DE102004036778A1

DE102004036778A1 - Energieabsorptionsvorrichtung für eine Fahrzeuglenksäule

Info

Publication number: DE102004036778A1
Application number: DE102004036778A
Authority: DE
Inventors: Patrick Anthony Rowley's Green Duffy; James Peter Rowley's Green Bentley; Laurence George Herbert Rowley's Green Barton
Original assignee: NSK Steering Systems Europe Ltd
Current assignee: NSK Steering Systems Europe Ltd
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: GB2404633A; GB2404633B; GB0318385D0; DE102004036778B4; JP2005053475A; US20050082812A1; US7628425B2

Abstract

Eine Energieabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule (2) für ein Fahrzeug hat ein nachgiebiges Mittel in der Form einer Schraubenfeder (8) mit Windungen (7), die klemmend um eine zylindrische Stange (5) herumgewunden sind, die mit der Lenksäule (2) verbindbar ist. Die Schraubenfeder (8) und die zylindrische Stange (5) sind relativ zueinander verschiebbar, um im Falle eines Fahrzeugcrashs Energie durch die Lenksäule (2) zu absorbieren. Eine Einstellvorrichtung ist vorgesehen, um die Klemmkraft der Windungen (7) der Schraubenfeder (8) auf der Stange (5) durch Aufwickeln oder Abwickeln der Windungen (7) der Feder (8) zu variieren. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, um die Klemmkraft gemäß Daten einzustellen, wie zum Beispiel gemäß der Statur des Fahrers, der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Fahrzustand des Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Energieabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule für ein Fahrzeug.

Es sind viele solche Vorrichtungen bekannt, die ein gesteuertes Zusammenschieben einer Lenksäule im Falle eines Fahrzeugcrashs ermöglichen. Dies ist nötig, weil während einer Kollision eine Lenksäule sich in einer kontrollierten Weise zusammenschieben und Energie aufnehmen muss, die durch den Fahrzeugbenutzer entwickelt wird.

Die wesentlichen Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.

Für ein besseres Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie diese zur Wirkung gebracht werden kann, wird nun anhand eines Beispiels auf die einzeige Zeichnungsfigur Bezug genommen, die eine schematische perspektivische Ansischt einer Energieabsorptionsvorrichtung zeigt, die an einer Fahrzeuglenksäule angebracht ist.
Die Zeichnung zeigt ein Lenkrad 1, das an einer Lenksäule 2 angebracht ist, die durch (nicht gezeigte) Einrichtungen an einem festen Montagebügel 3 gehaltert ist. Die Lenksäule 2 ist irgendwo längs ihrer Länge mit einem sich radial erstreckenden Finger 4 versehen. Das von der Lenksäule 2 entfernte Ende des Fingers 4 hat eine von diesem vorragende Komponente. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist diese Komponente eine zylindrische Stange 5, die durch eine Öffnung in dem Finger 4 hindurchgeht und an einem Ende durch einen Kopf 6 gehaltert ist, der mit der Stange 5 verbunden ist und gegen eine Fläche des Fingers 4 anliegt.
Windungen 7 eines nachgiebigen Glieds in der Form einer Schraubenfeder 8 sind um den Umfang längs wenigstens eines Teils der Länge der Stange 5 herumgewickelt. Die Schraubenfeder 8 hat zwei Enden 9 und 10. Das Ende 9 ist so angeordnet, dass es bei dem dargestellten Beispiel nachgiebig gegen einen Teil der Oberfläche des festen Montagebügels 3 anliegt, während das andere Ende 10 so angeordnet ist, dass es durch eine (nicht gezeigte) Einstell- oder Feststellvorrichtung berührt oder ergriffen werden kann.
In ihrem freien Zustand hat die Schraubenfeder 8 einen Innendurchmesser, der kleiner ist als der Außendurchmesser der Stange 5. Wenn jedoch die Feder 8 und die Stange 5 zusammengefügt sind, hat die Schraubenfeder 8 eine natürliche Tendenz, auf der Stange 5 zu klemmen, und dies wird als Basis für ein Energieabsorptionssystem vom Reibungstyp verwendet. Wie erwähnt, ist das Ende 9 der Schraubenfeder 8 gegen Verdrehung fixiert, während das andere Ende 10 der Schraubenfeder 8 an der einstellbaren Feststellvorrichtung befestigt ist. Die Feststellvorrichtung kann die Klemmkraft der Schraubenfeder 8 auf der Stange 5 durch Aufwickeln oder Abwickeln der Windungen 7 der Feder 8 auf der Stange 5 verändern. Das Ende 10 der Schraubenfeder 8 kann sich daher im Wesentlichen in der Richtung bewegen, die durch den Doppelpfeil AA angegeben ist.
Im Falle eines Fahrzeugcrashs schiebt sich die Lenksäule 2 in einer Richtung weg von dem Fahrer zusammen, um den Finger 4 zu veranlassen, gegen den Kopf 6 der Stange 5 anzuliegen. Dies bewirkt natürlich, dass die Stange 5 durch die Windungen 7 der Schraubenfeder 8 in der gleichen Bewegungsrichtung wie die Lenksäule unter Reibung hindurchgezogen wird, die durch die Spannung in den Windungen 7 erzeugt wird.
Bei der Herstellung kann das System über mechanische Mittel eingestellt werden, das heißt mittels eines schraubenartigen Mechanismus (nicht dargestellt). Die erzeugte Energieabsorptions-Belastung kann abhängig von den Gegebenheiten variiert werden, und dies könnte ohne die Notwendigkeit für verschiedene Komponenten erreicht werden. Es ist auch vorgesehen, dass die Energieabsorptionsvorrichtung in Echtzeit während einer Fahrzeugkollision eingestellt werden könnte.
Die Reibungsleistung zwischen den Kontaktoberflächen der Windungen 7 der Schraubenfeder 8 und der Stange 5 kann wie gewünscht durch Anbringen einer (nicht gezeigten) Beschichtung an den Windungen 7 und/oder an der Stange 5 gesteuert werden.
Die Variationen in der Energieabsorption kann daher z. B. der Statur des Fahrers angepasst werden. Das erforderliche Niveau der Energieabsorption kann bestimmt werden durch die Bedingungen vor oder bei dem Zeitpunkt des Crashereignisses. Einstellungen könnten auf der Grundlage von Eingaben von dem Fahrzeug her vorgenommen werden, die z. B. die Fahrergröße, das Fahrergewicht, die Fahrzeuggeschwindigkeit und den Fahrzustand bestimmen. Alle diese Eingaben können einem elektronisch gesteuerten Betätigungsorgan zugeführt werden, das seinerseits die Windungen 7 der Schraubenfeder 8 um die Stange 5 herum aufwickeln oder abwickeln würde.
Obwohl in der Zeichnung ein einfacher Haltebügel 11 gezeigt ist, der die Windungen 7 der Feder 8 umgibt, ist einzusehen, dass dieser Bügel 11 auch weggelassen werden könnte.

