DE102016009803A1

DE102016009803A1 - Collapsible safety steering column and method for operating its energy absorber

Info

Publication number: DE102016009803A1
Application number: DE102016009803.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2016-08-12
Publication date: 2018-02-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenksäuleanordnung mit einem rund um die Lenksäule angeordneten Energieabsorber (5), die hinsichtlich der Sicherheit erhöhten Anforderungen an moderne Kraftfahrzeuge entspricht. Die Energieabsorber (5) stellt gemäß der Erfindung ein Bewegungsgetriebe dar. Hierdurch wird eine translatorische Axialbewegung eines Bestandteils des Getriebes bei einem Crash in eine Rotationbewegung eines anderen Bestandteils umgewandelt. Gemäß dem erfinderischen Verfahren zum Betreiben des Energieabsorbers wird die Rotationsbewegung durch eine Wirbelstrombremse gebremst. Damit wird die kinetische Energie des Fahrers gedämpft. Bei erfinderische Sicherheitslenksäule ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, um die in Abhängigkeit von der Schwere des Crashs die Intensivität des magnetischen Feld zu steuern und damit sich selbst aktiv zu regeln.The invention relates to a steering column arrangement with an energy absorber (5) which is arranged around the steering column and which meets increased safety requirements for modern motor vehicles with regard to safety. The energy absorber (5) according to the invention is a movement gear. In this way, a translational axial movement of a component of the transmission is converted in a crash in a rotational movement of another component. According to the inventive method for operating the energy absorber, the rotational movement is braked by an eddy current brake. This dampens the driver's kinetic energy. In the inventive safety steering column, an electronic control unit is provided to control the intensity of the magnetic field as a function of the severity of the crash and thus to actively regulate itself.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenksäuleanordnung für ein Kraftfahrzeug, die hinsichtlich der Sicherheit den erhöhten Anforderungen entspricht. Der Niveauaufstieg für die Sicherheit des Kraftzeugs ist bei den Fahrzeugproduzenten immer erwünscht.The invention relates to a steering column assembly for a motor vehicle, which corresponds to the increased requirements in terms of safety. Increasing the level of safety of the vehicle is always desired by vehicle manufacturers.

Patent EP 0606680 A1 offenbart eine an ein Kraftfahrzeug angebundene Zusammenschiebbare Sicherheitslenksäule und ein Verfahren zum Betreiben ihres Energieabsorbers. Diese Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenksäule mit einem rund um die Lenksäule angeordneten Energieabsorber, bei dem zwei Elemente innerhalb einer anderen verschiebbar anordenbar sind, von denen ein mit dem Fahrzeuglenkrad- und das andere mit der Fahrzeugträgerstruktur verbunden sind, wobei zwischen den beiden ein verformbares Glied angeordnet ist, das im Fall einer relativen Bewegung der Elementen deformiert wird, um die Bewegungsenergie des Fahrers zu dämpfen.patent EP 0606680 A1 discloses a collapsible safety steering column connected to a motor vehicle and a method for operating its energy absorber. This invention relates to a safety steering column having an energy absorber disposed about the steering column, wherein two members are slidably disposed within another, one of which is connected to the Fahrzeuglenkrad- and the other with the vehicle support structure, wherein between the two a deformable member is arranged, which is deformed in the case of a relative movement of the elements in order to dampen the kinetic energy of the driver.

Die bekannte Sicherheitslenksäule sowie das Verfahren zum Betreiben ihres Energieabsorbers haben den Nachteil, dass die Funktionsweise dieser Lenksäuleanordnung nicht nur auf die umkehrbare Verformung der Bauteile des Energieabsorbers beruht sondern sogar auf den Zusammenbruch des gesamten Aufbaus orientiert ist. Der Energieabsorber ist dabei nicht austauschbar und die ganze Anordnung ist endgültig unbrauchbar sowie nicht wiederverwendbar.The known safety steering column and the method for operating their energy absorber have the disadvantage that the operation of this steering column assembly is based not only on the reversible deformation of the components of the energy absorber but is even oriented to the collapse of the entire structure. The energy absorber is not interchangeable and the whole arrangement is finally unusable and not reusable.

Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die Wirksamkeit des bekannten Absorbtionsmoduls und die Sicherheitssäule als Ganze keine vordefinierte Schutzgrenze verfügt und funktioniert damit unabhängig von der Schwere des Crashs. Dazu kennt die bekannte Sicherheitssäule keine Regulierung des Absorptionsvorgangs und ihre Schutzwirkung ist damit passiv.Another disadvantage is the fact that the effectiveness of the known Absorbtionsmoduls and the safety column as a whole has no predefined protective limit and thus works regardless of the severity of the crash. For this purpose, the known safety column knows no regulation of the absorption process and its protective effect is therefore passive.

