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Die Erfindung betrifft eine Lenksäulenbaugruppe für ein Fahrzeug, mit einer Energieabsorptionsvorrichtung.
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Lenksäulenbaugruppen für Fahrzeuge mit einer Energieabsorptionsvorrichtung sind bekannt. Die Energieabsorptionsvorrichtung dämpft dabei im Fall eines Fahrzeugcrashs den Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad, indem sich die Lenksäule in axialer Richtung vom Fahrer weg in die Instrumententafel verschieben lässt und energieabsorbierende Bauteile, wie Rollstreifen oder Reißrollstreifen dabei einen Teil der Energie der Verschiebung durch plastische Verformung aufnehmen.
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Lenksäulenbaugruppen mit einer Energieabsorptionsvorrichtung sind insbesondere für Fahrzeuge mit einem Airbag im Lenkrad vorgesehen, die in einigen Ländern ohne Sicherheitsgurt gefahren werden dürfen. Dabei muss die Energieabsorptionseinrichtung einen wesentlichen Teil der auf den Fahrer wirkenden Kräfte aufnehmen, wenn dieser auf das Lenkrad bzw. den Airbag aufprallt, um ein Verletzungsrisiko zu minimieren.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lenksäulenbauguppe mit einer Energieabsorptionsvorrichtung zu schaffen, die kompakt gestaltet ist und ein verbessertes Energieabsorptionsverhalten zeigt.
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Zur Lösung der Aufgabe ist eine Lenksäulenbaugruppe für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, vorgesehen, das ein fahrzeugfestes Lagerungselement und ein im Lagerungselement aufgenommenes Hülsenelement hat, das zur Einstellung der Lenksäulenbaugruppe, d.h. zur Lenkradeinstellung, in axialer Richtung in dem Lagerungselement verschiebbar gelagert ist. Die Lenksäulenbaugruppe umfasst ferner eine Energieabsorptionsvorrichtung, die fest mit dem Lagerungselement koppelbar und mit dem Hülsenelement fest verbunden ist und die im Falle eines Fahrzeugcrashs infolge der Längsverschiebung des Hülsenelements verformt wird und dabei einen Teil der Bewegungsenergie des Hülsenelements absorbiert.
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Die Energieabsorptionsvorrichtung umfasst dabei einen ersten Absorptionsstreifen und einen zweiten Absorptionsstreifen, die dazu ausgebildet sind, sich bei einem Fahrzeugcrash durch Relativbewegung des Hülsenelements zum Lagerungselement plastisch zu verformen. Die Lenksäulenbaugruppe weist weiter eine Koppeleinrichtung auf, die so ausgebildet ist, dass sich bei einer ersten Energieabsorptionsanforderung der erste Absorptionsstreifen plastisch verformen kann, während sich der zweite Absorptionsstreifen nicht plastisch verformen kann, und bei einer zweiten Energieabsorptionsanforderung, die über der ersten Energieabsorptionsanforderung liegt, sich sowohl der erste als auch der zweite Absorptionsstreifen plastisch verformen können.
