DE10019249A1 - Fahrzeuglenksäule - Google Patents

Abstract

Eine zusammenschiebbare Lenksäule für ein Fahrzeug weist ein erstes, inneres Rohr (1) auf, das im Falle eines Fahrzeugcrashs relativ zu einem zweiten, äußeren Rohr (2) teleskopisch verschiebbar ist. Ein drittes oder Toleranzteil (3) ist zwischen den inneren und äußeren Rohren (1, 2) angeordnet, um Toleranz dazwischen aufzunehmen und eine Widerstandskraft gegenüber dem teleskopartigen Zusammenschieben zwischen den beiden Rohren zu liefern. Das Toleranzteil (3) hat wenigstens zwei Blätter (4), die durch einen Zwischenabschnitt (4A) verbunden sind, der so angeordnet ist, daß er auf einem inneren Ende des inneren Rohres (1) sitzt. Vorzugsweise sind die inneren und äußeren Rohre (1, 2) im wesentlichen dreieckig, und es sind drei Blätter (4) vorhanden, eines für jede Fläche des dreieckigen Profils. Am äußeren Ende jedes Blattes (4) sind vorzugsweise Laschen (5) zur Lokalisierung und Energieabsorption vorgesehen. Die Blätter (4) können mit Erhebungen und/oder Vorsprüngen zum Zwecke der Energieabsorption versehen sein.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zusammenschiebbare Lenksäule für ein Fahrzeug, auf ein Toleranzteil für diese und auf ein Fahrzeug mit einer solchen Lenksäule.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Patentansprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer zusammenschiebbaren Lenksäule für ein Fahrzeug mit einer Toleranzplatte oder einem Toleranzteil;

Fig. 1A ist eine perspektivische Ansicht der Toleranzplatte oder des Toleranzteils, die bzw. das bei der Lenksäule gemäß Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 2 ist eine schematische perspektivische Ansicht einer alternativen Form des Toleranzteils, dargestellt in dem Zustand, der nach dem Einsetzen in das zweite Teil erreicht ist;

Fig. 3 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Toleranzteils von Fig. 2 in seinem Anlieferungszustand vor dem Einsetzen in das zweite Teil;

Fig. 4, 5 und 6 sind perspektivische Ansichten, die weitere mögliche Modifikationen des Toleranzteils veranschaulichen;

Fig. 7 ist eine grafische Darstellung, die eine typische Last zum Zusammenschieben der Lenksäule veranschaulicht, die durch ein Toleranzteil ohne Laschen (Fig. 2 bis 6) geliefert wird;

Fig. 8 ist eine grafische Darstellung ähnlich derjenigen von Fig. 7, zeigt aber eine typische Last, wenn ein Toleranzteil verwendet wird, das Laschen wie die in den Fig. 1 und 1A veranschaulichten hat.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Lenksäulenanordnung mit einem ersten Teil in der Form eines im wesentlichen dreieckigen inneren Rohres 1, das in ein äußeres Rohr 2 eingesetzt ist, das ein entsprechendes, im wesentlichen dreieckiges inneres Profil hat. Ein drittes Teil in der Form einer sog. Toleranzplatte 3 ist in das Rohr 2 außerhalb des Rohres 1 eingesetzt und so ausgebildet, daß es Toleranz zwischen den beiden Rohren aufnimmt und eine Widerstands­ kraft gegenüber einem teleskopartigen Zusammenschieben zwischen den beiden Rohren liefert, um dadurch Spiel zu eliminieren und die Verbindung zwischen den beiden Rohren unter Vorlast zu setzen.

Die Toleranzplatte 3 ist in Fig. 1A besser gezeigt. Sie weist drei Blätter 4 auf, die durch einen dazwischen liegenden Grundabschnitt 4A verbunden sind, der so angeordnet ist, daß er auf dem inneren Ende des inneren Rohres 1 sitzt, das in das äußere Rohr 2 einzusetzen ist.

Die freien Enden jedes Blattes 4 sind in der in den Fig. 1 und 1A gezeigten Form jeweils mit einer sich nach außen erstreckenden Lasche 5 versehen. Diese wahlweise anzubringenden oder zu verwendenden Laschen 5 an der Toleranzplatte 3 dienen dazu, gegen das äußere Ende des äußeren Rohrs 2 anzuliegen, wenn die Platte 3 auf dem Ende des inneren Rohres 1 sitzt und die Kombination in das äußere Rohr 2 eingesetzt ist. Die Laschen 5 bieten eine visuelle Hilfe zum Prüfen, ob das innere Rohr 1 auf die richtige Länge in das äußere Rohr 2 eingefügt worden ist und ob der durch die beschriebene Struktur gebildete Zusammenschiebe-Mecha­ nismus zufällig oder voreilig aktiviert worden ist.

Fig. 2 zeigt die Form der Toleranzplatte 3 ohne Laschen 5.