Hier kann dem Fahrer bei der erhöhten Steifigkeit der Bauteile des Energieabsorbers die Gesundheitsschäden hinzugefügt werden. Dies erklärt sich dadurch, dass die auf die Brust des Fahrers während des Crashs wirkende Kraft, wie zum Beispiel durch einen Schlag vom Lenkrad, in ihrer Stärke die Widerstandsfähigkeit von physiologischen Eigenschaften des menschlichen Körpers überschreiten kann.Here, the driver can be added to the health of the increased rigidity of the components of the energy absorber. This is explained by the fact that the force acting on the driver's chest during the crash, such as a blow from the steering wheel, can exceed in their strength the resistance of physiological properties of the human body.

Bei niedrigen Werten der Gesamtsteifigkeit kann ein von der Bewegungsenergie des Fahrers durch Absorbieren entzogener Anteil relativ klein sein, um den Fahrer zu schützen.At low levels of overall stiffness, a fraction removed from the driver's kinetic energy by absorbing may be relatively small to protect the driver.

Deswegen schließt die bekannte Sicherheitslenksäule nicht die möglichen Verletzungen des Fahrers aus.Therefore, the known safety steering column does not exclude the possible injuries of the driver.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannte Zusammenschiebbare Sicherheitssäule sowie Verfahren zum Betreiben ihres Energieabsorbers so zu verbessern, dass es die oben genannten Nachteile vermeidet.Object of the present invention is therefore to improve the known collapsible safety column and method for operating their energy absorber so that it avoids the disadvantages mentioned above.

Die Zusammenschiebbare Sicherheitssäule gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zum Betreiben ihres Energieabsorbers gemäß Anspruch 9 lösen diese Aufgabe. Vorteilhafte Merkmale entwickeln den Erfindungsgegenstand weiter und sind jeweils in den Unteransprüchen enthalten. Auf diese wird nun Bezug genommen.The collapsible safety column according to claim 1 and the method for operating its energy absorber according to claim 9 solve this problem. Advantageous features further develop the subject invention and are each contained in the subclaims. These will now be referred to.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Sicherheitssäule und ein Verfahren zum Betreiben ihres Energieabsorbers für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt, bei denen der Absorptionsvorgang an die Intensität des Crashs angepasst ist und sich selbst aktiv regeln kann. Damit gewährleistet der Erfindungsgegenstand gegenüber dem Stand der Technik einen optimalen Schutz für den Fahrer.According to the present invention, a safety column and a method for operating its energy absorber for a motor vehicle are provided, in which the absorption process is adapted to the intensity of the crash and can actively regulate itself. Thus, the subject invention provides over the prior art optimal protection for the driver.

Dies wird dadurch erreicht, dass die Energieabsorbierung durch eine elektronische Überwachung läuft. Dafür ist eine elektronische Steuereinheit vorgesehen, die für die Aufnahme der Daten von der Position des Körpers des Fahrers sowie für die Verarbeitung aus diesen Befehlen und für die Abgabe der letzten an ein Elektroantrieb der elektromagnetischen Spulen zuständig ist. Befolgend dieser Befehle werden an die Spulen dementsprechend hoher oder niedriger Spannung des elektrischen Stroms angelegt.This is achieved by the energy absorption by electronic monitoring. For this purpose, an electronic control unit is provided, which is responsible for receiving the data from the position of the body of the driver and for the processing of these commands and for the delivery of the last to an electric drive of the electromagnetic coils. Following these commands, correspondingly high or low voltage of the electrical current is applied to the coils.

Gemäß eines bevorzugten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist die Sicherheitslenksäule nach einem Crash widerverwendbar. Es ist dadurch erreicht, dass als ein zerstörbares Glied in der Lenksäulenanordnung eine ersatzbare Scherpassfeder dient.According to a preferred aspect of the present invention, the safety steering column is reusable after a crash. It is achieved that serves as a destructible member in the steering column assembly, a replaceable shear key.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Sicherheitsleistung der bekannten Zusammenschiebbares Sicherheitslenksäule so verbessert, dass ein höchstes Niveau an die Sicherheit und die Zuverlässigkeit des Schutzes für die Kraftfahrzeugnutzer erwerben werden. Vorteilhaft ist dabei, dass diese Scherpassfeder als eine Plombe für die Inbetriebnahme eines Gewindegetriebes wirkt. Somit wird im Fall eines Crashs nach einem Bruch der Verplombung die Energieabsorbierung sofort ohne jegliche Verzögerung im vollen Umfang ausgelöst.In accordance with another aspect of the present invention, the safety performance of the known collapsible safety steering column is improved to provide the highest level of safety and reliability of protection for motor vehicle users. It is advantageous that this shear spring acts as a seal for the commissioning of a screw drive. Thus, in the event of a crash following breakage of the seal, the energy absorption will immediately be fully released without any delay.

