DE10007145B4

DE10007145B4 - Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule

Info

Publication number: DE10007145B4
Application number: DE10007145A
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Kiryu Yabutsuka; Isao Kiryu Fujiu; Norihiko Kiryu Yokota; Koji Kiryu Hirooka
Original assignee: YAMADA SEISAKUSHO KIRYU KK; Yamada Seisakusho KK
Current assignee: YAMADA SEISAKUSHO KIRYU KK; Yamada Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 2000-02-17
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2020-02-18
Also published as: DE10007145A1; JP2000238649A; US6378903B1; JP3468711B2

Abstract

Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule (12), umfassend:
eine Gleitkapsel (B) mit einem Kragenabschnitt (10), der unbeweglich an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist; und
einen Säulenhalter (A) mit einer Stoßabsorptionsöffnung (A₁), die in einer Längsrichtung der Lenksäule (12) verlängert ist und in der ein Befestigungslagerabschnitt (3, 9) an einer Endseite der verlängerten Stoßabsorptionsöffnung (A₁), ein erster Stoßabsorptionsabschnitt (4) und ein zweiter Stoßabsorptionsabschnitt (5) mit einer eindrückbaren, inneren Umfangskante (5a) an einer Seitenkante der länglichen Stoßabsorptionsöffnung (A₁) im wesentlichen durchgängig in Längsrichtung ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stoßabsorptionsabschnitt (4) mit einem dornähnlichen Element (4a) in der Nähe des Befestigungslagerabschnittes (3, 9) versehen ist, wobei bei einem Zusammenstoß der Kragenabschnitt (10) das dornähnliche Element (4a) biegt und den zweiten Stoßabsorptionsabschnitt (5) eindrückt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule, gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 7.

Herkömmlicherweise ist eine Stoßabsorptionsvorrichtung, die während eines Zusammenstoß eines Fahrzeugs die Energie absorbiert, die auftritt, wenn der Fahrer als Reaktion auf das Lenkrad trifft, und die den Stoß abdämpft, um den Fahrer zu schützen, in der Umgebung einer Lenksäule zur Halterung der Lenksäule eingebaut. Es wurden verschiedene derartige Stoßabsorptionsvorrichtungen entwickelt und viele von ihnen werden in der Praxis angewandt.

Als eine weitverbreitete Stoßabsorptionsvorrichtung dieser Art gibt es einen Typ, bei dem ein Säulenhalter zur Anbringung der Lenksäule an einer vorbestimmten Position an einer Karosserie derart angebracht ist, daß er nach vorne und hinten beweglich ist. Die Bewegung des Säulenhalters wird durch einen Stoß bewirkt, der auftritt, wenn bei einem Zusammenstoß der Fahrer als Reaktion auf den Zusammenstoß auf das Lenkrad trifft. An einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Säulenhalter und dem Befestigungsabschnitt ist eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Widerstands gegen die Bewegung vorgesehen, um den Stoß zu dämpfen und die Kraft, mit der sich der Säulenhalter bewegt, allmählich zu verringern.

Die Stoßdämpfungsleistung wirkt im Wesentlichen durch die relative Größe des Widerstands während des Bewegungsvorgangs des Säulenhalters bestimmt. Als eine Grundanordnung dieser Vorrichtung verursachen Befestigungselemente zur Verbindung und Befestigung des Säulenhalters an einer vorbestimmten Position und befestigte Abschnitte des Säulenhalters, die in einer vorbestimmten Position angebracht sind, eine gegenseitige plastische Deformation, während die Stoßenergie bei diesem Deformationsvorgang absorbiert wird.

Wenn folglich die befestigten Abschnitte des Säulenhalters in Formen vorgesehen sind, die eine einfache Deformation ermöglichen, kann das Antwortverhalten auf den Stoß einerseits empfindlicher ausgelegt werden. Andererseits wird in diesem Fall jedoch die absorbierte Menge an Stoßenergie gering, so daß eine derartige Anordnung für einen starken Zusammenstoß ungeeignet ist. Wenn im Gegensatz dazu die befestigten Abschnitte des Säulenhalters in Formen vorgesehen sind, die eine Deformation erschweren, wird das Antwortverhalten einerseits auf einen Stoß weniger empfindlich und es wird schwierig, auf einen kleinen Zusammenstoß zu reagieren. Andererseits wird jedoch die absorbierte Menge an Stoßenergie groß, so daß eine derartige Anordnung für einen großen Zusammenstoß geeignet ist.

Der Stoß, der bei einem Zusammenstoß eines Fahrzeugs auftritt, ändert sich in Abhängigkeit von der relativen Größe des Stoßes, die Stoßabsorptionsvorrichtung muß jedoch in der Lage sein, unabhängig von der Stärke des Stoßes ein zufriedenstellendes Antwortverhalten aufzuweisen. Zusätzlich ist der anfängliche Stoß bei einem Zusammenstoß sehr groß und die Stoßabsorptionsleistung hängt stark davon ab, ob die Energie des anfänglichen Stoßes zufriedenstellend absorbiert werden kann oder nicht.

Aus der DE 43 22 636 A1 ist eine Stoßabsorptionsvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt.

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass die Absorptionsfähigkeit der Stoßabsorptionsanordnung bei einem anfänglichen Stoß verbessert ist.

Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1 gelöst.

Bei der oben beschriebenen Stoßabsorptionsvorrichtung kann der Stoß, der beim Zusammenstoß auftritt, in zwei Schritten absorbiert werden. Insbesondere bezüglich des Stoßes beim anfänglichen Zusammenstoß ist es durch die erste Stufe möglich, den Stoß zu absorbieren, da der Kragenabschnitt der Gleitkapsel das dornähnliche Element mittels eines Biegemoments biegt. Dadurch kann der anfängliche Stoß, der am stärksten ist, zufriedenstellend abgeschwächt werden. Nachfolgend kann die Stoßenergie allmählich durch den zweiten Stoßabsorptionsabschnitt absorbiert werden.

Gemäß der oben beschriebenen Stoßabsorptionsvorrichtung werden die Stoßabsorptionseigenschaften verbessert, wenn der Fahrer bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs auf das Lenkrad trifft und der Einbau und die Einstellung der Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule können vereinfacht werden, wodurch die oben beschriebenen Probleme aus dem Stand der Technik überwunden werden.

Des Weiteren wird die obige Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 7 gelöst.

Bei der oben erwähnten zweiten Stoßabsorptionsvorrichtung bestehen die Vorteile darin, daß es erstens möglich ist, die Eigenschaften bei der Stoßabschwächung während des Zusammenstoßes zu verbessern, und daß es zweitens möglich ist, die Anordnung zu vereinfachen.

Um eine genauere Beschreibung der oben beschriebenen Vorteile zu geben, sind der Befestigungslagerabschnitt, der erste Stoßabsorptionsabschnitt und der zweite Stoßabsorptionsabschnitt in der Stoßabsorptionsöffnung ausgebildet. Der erste Stoßabsorptionsabschnitt ist durch einen relativen Zusammenstoß mit dem Kragenabschnitt biegbar gemacht. Wenn nämlich der Kragenabschnitt mit dem dornähnlichen Element aufgrund des Stoßes bei einem Zusammenstoß zusammentrifft, biegt der Kragenabschnitt das dorn ähnliche Element mittels des Biegemoments und der anfänglich starke Stoß wird bei diesem Biegeprozess absorbiert.

Des weiteren bewegt sich der Kragenabschnitt zum zweiten Stoßabsorptionsabschnitt, nachdem das dornähnliche Element durch den Kragenabschnitt gebogen ist, und die Stoßenergie wird durch den zweiten Stoßabsorptionsabschnitt absorbiert. Zusätzlich zur Absorption der Stoßenergie durch den ersten Stoßabsorptionsabschnitt und dem zweiten Stoßabsorptionsabschnitt kann die Absorption der Stoßenergie gleichzeitig durch den dritten Stoßabsorptionsabschnitt bewirkt werden, der als elastische Gleitreibungsvorrichtung durch den elastischen Halteabschnitt der Gleitkapsel und einen in Lateralrichtung nahe gelegenen Abschnitt der Stoßabsorptionsöffnung gebildet wird. Mittels des elastischen Gleitens der elastischen Gleitreibungsvorrichtung kann die Relativbewegung des Kragenabschnittes und des Säulenhalters auf stabile und gleichmäßige Weise bewirkt werden, wodurch es möglich ist, die Stabilität des Vorgangs der Stoßabsorption zu verbessern.

