CS206153B1

CS206153B1 - Safety steering column with deformation member

Info

Publication number: CS206153B1
Application number: CS8277A
Authority: CS
Inventors: Bernd Fischer
Original assignee: Bernd Fischer
Priority date: 1976-03-01
Filing date: 1977-01-05
Publication date: 1981-06-30
Also published as: GB1527704A; FR2342882A1; DE2658911A1; DD125397A1

Abstract

1527704 Collapsible steering columns AUTOMOBILWERK EISENACH VEB 10 Feb 1977 [1 March 1976] 5470/77 Heading B7H A collapsible steering column includes an annular steel deformation member 2 connected with its axis extending perpendicularly to the axis of the column between a steering shaft 1 and a spacer piece 7 which is an integral part of an impact plate 6 associated with a steering wheel 3. Deformation of the member 2 allows the impact plate 6 to align with the driver's body contour in a collision regardless of the rotational position of the steering wheel. The ratio between the width b of the member 2 and its clear height h is no greater than the tangent of the angle of inclination a of the column so that the spacer piece 7 can pass above the end of the shaft 1 without an increase in the deformation force. In another embodiment the deformation member is the circular portion of a steel strip bent into the shape of a capital omega, the projecting ends of the strip forming a spacer piece to which the impact plate is connected. The deformation member may have corrugations formed in its cross-section and may be oval- or egg-shaped instead of circular.

Description

Vynález se týká bezpečnostního sloupku .řízení pro motorová vozidla, který má deformační člen, zachycující kinetickou energii, vytvořený prstencovou částí, jejíž osa je kolmá к ose hřídele řízení.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a steering column for a motor vehicle having a kinetic energy-absorbing deformation member formed by an annular portion whose axis is perpendicular to the axis of the steering shaft.

U známých bezpečnostních sloupků řízení ‘ tohoto typu (spis NSR DOS č. 21 19 593) je hřídel řízení pevně svařen v otvorech, uspořádaných po obou stranách na obvodu trubkového úseku. Délka tohoto trubkového úseku, případně části trubky, musí být proto j delší, než je průměr hřídele. Vzhledem к tomu, i že z pevnostních důvodů nesmí průměr hřídei le řízení klesnout pod určitou minimální hod| notu, je délka trubkového úseku vázána na ; poměrně velký minimální rozměr. Tím je i v podstatě vyloučena možnost vytvořit defor mační člen s právě požadovanou tuhostí.In known safety steering columns of this type (German Patent Application No. 21 19 593), the steering shaft is rigidly welded in openings arranged on both sides on the circumference of the pipe section. The length of the pipe section or of the pipe section must therefore be longer than the diameter of the shaft. Whereas, for strength reasons, the diameter of the steering shaft must not fall below a certain minimum throw | note, the length of the tubular section is bound to; relatively large minimum size. This substantially eliminates the possibility of creating a deformation member with the required rigidity.

Ještě podstatnější nevýhody však spočívají v tom, že dráha deformace deformačního členu je omezena na světlý průměr trubkového úseku a že může směřovat toliko ve směru osy hřídele řízení.However, even more significant disadvantages are that the deformation path of the deformation member is limited to the clear diameter of the tubular section and can only be directed in the direction of the axis of the steering shaft.

Aby se odstranila tuhost deformačního členu vzhledem к radiálně působícím zatížením, je již známé uspořádat mezi volantem a hřídelem řízení deformační člen, který je složen ze tří předem kulově vytvarovaných částí, rozdělených rotačně souměrně, takže tyto části mohou vzhledem ke svému uspořádání a tvaru pohlcovat i výstředné rázy (spis NSR DOS č. 2 210 809). Hlavní nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že je relativně technologicky náročné pri výrobě, protože je třeba vytvářet celou řadu svařovaných spojů, které u agregátů pro řízení motorového vozidla je třeba provádět zvláště pečlivě. Mimoto je opět deformační dráha tohoto deformačního členu omezena toliko na axiální směr.In order to eliminate the stiffness of the deformation member relative to the radially acting loads, it is already known to provide a deformation member between the steering wheel and the steering shaft, which consists of three pre-spherically shaped parts rotationally symmetrically distributed so that they can absorb eccentric shocks (U.S. Pat. No. 2,210,809). The main disadvantage of this arrangement is that it is relatively technologically demanding in production, since a number of welded joints need to be formed, which must be performed with particular care in motor vehicle control units. Moreover, the deformation path of this deformation member is again limited only to the axial direction.

