CS197413B1 - Deformační člen pro deformovatelná bezpečnostní sloupky řízení motorovýoh vozidel - Google Patents

Description

Vynález se týká deformačního členu pro deformovatelná bezpečnostní sloupky řízení motorových vozidel, jejichž hřídele řízení jsou vytvořeny z víoe navzájem kloubově spojených dílů.

Jsou již známá prostředky, jejichž účelem je chránit řidiče motorového vozidla při nehodě před zraněním, způsobeným sloupkem řízení, přičemž tyto prostředky pohlcují a zachycují vytvářející se rázovou energii. Mimo nárazových pouzder, uspořádaných mezi hřídelem řízení a volantem, a teleskopicky zasouvaných hřídelů řízení, jsou známé rovněž takové sloupky řízeni, jejiohž hřídele řízení jsou opatřeny deformačními členy, umožňujícími deformaci.

Tak je například známý bezpečnostní sloupek řízení pro motorová vozidla, u kterého je přerušený hřídel řízení přemostěn mezi jednotlivými díly trubkovým kusem s pružným pryžovým klínovým spojem. Spojovací trubka je tak sice ve směru otáčení tvarově pevná, avšak pružně poddajná, a v axiálním směru je s konci hřídelů řízení, u případě s převodkou řízení spojena relativně posuvně. V případě čelního nárazu se zachytí axiální pohyb té části hřídele řízení, která je spojena s převodkou řízení, ve spojovacím trubkovém kusu. Při otočném pohybu se snadno vymáčknou části hřídele řízení z kloubových pražových ložisek spojovací trubky na strany nebo se z nich vysmeknou. Pokud konstrukční provedení zajistí rovněž možnost axiálního posunutí jakož 1 neomezené vychýleni řídícího hřídele do všeoh stran při všeoh v úvahu přicházejících možnostech natočení hřídele řízení v okamžiku nehody, je vše

197 413

197 413 v pořádku až na to, že nevznikne pohlcení ani zachycení rázové energie. Toto zachycení a pohlcení je žádoucí zejména ve druhé fázi čelního rázu, totiž při nárazu řidiče na volant, protože jeho úkolem je zamezit vzniku smrtelných úrazů na hrudním koši.

U dalšího známého řešení bezpečnostního sloupku řízení se předpokládá takový prostředek pro přenášení kroutícího momentu, který je tvořen smyčkou nebo třmenem, stlačitelným v axiálním směru tehdy, působí-li na sloupek řízeni axiální síla, jejíž hodnota je vétší než hodnota předem stanovená. Pokud je převodka řízení vražena při nárazu ve směru čelní stěny prostoru řidiče, stlačí se prostředek pro přenášení kroutícího momentu, čímž se deformuje a tak pohlcuje energii. 1 když ani z popisu ani z definice předmětu vynálezu tohoto zařízení nevyplývá, že je možná i boční výchylka a deformace hřídele řízení, je to třeba předpokládat na základě výkresu a konstruktivního vytvoření tohoto prostředku pro přenášení kroutícího momentu. Možnost vychýlení a deformační dráha jsou poměrně malé a v žádném případě nemohou zajistit postačující pohloení energie, což je u bezpečnostního řízení žádouoí.

Dále je známý energii pohlcující sloupek řízení pro motorová vozidla, který je přidržován na palubní desoe vozidla držáky z plechu. Tyto držáky jsou konstrukčně uspořádány tak, že při vzniku rázu, který působí na horní konec sloupku řízení, držáky se vychýlí, deformují a pohlcují energii. Hřídel řízení, který je uspořádán uvnitř sloupku řízení, má ohebnou část hřídele a je uspořádán uvnitř vychýlitelné a deformovatelné části řadloího tyčoví. Řadicí tyčoví a hřídel řízeni jsou uspořádány tak, že se vychýlí, jakmile se vychýlí držáky sloupku řízení. Toto konstrukčně nákladné provedení vyohýlitelného sloupku řízení je určeno pro sloupky řízení s radioí pákou u volantu. Pro motorová vozidla s řazením převodů pákou upravenou na podlaze není třeba vynakládat tolik úsilí. Mimoto je vychýlitelnost sloupku řízení v oblasti spodního konoe hřídele řízení «nezena ohebným spojem a vlastní pohlcení energie se uskutečňuje toliko uspořádáním a vhodně vytvořenými rozměry držáků sloupku řízení.

