Bei herkommlichen Lenkrädern umfaßt das meist metallische Skelett den Nabenbereich, die Speichen und den Lenkradkranz. Im Nabenbereich sind hohe Materialfestigkeiten erforderlich, um alle bei beslimmungs- gemäßem Gebrauch des Lenkrades auftretenden Kriifte möglichst platzspa- rend auf die in der Fahrzeugkarosserie befestigte Lenksäule übertragen zu können. Auch die Speichen-und Kranzbereichc des Lenkradskelettes müssen in erster Linie für die zu übertragenden Lenkkräfte ausgelegt werden. Darüber hinaus werden diese Bereiche des Lcnkradskelettes <BR> <BR> <BR> schon seit geraumer Zeit derart konzipiert, daß sie bei einem unfall- bedingten Aufprall des Fahrzeuglenkers einen hohen Teil der Aufprall- energie durch Formänderung absorbieren können und damit das Verlet- zungsrisiko senken.

Lenkradskelette werden entweder aus metallischen Halbzeugteilen, die spangebend oder nicht spangebend vorgeformt sind und die mittels Schweil3-oder Lötprozessen miteinander verbunden sind, aufgebaut oder gießtechnisch und dann meist aus einer Leichtmetall-Legierung eintei- lig hergestellt. Dabei ist man selbstverständlich bemüht, allen mechanischen Anforderungen mit einem möglichst geringen Materialauf- wand gerecht zu werden, wobei die gießtechnischen Herstellungsverfah- ren im allgemeinen zwar teurer sind, bei der Formgebung gegenüber der Herstellung aus Halbzeugformteilen aber wesentlich mehr Möglichkeiten bicten.

Ein weiterer, wesentlicher Aspekt bei der Gestaltung von Lenkrad- <BR> <BR> <BR> skelelten ergibt sich aus der Notwendigkeit der Befestigung des Airbagmoduls, das bei allen moderne Kraftfahrzeugen serienmäßig im Lenkrad angeordnet ist. Bei der explosionsarligen Entfaltung des Luftsacks crgeben sich kurzzeitig ganz erhebliche Reaktionskräfte, die von der Luftsackbcfcstigung zuvcrhissig auf das Lcnkradskelett über- tragen werden müssen.

Durch die Erfindung wird ein Lenkrad für Kraftfahrzeuge zur Ver- fügung gestellt, dits ganz oder nahezu vollständig ohne das den Her- stellungsaufwand vergrößernde Lenkradskclett auskommt.

Das erfindungsgemäße Lenkrad für Kraftfahrzeuge hat eine Nabe, einen Lenkradkranz und mehrere den Lenkradkranz mit der Nabe verbin- dende Speichen. Die Nabe weist einen Nabenkern zur Befestigung an der Lenkwelle und einen den Nabenkern umgebenden Grundkörper aus faserver- stärktem Kunststoff auf. Die Speichen sind einteilig und durchgehend mit dem Grundkörper der Nabe aus faserverstärktem Kunststoff geformt.

Der Lenkradkranz ist einteilig und durchgehend mit den Speichen aus faserverstärktem Kunststoff geformt. Der Grundkorper bildet mit den Speichen und dem Lenkradkranz einen selbsttragenden Formkörper. Geeig- nete Kunststoffe sind dieselben, die bisher für die Ummanlelung der Lenkradskelette verwendet wurden. Diese Kunststoffe sind insbesondere Polyurethan, Polyamid und Polypropylen. Vorzugsweise werden diese Kunststoffe auch, wie bei den bisher üblichen Ummantelungen, ge- schäumt. Es wurde gefunden, daß durch Zusetzen vou Verstairkungsfasern zur Kunststoffmasse eine solche mechanische Festigkeit des Lenkrad- körpers erzielt werden kann, daß sich die Verwendung eines Lenkrad- skeletts erübrigt. Allenfalls im Bereich der Nabe des Lenkrades ist die Verwendung einer Armierung zweckmäßig, die dann zugleich als Abstützung und Halterung für ein Gassack-Modul dient.

Eine besonders hohe Festigkeit und Formstabililät des Lenkrades wird bei der bevorzugten Ausfuhrungsform dadurch erreicht, daß der Formkörper im Bereich nahe seiner Au (3enflaiche durch überwiegend gestreckt und parallel zur Außenfläche angeordnete Fasern verstärkt ist ; in seinem Inneren kann der Formkörper durch regellos bzw. zufäl- lig verteilte Fasern verstärkt sein, jedoch sollten die Fasern über- wiegend in gestreckter Form vorliegen.

Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Herstellung des Lenkrades geschaffen. Die Besonderheit des Verfahrens bestehl darin, daß der Nabenkern des Lenkrades in eine Gießform cingcbracht und eine aus Kunststoff und Verstärkungsfascrn bestehende Masse in die Gießform eingebracht wird. Die Masse wird vorzugsweise durch einen programm- gesteuert vcrfahrbarcn Spritzkopf in ein offenes Fornwerkzcugtcil drucklos cingcbracht. Dabei werdeeu die Verstirkungsfascrn cler gc-

spritzten Masse im Verlauf des Spritzens zugesetzt. Nach dem Ein- spritzen der Masse und vor dem Aufschäumen derselben wird die Gießform geschlossen. Die Dosierung der VersOirkungsfascrn crfolgt vorzugsweisc im Verlauf des Spritzens der Masse, entsprechend den angestrebten mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Bereiche des Lenkrades, vorzugsweise ebenLalls programmgesteuert.