Dies wird dadurch erreicht, dass der Energieabsorber vorteilhaft als Schraubengetriebe ausgelegt ist, bei dem zwei innerhalb einer anderen verschiebbar anordenbare Elemente eine Bewegungsschraube und eine Bewegungsmutter sind.This is achieved in that the energy absorber designed advantageously as a helical gear in which two members slidably positionable within another are a moving screw and a moving nut.

Somit entsteht gemäß der erfinderischen Verfahren die Möglichkeit aus der geradlinigen Bewegung der Lenksäule, die im Fall eines Crashs durch den Druck des Körpers des Fahrers auf das Lenkrad entsteht, eine Rotationsbewegung zu gewinnen und weiter die Crashenergie durch das Bremsen einer rotierbaren Bewegungsmutter Einfacherweise absorbieren. Auf diese Art und Weise wird der Fahrer geschützt.Thus, according to the inventive method, the possibility arises from the rectilinear movement of the steering column, which arises in the event of a crash by the pressure of the driver's body on the steering wheel to gain a rotational movement and further absorb the crash energy by braking a rotatable movement mother easily. In this way, the driver is protected.

Ferner kann die erfinderische Sicherheitslenksäule die Sicherheitsausstattung der Fahrzeuge rund um das Airbags Sicherheitssystem und die Sicherheitsgurte ergänzen bzw. vervollständigen.Furthermore, the inventive safety steering column can supplement or complete the safety equipment of the vehicles around the airbag safety system and the safety belts.

Der Airbag sowie die Sicherheitsgurte bieten angesichts des Leistungsvermögens keine totale Sicherung. So existiert/hält einen vollentfalteten Airbag ungefähr 150 ms. Für diese Zeit ist der Körper des Fahrers eines mit der hoher Geschwindigkeit im Crash verwickelten Fahrzeugs noch unterwegs gegen die härten Gegenstände der Fahrzeugausstattung. In diesem Fall ist der Fahrer nicht Vollständig geschützt.The airbag and the seat belts offer in view of the performance no total security. Thus, a fully deployed airbag exists / holds about 150 ms. For this time, the body of the driver of a high-speed crashed vehicle is still traveling against the hard-wearing objects of the vehicle equipment. In this case, the driver is not fully protected.

Die Erfindung eröffnet daher die Möglichkeit die schädliche Wirkung des Zusammenstoßes des Fahrers mit dem Lenkrad bzw. mit dem Armaturenbrett des Fahrzeuges einfach und sicher zu überwinden. Gleichzeitig entfallen somit die Kosten für das Auswechseln der beschädigten Lenksäule und ein dafür erforderlicher Zeitaufwand sowie ein erforderlicher Krafteinsatz des Werkstattpersonals.The invention therefore opens the possibility to easily and safely overcome the harmful effect of the driver's collision with the steering wheel or with the dashboard of the vehicle. At the same time thus eliminates the cost of replacing the damaged steering column and a required time required and a required use of force of the workshop staff.

Des Weiteren ist die erfinderische Sicherheitslenksäule unkompliziert und kompakt raumsparend gestaltet und kostengünstig realisierbar.Furthermore, the inventive safety steering column is uncomplicated and compact designed to save space and cost feasible.

Dies wird dadurch erreicht, dass der Energieabsorbers gegenüber der bekannten im Wesentlichen als zweiteiliges Getriebe ausgebildet ist und mit einem Paar der elektromagnetischen Spulen sowie mit einem einfachen elektronischen Antrieb ausgestattet ist.This is achieved in that the energy absorber is formed over the known essentially as a two-part transmission and is equipped with a pair of electromagnetic coils and with a simple electronic drive.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.Further details of the invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sicherheitslenksäule zur Erläuterung ihres strukturellen Aufbaus im Ausriss. Wobei die Stange abgebrochen dargestellt sind. 1 shows a schematic representation of the safety steering column according to the invention for explaining its structural structure in the excavation. Where the rod are shown broken off.

2 zeigt einen der 1 entsprechenden Längsschnitt durch die Ebene A-A mit den Teilausrissen, die den Aufbau eines Energieabsorbers in einer Ausgangstellung erläutern. Wobei die Anschaulichkeit halber einigen Gewindeflanken perspektivisch dargestellt sind und wobei die Darstellung durch zwei vertikale Strichlinien platzsparend begrenzt ist und wobei die Schnittebene bedingt bis zur Horizontalebene verdreht ist. 2 shows one of the 1 corresponding longitudinal section through the plane AA with the Teilausrissen that explain the structure of an energy absorber in a starting position. Wherein the sake of clarity, some thread flanks are shown in perspective and the representation is limited by two vertical dashed lines to save space and wherein the cutting plane is conditionally twisted to the horizontal plane.

3 zeigt einen der 2 entsprechende Querschnitte durch die Ebene B-B, der der Aufbau des Energieabsorbers noch weiter verdeutlicht. 3 shows one of the 2 corresponding cross sections through the plane BB, which further clarifies the structure of the energy absorber.

