sicherheitegurt bei mittleren und sogar hohen Geschwindigkeitsänderungen nicht mehr der Gefahr ausgesetzt sind, einerseits unter zu großen Gurtkräften Verletzungen davon zu tragen oder bei Verwendung von Gurten mit begrenzten Kräften nach Erreichung ihrer Maximaldehnung mit ihrem Kopf auf harte/ Lenkradteilen, insbesondere auf den oberen Lenkkranzbogen aufzuschlagen«.

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Im Bereich der bekannten Maßnahmen zur Erhöhung der passiven Sicherheit im Automobil sind auch für die Anordnung energieverzehrender Elemente in Lenkrädern bereits eine große Anzahl von Vorschlägen bekannte Unter anderem werden z.B. in Verbindung mit zwischen Leücrad und Lenksäule eingefügten metallischen Pralltöpfen sogenannte Nabenpolster verwendet, die aus relativ dünnen und damit wenig funktionstüchtigen Schaumstoffplatten bestehen, oder es wird vorgeschlagen,

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zylindrische metallische Yerformungselemente auf der Lenkradnabe anzuordnen, die zusätzliche mit Schaumstoff verkleidet sind.

Außerdem werden Lenkräder mit mehreren untereinander angeordneten und mit der Nabe verbundenen Lenkradkränzen vorgeschlagen, die bei Stoßbelastung nacheinander Yerformungaarbeit leisten sollen· Weiterhin sind noch von der Lenkradnabe pilzartig auf ragende* Formkörper aus schichtweisem Verbund mehrerer unterschiedlich steifer Kunststoffmassen als Stoßabsorptionsmittel bekannte Schließlich ist auch vorgeschlagen worden, innerhalb eines Lenkkranzes in einem schüsseiförmigen Lenkrad großflächige und querschnittsstarke Prallschutzkörper aus reinem Zellmaterial anzuordnen»

Alle diese und ähnliche Errichtungen in Lenkrädern besitzen bei Uhfallgeschehen eine nicht ausreichende Schutzwirkung und können nicht als sichere Mittel zur Verhütung von Verletzungen bezeichnet werden·

Der entscheidende Nachteil allerdieser Prallschutzmittel liegt in der ungünstigen Winkelstellung ihrer Aufprallfläche zur Stoßrichtung der aufschlagenden menschlichen Körperpartie· Als ideal bei Beginn der Kompressionsphase eines Lenkradaufpralls ist anzusehen, wenn die Aufprallfläche exact im rechten Winkel zur Stoßrichtung des auftreffenden Körpers steht· Weist das Prallschutzelement zu einer solch günstigen Stoßauffangposition noch eine optimal große Körperstützfläche auf, kann ein auf da3 Lenkrad aufschlagender Körperteil sich im Kollisionsmoment gleichmäßig an diese großdimensionierte Aufschlagfläche anlegen und die anschließend eintretende Deforme tionsarbeit würde einen biomechanisch denkbar günstige Stoßablaux' gewährleisten·

Da jedoch Aufprallstöße im allgemeinen sagittal, also aus der Sitzhaltung des Fahrers heraus parallel zur Fahrtrichtvmg verlaufen, hingegen Lenksäule und Lenkrad in den Fahrzeugen schräg geneigt zum Fahrer stehen, läßt sich eine solch ideale Stoüeuffangposition einer Prallschutzvorrichtung nicht verwirklichen.

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Auch die Einrichtung von verformbaren Lenkradhalterungen auf der Lenksäule, zu denen auch die Zwischänfügung eines Pralltopfes zählt, der unter Einwirkung von Aufschlagkräften auf den Lenkkranz eine Verstärkung der Lenkradneigung bewirkt, ist in dieser Hinsicht keine vorteilhafte Lösung· Es kann zwar durch die gwaltsam herbeigeführte HalterungsverforiHung des Lenkrades ein etwas verbessertes Auftreffverhältnis zu einen menschlichen Körperteil geschaffen werden, jedoch hat diese Verformung die Aufhebung der notwendig exacten Winkelstellung des Lenkrades zur Lenkspindel zur Folge, wodurch gezielte Lenkraddrehungen für eine in einer Uhfallsituation ggf. im letzten !foment lebenswichtige Richtungskorrektur des Fahrzeuges unmöglich gemacht werden.