Vynález si klade za úkol vytvořit bezpečnostní sloupek řízení s prstencovým deformačním členem, u kterého je deformační dráha deformačního členu větší než průměr trubkového úseku nebo části trubky, přičemž i volant má při nehodě působit ke zmírnění jejích následků.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a steering column with an annular deformation member in which the deformation path of the deformation member is greater than the diameter of the tubular section or portion of the tube, and the steering wheel is intended to mitigate its consequences.

Podle vynálezu se tento úkol řeší tak, že!According to the invention, this object is achieved by:

v oblasti volantu je o sobě známým způsobem uspořádána nářazná deska, že meziIn the region of the steering wheel, a replacement plate is arranged in a manner known per se, that between

206153 vým úsekem, který má světlou 'výšku й - a šíř-^- / ku 6. Na konci, který je protilehlý ke sva- , rovému spoji na distančním - kusu 7, je de- J formační člen 2 připraven na objímku ' 9,' < čímž se vytvoří otočně tuhé spojení s hří- , delem 1 řízení. ;206153 exchange section having a light 'й height - and šíř- ^- / to 6. At the end which is opposite to the Holy of, Rovema joints on the spacer - piece 7 is de- J formative member 2 ready for the sleeve' 9, thereby creating a rotatably rigid connection with the steering shaft 1. ;

Matice 10 přidržuje objímku 9 na hřídeli, řízení. Umožňuje snímání volantu 3 spolu' s deformačním členem 2 z hřídele 1 řízení. ; U_ provedení . podle obr. 3 je vytvořen .de-......!The nut 10 holds the sleeve 9 on the steering shaft. It allows the steering wheel 3 together with the deformation member 2 to be removed from the steering shaft 1. ; U_ embodiment. according to FIG.

formační člen 2 z plochého materiálu o šířce b, který má tvar velkého písmene omega, i jehož zaoblení má světlou výšku h. Distanční kus 7 je tvořen k sobě přiléhajícími částmi 11 plochého materiálu deformačního členu 2, přičemž tytp části 11 jsou pro zesílení I navzájem . svařeny. Volné konce ' 12 takto vytvořeného deformačního členu 2 s distan- čním kusem 7 jsou na nárazné desce 6, případně na její kovové vložce 8 upevněny. :a molding member 2 of a flat material of width b, having the shape of a large omega letter, whose rounding has a clear height h. The spacer 7 is formed by adjacent parts 11 of the flat material of the deformation member 2, these parts 11 being mutually reinforcing . welded. The free ends 12 of the deformation member 2 thus formed with the spacer 7 are fastened to the impact plate 6 or its metal insert 8. :

I prostřednictvím šroubů 13. Deformační člen. ' je nakončích, protilehlých k sobě navzájem ' přilehlých částí 11 distančního kusu 7 svařen . s hřídelem 1 . řízení.Also by means of screws 13. Deformation member. Finally, opposite parts 11 of the spacer 7 are welded together. with shaft 1. management.

Za některých podmínek je výhodné, aby ' ; průřez plochého materiálu deformačního . , členu 2 byl opatřen po celé ohnuté délce j i nebo - v dílčích oblastech vroubky nebo . , podobně. Hřídel 1 řízení je uložen na ložisi kové trubce 14.Under some conditions, it is preferred that; cross section of flat deformation material. the member 2 has been provided with an indentation along the entire bent length i or in the partial regions. , likewise. The steering shaft 1 is supported on the bearing tube 14.

. Pokud ' při nehodě narazí řidič na volant 3, ' , ' dosedne - nárazná deska 6 na obrysy těla, . , protože jí to umožní deformační schopnost defomačního členu 2, která působí ve všech. směrech. Tím se vytvoří optimální dosedací - - i plocha pro tělo řidiče a zabrání se místním' poraněním, protože volant 3 se poddá ^ne* i - rovnoměrně a podle potřeby. Potom se může I - volant 3 pohnout působením setrvačnosti ! ; - řidiče směrem dopředu v podélném směru I jízdy - vozidla, zatímco - - prstencový defor-......i mační člen 2 se nejdříve ploše stlačí a potom se působením distančního kusu 7 protáhne h až k hřídeli 1 řízení. Při - . zachování poměru b/h “^tga ^- / i se může pohybovat distanční ltus 7 výhodně i nad horním koncem hřídele 1 řízení, aniž by- , došlo v průběhu dráhy přetvoření deformač- i , ního členu 2 k větším změnám deformační ί -síly. ______________________________________________ - -......... ...... ,. If 'in the event of an accident, the driver strikes the steering wheel 3', the impact plate 6 abuts the body contours,. since this will allow it to deform the defect member 2, which acts in all. directions. This creates optimal abutment - - even surface for the driver's body and preventing local 'trauma, because the steering wheel 3 will yield ^no * i - and equally as necessary. Then the I - steering wheel 3 can be moved by the inertia! ; the driver forward in the longitudinal direction I of the vehicle, while the annular deformation member 2 is first compressed flat and then, by the action of the spacer 7, extends h up to the steering shaft 1. When -. maintaining the ratio b / h " ^{t and} g ^- / i, the spacer 7 may preferably move above the upper end of the steering shaft 1, without causing any significant changes in the deformation force during the deformation path of the deforming member 2. ______________________________________________ -...