Claims

Energieabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule für ein Fahrzeug, wobei die Vorrichtung ein nachgiebiges Mittel (8) aufweist, das Windungen (7) hat, die klemmend um eine Komponente (5) herumgewickelt sind, die mit der Lenksäule (2) verbindbar ist, wobei das nachgiebige Mittel (8) und die Komponente (5) relativ zueinander gleitfähig sind, um dadurch im Betrieb im Falle eines Fahrzeugcrashs Energie durch die Lenksäule (2) zu absorbieren.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Komponente ein zylindrisches Glied (5) ist, um welches die Windungen (7) des nachgiebigen Glieds (8) herumgewickelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das zylindrische Glied eine Stange (5) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der eine Beschichtung auf wenigstens eine Kontaktoberfläche des nachgiebigen Mittels (8) und/oder der Komponente (5) aufgebracht ist, um die Reibungswirkung zwischen dem nachgiebigen Mittel (8) und der Komponente (5) zu steuern.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Komponente (5) einen Teil einer Lenksäule (2) für ein Fahrzeug bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Komponente (5) mit einer Lenksäule (2) für ein Fahrzeug als separate Komponente verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Komponente (5) und das nachgiebige Mittel (8) so angeordnet sind, dass eine relative Bewegung zwischen diesen parallel zu der beabsichtigten Richtung des Zusammenschiebens der Lenksäule (2) bei Benutzung der Vorrichtung ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das nachgiebige Mittel eine Schraubenfeder (8) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Schraubenfeder (8) mit zwei Enden (9, 10) versehen ist, die sich von den Windungen (7) der Schraubenfeder (8) in tangentialer oder radialer Richtung nach außen erstrecken.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der eines (9) der beiden Enden (9, 10) der Schraubenfeder (8) durch die Nachgiebigkeit der Schraubenfeder (8) gegen eine feste Komponente (3) gedrückt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die feste Komponente ein Montagebügel (3) für die Lenksäule (2) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der das andere Ende (10) der beiden Enden (9, 10) der Schraubenfeder (8) in beweglicher Weise mit einer Einstellvorrichtung in Eingriff steht.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Einstellvorrichtung so angeordnet ist, dass sie die Klemmkraft der Windungen (7) der Schraubenfeder (8) auf der zuerst genannten Komponente (5) durch Aufwickeln oder Abwickeln der Windungen (7) der Schraubenfeder (8) auf dieser Komponente (5) variiert, und zwar unter Einwirkung auf das andere Ende (10) der Schraubenfeder (8).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Klemmkraft des nachgiebigen Mittels (8) gemäß vorbestimmten Daten einzustellen, wie beispielsweise die Statur des Fahrers, die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder den Fahrzustand des Fahrzeugs.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der ein elektronisch gesteuertes Betätigungsglied vorgesehen ist, um das nachgiebige Mittel (8) einzustellen.
Fahrzeuglenksäule (2) mit einer Energieabsorptionsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug mit einer Lenksäule (2) gemäß Anspruch 16.
Energieabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule für ein Fahrzeug, wobei die Vorrichtung ein nachgiebiges Mittel (8) aufweist, das Windungen (7) hat, die klemmend um eine Komponente (5) herumgewickelt sind, die mit der Lenksäule (2) verbindbar ist, wobei die Komponente (5) axial durch die Windungen (7) des nachgiebigen Mittels (8) hindurch gleitfähig ist, um dadurch im Betrieb im Falle eines Fahrzeugcrashs Energie durch die Lenksäule (2) zu absorbieren.