Dieser Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein den biomecha·- nisehen Gegebenheiten am Menschen optimal günstig angepasstes Prallschutzsystem zu schaffen, welches einem nicht mit angelegtem Sicherheitsgurt fahrenden Fahrer bei einem unfallbedingten Aufprall auf das Lenkrad sich diesem im Augenblick des Aufschlages seiner Brustpartie auf den vor ihm liegenden Lenkkranzbogen unabhängig von dem übrigen Lenkrad mit seiner Aufprallfläche voll zuwendet und durch eine anschließend einsetzendes intensive Deformationsarbeit eine weitgehende Energieaufnahme herbeiführte Die Fähigkeit der völligen Anpassung der Prallechutz&ufschlagfläche an die jeweilige Stoßrichtung des auftreffenden menschlichen Körperteils darf natürlich nicht an eine bestimmte Lenkradstellung gebunden sein. Sie muß sowohl bei Geradeausstellung der Vorderräder des Fahrzeuges als auch bei deren Einschlag eintreten·

Veiter gehört zur Aufgabenstellung die Verhinderung der bei einem Frontalzusammenstoß unter bereits mittleren Geschwindigkeiten meist eintretenden Vorschleuderung des Fahrers über das Lenkrad hinweg gegen die windschutzscheibe, wobei in der Regel tödliche Kopfverletzungen entstehen! und schließlich umfasst sie noch die ebenso wichtige Aufgabe, zuverlässig zu verhindern, dass ein mit angelegtem Sicherheitsgurt von einem Aufprallunfall betroffener Autofahrer

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im Endstadium der durch die Gurtkräfte bewirkten Brustverzögerung anschließend mit seinem Kopf auf den oberen Lenkkranzbogen oder auf Speichenabschnitte aufschlägt»

Zur Lösung dieser Aufgaben wird erfindungsmäßig vorgeschlagen, einem Lenkrad in bekannter Weise eine Schüsselform zu verleihen und in dem dadurch entstehenden Hohlraum ein energieurawandelndes Prallschutzeleoent in Gestalt eines von der Nabe zum Lenkkranz ansteigenden Ver>formungskörpers derart beweglich anzuordnen, dass sich seine Aufprallflächenneigung selbsttätig ohne Verformung der Lenkradhalterung auf der Nabe der Stoßrichtung eines auf ihn aufprallenden menschlichen Körperteils voll anpasst₀

In bevorzugter Ausführung besteht der derartiger Verformungskörper aus einem nur die untere Lenkradhälfte radial ausfüllenden Schaumformteil, welches einen kreisrund ausgebildeten und konkav einwärts gewölbten Boden besitzt, der lose auf einer auf die Lenkradnabe aufgebrachten Kugelkalotte ruht und seine schräg nach oben ansteigende, sich dabei konisch verbreiternde, halbrunde Seitenwandung fest an vier, flach ausgebildete Speichen des Lenkrades anliegt. Die Aufprellfläche des Schaumformteils ist dabei groß dimensioniert und liegt etwas höher als die Lenkkranzoberkante. Stirnseitig fällt djte Formteil steil zu seinem kreisrunden Boden ab.

Diese erfindungsmäßige Ausbildung eines Lenkradprallschutzes mit einer bodeneeitig veränderlichen Lagerung auf einer gleichmäßig gekrümmten Oberfläche über der Lenkradnabe ermöglicht erstmalig, dass bei einem unfallbedingten Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad gleichzeitig mit der Wegbiegung des belasteten Lenkkranzbogens der vor ihm liegende halbrunde Rand des Verformungskörpers niedergedrückt wird und dieser sich dadurch dem aufschlagenden Körperteil automatisch soweit zuwendet, bis seine Aufprallfläche in nahezu rechtem Winkel zu dessen Auftreffrichtung steht und diesen, sich voll anlegend, aufnehmen kann, ohne dass jedoch hierbei die weitere Lenkfähigkeit des Lenkrades infolge eingetretener Halterungsverformung auf der Lenkspindel aufgehoben oder beeinträchtigt wirdo