Da folglich die Absorption der Stoßenergie bei einem Zusammenstoß durch den Kragenabschnitt und durch die ersten und zweiten Stoßabsorptionsabschnitte in zwei Stufen bewirkt wird und der dritte Stoßabsorptionsabschnitt die Energieabsorption synergetisch bewirkt, wenn sich die elastische Gleitreibungsvorrichtung entlang der Längsrichtung der Stoßabsorptionsöffnung bewegt, kann der Stoß im anfänglichen Zustand der Stoßabsorption aufgefangen werden und der Stoß wird stark abgedämpft. Daher kann der Stoß auch dann bemerkenswert verringert werden, wenn der Fahrer beim Zusammenstoß auf das Lenkrad trifft.

Vorteilhafterweise ist das dornähnliche Element des ersten Stoßabsorptionsabschnittes derart ausgebildet, daß es von einer inneren Umfangskante des ersten Stoßabsorptionsabschnittes in Richtung einer anderen inneren Umfangskante desselben in Breitenrichtung des ersten Stoßabsorptionsabschnittes vorspringt und in Richtung des Befestigungslagerabschnittes geneigt ist.

Bei der oben erwähnten Stoßabsorptionsvorrichtung ist das dornähnliche Element des ersten Stoßabsorptionsabschnittes von einer hebelartigen Bauform, da das dornähnliche Element des ersten Stoßabsorptionsabschnittes derart ausgebildet ist, daß nur ein in Längsrichtung gelegenes Ende desselben durchgängig am Befestigungslagerabschnitt der Stoßabsorptionsöffnung ausgebildet ist. Aus diesem Grund wirkt ein Biegemoment auf das dornähnliche Element, wenn beim Kragenabschnitt ein relativer Zusammenstoß mit dem dornähnlichen Element auftritt, so daß das dornähnliche Element an seinem Verbindungsabschnitt leicht gebogen wird. Folglich ist es möglich, die Stoßabsorptionseigenschaften weiter zu verbessern.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das dornähnliche Element des ersten Stoßabsorptionsabschnittes von einer inneren Umfangskante des ersten Stoßabsorptionsabschnittes durchgängig zu einer anderen inneren Umfangskante derselben in einer Weitenrichtung des ersten Stoßabsorptionsabschnittes ausgebildet. Als Ergebnis kann der Absorptionswiderstand während des anfänglichen Stoßes stark ausgebildet werden und die Stoßabsorptionseigenschaften können in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp geeignet eingestellt werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Biegehilfsabschnitt in der Nähe eines Verbindungsabschnittes des dornähnlichen Elements anstoßend an eine innere Umfangskante der Stoßabsorptionsöffnung ausgebildet. Als Ergebnis wirkt ein Biegemoment auf das dornähnliche Element und eine Biegespannung auf seinen Verbindungsabschnitt, wenn der Kragenabschnitt einem relativen Zusammenstoß mit dem dornähnlichen Element beim Auftreten eines Zusammenstoßes unterzogen wird, so daß das dornähnliche Element am Verbindungsabschnitt leicht gebogen wird, was es möglich macht, die Stoßabsorptionseigenschaften weiter zu verbessern.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule des weiteren: einen ausgeschnittenen Schlitzabschnitt, der in einem karos serieseitigen, rückwärtigen Endabschnitt des Säulenhalters derart ausgebildet ist, daß er am rückwärtigen Ende des Säulenhalters offen ist; eine Gleitkapsel mit einem Kragenabschnitt und einem elastischen Halteabschnitt zum elastischen Drücken und Abstützen des Säulenhalters, wobei die Gleitkapsel in den ausgeschnittenen Schlitzabschnitt gepaßt ist und ausgebildet ist, den Säulenhalter elastisch zu halten und sich beim Zusammenstoß vom ausgeschnittenen Schlitzabschnitt des Säulenhalters zu lösen; und einen dritten Stoßabsorptionsabschnitt, der in einem in Lateralrichtung nahegelegenem Abschnitt des ersten Stoßabsorptionsabschnittes und des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes angeordnet ist, wobei der dritte Stoßabsorptionsabschnitt als eine elastische Gleitreibungsvorrichtung unter Verwendung der Gleitkapsel zum elastischen Halten des in Lateralrichtung nahegelegenen Abschnittes der Stoßabsorptionsöffnung in deren Längsrichtung mittels des elastischen Haltabschnittes ausgebildet ist.

Gemäß dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel kann der Säulenhalter normalerweise stabil und fest angebracht werden. Da während eines Zusammenstoßes die Gleitkapsel sich von ihrer Halterung im ausgeschnittenen Schlitzabschnitt des Säulenhalters löst, wodurch die anfängliche Relativbewegung des Kragenabschnittes der Gleitkapsel und des ersten Stoßabsorptionsabschnittes in der Stoßabsorptionsöffnung stabilisiert, kann der anfängliche Stoß zufriedenstellend abgeschwächt werden. Folglich wird die Stoßenergie allmählich durch den zweiten Stoßabsorptionsabschnitt absorbiert. Somit wirken diese Stoßabsorptionsanordnungen synergetisch, was es möglich macht, eine sehr zufriedenstellende Stoßabsorption zu bewirken.

Da zusätzlich der dritte Stoßabsorptionsabschnitt als elastische Gleitreibungsvorrichtung in Verbindung mit den ersten und zweiten Stoßabsorptionsabschnitten ausgebildet ist, bewirkt der dritte Stoßabsorptionsabschnitt zusammen mit dem ersten Stoßabsorptionsabschnitt den Vorgang der Stoßabsorption beginnend vom Anfang des Stoßes. Selbst wenn sich somit der Stoßabsorptionsvorgang vom ersten Stoßabsorptionsabschnitt zum zweiten Stoßabsorptionsabschnitt bewegt, nimmt der dritte Stoßabsorptionsabschnitt am Stoßabsorptionsvorgang teil. Daher kann die Stoßenergie während des Zusammenstoßes zufriedenstellend abgeschwächt werden und die Bewegung zum zweiten Stoßabsorptionsabschnitt kann stattfinden.