Durch Anwendung des crfindungsgcmäßcn Verfahrens wird in beson- ders vorteilhafter Weise erreicht, daß die Verstärkungsfasern im Bereich nahe der Außenfläche überwiegend gestreckt sowie parallel zur Außenfläche angeordnet sind, während sie im Inneren des Formkörpers auch regellos und zufällig angeordnet sein können. Die Verstärkungs- fasern sind aber überwiegend in gestreckter Form vorhanden. Die Ver- stärkungslasern bilden eine auf Zug und Druck hoch beanspruchbare Schale des Formkörpers. Aufgrund dieser Beschaffenheit des Formkörpers hat dieser die angestrebten mechanischen Eigenschaften, insbesondere seine Biegesteifigkeit und die für den Energieabbau bei einem Aufprall benötigte plastische Verformbarkeit.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen und aus der Zeich- nung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen : -Fig. 1 schematisch einen radialen Schnitt eines herkömmlichen Lenkrades ; -Fig. 2 einen radialen Schnitt eines erfindungsgemäßen Lenkra- des ; -Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt einer ersten Ausführungs- variante ; und -Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt einer zweiten Ausfüh- rungsvariantc.

Das in Fig. l gezeigte herkömmliche Lenkrad für Kraftfahrzeuge hat eine Nabe 10, einen Lenkradkranz 12 und mehrcrc den Lcnkradkranz 12 mit der Nabe 10 verbindende Speichen 14. Die Nabe 10 bildet im Bereich des Übergangs zu den Speichen 14 einen Absatz 16 zur Abstüt- zung und Befestigung eines Gassack-Moeluls.

Das in Fig. 1 gezeigte, herkömmliche Lenkrad besteht aus einem metallischen Skelett 18 und einer Ummantelung 20 aus Kunststoff. Das <BR> <BR> <BR> Skelett 18 erstreckt sich von einem Nabenkern 22 in Form einer Buchse<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> durch die Nabe 10, den Absatz 16, die Speichen 14 und bis in den Lenk- radkranz 12. Die Ummantelung 20 besteht aus einem vorzugsweise ge- schäumten Kunslstoff wie Polyurethan.

Bei der in Fig. 2 gezeigten, erfindungsgemäßen Ausführung des Lenkrades ist das Lenkradskelett vollständig entfallen. Die Nabe 10 bestcht aus dem Nabenkern 22 in Form einer Mctallbuchse und einem Grundkörper 26, der den Nabenkern 22 umgibt und sich bis zu dem Absatz 16 erstreckt. Der Grundkörper 26 bildet mit den Speichen 14 und dem Lenkradkranz 12 einen Formkörper aus faserverstärktem Kunststoff.

Die Herstellung des Lenkrades erfolgt vorzugsweise durch ein spezielles Gießverfahren, bei dem die plastifizierte Kunststoffmasse in ein offenes Formwerkzeug drucklos eingebracht wird. Das Einbringen der Kunststoffmasse erfolgt mittels einer verfahrbaren Spritzdüse, die entlang der Kavität des Werkzeugteils geführt wird, insbesondere pro- grammgesteuert. Bei dem Spritzvorgang werden der gespritzten Kunst- stoffmasse Vcrslärkungsfasern zugesetzt. Vorteilhaft sind mineralische Fasern wie Glasfasern, Kohlenstoffasern Aramidfasern otler Metall- fasern ; aber auch organische Verstärkungsfascrn sind geeignet.

Geeignete Kunststoffe sind insbesondere Polyurethan, Polyamid und Polypropylen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird der Kunststoff geschäumt.

Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens entsteht ein Lenkrad <BR> <BR> <BR> mit einem Formkörper, bei dem die Verstärkungsfasern im Bereich nahe der Außenfläche überwiegend gestreckt und parallel zur Außenfl iche angeordnet sind. Im Inneren seines Querschnitts hat der Formkörper auch regellos angcorclnetc und verteilte Verstärkungsfasern. Die mcchanischcn Eigenschaften, insbesondere seinc Bicgcstcifigkcit, ver- tlankt der Formkörper überwicgentl tlen im Bereich nahc sciner Außen- fläche gestreckt und parallel zu dieser Fläche angeordneten VersOir- kungsfascrn, die so auf Zug und Druck beansprucht werden.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist clic Nabe 10 durch eine metallische Armicrungseinlagc 28 verstärkt, die mit dem buchsen- förmigen Nabenkern 22 verbuiiden ist und sich bis in den Bereich des Absatzes 16 erstreckt. Die Armierungseinlagc 28 dient überwiegend der Abstützung und Befesligung eines Gassack-Moduls. Dazu sind die Enden der Armierungseinlage 28 im Bereich des Absatzes 16 a ! s Befestigungs- elemente ausgebildet, beispielsweise nach Art von Schraubmuttern, die mit der Oberfläche des Absatzes 16 bündig sind.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist die Armierungs- einlage durch eine Haltestruktur 30 ersetzt, die an ihren äußeren Enden im Bereich des Absatzes 16 Befestigungsclemcllie 32 wie Schraub- muttern hält.

Die Armierungseinlage 28 bei der Ausführungsform nach Fig. 3 bzw. die Haltestruktur 30 bei der Ausführungsform nach Fig. 4 wird vor dem Einbringen der Kunststoffmasse mit dem Nabenkern 22 in die Kavität des Formwerkzeugs eingesetzt. Nach dem Einbringen der Kunststoffmasse ist die Armierungscinlage 28 bzw. die Haltestruklur 30 in den Formkorper eingebettet.