Dále je známý takový bezpečnostní sloupek řízení, u kterého je snaha odstranit nedostatky až dosud uvedených příkladů provedení tím, že je spodní koneo hřídele řízení vytvořen předem vychýlený, to znamená, že pokud jde o nositelky přenášené síly mají předem stanovenou výstřednost. Vzhledem k této výstřednosti je sloupek řízení při působení osového zatížení nestabilní. Působením sil přenášených při nárazu se spodní předem ohnutý koneo hřídele řízení ohne a tak pohlcuje energii. Hlavní nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že čím se udělá předběžné vychýlení větší, tím může být působící síla, které hřídel řízení odolává, menší, protože při vychýlení se neustále zvětšuje rameno páky, na kterém síla vzhledem k místu ohybu působí.

Pro dosažení pasivní bezpečnosti je však žádouoí, aby působící protisíla zůstávala zhruba po celou dobu deformace stejně velká, protože jen tak lze zajistit oo nejlepší pohlcování energie.

Účelem vynálezu je odstranit uvedené nedostatky a co nej spolehlivěji pohltit ráz působící na převodku řízení a energii nárazu v tom okamžiku, kdy se řidič prudoe opře o volant.

Vynález si klade za úkol vytvořit deformační člen pro bezpečnostní sloupky řízení, který vhodným uspořádáním a rozměry zajišťuje zhruba konstantní pohlcování energie po oelé deformační dráze.

197 413

Podstata vynálezu spočívá v tom, že deformační člen je vytvořen stojinou s rameny ve tvaru písmene U a má deformační oblast vytvořenou vybráním ve stojině deformačního členu a na rameneoh deformačního členu jsou uspořádány ohnuté čelisti deformačního členu o předem stanoveném tvaru·

Podle dalšího výhodného vytvoření vynálezu jsou ohnuté čelisti deformačního členu rovněž opatřeny deformačními oblastmi, tvořenými vybráními*

Konečně podle dalšího vytvoření mohou být ohnuté čelisti deformačního členu opatřeny drážkou, v nichž je upravena přídavná stojina, zajištěná ve své poloze dutinu vyplňujícím pružným materiálem, například pryží.

Deformační člen podle vynálezu uvádí v případě nárazu postupně v činnost několik deformačních prvků nebo oblastí po celé deformační dráze, čímž se zajistí v podstatě konstant ní pohlcování energie a zabrání se poranění hrudního koše řidiče při nárazu na volant nebo se alespoň podstatně zmenší* Mimoto nemá sloupek řízení, opatřený deformačním členem podle vynálezu, žádné přídavné části, které by podléhaly opotřebení, což zajištuje neustálou funkční spolehlivost v případě nehody·

Deformační člen podle vynálezu je v dalším podrobněji vysvětlen na několika příkladech provedení ve spojení s přiloženými výkresy, kde na obr* 1 je znázorněn deformační člen podle vynálezu s čelistmi předem vzhůru vyhnutými; na obr· 2 je znázorněn deformační člen podle vynálezu s deformací v deformační oblasti ve stojině deformačního členu po axiálním zatížení, přičemž čelisti na sebe dosedají; na obr. 3 je znázorněna deformace čelistí po dalším axiálním zatěžování; na obr. 4 je znázorněna konečná deformační poloha deformačního členu; na obr. 5 je znázorněn diagram průběhu sil při okamžitých deformacích deformačního členu, popřípadě při posunutí sloupku řízení; na obr. 6 je znázorněn deformační člen podle vynálezu s přímými čelistmi; na obr. 7 je znázorněn deformační člen s čelistmi předem vyhnutými směrem dolů a na obr. 8 a 9 jsou znázorněny dva pohledy s částečnými řezy na deformační člen podle vynálezu, který má do čelistí opatřených štěrbinami vložené přídavné stojiny.