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Für die Aufnehme eines derart beschaffenen, unabhängig von der Lenkradhai terung beweglichen Prallschutzelements wird erfindungsmäßig weiter vorgeschlagen, ein in bekannter Weise schüsselförmig ausgebildetes Lenkrad mit vier Flachspeichen zu versehen, die nur an den unteren Lenkkranzbogen anschließen und eine unterschiedliche, lediglich durch ihre verschiedene Breite bestimmte Festigkeit besitzen, wobei die beiden, etwa an der Mittellinie des Lenkrades verlaufenden Speichen doppelt so breit wie die zwischen diesen, leicht einwärts abgewinkelt liegenden Speichen ausgebildet sind. Mit dieser Ausbildung wird den beiden breiten bei angemessener Wahl und Wandstärke des Materials eine solche Festigkeit verliehen, dass sie sich bei Stoßbelastung des unteren Lenkkranzbogens verdrillen, während die Festigkeit der zwei schmalen Speichen derart begrenzt ist, dass sie bei geeigneter Dimensionierung des Lenkkranzes die örtlichen Dreh-, Zug- und Druckbelastungen im praktischen Fahrbetrieb ohne bleibende Deformation des Kranzes und ihrer selbst ertragen, jedoch bereits unter Einwirkung von Aufprallstößen in Stärken von etwa 150 kp auf den Lenkkranzbogen zusammen mit diesem deformiert werden und wegbiegen, sodass der schnellste Kontakt des Korpers mit der Aufprallfläche des Verformungselements hergestellt wird.

Um einem erfindungsmäßigen Verformungselement eine größtmögliche Energieaufnahmefähigkeit zu verleihen, die bei stoßartigen Geschwindingskeitsänderungen einerseits die biomechanischen Gesetze des menschlichen Körpers voll berücksicht, andererseits aber in der Lage ist, auch größere Aufprallkräfte optimal zu verarbeiten, wird weiterhin vorgeschlagen, dieses Element in an sieh bekannter Weise aus einem großflächigen und querschnittlich starken Schaumformkörper zu bilden, der jedoch ausschließlich aus nichtelastischem, nur plastisch verformbaren Hart schaum mit konstanter Dichteverteilung nuttinhBt besteht, welcher sich ohne jede Rückverformung bis zu 70 - 80$ seiner Querschnittshöhe zusammendrücken läßt· Zur verstärkten Einleitung einer schnellstmöglichen, sofort bei Kollisionsbeginn steil ansteigenden Druckverformungsarbeit erhält der Hartsohaumkörper zusätzlich eine Ummantelung aus ebenfalls nichtelastischen Integralschaum mit einem gegenüber dem Körper selbst noch erhöhtem Raumgewicht und damit härterer Beschaffenheit· ORIGINAL INSPECTED

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Ein in dieser Weise gestaltetes Prallschu.tzelement besitzt die für eine Stoßaufnähme biomechanisch mitentscheidende Eigenschaft, dass es bereits unter einer Stoßkraft von etwa 500 kp - diese Kraft ist für einen menschlichen Oberkörper in jedem Fall schaäenlos erträglich seine Deformationsarbeit aufnimmt, diese sich ggf. eher auf dem durch seine große '^uerschnittsstärke geschaffenen langen Verforrnungsweg und in Verbindung mit der sich gleichzeitig auch steigernden Verformungsarbeit der beiden unter ihm liegenden, schmalen Flachspeichen soweit verstärken kann, dass Energiebetriige bis zu maximal 2.000 kp abgebaut werden.