Gemäß der Stoßabsorptionsvorrichtung nach dem unabhängigen Patentanspruch 7, ist der Säulenhalter so aufgebaut, daß der Säulenhalter an den beiden Stoßabsorptionsöffnungen und den beiden ausgeschnittenen Schlitzabschnitten mittels der Gleitkapseln befestigt ist. Entsprechend kann der Säulenhalter normalerweise stabil und sicher angebracht werden. Bei einem Zusammenstoß trifft jedoch jeder Kragenabschnitt relativ auf einen rückwärtigen Stoßabsorptionsabschnitt, der in jedem ausgeschnittenen Schlitzabschnitt ausgebildet ist und dazu dient, den anfänglichen Stoß weich abzufangen. Die nachfolgende Absorption des Stoßes wird durch die beiden Stoßabsorptionsöffnungen bewirkt, was es möglich macht, ausgewogene Stoßabsorptionseigenschaften zu erhalten.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen dargelegt. Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A zeigt eine Perspektivansicht eines Säulenhalters der Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
1B zeigt eine Aufsicht des Säulenhalters;
2A zeigt eine Aufsicht des Säulenhalters mit entfernten Gleitkapseln;
2B zeigt eine Perspektivansicht eines Befestigungsabschnittes zur Befestigung, wobei eine Stoßabsorptionsöffnung und ein ausgeschnittener Schlitzabschnitt dargestellt sind;
2C zeigt eine Perspektivansicht des Befestigungsabschnittes zur Befestigung, bei der die Gleitkapseln jeweils in die Stoßabsorptionsöffnung und den ausgeschnittenen Schlitzabschnitt eingepaßt sind;
2D zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie X₁ – X₁ der 2B;
3 zeigt eine seitliche Aufsicht eines Zustands, in dem der Säulenhalter an einer Armaturentafel befestigt ist;
4A zeigt eine Vorderansicht, zum Teil im Schnitt, eines Zustands, in dem der Säulenhalter an der Armaturentafel befestigt ist;
4B zeigt eine perspektivische Ansicht, zum Teil im Schnitt, der Gleitkapsel;
4C zeigt eine senkrechte Querschnittsansicht der Gleitkapsel;
4D zeigt eine Vorderansicht, zum Teil im Schnitt, des Zustands, in dem der Befestigungsabschnitt zur Befestigung an der Armaturentafel mittels der Gleitkapsel befestigt ist;
5A zeigt eine Aufsicht, in der der Zustand eines dornähnlichen Elements und eines Kragenabschnitts vor dem Auftreten eines Zusammenstoßes dargestellt ist;
5B zeigt ein Funktionsdiagramm, in dem ein Zustand dargestellt ist, in dem das dornähnliche Element und der Kragenabschnitt relativ zueinander zum Zeitpunkt des Auftreten eines Zusammenstoßes aufeinandergetroffen sind;
5C zeigt ein Funktionsdiagramm, in dem ein Zustand dargestellt ist, in dem der Kragenabschnitt das dornähnliche Element niederdrückt;
5D zeigt ein Funktionsdiagramm, in dem ein Zustand dargestellt ist, in dem der Kragenabschnitt das dornähnliche Element niedergedrückt hat;
6A zeigt ein Funktionsdiagramm, in dem ein Zustand dargestellt ist, in dem der Kragenabschnitt sich in von einem ersten Stoßabsorptionsabschnitt zu einem zweiten Stoßabsorptionsabschnitt bewegt;
6B zeigt ein Funktionsdiagramm, in dem ein Zustand dargestellt ist, bei dem eindrückbare, innere Umfangskanten des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes durch den Kragenabschnitt zusammengedrückt werden;
6C zeigt ein Funktionsdiagramm, in dem ein Zustand dargestellt ist, bei dem das Zusammendrücken des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes durch den Kragenabschnitt stattgefunden hat;
7A zeigt eine Aufsicht eines Beispiels, bei dem ein Biegehilfsabschnitt durch einen eingekerbten Abschnitt und einer kleinen Durchgangsöffnung gebildet ist;
7B zeigt eine Aufsicht, in der ein Zustand dargestellt ist, bei dem der eingekerbte Abschnitt und die kleine Durchgangsöffnung verformt sind und das dornähnliche Element gebogen ist;
7C zeigt eine Aufsicht, bei der ein linearer, ausgeschnittener Abschnitt derart ausgebildet ist, daß er sich von der kleinen Durchgangsöffnung erstreckt;
7D zeigt eine Aufsicht eines Zustands, in dem der lineare, ausgeschnittene Abschnitt gebrochen und das dornähnliche Element gebogen ist;
8A zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes, in dem ein weiteres Beispiel eines dornähnlichen Elements dargestellt ist;
8B zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes, in dem ein weiteres Beispiel des dornähnlichen Elementes dargestellt ist;
8C zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes, in dem ein weiteres Beispiel des dornähnlichen Elementes dargestellt ist;
8D zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Scherabschnittes;
8E zeigt eine vergrößerte Ansicht des Scherabschnittes gemäß einem weiteren Beispiel;
9A zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes eines Beispiel, bei dem das dornähnliche Element im wesentlichen orthogonal zur Längsrichtung der Stoßabsorptionsöffnung ausgebildet ist;
9B zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes eines weiteren Beispiels, bei dem das dornähnliche Element im wesentlichen orthogonal zur Längsrichtung der Stoßabsorptionsöffnung ausgebildet ist;
10A zeigt eine Aufsicht, in dem die Form der Stoßabsorptionsöffnung dargestellt ist;
10B zeigt eine Aufsicht, in der die Form der Stoßabsorptionsöffnung dargestellt ist;
11A zeigt eine Aufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
11B zeigt eine Aufsicht eines weiteren, anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;
12 zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes, wobei der erste Stoßabsorptionsabschnitt unterschiedlich von den anderen Beispielen dargestellt ist;
13 zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes, wobei der erste Stoßabsorptionsabschnitt unterschiedlich von den anderen Beispielen dargestellt ist;
14 zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes, wobei der erste Stoßabsorptionsabschnitt unterschiedlich von den anderen Beispielen dargestellt ist;
15 zeigt eine Aufsicht von wesentlichen Abschnitten, wobei der zweite Stoßabsorptionsabschnitt unterschiedlich von den anderen Beispielen dargestellt ist;
16A zeigt eine Aufsicht eines wesentlichen Abschnittes, wobei ein rückwärtiger Stoßabsorptionsabschnitt dargestellt ist, der im ausgeschnittenen Schlitzabschnitt ausgebildet ist;
16B zeigt ein Funktionsdiagramm des wesentlichen Abschnittes, wobei ein Zustand dargestellt ist, bei dem der Kragenabschnitt auf das dornähnliche Element des rückwärtigen Stoßabsorptionsabschnittes aufgetroffen ist; und
16C zeigt ein Funktionsdiagramm des wesentlichen Abschnittes, wobei ein Zustand dargestellt ist, in dem der Kragenabschnitt auf das dornähnliche Element des rückwärtigen Stoßabsorptionsabschnittes getroffen ist.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Ein Säulenhalter A dient zum Halten und Lagern einer Lenksäule 12, die zur Befestigung eines Lenkrades Sw verwendet wird, an einer vorbestimmten Position einer Fahrzeugkarosserie, beispielsweise unterhalb einer Armaturentafel 14 (vgl. 3). Wenn der Fahrer auf das Lenkrad Sw aufgrund eines Stoßes trifft, der bei einem Unfall, beispielsweise bei einem Zusammenstoß auftritt, dann ist der Säulenhalter A ungefähr in Vorwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie beweglich und absorbiert den Stoß im Verlaufe seiner Bewegung, wodurch er die Sicherheit des Fahrers garantiert.