Obr. 1, 2 a 3 znázorňují čerchovanými......Giant. 1, 2 and 3 show dashed lines ......

čarami bezpečnostní sloupek řízení po kolizi.Collision safety steering column.

náraznou deskou a mezi hřídelem řízení je uspořádán prstencový deformační člen, jeί hož prstencová rovina je v ose . hřídele řízení, a že mezi náraznou deskou a mezi deformačním členem je uspořádán distanční kus o takové délce, která odpovídá nejvýše i světlé délce deformačního členu. ! ] Podle výhodného vytvoření vynálezu je j poměr mezi šířkou a světlou výškou defor-, mačního členu stejně velký a nebo menší než tangens úhlu sklonu sloupku řízení i | vzhledem k vodorovné rovině.j Distanční kus přitom, může být vytvořen j i jako nástavec, vyklenutý z nárazné desky.| i j Podle zvláště výhodného uspořádání je ! deformační člen tvořen pásem plochého materiálu, ohnutého do tvaru velkého písmene omega, který je otevřenými konci upev, něn na nárazné desce a ve vrcholu na hří! deli řízení a jeho k sobě přiléhající části tvoří | distanční kus. í Průřez - materiálu, vytvářejícího deformační člen, přitom může být po celém obvodu, případně na části obvodu vroubkován.an annular deformation member is provided between the steering shaft and the annular plane. and that between the impact plate and the deformation member there is provided a spacer piece of a length which corresponds at most to the clear length of the deformation member. ! According to a preferred embodiment of the invention, the ratio between the width and the clear height of the deformation member is equal to or less than the angle of inclination of the steering column i | With respect to the horizontal plane. The spacer piece can also be formed as an extension which is arched from the impact plate. According to a particularly preferred embodiment, it is! the deformation member is formed by a band of flat material, bent to the shape of a large omega letter, which is the open ends of the fastenings, fixed on the impact plate and at the top of the play! The deli steering and its adjacent parts form distance piece. The cross-section of the material forming the deformation member can be knurled along the entire circumference or on a part of the circumference.

Vynález je v dalším podrobněji vysvětlen na jednom příkladu provedení ve spojení s výkresovou částí, kde na obr. 1 je znázorněná horní část bezpečnostního sloupku řízení s volantem a s deformačním členem, na obr. 2 je znázorněn bezpečnostní sloupek řízení podle obr. 1 pootočený o 90° a na obr. 3 i je znázorněn bezpečnostní sloupek řízení, ! který je ve srovnání s provedením na obr. 1 a 2 konstrukčně obměněn.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing, in which: FIG. 1 shows the upper part of the steering column with the steering wheel and the deformation member; FIG. 2 shows the steering column according to FIG. 3 and FIG. 3 shows the steering column, FIG. which is structurally modified in comparison with the embodiment of FIGS. 1 and 2.

Sloupek řízení, který je skloněn vzhledem k vodorovné rovině, a to o úhel a sklonu sloupku řízení vzhledem k vodorovné rovině, a který je tvořen hřídelem 1 řízení a de- formačním členem 2, spojuje neznázorněnou ; převodku řízení s. volantem 3. ! Deformační člen 2 je tvořen prstencovou částí, zhotovenou například z ocele, která má ^! v podstatě pravoúhlý průřez. Volant 3 má věnec 4, ramena 5 a náraznou desku 6. Na i nárazné desce 6 je upraven distanční kus 7, který směřuje k deformačnímu členu 2. Dis, tanční kus 7 je uspořádán ve směru osy sloupku ' řízení. ‘ ...........The steering column, which is inclined with respect to the horizontal plane, by the angle α of the steering column with respect to the horizontal plane, formed by the steering shaft 1 and the deformation member 2, connects (not shown); steering gear with steering wheel 3.! The deformation member 2 is formed by an annular portion made, for example, of steel, which has an annular portion ^. a substantially rectangular cross-section. The steering wheel 3 has a ring 4, arms 5 and an impact plate 6. A spacer 7 is provided on the impact plate 6, which is directed towards the deformation member 2. Dis, the dance piece 7 is arranged in the direction of the axis of the steering column. '...........