Jak je patrno z obr. 1, je deformační člen podle vynálezu vytvořen ve tvaru písmene U a má ve stojině £ deformačního členu vybrání, vytvářející deformační oblast A ve stojině £ deformačního členu. K ramenům £, X deformačního členu se připojující ohnuté čelisti £, X deformačního členu s deformačními oblastmi £ ohnutých čelistí X, X deformačního členu, které jsou u tohoto případu provedení předem vyhnuty směrem vzhůru. Do otvorů ramen 2, X deformačního členu jsou zasunuty konce 6, £ hřídele řízení a jsou přivařeny. Tak nemůže vzniknout vůle opotřebením při přenášení řídicího kroutícího momentu.

Tři axiálním zatížení se deformační člen podle obr. 2 deformuje v deformační oblasti X ve stojině £ deformačního členu. Vzhledem k tomu, že rameno páky působící síly se vzhledem k deformační oblasti X neustále zvětšuje, protlsíla klesá. Konoe obou ohnutých čelistí 4. χ deformačního členu na sebe dosednou. Tvar konců obou ohnutých čelistí χ, X podmiňuje deformaci v deformačních oblastech B ohnutých čelistí χ, χ deformačního členu. Tím opět vzroste protisíla* To určité deformační dráze poklesne protlsíla až do dotyku konců 6, £ hřídele řízení v oblasti C dotyku konců £, £ hřídelů řízení, jak je to patrno na obr. 3.

197 413

Při dalším axiálním zatěžování dochází k deformacím v deformačních oblastech A, B a 0 až do dosažení konečné deformace deformačního členu podle obr. 4.

V diagramu podle obr. 5 je znázorněn průběh sil v jednotlivých stupníoh deformace, případně v jednotlivých stupních možného posunutí sloupku řízení· Z diagramu je patrno, že deformační člen podle vynálezu zajistí v podstatě konstantní působení síly při deformačním prooesu·

Ohnuté čelisti £, 2 deformačního členu mohou být uspořádány rovněž vodorovně, popřípadě předem vyhnuty směrem dolů, jak je to znázorněno na obr* 6 a 7·

Další konstrukční uspořádání znázorňuje obr· 6. Deformační člen ve tvaru písmene U je v obou ohnutých čelistích £, 2 opatřen drážkou. V těohto drážkách je uložena přídavná stojina 8, která zajišťuje tvarově pevně přenos kroutícího momentu. Tato přídavná stojina 2 je udržována ve svojí poloze pružným materiálem 2» například pryží nebo plastickou hmotou, který vyplňuje oelou dutinu. Toto uspořádání umožňuje vytvořit deformační člen ve srovnání s dříve uvedenými příklady provedení o menších rozměrech a spotřebě materiálu při stejné pevnosti v krutu.

dalším se uvádějí hlavní výhody deformačního členu podle vynálezu. Síla, která je potřebná pró deformaci, je v podstatě konstantní v průběhu oelé deformační dráhy. Velikost pohlcované energie, určená rozměry konstrukce, se nemění opotřebením, korozí ani jinými vlivy. Dík tvarovému spojení deformačního členu se sloupkem řízení nemůže vzniknout vůle v řízení způsobená opotřebením.

Claims (3)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Deformační člen pro deformovatelné bezpečnostní sloupky řízení motorových vozidel, jejiohž hřídele řízení jsou vytvořeny z více navzájem kieubově spojenýoh dílů, vyznačený tím, že je tvořen stojinou (1) a rameny (2, 3) ve tvaru písmene U, přičemž ve stojině (1) je deformační oblast (A) tvořena vybráním a na rameneoh (2, 3) jsou uspořádány ohnuté čelisti (4, 5).

2. Deformační člen podle bodu 1, vyznačený tím, že ohnuté Čelisti (4, 5) jsou rovněž opatřeny deformačními oblastmi (B) tvořenými vybráními.

3. Deformační člen podle bodu 1, vyznačený tím, že ohnuté čelisti (4, 5) jsou opatřeny drážkou, v nichž je upravena přídavná stojina (8), zajištěná ve své poloze dutinu vyplňujícím pružným materiálem (9) například pryží.