Dabei wird bezüglich der Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen des Säulenhalters A angenommen, daß in dem Zustand, in dem der Säulenhalter A an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, die Seite, die der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie entspricht, die Vorwärtsrichtung des Säulenhalters A ist, während die Seite, die der rückwärtigen Seite der Fahrzeugkarosserie entspricht und an der das Lenkrad Sw befestigt ist, die Rückwärtsrichtung des Säulenhalters A ist. Um die Richtungen zu bezeichnen, ist in den 1A bis 3 VORNE und HINTEN angegeben.
Wie in 1A gezeigt ist, weist der Säulenhalter A ein Paar von Befestigungsabschnitten 2 zur Befestigung auf, die auf beiden Seiten symmetrisch an bezüglich der Breite gegenüberliegenden Seitenabschnitten eines Säulenstützabschnittes 1 ausgebildet sind. Wie in 4A gezeigt ist, ist der Säulenstützabschnitt 1 in einer Vorderansicht im Wesentlichen U-förmig und in der Lage, die Lenksäule 12 durch Umfassen zu halten und zu lagern.
Die Befestigungsabschnitte 2 zur Befestigung sind jeweils an beiden Seiten symmetrisch an oberen Seiten des Säulenstützabschnittes 1 ausgebildet. Die Befestigungsabschnitte 2 zur Befestigung sind Abschnitte, die zur Befestigung des Säulenhalters A unterhalb des Armaturenbrettes 14 (vgl. 4A) dienen. Das Paar der Befestigungsabschnitte 2 zur Befestigung ist im Wesentlichen eben. Im Paar der Befestigungsabschnitte 2 zur Befestigung ist jeweils ein Paar von Stoßabsorptionsöffnungen A₁ ausgebildet. Die Stoßabsorptionsöffnung A₁ ist in Form einer im Wesentlichen länglichen Öffnung ausgebildet, deren Längsrichtung die Richtung nach vorne und hinten des Säulenhalters A ist (vgl. 2A und 2B).
Eine Gleitkapsel B, die weiter unten beschrieben wird, ist in jede Stoßabsorptionsöffnung A₁ eingepaßt und der Säulenhalter A ist über die Gleitkapseln B und Schrauben 13 unterhalb der Armaturentafel 14 gehalten und befestigt. Die Stoßabsorptionsöffnung A₁ ist in Richtung nach vorne und hinten des Säulenhalters A verlängert und wird durch einen Befestigungslagerabschnitt 3, einen ersten Stoßabsorptionsabschnitt 4 und einen zweiten Stoßabsorptionsabschnitt 5 im Säulenhalter A in dieser Reihenfolge in Blickrichtung von der Vorderseite der Fahrzeugkarosserie gebildet (vgl. 1A, 1B, 2A und 2B).
Eine innere Umfangskante einer Seite oder die inneren Umfangskanten beider Seiten der beiden querlaufenden Seiten des länglichen, zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5 werden als eindrückbare innere Umfangskante oder- Kanten 5a bezeichnet (vgl. 2A und 2B). Der Befestigungslagerabschnitt 3 an der Vorderseite ist an einem im wesentlichen vorderseitigen Endabschnitt der Stoßabsorptionsöffnung A₁ ausgebildet und ein Kragenabschnitt 10 der Gleitkapsel B, die weiter unten beschrieben wird, kann darin in einem im wesentlichen locker eingesetzten Zustand eingesetzt sein. Die Anordnung des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5 wird genau beschrieben.
Ein Paar von ausgeschnittenen Schlitzabschnitten 6 sind jeweils an rückwärtigen Enden des Paares von Befestigungsabschnitten 2 zur Befestigung ausgebildet (vgl. 2A). Der ausgeschnittene Schlitzabschnitt 6 stellt einen Abschnitt dar, an dem ein rückwärtiger Endabschnitt des Befestigungsabschnittes 2 zur Befestigung in einer in der Aufsicht im wesentlichen dreieckigen Form weggeschnitten ist, wobei ein Spitzenabschnitt dieser dreieckigen Form als kleiner Bogen ausgebildet ist. Ein Paar von Gleitkapseln B zur Befestigung des Säulenhalters A an der Armaturentafel 14 ist jeweils in den beiden ausgeschnittenen Schlitzabschnitten 6 eingepaßt (vgl. 3).
Entlang der Längsrichtung der Stoßabsorptionsöffnung A₁ ist der erste Stoßabsorptionsabschnitt 4 an einer Position ausgebildet, die hinter dem Befestigungslagerab schnitt 3, der sich davor befindet, angeordnet ist. Der zweite Stoßabsorptionsabschnitt 5 ist hinter dem ersten Stoßabsorptionsabschnitt 4 ausgebildet. Der erste Stoßabsorptionsabschnitt 4 wird hauptsächlich durch ein dornähnliches Element 4a gebildet, wobei das dornähnliche Element 4a ausgebildet ist, einen Stoß durch einen Vorgang zu absorbieren, bei dem es durch seinen Zusammenstoß mit dem Kragenabschnitt 10 der Gleitkapsel B gebogen wird, was später beschrieben wird (vgl. 2A bis 2D).
Das dornähnliche Element 4a weist die Form eine Dorns oder einer Stange auf und ist im Wesentlichen so ausgebildet, daß es von einer Endseite in Richtung der anderen Seite in Breitenrichtung der Stoßabsorptionsöffnung A₁ vorspringt. Das dornähnliche Element 4a ist in der Nähe des Befestigungslagerabschnitt 3 ausgebildet und sein vorspringender, distaler Endabschnitt ist so ausgebildet, daß er in Richtung des Befestigungslagerabschnitt 3 geneigt ist (vgl. 2A und 2B). Alternativ kann das dornähnliche Element 4a in einer Richtung ausgebildet sein, die im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Stoßabsorptionsöffnung A₁ verläuft (vgl. 9A). Zusätzlich kann das dornähnliche Element 4a auf einfache Weise einstückig mit dem Säulenhalter A durch Preßbearbeitung oder ähnlichem gefertigt werden, wenn der Säulenhalter A hergestellt wird.
Das dornähnliche Element 4a ist nämlich durchgängig von der inneren Umfangskante an einer in Breitenrichtung gelegenen Seite des ersten Stoßabsorptionsabschnittes 4 ausgebildet. Das distale Ende des dornähnlichen Elements 4a ist bezüglich der inneren Umfangskante der anderen in Breitenrichtung gelegenen Seite unterbrochen ausgebildet. Das dornähnliche Element 4a ist im Wesentlichen fluchtend mit der Oberfläche des Befestigungsabschnittes 2 zur Befestigung ausgebildet (vgl. 2D). Des weiteren ist ein ausgesparter Bereich 4d an einem Verbindungsabschnitt des dornähnlichen Elements 4a an der Seite gegenüberliegend der Seite ausgebildet, an der es gegen den Kragenabschnitt der Gleitkapsel B stößt (vgl. 2A und 2B).
Der ausgesparte Bereich 4d dient als ein Aufnahmeabschnitt, in dem das dornähnliche Element 4a aufgenommen wird, wenn das dornähnliche Element 4a gebogen wird (vgl. 5D). Der ausgesparte Bereich 4d weist eine derartige Form auf, daß das dornähnliche Ele ment 4a im gebogenen Zustand gerade darin aufgenommen wird und eine Lücke zwischen dem distalen Endabschnitt des dornähnlichen Elements 4a und dem in Längsrichtung gelegenen rückwärtigen Endabschnitt des ausgesparten Bereiches 4d klein oder im Wesentlichen nicht vorhanden ist. Dadurch ist es möglich, die Bewegung des Kragenabschnittes 10 vom ersten Stoßabsorptionsabschnitt 4 zum zweiten Stoßabsorptionsabschnitt 5 gleichmäßig zu bewirken.
Das dornähnliche Element 4a stößt beim Auftreten eines Zusammenpralls relativ gegen den Kragenabschnitt 10 der Gleitkapsel B und wenn angenommen wird, daß der Berührungspunkt zwischen dem dornähnlichen Element 4a und dem Kragenabschnitt 10 der Wirkungspunkt ist und daß der Verbindungsabschnitt des dornähnlichen Elements 4a an seiner Seite, die mit dem Befestigungslagerabschnitt 3 durchgängig ist, einen Drehpunkt darstellt, dann wirkt aufgrund eines Biegemoments eine Biegespannung auf das dornähnliche Element. Somit wird das dornähnliche Element 4a einfach gebogen und absorbiert die Stoßenergie im Verlaufe seines Biegeprozesses (vgl. 5A bis 5D).
Wenn beispielsweise angenommen wird, daß der Abstand vom Verbindungsabschnitt des dornähnlichen Elementes 4a zum Berührungspunkt mit dem Kragenabschnitt 10 L beträgt, dann wirkt ein Biegemoment F × L aufgrund einer auf das dornähnliche Element 4a durch den Kragenabschnitt 10 ausgeübten Kraft F. Durch Ausbildung eines Biegehilfsabschnittes 4b in der Nähe des dornähnlichen Elements 4a, was weiter unten beschrieben wird, kann der Abstand L verlängert werden (vgl. 5B).