U provedení podle obr. 1 a 2 je vytvořen i distanční kus 7 jako vytvarovaná část nái razné desky 6, k jejíž kovové vložce 8 je deformační člen 2. přivařen. Deformační ¹ člen 2 je u tohoto provedení tvořen trubko3 mační člen 2 může volně deformovat nezávisle na poloze volantu 3, jakou zaujímal ; před kolizí. Tato volná deformovatelnost | žůstává zachována i tehdy, pokud se volant ' 3 při nárazu vyhne ze své původní roviny, ί což je předpokladem pro optimální činnost i nárazné .desky 6. Ve srovnání s takzvanými ! náraznými hrnci, u kterých dochází při vychýlení volantu z konstrukční roviny zpravidla ke zhroucení nárazného hrnce, takže ! nelze zachycovat další deformační práci, je u sloupku řízení podle vynálezu к dispozici kdykoli potřebná deformační práce.In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the spacer 7 is also formed as a shaped part of the impact plate 6, to whose metal insert 8 the deformation member 2 is welded. ¹ deformable member 2 in this embodiment is formed trubko3 mation member 2 can freely deform independently of the position of the steering wheel 3, which occupied; before the collision. This free deformability it is retained even if the steering wheel 3 evacuates from its original plane in the event of an impact, which is a prerequisite for optimum operation even of the impact plates 6. In comparison with the so-called! impact pots, where the impact pot usually collapses when the steering wheel is deflected from the construction plane, so! further deformation work cannot be detected, the necessary deformation work is available at any time in the steering column according to the invention.

Vynález se pochopitelně neomezuje toliko na znázorněné příklady provedení. Tak například lze počáteční tuhost deformačního j členu 2 zvětšit vytvořením vroubkování v jeho průřezu. Takovým tvarováním průřezu, které lze vytvořit například také toliko v jeho části, případně v části deformačního členu 2, lze ovlivňovat jeho deformovatel' nost, případně jeho tuhost. Deformační člen 2 nemusí být také kruhový. Tak například může mít tvar oválu, vajíčka a podobně. Upevnění deformačního členu 2 na volantu 3, případně na hřídeli 1 řízení lze z hlediska konstrukčního vytvořit různě. Obdobně je tomu i u provedení distančního kusu 7 mezi náraznou deskou 6 volantu 3 a mezi deformačním členem 2.Of course, the invention is not limited to the illustrated embodiments. For example, the initial stiffness of the deformation member 2 can be increased by providing a notch in its cross-section. Such deformation of the cross-section, which can also be formed, for example, only in its part or in the part of the deformation member 2, can influence its deformability or its stiffness. Also, the deforming member 2 need not be circular. For example, it may be oval, egg-shaped, and the like. The fixing of the deformation member 2 on the steering wheel 3 or on the steering shaft 1 can be constructed in various ways. The same applies to the embodiment of the spacer 7 between the impact plate 6 of the steering wheel 3 and the deformation member 2.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A safety steering column with a deformation member consisting of an annular part whose axis is perpendicular to the axis of the steering shaft

206153 and whose ring plane is in the axis of the steering shaft, characterized in that the deformation member (2) is arranged between the impact plate (6) arranged in the steering wheel region (3) and between the steering shaft (1) and (6) and a spacer piece (7) is provided between the deformation member (2) having a length corresponding to a maximum clear height (λ) of the deformation member (2).

Steering column according to claim 1, characterized in that the ratio between the width (d) and the headroom (h) of the deformation member (2) is equal to or less than the tangent of the steering column tilt angle (α) relative to the horizontal.

3. Safety steering column according to item

1, characterized in that the spacer (7) is formed by a bulge of the impact plate (6). __

A steering column according to claim 1, characterized in that the deformation member (2) is formed by a strip of flat material bent in the form of a large omega letter which is fixed by open ends (12) on the impact plate (6) and at the top on the shaft ( 1) the steering and its adjacent parts (11) form a spacer (7).

The steering column according to claim 1, characterized in that the cross-section of the material forming the deformation member (2) has one or more notches along the entire circumference or on a part of the circumference.