[发明专利]汽车用方向盘骨架

说明书

本发明涉及一种汽车用方向盘骨架，其中轮毂、轮幅和轮圈全部或部分地由一块金属板块组成，金属板通过边缘的卷边，获得一个U形或L形断面，断面具有一个基本上垂直于方向盘轴延伸的基面区域，以及基本上平行于方向盘轴延伸的支脚区域，这正如US5490435所述。

这种方向盘骨架被用来生产汽车用方向盘。其优点在于，所有部件可以被整体地用一块单一的金属板块制成，通过无切削成形工序、切割以及冲裁，金属板获得其最终形状，其中对各单独构件结构强度的不同要求，可以通过U形以及L形截面相应的尺寸选择被顾及到。

对方向盘的另一项要求在于，如果在一次事故中汽车司机猛烈撞击方向盘，方向盘应该吸收尽可能多的变形功。借助于装配的气囊，受伤的危险虽然已被大大降低，但除此之外，一只最佳构造的方向盘还能够明显地有助于降低由事故引发的伤害。

因此本发明目的在于，提供一种开始时述及类型的方向盘骨架，它除了有关低成本生产的优点之外，还考虑到吸收尽可能高的变形功而最佳地设计，没有必要忍受制造方面的缺点。

为了解决该目的，本发明推荐，对于这种类型的方向盘骨架，支脚沿长度方向上看来被加工成这样的波形，即邻近基面的支脚端实际并没有偏离初始面，自由的远离基面的支脚具有最大的偏离，而且这种偏离在支脚的高度范围内被设计为持续地增加。

通过这种方式获得这样一种构件，它能够在由事故引发的过载情况下，按预定目标变形，这时借助于支脚端区域的相应的波形构造，能够按预定目标顾及到：首先是“较软”构造区域，然后是“较硬”的区域，相继发生变形。可以实现参与变形区域的一种所谓“自动调整”，它对于给定的方向盘来说导致最大的变形功，并且因此使事故后果最小。

由于不能预言，当汽车司机撞击方向盘时，最大荷载正好出现在方向盘骨架内的何处，也就是开始的变形在何处，因而适宜配置完整的这种类型的、在支脚端区域拥有照本发明的波形变形的方向盘骨架，这样起始变形就能够在任何地方开始，并且能够扩展到整个方向盘骨架。

在各种情况下，方向盘的轮圈相对于被固定在比较有刚性的方向盘柱上的方向盘轮毂向下弯曲，即拉力出现在方向盘朝向汽车司机的一侧上。如果把方向盘骨架的按照本发明被制成波形的支脚端放在这个一侧上，被制成波形的支脚端在拉力的影响下，将或多或少地被拉伸。与未被制成波形的支脚端相比，本发明的方向盘骨架在这样的承载情况下，明显柔韧得多，而且因此适于更好地吸收变形功。随着被制成波形的支脚端的拉伸量不断增加，变形阻力随之提高，因此，撞击运动受到不断增强的制动，考虑到避免负加速度的峰值以及回弹特性，这是期望的。

理所当然方向盘骨架也可以被反过来布置，这样被制成波形的支脚端在发生事故时，承受压力负载。在这种情况下，波形被进一步聚拢。即使这样布置时，方向盘骨架也比带有末、被制成波形的支脚端的方向盘骨架更“软”。这样一种类型的方向盘骨架，可以单独地借助于支脚端的本发明波形，适应极不相同的要求，在这种情况下理所当然还必须保持在通常运行过程所要求的形状刚性。

初始的变形阻力可以通过波形尺寸、即通过金属板材因此出现的硬化来调整。

本发明思路的有益结构在从属权利要求中介绍。其它细节借助于图1所示本发明的实施例，被详细说明。

图1展示了方向盘骨架1的局部，它用一块金属板块经冲裁、弯边和其它无切屑成型步骤加工而成。方向盘骨架1整体地由轮毂2、轮辐3和轮圈4组成，其中借助于卷边形成U形或L形截面，截面带有垂直于方向盘轴延伸的基面区域5，它在金属板块的平面内处于其初始形状，截面还带有平行于方向盘轴，即基本垂直于基面区域5延伸的支脚6、7、8。这些支脚6、7、8在一端侧被加工为波形，更确切地说，基面附近的支脚端9实际上没有偏离初始面，自由的、远离基部的支脚端10却安有最大偏离，而且这种偏离被设计为在支脚高度内持续地增加。

图中描绘了远离基面的支脚端的一种基本为正弦曲线的变形，它可以按照需要被设计得或“强”或“弱”，尤其为了在方向盘骨架上按照目标实现或多或少的“软”区域而被更改。

支脚端的波形还可以有另一种形状，例如由位置交替的、相邻布置的弧形段组成，或者被实施为锯齿形状。这与其它可能性一起能够形成一种可以适应极不相同要求的方向盘骨架，这时借助于简单的试验能够轻易确定，在具有标准负荷的结构强度情况下，当事故引发方向盘骨架过载时，有最大的变形功。此外，在加工时不可避免地出现的冷作硬化能够被作为设计参数，这种硬化本身如果必要的话，可以通过热处理被完全或局部地消除。

支脚端按照本发明的波形，对这类方向盘来说，单独地以及与其它材料性质、成形性质结合在一起，提供这样的可能性，即满足所有关于正常基本强度和在事故引发过载时吸收最大变形功方面的要求。特别地实际上方向盘骨架的所有区域都可以与变形功有关。