Es gibt verschiedene Beispiele des Biegehilfsabschnittes 4b. Beispielsweise kann der Biegehilfsabschnitt 4b an der Seite des Wellenelements/des dornähnlichen Elements 4a vorgesehen sein, die an den Kragenabschnitt 10 der Gleitkapsel B stößt, oder an der gegenüberliegenden Seite desselben oder an beiden Seiten desselben ausgebildet sein. Da der Biegehilfsabschnitt 4b geeignet festgelegt werden kann, kann die Biegelast des dornähnlichen Elements 4a auf verschiedene Weise festgesetzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Variationsbreite zu vergrößern. Der Biegehilfsabschnitt 4b, der an der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, dient als ein Aufnahmeabschnitt für einen vorspringenden Schrumpfabschnitt im Biegeab schnitt des dornähnlichen Elements 4a, so daß eine zufriedenstellende Verformung erreicht werden kann.
Bei einem zweiten Beispiel des dornähnlichen Elements 4a ist der Biegehilfsabschnitt 4b am Verbindungsabschnitt des dornähnlichen Elements 4a benachbart zu der inneren Umfangskante der Stoßabsorptionsöffnung A₁ ausgebildet. Für den Biegehilfsabschnitt 4b gibt es verschiedene Beispiele. Als erstes Beispiel des Biegehilfsabschnittes 4b ist ein Paar von eingekerbten Abschnitten 4b₁ jeweils in den Umgebungen der beiden Seiten der Verbindung des dornähnlichen Elements 4a ausgebildet und durch Wegschneiden von gekrümmten oder ähnlichen Formen gefertigt (vgl. 1A, 2B und 5A bis 5D). Wenn der Kragenabschnitt 10 der Gleitkapsel B mit dem dornähnlichen Element 4a relativ zusammengestoßen ist, konzentrieren sich die Spannungen im Kerbabschnitt 4b₁ , so daß die Verformung am Kerbabschnitt 4b, beginnt und das dornähnliche Element 4a relativ leicht gebogen wird.
Bei einem zweiten Beispiel des Biegehilfsabschnittes 4b ist eine kleine Durchgangsöffnung 4b₂ in der Nähe der Verbindung des dornähnlichen Elements 4a ausgebildet (vgl. 7A). Bevorzugt ist die Durchgangsöffnung 4b₂ zusammen mit dem Kerbabschnitt 4b₁ ausgebil det. Wenn sich das dornähnliche Element 4a aufgrund des relativen Zusammentreffens mit dem Kragenabschnitt 10 biegt, werden der Kerbabschnitt 4b₁ und die kleine Durchgangsöffnung 4b₂ verformt, wodurch das Biegen des dornähnlichen Elements 4a erleichtert wird (vgl. 7B).
Des weiteren kann ein gerader, ausgeschnittener Abschnitt 4b₃ derart ausgebildet sein, daß er sich von der kleinen Durchgangsöffnung 4b₂ in Richtung der inneren Umfangskante der Stoßabsorptionsöffnung A₁ erstreckt (vgl. 7C). Der geradlinige, ausgeschnittene Abschnitt 4b₃ wird durch geradliniges Schneiden in den Abschnitt zwischen der kleinen Durchgangsöffnung 4b₂ und der inneren Umfangskante der Stoßabsorptionsöffnung A₁ gefertigt. Als geradlinigen, ausgeschnittenen Abschnitt 4b₃ gibt es eine Bauform, bei der der Abschnitt, der sich zwischen der kleinen Durchgangsöffnung 4b₂ und der inneren Umfangskante der Stoßabsorptionsöffnung A₁ erstreckt, vollständig durchgeschnitten ist, und eine Bauform, bei der dessen Oberflächenabschnitt durch Bearbeitung zum Teil weggeschnitten ist, um eine dünne Wand auszubilden. Da die kleine Durchgangsöffnung 4b₂ und der geradlinige, weggeschnittene Abschnitt 4b₃ vorhanden sind, tritt ein Riß oder ein Bruch zuerst an geradlinigen, ausgeschnittenen Abschnitt 4b₃ auf, wodurch das Biegen des dornähnlichen Elements 4a weiter erleichtert wird.
Als ein drittes Beispiel des Biegehilfsabschnittes 4b sind als nächstes die in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden des dornähnlichen Elements 4a derart ausgebildet, daß sie mit den inneren Umfangskanten der in Querrichtung gegenüberliegenden Seiten der Stoßabsorptionsöffnung A₁ verbunden sind. Bei diesem Beispiel sind die Biegehilfsabschnitte 4b jeweils an beiden Seiten eines Endes des dornähnlichen Elements 4 kleiner ausgebildet, wobei ein Scherabschnitt 4c, der leicht weggeschert werden kann, an dessen anderem Ende ausgebildet ist. Es gibt verschiedene Formen des Scherabschnittes 4c, um ein leichtes Scheren zu ermöglichen. Beispielsweise kann der Scherabschnitt 4c als ein schlanker Verbindungsabschnitt (vgl. 4A) oder durch Vorsehen eines geradlinigen, ausgeschnittenen Abschnittes oder eines dünnwandigen Abschnittes (vgl. 8D und 8E) ausgebildet sein.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein rückwärtiger Stoßabsorptionsabschnitt 15 im ausgeschnittenen Schlitzabschnitt 6 ausgebildet sein. In diesem Fall ist ein dornähnliches Element 15a, das dem dornähnlichen Element 4a des Stoßabsorptionsabschnittes 4 entspricht; im rückwärtigen Stoßabsorptionsabschnitt 15 ausgebildet. Dann ist es unnötig, daß das dornähnliche Element 4a in der Stoßabsorptionsöffnung A₁ ausgebildet ist (vgl. 11A).
Wenn jedoch die Möglichkeit nicht ausgeschlossen werden kann, daß der Stoß während des Auftreten eines Zusammenpralls groß wird, was beispielsweise vom Typ und der Größe des Fahrzeugs abhängt, kann das dornähnliche Element 4a in der Stoßabsorptionsöffnung A₁ und zusätzlich der rückwärtige Stoßabsorptionsabschnitt 15 mit dem dornähnlichen Element 15a im ausgeschnittenen Schlitzabschnitt 6 ausgebildet sein (vgl. 11B).
Das dornähnliche Element 15a des rückwärtigen Stoßabsorptionsabschnitts 15, das im ausgeschnittenen Schlitzabschnitt 6 ausgebildet ist, ist so vorgesehen, daß es an der Öffnungsseite des ausgeschnittenen Schlitzabschnittes 6 angeordnet ist, der sich zum Endabschnitt des Säulenhalters A öffnet, und ist im wesentlichen so ausgebildet, daß es von einer Endseite in Richtung der Seitenkante der anderen Endseite des ausgeschnittenen Schlitzabschnittes 6 vorspringt. Des weiteren ist der distale Endabschnitt des dornähnlichen Elements 15a derart ausgebildet, daß es in Richtung der Innenseite des ausgeschnittenen Schlitzabschnittes 6 geneigt ist. Ein Biegehilfsabschnitt 15b ist in der Nähe der Verbindung des dornähnlichen Elements 15a an seiner Seite, die benachbart zu der Seitenkante des ausgeschnittenen Schlitzabschnittes 6 ist, ausgebildet. Durch die geneigte Ausgestaltung des dornähnlichen Elements 15a kann das dornähnliche Element 15 mit einer großen Länge im ausgeschnittenen Schlitzabschnitt 6 vorgesehen werden. Durch Ausbiegen des Hilfsabschnittes 15 kann das dornähnliche Element 15a sogar noch weiter verlängert werden.
Der zweite Stoßabsorptionsabschnitt 5 der Stoßabsorptionsöffnung A₁ absorbiert den Stoß während des Zusammenpralls, da er in Längsrichtung durch den Kragenabschnitt 10 der Gleitkapsel B vergrößert wird (vgl. 6A bis 6C). Es gibt verschiedene Formen des zwei ten Stoßabsorptionsabschnittes 5. Im ersten Beispiel sind die seitlichen, eindrückbaren, inwneren Umfangskanten 5a an beiden Seiten im wesentlichen parallel zueinander ausgebildet (vgl. 2A und 2B).
Die Weite w zwischen den in Querrichtung einander gegenüberliegenden, eindrückbaren inneren Umfangskanten 5a des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5 ist kleiner als der Durchmesser d des Kragenabschnittes 10 der Gleitkapsel B (vgl. 2A). In einem zweiten Beispiel des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5 ist der zweite Stoßabsorptionsabschnitt 5 in Längsrichtung nach hinten verjüngt ausgebildet (vgl. 10A).