4 zeigt einen der 2 entsprechenden Querschnitt durch die Ebene C-C zur Verdeutlichung der Wirkungsweise des Energieabsorbers sowie zur Erläuterung der Ausbildungsart einer in der 2 abgebildeten Scherpassfeder. Wobei die Darstellung halb abgebrochen ist und die Lamellenfeder bedingt nicht gezeigt ist. 4 shows one of the 2 corresponding cross-section through the plane CC to illustrate the operation of the energy absorber and to explain the training of a in the 2 pictured shearfeather. The presentation is half canceled and the lamellar spring is not shown conditionally.

5 zeigt einen Ausriss aus der 2 in vergrößerten Darstellung, der die Ausbildungsart der Scherpassfeder noch weiter erläutert. 5 shows an excerpt from the 2 in an enlarged view, which further explains the training of Scherpassfeder.

Dabei sind die Zeichnungen in die beliebigen Maßstäbe gemacht.The drawings are made in any scales.

Die in der 1 dargestellte Sicherheitslenksäule weist eine allgemein mit 1 bezeichnete Lenkradgruppe mit dem eigentlichen Lenkrad 2, in dem ein Airbagmodul eingesteckten ist, bestehend im Wesentlichen aus einem Airbag 3 und einem Gasgenerator 4. Weiter ist in der 1 ein allgemein mit 5 bezeichneten Energieabsorber und zwei elektromagnetischen Spule 6 zu sehen. Ein elektrischer Antrieb für die Spulen 6 ist nicht gezeigt.The in the 1 illustrated safety steering column has a generally with 1 designated steering wheel group with the actual steering wheel 2 in which an airbag module is inserted, consisting essentially of an airbag 3 and a gas generator 4 , Next is in the 1 a general with 5 designated energy absorber and two electromagnetic coil 6 to see. An electric drive for the coils 6 is not shown.

Wie es aus der 2 ersichtlich ist, weist der Energieabsorber 5 ein Gewindegetriebe aus, bestehend aus einer Bewegungsschraube 7 und einer Bewegungsmutter 8. Das Gewinde steift sich hier zur Schau durch ihre Flanken 9. Zu der Ausrüstung des Energieabsorbers gehört auch eine Scherpassfeder 10, die in der Ausgangstellung der Sicherheitslenksäule eine relative Bewegung der Bewegungsschraube bzw. der mit ihr wirkverbundenen Bewegungsmutter verhindert.As it is from the 2 can be seen, points the energy absorber 5 a threaded gear, consisting of a motion screw 7 and a motor mother 8th , The thread stiffens here through their flanks 9 , The equipment of the energy absorber also includes a Scherpassfeder 10 , which prevents in the initial position of the safety steering column, a relative movement of the movement screw or with her operatively connected movement nut.

In der Bewegungsschraube 7 ist eine Aushöhlung 11 ausgebildet, auf welchem Boden ist ein Loch gebohrt. Durch dieses Loch ist in inneren der Bewegungsschraube ein Ende einer rohrförmigen Stange 12 hingeführt, die mit einem sie umgebenden Bund 13 gefertigt ist. Dabei erstreckt sich diese Stange gemäß 1 in der Längsrichtung bis zur Lenkradgruppe 1. Auf dem glatten Schaft 14 der Bewegungsschraube 7 ist die Scherpassfeder 10 zu sehen, die in einen in der Bewegungsmutter 8 als eine Nut ausgebildeten Schlitz 15 eingeführt ist, dessen Länge entsprechend dem maximalen Hub der verschiebbare Bewegungsschraube ausgebildet ist. Die Scherpassfeder 10 ist ein zerstörbares Glied des Energieabsorbers, welches einen vorbestimmten unbedeutenden Teil der Crashenergie gegenüber dem gesamten Ausmaß solcher bei seinem Bruch absorbieren kann. Die Festigkeit und die Steifigkeit der Scherpassfeder soll so ausgelegt werden, dass die Letzte einem Druck nachlässt, bei dem das Lenkrads die Brust des Fahrers trifft, dessen Wert die Werte von den allgemeingültigen physikalischen Normen für den menschlichen Körper nicht übertrifft.In the motion screw 7 is a hollow 11 formed, on which floor is a hole drilled. Through this hole is in the inner of the movement screw one end of a tubular rod 12 guided, with a surrounding covenant 13 is made. In this case, this rod extends according to 1 in the longitudinal direction to the steering wheel group 1 , On the smooth shaft 14 the motion screw 7 is the shear feather 10 seen in one in the motor mother 8th slot formed as a groove 15 is introduced, the length of which corresponds to the maximum stroke of slidable movement screw is formed. The Scherpassfeder 10 is a destructible member of the energy absorber which can absorb a predetermined insignificant part of the crash energy against the full extent of such at its break. The rigidity and rigidity of the shear key should be designed so that the last will relieve a pressure at which the steering wheel hits the driver's chest, the value of which does not exceed the values of the general physical norms for the human body.