Fig. 3 zeigt die Toleranzplatte 3 in ihrem Anlieferungszustand, wobei die Flächen 4 auf etwa 60° vorgebogen sind, wie es bei 4B gezeigt ist, so daß in dem Anlieferungszustand ein Satz von Toleranzplatten während des Transports und der Lagerung leicht gestapelt werden kann. Zusätzlich lokalisiert sich die Toleranzplatte 3 selbsttätig auf dem Ende des inneren Rohres 1 für das Zusammenfügen, und die anfängliche Einsetzkraft zum Zusammenfügen der Verbindung wird vermindert, da die Biegungen 4B zur Erhöhung der Spannung oder Be­ anspruchung wirken, was es den Flächen 4 ermöglicht oder erleichtert, sich weiter zu dem Installationszustand hin zu biegen.

Demgemäß verwendet die Toleranzplatte 3 beim Zusammenfügen, wenn sie über dem Ende des inneren Rohres 1 lokalisiert ist, das innere Rohr 1 als eine Art von Presswerkzeug, wenn dieses in die Bohrung des äußeren Rohres 2 hineingedrückt wird. Die Zusammenschiebe-Last der fertiggestellten Anordnung kann vollständig überprüft werden, indem die Kraft zum Zusammenfügen der Verbindung aufgezeichnet wird.

Die Fig. 4, 5 und 6 veranschaulichen, daß wenigstens eine Fläche 4 und in den dargestellten Formen alle Flächen 4 der Toleranzplatte 3 mit konkaven und/oder konvexen Erhebungen verschiedener Größen, Formen und Positionen versehen sein können, um so die Vorlastkraft fein einzustellen und dadurch die Variation der Zusammenschiebe-Last zu steuern.

Fig. 4 zeigt Sätze von konvexen Vorsprüngen 6A, die sich axial zu der Toleranzplatte 3 (und dem inneren Rohr 1) erstrecken, während Fig. 5 querverlaufende konvexe Vorsprünge 6B zeigt, und Fig. 6 zeigt unter Winkeln angeordnete konvexe Vorsprünge 6C, wobei die Winkelgrade variiert werden können.

Wie gezeigt, sind die Erhebungen konvex; jedoch kann die Richtung der Erhebungen konkav sein, und es kann auch eine Kombination von sowohl konvexen als auch konkaven Aus­ bildungen 6 verwendet werden.

Jede Kombination der oben beschriebenen Merkmale ist möglich.

Es ist daher einzusehen, daß im Falle eines Fahrzeugcrashs eine Tendenz für die beiden Rohre 1 und 2 besteht, teleskopartig zusammengeschoben zu werden, und die Toleranzplatte 3 liefert die Last zum Absorbieren von Energie. Wenn die Laschen 5 vorgesehen sind, erhöht sich die Last, die erforderlich ist, um die Laschen beim anfänglichen Zusammenschieben umzubiegen oder gerade zu biegen.

Fig. 7 zeigt die Last bei einem solchen Zusammenschieben in dem Fall, wo die Laschen 5 nicht vorgesehen sind, und es ist zu sehen, daß eine anfängliche Lastspitze 7 zum Erzeugen des Zusammenschiebens nicht so ausgeprägt ist, während das Niveau der Kraft 8, die er forderlich ist, um das Zusammenschieben fortzusetzen, recht konstant bleibt.

Fig. 8 veranschaulicht den Fall, in dem die Laschen 5 vorgesehen sind, und hier ist die anfängliche Lastspitze 9 zum Bewirken des Zusammenschiebens viel mehr bedeutsam. Das Niveau der Kraft 10, die zum Fortsetzen des Zusammenschiebens erforderlich ist, bleibt wiederum recht konstant. Die anfängliche Belastung 9 simuliert eine Abbrech- oder Ausbrech-Spitzenbelastung der Lenksäule.

Es ist einzusehen, daß die vorliegende Konstruktion zwei Rohre mit ähnlichen Profilen schafft, die ineinander eingesetzt werden, mit einer Toleranzplatte, die dazu dient, den gesamten radialen Freiraum zu eliminieren, indem die entsprechenden inneren und äußeren Flächen der Rohre gegeneinander vorgespannt werden. Diese Vorspannung oder Vorbelastung liefert die erforderliche axiale Ausbrech- oder Abbrechkraft zum Zusammenschieben der Rohr-In-Rohr-Konstruktion der Lenksäulenanordnung.

Die Toleranzplatte 3 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt werden, z. B. aus Feder­ stahl, gestanztem oder geprägtem Metall oder aus einem Kunststoffmaterial.

Claims (11)

1. Zusammenschiebbare Lenksäule für ein Fahrzeug, die ein erstes längliches Teil (1) hat, das in ein zweites längliches Teil (2) einsetzbar ist, das ein äußeres Rohr der Lenksäule ist, und wobei ein drittes Teil (3) vorgesehen ist, das zwischen den ersten und zweiten Teilen (1, 2) lokalisierbar ist, um dazwischen Toleranz aufzunehmen und eine Wider­ standskraft gegenüber einem teleskopartigen Zusammenschieben zwischen den ersten und zweiten Teilen (1, 2) zu liefern, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Teil (3) wenigstens zwei Blätter (4) hat, die durch einen Zwischenabschnitt (4A) verbunden sind, der so angeordnet ist, daß er auf einem Ende des ersten Teils (1) sitzt, das in das zweite Teil (2) einzusetzen ist, und daß die innere Oberfläche des äußeren Rohrs (2) und die äußere Oberfläche des ersten Teils (1) nicht kreisförmige Profile haben, um eine relative Verdrehung zwischen diesen zu verhindern.