Bei diesem zweiten Beispiel wird die Andrückkraft der eindrückbaren, inneren Umfangskanten 5a stärker, wenn sich der Kragenabschnitt 10 relativ nach hinten in Längsrichtung des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5 bewegt. Des weiteren ist es möglich, eine der beiden eindrückbaren, inneren Umfangskanten 5a des sich verjüngenden Stoßabsorptionsabschnittes 5 gerade, ohne Neigung in Längsrichtung auszubilden (vgl. 10B). In diesem Fall ist die eindrückbare, innere Umfangskante 5a an der Außenseite des Befestigungsabschnittes 2 zur Befestigung oder die eindrückbare, innere Umfangskante 5a der Innenseite des Befestigungsabschnittes 2 zur Befestigung geneigt.
Die sich gerade erstreckende, zusammendrückbare, innere Umfangskante 5a dient auch als eine Führung in Längsrichtung. Obwohl beim oben beschriebenen Beispiel die seitlichen, eindrückbaren, inneren Umfangskanten 5a an beiden Seiten vorgesehen sind, gibt es ein Beispiel, bei dem die eindrückbare, innere Umfangskante 5a an einer der Kanten ausgebildet ist, während die andere Kante als eine führende und ein Gleitelement bildende, innere Umfangskante zur Führung in Längsrichtung ausgebildet ist. Des Weiteren gibt es Beispiele, bei denen die verschiedenen Typen der inneren Umfangskanten auf geeignete Weise miteinander kombiniert sind.
Als nächstes folgen verschiedene Beispiele der Gleitkapsel B. Beim ersten Beispiel wird die Gleitkapsel B zusammen mit dem Bolzen 13 zur Befestigung und Halterung des Säulenhalters A unterhalb der Armaturentafel 14 (vgl. 4A) verwendet. Diese Gleitkapsel B ist so angeordnet, daß ein oberes Halteelement 7a und ein unteres Halteelement 7b einstückig über einen umgebörtelten Verbindungsabschnitt 8 derart ausgebildet sind, daß sie einander im wesentlichen parallel gegenüberliegen. Die Gleitkapsel B kann einteilig aus einer Metallplatte gefertigt und durch Pressen einfach umgeformt werden.
Wie in 4B gezeigt ist, ist der umgebördelte oder umgebogene Verbindugnsabschnitt 8 im wesentlichen als ein schlankes Element ausgebildet, das mit einer dünnen Wandstärke oder einer dünnen Weite versehen ist, um auf diese Weise seine Verformung gegenüber den anderen Abschnitten zu erleichtern. Zusätzlich kann der Spalt zwischen dem gegenüberliegenden, oberen Halteelement 7a und dem unteren Halteelement 7b über den umgebördelten Verbindungsabschnitt 8 erweitert oder verringert werden, um auf diese Weise das Einpassen der Gleitkapsel B an den Befestigungsabschnitt 2 zur Befestigung mit der darin ausgebildeten Stoßabsorptionsöffnung A₁ zu erleichtern. Da des weiteren das obere Halteelement 7a und das untere Halteelement 7b mittels des umgebördelten Verbindungsabschnittes 8 ausgebildet sind, ist es ein Vorteil, daß ein Verlieren dieser Teile verhindert werden kann.
In im wesentlichen zentralen Abschnitten des oberen Halteelements 7a und des unteren Halteelements 7b sind jeweils Befestigungslagerabschnitt 9 ausgebildet, durch die der Bolzen 13 hindurchreichen kann. Der Kragenabschnitt 10 ist entweder am oberen Hal teelement 7a oder am unteren Halteelement 7b ausgebildet, so daß in einem Zustand, in dem sich das obere Halteelement 7a und das untere Halteelement 7b gegenüberliegen, die Spitze des Kragenabschnittes 10 gegen das andere Halteelement stößt, wodurch es möglich ist, den Abstand zwischen dem gegenüberliegenden oberen Halteelement 7a und dem unteren Halteelement 7b auf einem konstant festen Abstand zu halten.
Insbesondere ist der Kragenabschnitt 10 so aufgebaut, daß er am oberen Stützelement 7a ausgebildet ist und daß die Spitze des Kragenabschnittes 10 gegen die Innenfläche des unteren Halteelements 7b stößt, so daß der Abstand zwischen dem oberen Halteelement 7a und dem unteren Halteelement 7b gleich der Höhe des Kragenabschnittes 10 wird (vgl. 4D). Der Kragenabschnitt 10 ist in Form eines ebenen, hohlen Zylinders ausgebildet und verläuft konzentrisch zu der Befestigungslagerabschnitt 9 im oberen Halteelement 7a. Der Bolzen 13 kann durch den Kragenabschnitt 10 und durch die Befestigungslagerabschnitt 9 hindurchreichen, die im unteren Halteelement 7b an der anderen Seite ausgebildet ist.
Als eine Abänderung des Kragenabschnittes 10 gibt es eine Bauform, bei der die Kragenabschnitte 10 jeweils am oberen Halteelement 7a und dem unteren Halteelement 7b ausgebildet sind und beide Kragenabschnitte 10 aneinanderstoßen, wenn das obere Halteelement 7a und das untere Halteelement 7b einander gegenüberliegen. Bei dieser Abänderung wird die kombinierte Höhe der beiden am oberen Halteelement 7a und unteren Halteelement 7b ausgebildeten Kragenabschnitte gleich der Höhe des oben erwähnten Kragenabschnittes 10, der nur an einem Halteelement ausgebildet ist.
Als nächstes ist eine Vielzahl von elastischen Halteabschnitten 11 am oberen Halteelement 7a derart ausgebildet, daß sie in Richtung des gegenüberliegenden, unteren Halteelements 7b gebogen sind. Die elastischen Halteabschnitte 11 sind so ausgebildet, daß sie eine feste Elastizität aufweisen. Die elastischen Halteabschnitte 11 sind an einer Seite des oberen Halteelements 7a an in Querrichtung gegenüberliegenden Seiten des umgebogenen oder umgebördelten Verbindungsabschnittes 8 und an einer gegenüberliegenden Seite desselben ausgebildet.
Insbesondere sind die elastischen Halteabschnitte 11, wie in 4 gezeigt ist, getrennt an beiden Seiten des Abschnittes des oberen Halteelements 7a ausgebildet, an dem der umgebogene Verbindungsabschnitt 8 ausgebildet ist, und in der Mitte der gegenüberliegenden Seite des oberen Halteelements 7a ist ein elastischer Halteabschnitt 11 ausgebildet. Die Anzahl der elastischen Halteabschnitte 11 wird auf geeignete Weise unter Berücksichtigung der Umstände bestimmt und sollte nicht auf die im oben beschriebenen Beispiel gezeigte Anzahl beschränkt sein.
Die Gleitkapseln B sind jeweils in die Stoßabsorptionsöffnung A₁ und den ausgeschnittenen Schlitzabschnitt 6, der im Befestigungsabschnitt 2 zur Befestigung des Säulenhalters A ausgebildet ist, eingepaßt. Der Säulenhalter A ist somit an vier Positionen gehalten. Die Gleitkapsel B, die in die Stoßabsorptionsöffnung A₁ eingepaßt ist, ist so festgelegt, daß sie im Befestigungslagerabschnitt 3 der Stoßabsorptionsöffnung A₁ angeordnet ist (vgl. 2A).
In einem Zustand, in dem der umgebogene Verbindungsabschnitt 8 außerhalb der äußeren Kante des Befestigungsabschnittes 2 zur Befestigung angeordnet ist, ist der Kragenabschnitt 10 im Befestigungslagerabschnitt 3 eingesetzt, während die oberen und unteren Oberflächen des Befestigungsabschnittes 2 zur Befestigung durch das obere Halteelement 7a und das untere Halteelement 7b festgeklemmt sind (vgl. 2A und 2C).
Aufgrund der Halterung des Säulenhalters A durch die Gleitkapseln B ist es möglich, die Last der Anfangsbewegung zum Zeitpunkt des Auftretens des Zusammenpralls festzusetzen.
Die elastischen Stützanordnungen in der Umgebung der Stoßabsorptionsöffnung A₁ durch Verwendung der oben beschriebenen Gleitkapseln B werden als dritte Stoßabsorptionsabschnitte 16 bezeichnet. Wie insbesondere in den 2B und 2C gezeigt ist, sind die elastischen Halteabschnitte 11 an jedem der in seitlicher Richtung nahen Halteabschnitten der Gleitkapsel B der Stoßabsorptionsöffnung A₁ ausgebildet. Insbesondere ist der Befestigungsabschnitt 2 zur Befestigung an Abschnitten angeordnet, die in einem elastischen An drückzustand in Querrichtung nahe der Stoßabsorptionsöffnung A₁ liegen, wodurch eine elastische Gleitreibungsvorrichtung gebildet wird, wie sie weiter unten beschrieben ist.