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Im Sinne der Erfindung ist eine Energieabsorptionsanforderung eine Anforderung, die durch externe Parameter bestimmt ist, beispielsweise durch die Masse des Fahrers, ob der Fahrer einen Sicherheitsgurt angelegt hat oder nicht, die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Verzögerung bei einem Fahrzeugcrash. Das heißt, die Energieabsorptionsanforderung spiegelt die zu erwartende Menge der Energie wieder, die bei einem Fahrzeugcrash durch die Energieabsorptionsvorrichtung aufgenommen werden muss, um den Fahrer bestmöglich abzufangen. Unter „sich verformen können“ ist zu verstehen, dass die Energieabsorptionsvorrichtung und die Koppeleinrichtung derart gekoppelt sind, dass die Absorptionsstreifen dazu vorgesehen sind, sich bei einer Relativbewegung des Hülsenelements zum Lagerungselement zu verformen, um zumindest einen Teil der Energie der Relativbewegung zu absorbieren. Eine plastische Verformung der Absorptionsstreifen, beispielsweise bei einem Fahrzeugcrash mit einer sehr hohen Energie, bei dem die Energieabsorptionsvorrichtung eingedrückt wird, bleibt hierbei unberücksichtigt. Die Relativbewegung des Hülsenelements entsteht insbesondere dann, wenn der Fahrer gegen das Lenkrad und/oder den Airbag im Lenkrad prallt und dadurch das Lenkrad in Richtung Fahrzeugfront schiebt. Indem neben dem ersten Absorptionsstreifen, der beispielsweise immer zur Aufnahme von Energie der Relativbewegung zur Verfügung steht, ein zweiter zuschaltbarer Absorptionsstreifen vorgesehen ist, der bei einer zweiten Energieabsorptionsanforderung zugeschalten wird, hat die Energieabsorptionsvorrichtung mehrere Dämpfungsstufen, die unterschiedlich viel Energie der Relativbewegung aufnehmen können bzw. unterschiedliche Kraftverläufe bereitstellen, die der Relativbewegung entgegenwirken. Auf diese Weise kann in einer Situation, in der mit einem harten Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad bzw. den Airbag zu rechnen ist, beispielsweise wenn der Fahrer keinen Sicherheitsgurt angelegt hat und eine große Masse aufweist, der zweite Absorptionsstreifen zugeschaltet werden, um mehr Energie mit der Energieabsorptionsvorrichtung aufnehmen zu können. Das Koppeln des zweiten Absorptionsstreifens kann dabei vor Fahrtantritt, aber auch während der Fahrt erfolgen. Vorzugsweise werden die relevanten Parameter in regelmäßigen Abständen, beispielsweise mit einer Frequenz von 100 Hz, überprüft und die Energieabsorptionsanforderung vor oder während der Fahrt entsprechend angepasst. Somit ist der Kopplungszustand der Absorptionsstreifen zu jeder Zeit an die aktuellen Parameter angepasst.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist bei einer ersten Energieabsorptionsanforderung, beispielsweise für Fahrzeugcrashs mit einer niedrigen Energie, der erste Absorptionsstreifen mit dem Lagerungselement gekoppelt und kann sich plastisch verformen. Gleichzeitig ist der zweite Absorptionsstreifen durch die Koppeleinrichtung von dem Lagerungselement entkoppelt, sodass sich der zweite Absorptionsstreifen nicht plastisch verformen kann. Hierdurch ist bei einer ersten Energieabsorptionsanforderung nur der erste Absorptionsstreifen als Dämpfungselement vorgesehen, sodass nur ein Teil der Energie absorbierbar ist, die maximal von der gesamten Energieabsorptionsvorrichtung über beide Absorptionsstreifen aufgenommen werden kann.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind bei einer höheren zweiten Energieabsorptionsanforderung, beispielsweise für Fahrzeugcrashs mit einer hohen Energie, der erste Absorptionsstreifen und der zweite Absorptionsstreifen mit dem Lagerungselement gekoppelt, wobei der zweite Absorptionsstreifen über die Koppeleinrichtung mit dem Lagerungselement gekoppelt ist, sodass sich sowohl der erste als auch der zweite Absorptionsstreifen plastisch verformen. Hierdurch sind für einen härteren Aufprallr sowohl der erste als auch der zweite Absorptionsstreifen als Dämpfungselemente vorgesehen. Die Menge der Energie, die von der Energieabsorptionsvorrichtung aufgenommen werden kann, ist größer, sodass der Dämpfungseffekt an den härteren Aufprall angepasst ist, um den Fahrer besser zu schützen.