Ein weiteres Erfindungsmerkmal besteht in der Fähigkeit eines derart ausgebildeten Prallschutzsystems, genieinsam mit einem vom Autofahrer angelegten Sicherheitsgurt bei einem schweren Unfall noch größere Stoßkräfte erträglich zu verarbeiten, indem die Verformungswege beider Energieaufnahmeorgane gekoppelt und nacheinander so optimal genutzt werden können, dass bei der Qiergieverarbeitung die Kraftübertragung auf das Fahrzeug frühestmöglich und dann für einen außerordentlich langen Weg einsetzen kann. Hierbei ist ein Sicherheitsgurt mit begrenzten Gurtkräften und einem Dehnungsbereich zu verwenden, der etwas größer ist als der normale Abstand der Fahrerbrust zum Lenkrad. Bei einem Stoßablauf werden im Kollisionsmoment in herkömmlicher Weise diejenigen Energiebeträge durch die Gurtdehnung aufgenommen, für deren Verarbeitung der Gurt eingerichtet ist. Nach Obersteigen des Aufnahmevermögens des Sicherheitsgurtes übernimmt das Lenkrad-Prallschutzelement, auf welchee die Brustpartie des angeschnallten Fahrers anschließend, jedoch bereits stark verzögert auftrifft, und daft sich dabei dieser selbsttätig mit seiner Aufprallfläche voll zuwendet, den weiteren Verzehr der verbliebenen Restenergie_β

Von ganz entscheidender Bedeutung bei einer derart kombinierten Energieumwandlung ist, dass sich in der Endphase der Brustverzögerung sich die Brustregion dee Fahrers in vollem Maße feat an die große Aufprallfläche des Prallschutzelements anlegt und infolge seiner bei dieser Stützung eingenommenen Körperhaltung ein Aufschlagen seiner Kopfes auf den oberen Lenkkranzbogen ebenso zuverlässig verhindert wird, wie ein weiteres Vorschleudern in Richtung Windschutzscheibe.

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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen in einem bevorzugten Ausftihrungsbeispiel nachstehend erläutert und näher beschrieben.

Figo 1 zeigt in verkleinerter Darstellung eine Draufsicht auf ein erfindungsmäßig mit einem biomechanisehen Prallschutzsystem ausgestattes Lenkrad·

Innerhalb des Lenkkranzes 1 ist auf der hier verdeckt liegenden, tief versenkten Lenkradnabe 2 lose aufliegend und an vier, nur an den unteren Lenkkranzbogen anschließenden, unterschiedlich breiten Flachspeichen 5 und 4 fest anliegend, das aus einem großflächigen und quersehnittlich starken Hartsohaumkörper 5 bestehende Prallschutzelement in der Weise angeordnet, daß es von seinem kreisrunden Boden schräg noch oben ansteigend, sich dabei radial in die untere Lenkradhälfte erstreckt und diese nahezu ausfüllt· Seine radiale Ausdehnung ist so bemessen, dass ein ausreichend freier Baum für ein ungehindertes Umfassen des Lenkkranzes verbleibt·

Mit seiner Stirnseite 3b fällt der Hartschaumkörper steil zum Nabenboden ab· Die Oberkante· dieser Stirnseite ist ein wenig zurückgenommen, um den ohnehin ungehindert belassenen Durchblick durch den oberen Lenkkranzbogen auf die Instrumentenanlage des Fahrzeuges zu erweitern.

Die Jufprallfläche 5a des Hartschaumkörpers ist mit einem Inhalt von etwa 300 em^ sehr groß ausgelegt und ermöglicht eine optimal großflächige Krafteinleitung bei Stoßbeginn·

Die beiden in etwa auf der Lenkradmittellinie verlaufenden Flaohspeichen 3 sind, sich zum Lenkkranz verjüngend, doppelt ' so breit ausgebildet wie die beiden von diesen einwärts abgewinkelten Speichen 4 · Durch diese Ausbildung wird eine unterschiedliche Festigkeit der Flachspeichen erzielt mit dem Zweck, dass die beiden schmaleren Speichen sich mit dem

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unteren Lenkkranzbogen bereits unter relativ geringer Druckbelastung verformen und wegbiegen und damit die Aufprallfläche des Verformungskörpers schnell für die auftreffende Brustpartie eines auf dae Lenkrad aufprallenden Fahrers freigeben, während sich bei diesem Vorgang die breiteren, den Lenkkranz hauptsächlich tragenden Speichen verdrillen.