Über die Gestaltung der Scherpassfeder wird noch weiter unten beschrieben.About the design of the Scherpassfeder will be described below.

Die Bewegungsmutter 8 ist mit zwei gegenüberliegenden Naben 16 und 17 ausgebildet. Ein Ende von der Nabe 16 ist mit der Bewegungsschraube 7 durch die Scherpassfeder 10 verbunden. Eine andere Nabe 17 ist an ihrem Ende als eine Scheibe 18 ausgebildet, welche mit den elektromagnetischen Spulen 6 mit einem funktionalgerechten Spiel umgefasst ist. Das Gewindeloch 19 der Bewegungsmutter 8 ist blind ausgebildet, in dem eine Druckfeder 20 eingenistet ist, die in ihrer Lage zwischen dem Boden der Gewindeloch 19 und der Frontoberfläche der Bewegungsschraube 7 vorgespannt gehalten ist. Die Druckfeder 20 hat die Aufgabe die Bewegungsgetriebe nach einem Crash zurück zu setzen. Dabei hält die Druckfeder 20 einen unverlierbaren Kontakt zwischen der Bewegungsschraube 7 und dem Bund 13 der bewegbaren Stange 12, um eine gemeinsame axiale Verstellung der Bewegungsschraube 7 und die Stange 12 zu erzielen. Unterdessen stützt die Bewegungsschraube 7 auf den Bund 13 bis zum Anschlag.The motor mother 8th is with two opposite hubs 16 and 17 educated. An end from the hub 16 is with the motion screw 7 through the Scherpassfeder 10 connected. Another hub 17 is at its end as a disc 18 formed, which with the electromagnetic coils 6 with a functional game is included. The threaded hole 19 the motion mother 8th is formed blind, in which a compression spring 20 is nestled in their position between the bottom of the threaded hole 19 and the front surface of the motion screw 7 is held biased. The compression spring 20 has the task to reset the motion gearbox after a crash. The pressure spring holds 20 a captive contact between the motion screw 7 and the federal government 13 the movable rod 12 to a common axial adjustment of the motion screw 7 and the pole 12 to achieve. Meanwhile, the motor screw supports 7 on the bunch 13 until the stop.

Ferner ist die Bewegungsmutter 8 für die Leichtigkeit ihres Drehens mit einem allgemein mit 21 bezeichneten zweireihigen Kugellager ausgerüstet. Um eine kostengünstige Konstruktion zu erzielen, bildet eine äußere Oberfläche der Bewegungsmutter einen Innenring für ein Kugellager, während als Außenring eine runde Hülle 22 dient. Dazwischen ist einen Separator 23 angeordnet. Die Stirnflächen des Kugellagers 21 sind mit den Decken 24 verschlossen. Dabei sind die Decken gemäß 2 mit den einzelnen kegeligen Löcher 25 versehen, durch welche sie mit dem Separator 23 verschweißt sind. Durch diese Maßnahme entsteht ein stabiles Kugellager.Further, the moving mother 8th for the ease of their turning with a general with 21 designated double row ball bearing equipped. To achieve a cost-effective construction, an outer surface of the moving nut forms an inner ring for a ball bearing, while as outer ring a round shell 22 serves. In between is a separator 23 arranged. The end faces of the ball bearing 21 are with the blankets 24 locked. The ceilings are according to 2 with the single conical holes 25 provided by which they with the separator 23 are welded. This measure creates a stable ball bearing.

In der 2 und 3 ist auch die Laschen 26 und zwei Platens 27 gezeigt, über welche die Bewegungsmutter mit der Fahrzeugträgerstruktur (nicht gezeigt) verbunden ist.In the 2 and 3 is also the tabs 26 and two platens 27 shown, via which the movement nut is connected to the vehicle support structure (not shown).

Aus der 2 hervorgeht, dass in die Aushöhlung 11 der Bewegungsschraube 7 ein Ende einer unbeweglich angeordneten rohrförmigen Stange 28 eingeführt ist. So umgibt die Oberfläche der Aushöhlung 11 der Bewegungsschraube 7 die Außenfläche der Stange 28, während ihrer Innenfläche eine Außenfläche der Stange 12 umgibt. Hiermit entstehen im Zusammenhang der gepaarten Details 7 und 28 sowie 28 und 12 paarweise die teleskopischen Verbindungen. Auf diese Weise ist die Stange 28 in beiden Verbindungen eingewickelt. Dabei führt man die Tolerierung diesen Verbindungen mit der Absicht ein relatives Gleiten ihrer Komponenten zu ermöglichen. Sodass sie im Fall eines Crashs leicht relativ zueinander verschoben werden, um ihre Positionierung zu ändern.From the 2 that shows in the hollow 11 the motion screw 7 an end of an immovably arranged tubular rod 28 is introduced. So surrounds the surface of the excavation 11 the motion screw 7 the outer surface of the rod 28 , while its inner surface has an outer surface of the rod 12 surrounds. This arises in the context of paired details 7 and 28 such as 28 and 12 in pairs the telescopic connections. This is the pole 28 wrapped in both joints. In doing so, one tolerates these compounds with the intention of allowing relative sliding of their components. So that in the event of a crash, they are slightly displaced relative to each other to change their positioning.