Zum Zeitpunkt des Zusammenpralls bewegen sich die Gleitkapseln B und der Säulenhalter A relativ zueinander, wie zuvor beschrieben wurde, und der Kragenabschnitt 10 einer jeden Gleitkapsel B bewegt sich relativ vom Befestigungslagerabschnitt 3 der Stoßabsorptionsöffnung A₁ durch den ersten Stoßabsorptionsabschnitt 4 und den zweiten Stoßabsorptionsabschnitt 5. Dadurch wird durch die Wechselwirkung zwischen dem Kragenabschnitt 10 und dem dornähnlichen Element 4a des ersten Stoßabsorptionsabschnittes 4 und zwischen dem Kragenabschnitt 10 und den eindrückbaren, inneren Umfangskanten 5a des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5 Energie absorbiert.
In Verbindung mit der oben beschriebenen Energieabsorption gleiten die Gleitkapsel B und der Säulenhalter A relativ zueinander, während jeder Befestigungsabschnitt 2 zur Befestigung an seinen in Querrichtung nahe der Stoßabsorptionsöffnung A₁ liegenden Abschnitten durch die elastischen Halteabschnitte 11 der Gleitkapsel B elastisch gedrückt wird, und reiben so aneinander. Die Gleitabschnitte, die aufgrund der Elastizität der elastischen Halteabschnitte 11 bezüglich des Befestigungsabschnittes 2 zur Befestigung an den in Querrichtung nahe der Stoßabsorptionsöffnung A₁ liegenden Abschnitten reiben, sind an den Stellen vorhanden, die durch Punkte in den 1A, 1B, 2B, 2C, 11A und 11B angedeutet sind.
Wenn somit die Gleitkapsel B relativ entlang der Stoßabsorptionsöffnung A₁ gleitet, tritt eine elastische Gleitreibung auf. Diese elastische Gleitreibung dient als eine Reibwiderstandslast (das Gleiten tritt auf, während eine elastische Last wirkt) und als die Energieabsorptionslast der dritten Stoßabsorptionsabschnitte 16 zusammen mit dem ersten Stoßabsorptionsabschnitt 5.
Obwohl diese durch die dritten Stoßabsorptionsabschnitte 16 wirkende Last kleiner ist als die Energieabsorptionslast, die vom ersten Stoßabsorptionsabschnitt 4 und 5 aufgebracht wird, wird die Last der anfänglichen Bewegung aufgrund der Elastizität der elastischischen Halteabschnitte 11 ausreichend groß und der Reibwiderstand aufgrund der elastischen Halteabschnitte 11 wird folglich im wesentlichen konstant. Die Last dieser dritten Stoßabsorpti onsabschnitte 16 wirkt synergetisch mit dem ersten Stoßabsorptionsabschnitt 4 und dem zweiten Stoßabsorptionsabschnitt 5 und kann die Energieabsorptionslast erhöhen.
Die 12, 13, 14 und 15 zeigen weitere Beispiele des ersten Stoßabsorptionsabschnittes 4 und des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5. Zunächst ist in 12 das Paar von dornähnlichen Elementen 4a jeweils so ausgebildet, daß es an beiden in Querrichtung liegenden Seiten des ersten Stoßabsorptionsabschnittes 4 von den inneren Umfangskanten in Richtung eines bezüglich der Weite mittleren Abschnittes vorspringt, und ist an den bezüglich der Weite mittleren Abschnitt relativ zueinander unterbrochen und voneinander um einen geeigneten Abstand beabstandet. Als nächstes ist in 13 das dornähnliche Element 4a so ausgebildet, daß es sich von der äußeren Umfangskante des ersten Stoßabsorptionsabschnittes 4 im Befestigungsabschnitt 2 zur Befestigung in Richtung der Seite des Säulenhalteabschnittes 1 erstreckt.
Als nächstes ist in 14 ein Verformungshilfsabschnitt 17 im dornähnlichen Element 4a ausgebildet. Der Verformungshilfsabschnitt 17 ist als eine längliche, gerade Durchgangsöffnung ausgebildet, die sich in Längsrichtung des dornähnlichen Elements 4a erstreckt. Der Verformungshilfsabschnitt 17 erleichtert die Biegeverformung des dornähnlichen Elements 4a zum Zeitpunkt des Stoßabsorptionsvorganges in Verbindung mit dem Kragenabschnitt 10 der Gleitkapsel B. Dadurch ist es möglich, den Änderungsbereich zu vergrößern, innerhalb dessen der Betrag der Energieabsorption festgelegt werden kann.
Als nächstes ist in 15 der Verformungshilfsabschnitt 17 in der Nähe des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5 im Befestigungsabschnitt 2 zur Befestigung ausgebildet. Insbesondere ist der Verformungshilfsabschnitt 17 als eine längliche Durchgangsöffnung ausgebildet, die sich entlang der Längsrichtung der eindrückbaren, inneren Umfangskanten 5a erstreckt, welche wiederum im zweiten Stoßabsorptionsabschnitt 5 ausgebildet sind. Auch in diesem Fall kann das Eindrücken der eindrückbaren, inneren Umfangskanten 5a durch den Kragenabschnitt 10 der Gleitkapsel B auf dieselbe Weise, wie oben beschrieben, leichter stattfinden.
Die Lenksäule 10 ist zusammen mit dem Säulenhalter A an einem unteren Abschnitt der Armaturentafel 14 mittels den Gleitkapseln B und den Bolzen 13 an den Stoßabsorptionsöffnungen A₁ und den ausgeschnittenen Schlitzabschnitten 6 befestigt, die in den Befestigungsabschnitten 2 zur Befestigung ausgebildet sind. Die Gleitkapsel B, die in die Stoßabsorptionsöffnung A₁ eingepaßt ist, ist so ausgelegt, daß ihr Kragenabschnitt 10 im Befestigungslagerabschnitt 3 der Stoßabsorptionsöffnung A₁ positioniert ist (vgl. 1A, 1B und 2A).
Im Falle eines Zusammenstoßes des Fahrzeugs, wenn als Reaktion darauf der Fahrer auf das Lenkrad Sw prallt und sich der Säulenhalter A aufgrund des Zusammenstoßes in Vorwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie zu bewegen beginnt, bewegen sich die Kragenabschnitte 10 der Gleitkapseln B und die Stoßabsorptionsöffnungen A₁ des Säulenhalters A relativ zueinander. Jede Gleitkapsel B bewegt sich zur Vorderseite der Stoßabsorptionsöffnung A₁ und weiter in Richtung ihrer Rückseite (vgl. 5A bis 5D und 6A bis 6C).
Zuerst trifft der Kragenabschnitt 10 auf das dornähnliche Element 4a des ersten Stoßabsorptionsabschnittes 4 und biegt das dornähnliche Element 4a an seinen Verbindungsabschnitt aufgrund der Wirkung des Biegemoments. Zu diesem Zeitpunkt kann der anfängliche Stoß absorbiert werden. Da das dornähnliche Element 4a durch den Zusammenprall mit dem Kragenabschnitt 10 leicht gebogen werden kann, kann die Energie des anfänglichen Zusammenpralls weich aufgenommen werden und der Kragenabschnitt 10 wird im folgenden Schritt zum zweiten Stoßabsorptionsabschnitt 5 geführt. Beim zweiten Stoßabsorptionsabschnitt 5 kann dann der Stoß allmählich zum Verschwinden gebracht werden, da der Kragenabschnitt 10 ständig gegen die inneren Umfangskanten 5a des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes 5 drückt und diese verformt.
Da außerdem die elastischen Halteabschnitte 11, die an der Gleitkapsel B ausgebildet sind, elastisch gegen die benachbarten Abschnitte der Stoßabsorptionsöffnung A₁ drücken, tritt eine Reibung zwischen den elastischen Halteabschnitten 11 der Gleitkapsel B und den benachbarten Abschnitten der Stoßabsorptionsöffnung A₁ auf, wenn sich die Gleitkapsel B und der Säulenhalter A relativ zueinander bewegen. Als Ergebnis wird eine elastische Gleitreibungsvorrichtung gebildet und die auf dieser Vorrichtung basierende Energieabsorption wirkt synergetisch mit der Energieabsorption des ersten Stoßabsorptionsabschnitts 4 und des zweiten Stoßabsorptionsabschnitts 5.
Wenn die dornähnlichen Elemente 15a der rückwärtigen Stoßabsorptionsabschnitte 15 jeweils in den ausgeschnittenen Schlitzabschnitten 6 des Säulenhalters A ausgebildet sind, wird zusätzlich jedes der dornähnlichen Elemente 15a an seinem Verbindungsabschnitt aufgrund seiner Kollision mit dem Kragenabschnitt 10 gebogen und absorbiert den anfäng lichen Stoß, wenn sich der Säulenhalter A von den Gleitkapseln B in den ausgeschnittenen Schlitzabschnitten 6 löst. Dadurch ist es möglich, den Stoß abzudämpfen.