Fig» 2 zeigt in gleicher Ansicht eine bevorzugte Ausführung des außerordentlich einfachen und fertigungsgünetigen Gerüstes eines für die Aufnahme des vorgesehenen Prallschutzsystems geeigneten Lenkrades·

Es besteht im wesentlichen aus einer kreisrunden, plattenförmigen und mit einer zentrischen Aufnahmeeinrichtung für die Lenkspindel versehenen Lenkradnabe 2 , von der, sich einstückig aus dieser fortsetzend, die unterschiedlich breit bemessenen Flachepeichen 5 und 4 zum Lenkkranz 1 ansteigen und an seine untere Umfanghälfte anschließen. Die Innenseiten der Flachspeichen bilden die seitliche Auflagefläche für den sich konisch nach unten verjüngenden Verformungskörper»

Figo 3 zeigt die Vorderansicht eines erfindungsmäßig ausgebildeten Lenkrades.

Auf der Lenksäule 10 und mit der in dieser Darstellung nur gestrichelt angedeuteten Lenkspindel 9 fest verbunden, befindet sich die kreisrunde und vorteilhaft im Durchmesser um ein geringes größer als die Lenksäule bemessene, plattenförmige Lenkradnabe 2 , von der in entsprechendem Winkel die vier zum unteren Lenkkranzbogen führenden Flachspeichen 3 und 4 ansteigen»

Auf die Lenkradnabe ist eine den Verformungskörper 5 bodenseitig beweglich tragende« Kugelkalotte 7 # die an ihrer Schnittkante einen schmalen, zylindrischen Kragen 8 mit einem Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser der Nabe und einer Höhe von 12-15 mm sowie mit an einer Umfangshälfte vier unterschiedlich breiten Aussparungen 8a aufweist, in

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der Weise im Preßsitz aufgebracht, dass der Kragen 6 über den Nabenrand greift bie die Kalotte fest auf diesem aufliegt, wobei seine -vier Aussparungen den vom Nabenrand aufsteigenden Flachspeichen passenden Durchlass belassen«

Biese Weise der einfachen Aufbringung der Kugelkalotte auf die Lenkradnabe ermöglicht eine äußerst zeit-und arbeitssparendes Montage des Lenkradgerüstes auf die Lenkspindel, die zweckmäßig vor dem Einsatz des Prallschutzelements in des Lenkrad erfolgte

Auf der Oberfläche der Kugelkalotte 7 lagert der Verformungskörper 5 t dessen unterer, sich konisch verjüngender und bodenseitig konkav gewölbter Quersohnittsteil 5c in einer gleichartig ausgebildeten, formstabilen Wanne 6 aus Plastic oder Blech fest anliegend! ruht, derart beweglich, dass er bei einer durch Stoßeinwirkung über den Lenkkranzbogen herbeigeführten Veränderung seiner durch die Speichen gebildeten Seitenhalterung seine Normallage auf der Kalotte in gleichem Maße wie die Formänderung von Speichen und Lenkkranzbogen ändert und damit eine verstärkte Neigung seiner Aufprallfläche 5a zum Fahrer hin bewirkt.

Fig. 4 und

Fig. 5 zeigen in gleicher Ansicht den Verformungskörper 5 und die Kugelkalotte 7 als Einzelteile.

Der Verformungskörper 5 ist/quersohnittstarkes und obersei tig großflächig ausgebildetes Formteil, welches aus nur plastisch verformbarem, homogenem Polyurethan-Hartscheua besteht. Seine Stauchhärte und seine Druckverformungskennlinie wird durch sein Baumgewicht bestimmt und können variiert werden.