Aus der 2 ist auch ersichtlich, dass die rohrförmigen Stange 28 sich in Gegenrichtung zur Stange 12 erstreckt und zur Lenksäuleende (nicht gezeigt) gerichtet ist.From the 2 is also apparent that the tubular rod 28 in the opposite direction to the pole 12 extends and is directed to the steering column end (not shown).

Wie es aus der 2 folgt, weisen die beiden Stangen 28 und 12 mindestens eine Passfeder-Nut Verbindung auf, die für die Übertragung der Lenkbewegungen bei üblichen Lenkmanövern des Fahrzeugs von der Stange 12 zur Stange 28 eingerichtet ist. Dabei ist bei dieser Ausführungsform der Sicherheitslenksäule eine Passfeder 29 auf die Stange 12 eingesetzt und eine Nut für sie ist in Form eines Längsschlitzes 30 auf die Stange 28 gefertigt. Die Länge des Schlitzes 30 ist genauso, wie die Länge der Schlitz 15 berechnet.As it is from the 2 follows, the two rods point 28 and 12 at least one keyway-groove connection, which is responsible for the transmission of steering movements during normal steering maneuvers of the vehicle off the rack 12 to the bar 28 is set up. In this case, the safety steering column is a feather key in this embodiment 29 on the pole 12 used and a groove for them is in the form of a longitudinal slot 30 on the pole 28 manufactured. The length of the slot 30 is the same as the length of the slot 15 calculated.

Die Scherpassfeder 10 ist zusätzlich zur 2 auch in der 4 und 5 abgebildet. Die Scherpassfeder hat die Aufgabe die Energieabsorber gegen ein vorzeitiges Auslösen zu sichern. Dies kann bei einem ungeschickten Benehmen der Insassen zum Beispiel durch ein Druck auf das Lenkrad zustande kommen, oder kann der Fahrer selbst ungewollt/unbeabsichtigt ins Lenkrad kräftigen schlagen bzw. auf das Lenkrad trommeln.The Scherpassfeder 10 is in addition to 2 also in the 4 and 5 displayed. The Scherpassfeder has the task to secure the energy absorber against premature release. This can come about with a clumsy behavior of the occupants, for example, by a pressure on the steering wheel, or the driver can accidentally / unintentionally hit the steering wheel vigorously or drum on the steering wheel.

Zwecks erfüllen diese Aufgabe verbindet die Scherpassfeder 10 die Bewegungsschraube 7 mit der Bewegungsmutter 8 so, dass diese beiden bei der gewöhnlichen Fahrzeugfahrt unbeweglich bleiben können. Damit hält die Scherpassfeder das Bewegungsgetriebe außer Betrieb. Mit den anderen Worten blockiert sie den Zugriff auf den Energieabsorber 5.In order to fulfill this task, the Scherpassfeder connects 10 the motion screw 7 with the movement mother 8th so that these two can remain immobile in the ordinary vehicle ride. Thus, the shear key keeps the motion gear out of operation. In other words, it blocks access to the energy absorber 5 ,

Die Gestaltung der Scherpassfeder 10 gemäß 5 weist in der Mitte ihrer Längsseiten eingetragen z. B. geprägten Bruchsolllinien 31 auf. Dabei ist die Scherpassfeder an Ihrer Stelle so angeordnet, dass die Bruchsolllinien auf der Grenze der Innenfläche der Nabe 16 von der Bewegungsmutter und die Außenfläche des glatten Schafts 14 der Bewegungsschraube 7 fallen. Dabei dienen die Bruchsolllinien, wie üblich zu entzweien der Scherpassfeder an die gleichen Teile. Somit spielt die Scherpassfeder in dem Energieabsorber die Rolle einer Plombe für die Inbetriebnahme des Energieabsorbers.The design of the Scherpassfeder 10 according to 5 has registered in the middle of its long sides z. B. embossed fracture target lines 31 on. In this case, the shear key is arranged in their place so that the breakage target lines on the boundary of the inner surface of the hub 16 from the moving nut and the outer surface of the smooth shaft 14 the motion screw 7 fall. The breakage target lines serve, as usual, to divide the shear key spring to the same parts. Thus, the shear key in the energy absorber plays the role of a seal for the commissioning of the energy absorber.