Claims

Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule (12), umfassend: eine Gleitkapsel (B) mit einem Kragenabschnitt (10), der unbeweglich an einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist; und einen Säulenhalter (A) mit einer Stoßabsorptionsöffnung (A₁), die in einer Längsrichtung der Lenksäule (12) verlängert ist und in der ein Befestigungslagerabschnitt (3, 9) an einer Endseite der verlängerten Stoßabsorptionsöffnung (A₁), ein erster Stoßabsorptionsabschnitt (4) und ein zweiter Stoßabsorptionsabschnitt (5) mit einer eindrückbaren, inneren Umfangskante (5a) an einer Seitenkante der länglichen Stoßabsorptionsöffnung (A₁) im wesentlichen durchgängig in Längsrichtung ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stoßabsorptionsabschnitt (4) mit einem dornähnlichen Element (4a) in der Nähe des Befestigungslagerabschnittes (3, 9) versehen ist, wobei bei einem Zusammenstoß der Kragenabschnitt (10) das dornähnliche Element (4a) biegt und den zweiten Stoßabsorptionsabschnitt (5) eindrückt.
Stoßabsorptionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dornähnliche Element (4a) des ersten Stoßabsorptionsabschnittes (4) derart ausgebildet ist, dass es von einer inneren Umfangskante des ersten Stoßabsorptionsabschnittes (4) in Richtung einer anderen inneren Umfangskante desselben in einer Breitenrichtung des ersten Stoßabsorptionsabschnittes (4) vorspringt und in Richtung des Befestigungslagerabschnittes (3) geneigt ist.
Stoßabsorptionsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das dornähnliche Element (4a) des ersten Stoßabsorptionsabschnittes (4) aus einer inneren Umfangskante des ersten Stoßabsorptionsabschnittes (4) in einer Breitenrichtung des ersten Stoßabsorptionsabschnittes (4) zur anderen inneren Umfangskante desselben durchgängig ausgebildet ist.
Stoßabsorptionsvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Biegehilfsabschnitt (4b) in einer Umgebung eines Verbindungsabschnittes (8) des dornähnlichen Elements (4a) angrenzend an eine innere Umfangskante der Stoßabsorptionsöffnung (A₁) ausgebildet ist.
Stoßabsorptionsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen ausgeschnittenen Schlitzabschnitt (6), der in einem in Richtung der Fahrzeugkarosserie hinterem Endabschnitt des Säulenhalters (A) derart ausgebildet ist, dass er sich zu einem rückwärtigen Ende des Säulenhalters (A) hin öffnet; eine Gleitkapsel (B) mit einem Kragenabschnitt (10) und einem elastischen Halteabschnitt (11) zum elastischen Drücken und Halten des Säulenhalters (A), wobei die Gleitkapsel (B) in den ausgeschnittenen Schlitzabschnitt (6) eingesetzt und so ausgebildet ist, dass sie den Säulenhalter (A) elastisch hält und bei einem Zusammenstoß sich vom ausgeschnittenen Schlitzabschnitt (6) des Säulenhalters (A) löst; und einen dritten Stoßabsorptionsabschnitt (16), der in einem in Querrichtung benachbarten Abschnitt des ersten Stoßabsorptionsabschnittes (4) und des zweiten Stoßabsorptionsabschnittes (5) angeordnet ist, wobei der dritte Stoßabsorptionsabschnitt (16) als eine elastische Gleitreibungsvorrichtung unter Verwendung der Gleitkapsel (B) zur elastischen Halterung des in Querrichtung benachbarten Abschnittes der Stoßabsorptionsöffnung (A₁) in ihrer Längsrichtung mittels des elastischen Halteabschnittes (11) ausgebildet ist.
Stoßabsorptionsvorrichtung gemäß einem der Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Paar von ausgeschnittenen Schlitzabschnitten (6), die in einem in rückwärtiger Richtung der Fahrzeugkarosserie gelegenem Endabschnitt des Säulenhalters (A) derart ausgebildet sind, dass sie sich zu einem rückwärtigen Ende des Säulenhalters (A) hin öffnen; und ein Paar von rückwärtigen Stoßabsorptionsabschnitten (15), die jeweils an einer Öffnungsseite des ausgeschnittenen Schlitzabschnittes (6) angeordnet sind und jeweils ein dornähnliches Element (15a) aufweisen, das durch eine vorbestimmte Last biegbar ist, wobei die Gleitkapseln (B) jeweils in das Paar von ausgeschnittenen Schlitzabschnitten (6), und wobei der Kragenabschnitt (10) zwischen eine vorderseitige, innere Umfangskante des ausgeschnittenen Schlitzabschnittes (6) und das dornähnliche Elements (15a) einsetzbar ist, und in ein Paar von Stoßabsorptionsöffnungen (A₁) eingesetzt sind, die in einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gelegenem Abschnitt des Säulenhalters (A) in Längsrichtung der Lenksäule (12) ausgebildet sind.
Stoßabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule (12), aufweisend: ein Paar von ausgeschnittenen Schlitzabschnitten (6), die in einem in rückwärtiger Richtung einer Fahrzeugkarosserie gelegenem Endabschnitt eines Säulenhalters (A) derart ausgebildet sind, dass sie sich zu einem rückwärtigen Ende des Säulenhalters (A) hin öffnen; und Gleitkapseln (B), die jeweils einen Kragenabschnitt (10) und einen elastischen Halteabschnitt (11) zum elastischen Halten des Säulenhalters (A) aufweisen, wobei die Gleitkapseln (B) bezüglich der Fahrzeugkarosserie unbeweglich sind und den Säulenhalter (A) elastisch halten, gekennzeichnet durch ein Paar von rückwärtigen Stoßabsorptionsabschnitten (15), die jeweils an einer Öffnungsseite des ausgeschnittenen Schlitzabschnittes (6) angeordnet sind und jeweils ein dornähnliches Element (15a) aufweisen, das durch eine vorbestimmte Last biegbar ist, wobei der Kragenabschnitt (10) zwischen eine vorderseitige, innere Umfangskante des ausgeschnittenen Schlitzabschnittes (6) und das dornähnliche Elements (15a) einsetzbar ist, und die Gleitkapseln (B) jeweils in das Paar von ausgeschnittenen Schlitzabschnitten (6) und in ein Paar von Stoßabsorptionsöffnungen (A₁) eingesetzt sind, die in einem in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gelegenem Abschnitt des Säulenhalters (A) in Längsrichtung der Lenksäule (12) ausgebildet sind.