Die im Halbkreis verlaufende, groß ausgelegte Aufprallfläche 5a fällt von ihrer höher aufragenden Stirnkante leicht nach vorn ab, bis tie in der Mitte des unteren Lenkkranzbogens mit dessen Oberkante in etwa gleich liegt und dadurch

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bereits eine gunstige Neigung zum Fahrer erhält·

Der untere Querschnittsteil 5o des Verfonnungskörpers verjüngt sich entsprechend dem Speichenanstieg von der Lenkradnabe und weist am Boden eine konkave Einwölbung 6a auf, die der Oberflächenkrümmung der Kugelkalotte 7 entspricht» Zur Sicherung einer formbeständigen und bewegungsfähigen Auflage des nur aus drucknachgiebiger Schaummasee bestehenden Verformungskörpers auf der Kalotte ist dieser Querschnittsteil zusätzlich in eine ihn eng umschließende, formsteife Wanne 6 mit gleicher Bodenausbildung eingebettet·

Die Kugelkalotte 7 hat einen vom Lenkradnaben-Durchmesser bestimmten Krümmungsradius. Der an ihrer Schnittkante ansetzende zylindrische, ihrer Befestigung auf der Lenkradnabe dienende Kragen 8 weist vier rechteckige, verschieden breite Aussparungen 8a für den Speichendurchlaß aufο

Figo 6 zeigt in ebenfalls gleicher Darstellung das in Fig. 2 in Draufsicht veranschaulichte, für die Aufnahme des vorgeschlagenen biomechanischen Prallsehutzsystems bevorzugt geeignete, einfach gestaltete Lenkradgerüst. Von der plattenförmig ausgebildeten Lenkradnabe 2 mit ihrer zentrischen Einrichtung für die Aufnahme dear Lenkspindel 9 führen die vier, sich einstückig aus ihr fortsetzenden Flachspeichen 3 und 4 zum unteren Lenkkjranzbogen 1 »

Figo 7 zeigt eine seitliche Ansicht des erfindungsmäßig ausgebildeten Lenkrades, und

das gleiche Lenkrad längsgeschnittenο

Der das Prallschutzelement bildende Verformungskörper 5 lagert mit dem konkav gewölbten Boden 6a der seinen unteren Querschnittsteil ^o fest umschließenden, formsteifen Wanne auf der mit ihrem Kragen β im Preßsitz auf der Lenkradnabe 2 aufgebrachten Kugelkalotte 7 » loBe auf dieser

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aufliegend, wobei er gleichzeitig seitlich an den Innenflächen der Tier FLachspeichen 3 und 4 anliegt und von kleinen, an diesen angeordneten und in entsprechende, am oberen Rand der Wanne 6 befindliche Langlöoher greifenden, federnden Zungen 3a und 4a in seiner normalen Lage gehalten wird·

Sie zwei breiten Flachspeichen 5 verlaufen vorteilhaft gestreckt an der Lenkradmittellinie, während die beiden schmalen Speichen 4 zwischen diesen an den unteren Lenkkranz« bogen 1 anschließen und so gemeinsam eine teilweise geschlossene Halbschüsselwandung für das seitliche Anlegen des Yezfoxmmgskörpexs 5 bilden ο

Si» Oberkante, der steil abfallenden Stirnseite 5b des Verfoxmragskörpers ist etwas zurückgenommen, um das Blickfeld des Fahrers auf die Fahrzeuginstrumente nicht zu beeinträchtigen·

Fig> 9 zeigt einen vergrößert dargestellten Längsschnitt dieser beispielsweisen Ausführung des Lenkrades mit der angenommenen Wirkungsweise seines, sich einem auf das Lenkrad aufprallenden Autofahrer mit seiner Aufprallfläche unabhängig von der Lenkradhaiterung selbsttätig voll zuwendenden Prallsehutzelements·

Der in dicker Yollinie umriesene Yerfoxmungskörper 5 ruht in Noxaallage mit den konkav gewölbten Boden 6a der, seinen unteren Querschnittsteil 5c umschließenden Wanne 6 auf der Oberflächenmitte der Kugelkalotte 7 und wird durch sein seitliches Anlegen an die Innenflächen der Speichen 5 und 4 sowie einer zusätzlichen Arretierung durch inseitig an diesen befindliche Federzungen in dieser Lage gehalten·

Die .Aufprallfläche 5a des Yerforoungskörpers weist in dieser Position nahezu die gleiche Neigung auf wie das Lenkrad selbst, wobei sie von der Lenkradmitte leicht zum unteren Kranzbogen abfällt.