Dem oberen Teil 32 der Scherpassfeder 10, der sich in der Bewegungsmutter befindet, ist eine spezielle Form zugewiesen, wie es aus der 4 zu entnehmen ist, um seinen Ausfall aus der Nut 15 nach dem Abscheren zu verhindern und damit das Drehen der Bewegungsmutter nicht beeinträchtigen. The upper part 32 the scissors feather 10 who is in the motion mother, is assigned a special shape, as it is from the 4 it can be seen to its failure from the groove 15 To prevent after shearing and thus not interfere with the rotation of the motor nut.

Bei dieser Ausführungsform der Sicherheitslenksäule ist die Scherpassfeder 14 in ihrer Lage in Bewegungsschraube durch eine in der 2 und 5 gezeichnete Weise geformte Lamellenfeder 33 unter Druck gehalten. Solcher Druck ist notwendig, um die Bildung der Grate beim Abscheren zu vermeiden. Die Feder 32 ist an der Bewegungsmutter 8 mit Hilfe der Schrauben 34 befestigt.In this embodiment of the safety steering column is the shear key 14 in their position in motion screw by a in the 2 and 5 Drawn manner shaped lamellar spring 33 kept under pressure. Such pressure is necessary to avoid the formation of burrs during shearing. The feather 32 is at the motor mother 8th with the help of screws 34 attached.

Für das Betreiben des Energieabsorbers ist eine nicht dargestellte elektronische Steuereinheit vorgesehen, unter Aufsicht welcher des Bremsvorgans der Bewegungsmutter abläuft.For the operation of the energy absorber, an electronic control unit, not shown, is provided, under the supervision of which the Bremsvorgans the motion nut expires.

Damit der Bremsvorgang elektronisch gesteuert werden kann, erhält die Steuereinheit im Wesentlichen die Position des Körpers des Fahrers ermittelten Sensoren, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfassten Sensoren, (Daten von letzteren können von der Aibagsteuereinheit abgezapft werden), ein die elektromagnetischen Spulen umfassendes Elektroantrieb und einen Mikroprozessor, der die von den Sensoren aufgenommenen Daten verarbeitet, sowie bereitet aus diesen die Befehle auf, welche er in Form der elektrischen Signale programmmäßig an ein Elektroantrieb abgibt. Dazu gehört auch die Verkabelung des Elektroantriebs mit dem Elektronetz des Fahrzeugs.In order for the braking operation to be controlled electronically, the control unit essentially receives the position of the body of the driver, the sensors detected by the vehicle (data of the latter can be tapped by the actuation unit), an electric drive comprising the electromagnetic coils, and a microprocessor , which processes the data recorded by the sensors, as well as prepares from these the commands, which it delivers programmatically in the form of electrical signals to an electric drive. This also includes the wiring of the electric drive with the vehicle's electronic network.

Die Sicherheitslenksäule wird nach einem Crash wirksam. Beim solchen Ereignis trifft Fahrer mit seinem Brust auf das Lenkrad 2. Damit wird ein bewegbares Teil der Lenksäule in Bewegung versetzt und die Bewegungsschraube 7 wird von dem Bund 13 der Stange 12 in Richtung zum Lenksäuleende translatorisch verschoben. Nach dieser Tat wird die Verplombung durch Zerstörung der Scherpassfeder gebrochen. Die Scherpassfeder 10 entzweit sich und die mit der Bewegungsschraube 7 wirkverbindbare Bewegungsmutter kommt durch eine spiralförmige Führungsbahn der Bewegungsgewinde in Rotation. Die Rotationsbewegung der Bewegungsmutter 8 wird über ihre naheliegende zur elektromagnetischen Spulen Lage durch einen damit entstehenden Wirbelstrom gebremst. Dabei wirken die Wirbelströme der Drehbewegung entgegen und dämpfen dadurch sanft die Bewegungsenergie des Fahrers. Ein von der Steuereinheit ausgehendes Signal beeinflusst die Intensität des Magnetfelds verbindlich mit der Änderung der Lage des Körpers des Fahrers.The safety steering column becomes effective after a crash. At such an event driver hits his chest on the steering wheel 2 , This sets a movable part of the steering column in motion and the motion screw 7 is by the federal government 13 the pole 12 moved translationally towards the end of the steering column. After this act, the seal is broken by destruction of the Scherpassfeder. The Scherpassfeder 10 divides and the with the motion screw 7 operatively connected movement nut comes through a spiral track of the movement thread in rotation. The rotational movement of the movement nut 8th is braked by its obvious to the electromagnetic coil position by a resulting eddy current. In this case, the eddy currents counteract the rotational movement and thus gently dampen the kinetic energy of the driver. A signal emanating from the control unit bindingly influences the intensity of the magnetic field with the change of the position of the driver's body.

Dabei regelt die Steuereinheit so, dass während des Bremsenvorgangs jederzeit möglich ist die Wiederstandkraft, mit der das Lenkrad die Beschleunigung des Körpers des Fahrers hemmt, nahe den optimalen Wert halten.The control unit regulates so that during the braking process at any time, the resistance, with which the steering wheel inhibits the acceleration of the driver's body, keep close to the optimum value.