2. Toleranzteil (3) für eine zusammenschiebbare Lenksäule für ein Fahrzeug, wobei das Toleranzteil zwischen einem ersten länglichen Teil (1) und einem zweiten länglichen Teil (2) lokalisierbar ist, das ein äußeres Rohr der Lenksäule ist, wobei das erste längliche Teil in das zweite Teil einsetzbar ist und das Toleranzteil (3) dazu dient, Toleranz zwischen den ersten und zweiten Teilen aufzunehmen und eine Widerstands­ kraft gegenüber einem teleskopartigen Zusammenschieben zwischen den ersten und zweiten Teilen (1, 2) zu liefern, dadurch gekennzeichnet, daß das Toleranzteil (3) wenigstens zwei Blätter (4) hat, die durch einen Zwischenabschnitt (4A) verbunden sind, der so angeordnet ist, daß er auf einem Ende des ersten Teils (1) sitzt, das in das zweite Teil (2) einzusetzen ist, und daß die innere Oberfläche des äußeren Rohres (2) und die äußere Oberfläche des ersten Teils (1) nicht kreisförmige Profile haben, um eine relative Verdrehung zwischen diesen zu verhindern.

3. Lenksäule oder Toleranzteil nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Teil (1) ein inneres Rohr der Lenksäule ist.

4. Lenksäule oder Toleranzteil nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, wobei das nicht kreisför­ mige Profil im wesentlichen dreieckig ist.

5. Lenksäule oder Toleranzteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zwischenabschnitt (4A) des dritten oder Toleranzteils (3) allgemein so profiliert ist, daß er dem Querschnitt des Endes des ersten Teils (1) entspricht oder zu diesem paßt, wobei die beiden Blätter (4) sich längs entsprechender Flächen des nicht kreisförmigen Profils des ersten Teils (1) erstrecken.

6. Lenksäule oder Toleranzteil nach den Ansprüchen 4 und 5, wobei das Toleranzteil (3) drei Blätter (4) hat, die durch den Zwischenabschnitt (4A) miteinander verbunden sind, wobei jedes Blatt im Betrieb so angeordnet ist, daß es gegen eine entsprechende äußere Fläche des ersten Teils (1) anliegt.

7. Lenksäule oder Toleranzteil nach Anspruch 1 oder 2 oder nach irgendeinem der An­ sprüche 3 bis 6, wobei vor dem Aufsetzen des dritten oder Toleranzteils (3) auf das Ende des ersten Teils (1) die Blätter (4) von dem Zwischenabschnitt (4A) nach außen aufgeweitet oder aufgespreizt sind, so daß beim Anbringen des ersten Teils (1) an dem zweiten Teil (2) die Blätter (4) gezwungen sind, sich an ihren Verbindungsstellen mit dem Zwischenabschnitt (4A) zu biegen, um den Einbauzustand innerhalb des Teils (1) bzw. zwischen den Teilen (1, 2) zu erreichen.

8. Lenksäule oder Toleranzteil nach Anspruch 1 oder 2 oder nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei ein freies Ende wenigstens eines der Blätter (4) mit einer Lasche (5) versehen ist, die sich von dem ersten Teil nach außen erstreckt, wenn das dritte oder Toleranzteil (3) auf ihm sitzt, wobei die oder jede Lasche (5) anfänglich als Anschlag wirkt, um den Eintritt des ersten Teils (1) in das zweite Teil (2) zu begrenzen und anschließend beim Zusammenschieben der Lenksäule durch Geraderichten der oder jeder Lasche (5) eine erhöhte Last/einen erhöhten Widerstand zu bieten, wenn das erste Teil (1) weiter in das zweite Teil (2) hineingedrückt wird.

9. Lenksäule oder Toleranzteil nach Anspruch 1 oder 2 oder nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem wenigstens eines der Blätter (4) mit Erhebungen und/oder Vorsprüngen (6A, 6B, 6C) versehen ist, um die Reibungslast zwischen den ersten und zweiten Teilen (1, 2) zu erhöhen, wenn diese mit dem dritten oder Toleranzteil (3) dazwischen zu­ sammengefügt sind.

10. Lenksäule oder Toleranzteil nach Anspruch 9, wobei die Erhebungen und/oder Vor­ sprünge (6A, 6B, 6C) axial zu den Blättern (4), quer oder schräg zu den Blättern und/oder unter Winkeln in Bezug auf die Blattachsen ausgerichtet sind.

11. Fahrzeug mit einer zusammenschiebbaren Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 10.