Sin Vergleich des Neigungswinkels (hier etwa 43°) der in dieser Lage befindlichen Aufprallfläche mit der durch den Pfeil A

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gekennzeichneten, gewöhnlich sagittalen Stoßrichtung: einer bei einem Unfall auf das Lenkrad aufschlagenden menschlichen Körperpartie zeigt deutlich, dass z«B· die Brustregion des Fahrers nach normaler Verformung des unteren Lenkkranzee nur schräg auf den unteren, äußeren Rand dee Prallschutzelements auftreffen würde und dabei eine zum Energieverzehr führende Deformationsarbeit garnicht aufgenommen werden kann, von der eintretenden Abscherung dee derart zur Kraftrichtung stehenden Verformungsteils ganz abgesehen·

In dünner Umriß-Strichlinie dagegen ist veranschaulicht, wie der gleiche Verformungskörper 5 nach Verformung des unteren Lenkkranzbogens 1 und der beiden schmaleren Flachspeichen 4 sowie der gleichzeitigen Niederdrückung seines Randbereichs und bei Lösung der Federzungen 5a und 4s aus ihren Halterungen seine Stellung an dex konkaven Auflagefläche 6a auf der feststehenden Kugelkalotte 7 soweit verändert, bis seine Aufprallflach« 5«. je nach Stoßstärke in nahezu idealem Winkel zur angedeuteten Auftreffrichtung dee aufschlagenden Körperteile steht und diesen bei größtmöglicher Kraftverteilung und nachfolgender Energieverarbeitung voll aufnehmen kann, ohne jedoch bei diesem Vorgang die weitere Lenkfähigkeit des Lenkrades durch eine nachteilige Deformation der Lenkradhalterung zu beeinträchtigen»

Sie Maßnahme, den gemeinsam mit den erfindungsmäßig gestalteten Lenkradspeichen da· biomechanische Prallschutzsystem bildenden Verformungskörper ohne jede Beeinflussung der Lenkradhalterung innerhalb des Lenkkranzes horizontal beweglich zur bedarfsweisen. Verstärkung seiner Aufprallflächenneigung anzuordnen, umfasst natürlich nicht nur die beschriebene konkave Ausbildung seines Bodens, der auf einer über der Lenkradnabe befindlichen Kugelkalotte lose ruht, sie kann auch darin bestehen, in umgekehrter

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Weise den Boden konvex vorzuwölben und ihn in einer konkav nach innen gekrümmten, ebenfalls an oder über der Lenkradnabe angeordneten Lagerschale in gleicher Beweglichkeit zu betten·

Ebenso ist es möglich, diese Beweglichkeit herbeizuführen, indem der Verformungskörper durch ein flexibles Verbindungsmittel direkt oder indirekt mit der Lenkradnabe oder einem anderen Lenkradteil zusammengefügt wird·

Ia übrigen beschränkt sich dies· Erfindung auch nicht auf das angeführt« Ausführungsbeispiel· Sämtlich« aus der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale einschließlich konstruktiver Einzelheiten sind auch in anderen Kombinationen und mit anderen Funktionsmitteln schutsweeentlich»

-Patentanspruch·«

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Claims (1)