Die Ausgangsstellung der Sicherheitslenksäule wird durch ein Ziehen den bewegbaren Teil in Längsrichtung zurück bewirkt. Dies rechtfertigt sich dadurch, dass die Bewegungsschraube 7 in beide axiale Richtungen bewegen werden kann. Die Bewegungsmutter 8 wird dabei rückwärts rotiert. Die Feder 20 richtet sich auf und entspannt damit ganz bzw. teilweise die Ziehkräfte. Letztlich ersetzt man die zerstörte Scherpassfeder.The initial position of the safety steering column is effected by pulling the movable part back in the longitudinal direction. This is justified by the fact that the movement screw 7 can be moved in both axial directions. The motor mother 8th is rotated backwards. The feather 20 straightens up and thus relaxes all or part of the pulling forces. Ultimately, you replace the destroyed Scherpassfeder.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0606680 A1 [0002]

Claims

Collapsible safety steering column with an energy absorber arranged around the steering column, in which two elements within another are slidably arranged, one of which is connected to the Fahrzeuglenkrad- and the other with the vehicle support structure, wherein between the two a deformable member is arranged, which in Case of relative movement of the elements is deformed to dampen the kinetic energy of the driver. characterized in that the energy absorber is a helical gear which converts the translational axial movement of the displaceable element into a rotational movement of the partner, the displaceable element acting as a motion screw ( 7 ) and the rotatable element as a movement nut ( 8th ) is trained.

Collapsible safety steering column according to claim 1, characterized in that the movement screw ( 7 ) of the energy absorber ( 5 ) a cavity ( 11 ) and a hole drilled at the bottom of the last and having two tubular rods, first of which into the cavity ( 11 ) and the second are introduced into the hole of the bottom opposite to each other, so that the surface of the cavity ( 11 ) with the outer surface of one end of the first rod ( 28 ) and one end of the outer surface of the second rod ( 12 ) with one end of the inner surface of the first rod ( 28 ) are telescopically connected, wherein the first rod ( 28 ) immovable and the second rod ( 12 ) are arranged movable, which outside of the energy absorber accordingly in the longitudinal direction of the steering column end and the steering wheel ( 2 ).

Collapsible safety steering column according to claim 1 and 2, characterized in that the telescopic connections are adapted to the positioning of the movement screw ( 7 ) together with the movable rod ( 12 ) relative to the immovable rod ( 28 ) in a crash by guided sliding, the telescopic sections of the two associated rods ( 12 ) and ( 28 ) for transmitting the steering movements from one to the other at least with a feather keyway connection ( 29 . 30 ) are equipped.

Collapsible safety steering column according to claim 1, 2 and 3, characterized in that for the restoration of the original steering column arrangement, the deformable member of the energy absorber is a destructible element which acts as a shear key ( 10 ) is formed and on the smooth shaft ( 14 ) of the surface of the motion screw ( 7 ) or motion nut ( 8th ) is arranged. Wherein one serving for this compound groove ( 15 ) is made on the threaded surface of the connection partners as a longitudinal slot.

Collapsible safety steering column according to claim 1 to 4, characterized in that in the middle of the longitudinal sides of the Scherpassfeder ( 10 ), the shear key lines are arranged, wherein the shear key is arranged so that the fracture set lines ( 31 ) a point at the boundary of the inner surface of the hub ( 16 ) of the motor nut ( 8th ) and the outer surface of the shaft ( 14 ) of the motion screw ( 7 ) in order to branch out immediately.

Collapsible safety steering column according to claims 1 to 5, characterized in that the movement nut ( 8th ) with two opposite hubs ( 16 ) and ( 17 ) is formed, one end of which for the connection with the Scherpassfeder ( 10 ), while the other end is designed as a disk ( 18 ) formed with two electromagnetic coils ( 6 ) is enclosed with a functional game.

Collapsible safety steering column according to claims 1 to 6, characterized in that in the movement nut ( 8th ) a compression spring ( 20 ), which is located between the movement screw ( 7 ) and the bottom of the blind hole of the thread of the movement nut ( 8th ) is biased to a captive contact of the movement screw ( 7 ) with the movable rod ( 12 ).

A method according to claims 1 to 7, characterized in that an electronic control unit is provided, which serves for processing in the crash of detected by the movement of the body of the driver sensors signals and for transferring such parameters as control pulses to a braking operation controlled electric drive to binding to control the current position of the driver's body the intensity of the magnetic field.

A method for operating an energy absorber from a collapsible safety steering column, wherein the energy absorption by deformation of a deformable member follows, characterized in that the deformable member serves as a seal for the commissioning of the thread gear and the damping of the kinetic energy of the driver is carried out by eddy current brakes after the seal by breaking a shear key ( 10 ) is destroyed, wherein the braking operation is controlled electronically.