1. Patentansprüche j

   1· !Lenkrad ait biomechanischem Prallschutzsystem, bestehend aus

   v. / einen innerhalb des Lenkradkranzes über einer versenkten

   Lenkradnabe angeordneten, energieverzehrenden Verformungselement, dadurch gekennzeichnet, dass der ein solches Element bildende Verformungskörper 5 nicht starr und fest mit dem Lenkrad verbunden, sondern in diesem beweglich gelagert ist, indem er, seitlich an, in an sich bekannter Weis· flach ausgebildete Speichen anliegt und in bevorzugter Ausführung mit einem konkav eingewölbten Boden 6a los· auf einer auf die Lenkradnabe 2 aufgebrachten Kugelkalott· 7 oder in umgekehrter Ausbildung mit einem konvex vorgewölbten Boden in einer konkav geformten Lagerschale ruht oder durch eine flexible Verbindung mit der Nabe zusammengefügt ist, und bei einer durch Stoßbelastung eintretenden Deformation von Lenkkranz und Speichen, jedoch unabhängig von der Halterung des Lenkrades, seine Buhelage auf deren gleichmäßig gekrümmten Oberfläche in der Richtung und in dem Ausmaß ändert, wie der Aufprallstoß die Form von Lenkkranz und Speichen verändert und dabei die Neigung seiner Aufprallfläche 5a bo verstärkt, dass diese in nahezu rechtem Winkel zur Stoßrichtung des auftreffenden menschlichen Körperteils steht.

   2· Lenkrad mit biomechanischem Prallschutzsysteni nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der das Prallschutzelement bildende Yerformungskörper 5 völlig aus einem nichtleastisohen, homogenen und nur plastisch verformbaren Hartschaum aus Polyurethan oder ähnlich geeignetem Schaumstoff besteht, der von einem noch härteren Mantel aus differentiellem Integralschaum allseitig umgeben istο

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   Lenkrad nit bioaechaniaehem Prallschutzsystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vier, in an sich bekannter Weise flach gestaltete und nur an die untere Umfangehälfte des Lenkkranzes 1 anschließende Speichen derart ausgebildet sind, dass die in etwa über der Lenkradmittellinie gestreckt -verlaufenden Flachspeichen 5 die doppelte Breite der von diesen einwärts abgewinkelten Flachapeiohen 4 besitzen und damit die doppelte Festigkeit gegenüber diesen erhalten·

   ο Lenkrad alt bioaechanischem Prallschutzsystem nach Anspruch 1 bis 3 t dadurch gekennzeichnet, dass dl· zum Lenkkrens hin führend· Verjüngung, die Querschnittsstärke und die Breite der zwei an den unteren Lenkkranzbogen anschließenden, schmaleren Flachspeiehen 4 derart ausgebildet sind, dass Ihr Verforaungsbeginn an Lenkkran zanschlnß bereits unter einer Druckbelastung -von etwa 150 kp eintritt, ihr weiterer Verfoxaung·- wideratand zur Lenkradnabe 2 hin jedoch linear so stark zuniaat, dass sie zusammen alt dem seitlich auf sie aufliegendem Verforaungskörper 5 eine weitaus höher· Defonoationsarbeit aufnehaen können·

   5· Lenkrad alt bioaechanischem Prallschutzsystem naoh Anspruch 1 , d a d u r ο h gekennzeichnet, dass die den Verfonnungakörper beweglich tragende Kugelkalott· 7 einen von ihrer Schnittkante abwärts gerichteten, zylindrischen Kragen 8 besitzt, dessen Innendurchmesser gleioh dem Außendurohaesaer der Lenkradnabe} 2 ist, und die Kalotte damit im Preßsitz auf der Habe haftet.

   6· Lenkrad alt bioaeohanisohem Prallschutzsystem nach den Ansprüchen 1 bis 5fdaduroh gekennzeichnet, dass der in ihm als Prallschutzelement gelagerte, horizontal bewegliche Yerforaungskörper 5 vermittels des durch seine grofie Quersohnittsstärke geschaffenen langen Verformungsvegee, seiner großflächigen Krafteinleitung und der Fähigkeit,

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   diese Mittel über die Anpassung seiner Auf prpllf lache 5a an einen auf ihn auftreffenden menschlichen Körperteil für eine große Deformationsarbeit voll nutzbar zu machen, die weitere Energiererarbeitung übernehmen kann, wenn ein von einem Autofahrer angelegter Sicherheitsgurt, der nur auf die menschliche Erträglichkeit begrenzte Gurtkrafte besitzt, dieser nicht ausreicht, um die bei größeren Geschwindigkeitsänderungen anfallenden Biergiftbeträge allein zu verarbeiten·

   Mathias Otto B a

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