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Vorzugsweise umfasst die Energieabsorptionsvorrichtung zumindest einen mit dem Lagerungselement insbesondere wahlweise fest koppelbaren Schiebeblock, der mit dem ersten Absorptionsstreifen fest verbunden ist, insbesondere wobei die Lenksäulenbaugruppe zumindest ein Feststellelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, in einer ersten Position den Schiebeblock in axialer Richtung festzustellen und in einer zweiten Position zur Axialverstellung des Hülsenelements den Schiebeblock in axialer Richtung freizugeben. Die Lenksäulenbaugruppe kann hierdurch eingestellt werden, insbesondere um den Komfort für den Fahrer zu erhöhen, indem dieser das Lenkrad in axialer Richtung verstellten kann. Mit der Axialverstellung des Lenkrads wird nach gelöstem Feststellelement die Energieabsorptionsvorrichtung mit verschoben, um anschließend wieder festgestellt zu werden. Die Energieabsorptionsvorrichtung kann auch mehrere Schiebeblöcke umfassen, insbesondere wobei für jeden Schiebeblock ein eigenes Feststellelement vorgesehen ist.
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Der Schiebeblock kann mit dem Feststellelement form- und/oder reibschlüssig verbunden sein. Hierdurch kann eine besonders gute Kopplung zwischen dem Schiebeblock und dem Feststellelement gewährleistet werden, beispielsweise indem der Schiebblock eine Verzahnung und das Feststellelement eine korrespondierende Verzahnung aufweisen, die ein sicheres Verrasten in axialer Richtung gewährleisten. Ferner kann die Verzahnung genutzt werden, um das Hülsenelement und damit das Lenkrad des Fahrzeugs in axialer Richtung mittels eines elektrischen Antriebs zu verstellen.
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Der zweite Absorptionsstreifen ist vorzugsweise mittels der Koppeleinrichtung mit dem Schiebeblock direkt oder indirekt koppelbar. Auf diese Weise steht der zweite Absorptionsstreifen für die Dämpfung der Relativbewegung des Hülsenelements zum Lagerungselement zur Verfügung. Weist die Energieabsorptionsvorrichtung mehrere Schiebeblöcke auf, so kann für jeden Absorptionsstreifen ein eigener Schiebeblock vorgesehen sein, mittels dem der jeweilige Absorptionsstreifen mit dem Lagerungselement gekoppelt ist, um Energie absorbieren zu können.
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Es ist von Vorteil, wenn die Koppeleinrichtung bei einer zweiten Energieabsorptionsanforderung den zweiten Absorptionsstreifen mittels des ersten Absorptionsstreifens und/oder mittels des Schiebeblocks mit dem Lagerungselement koppelt. Somit können beide Absorptionsstreifen Energie durch plastische Verformung aufnehmen und die Kraft, die der Relativbewegung des Hülsenelements entgegenwirkt, ist besonders groß.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hat die Koppeleinrichtung einen Antrieb, der entfernt von der Energieabsorptionsvorrichtung, insbesondere in axialer Richtung, angeordnet ist. Indem der Antrieb an einer anderen Stelle als die Energieabsorptionsvorrichtung angeordnet ist, kann der Bauraum der Energieabsorptionsvorrichtung gering gehalten werden.
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Die Koppeleinrichtung kann einen pryrotechnischen und/oder elektrischen Antrieb haben, der im bzw. vor einem Crashfall betätigt wird. Ein pyrotechnischer Antrieb ist besonders zuverlässig und weist eine geringe Reaktionszeit auf. Ein elektrischer Antrieb hat den Vorteil, dass mittels ihm die Koppeleinrichtung beliebig oft verstellt werden kann, auch vor und während der Fahrt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Absorptionsstreifen ein Rollreißstreifen und/oder der zweite Absorptionsstreifen ein Rollstreifen. Rollreißstreifen werden in einem Crashfall nicht nur plastisch verformt, sondern durchtrennen zumindest abschnittsweise auch ihre Verbindung mit dem Bauteil, an dem sie befestigt sind bzw. dessen Teil sie sind oder reißen selbst. Daher kann ein Rollreißstreifen vergleichsweise viel Energie aufnehmen. Bei einem Rollstreifen ist ein Reißen nicht vorgesehen, wodurch dieser vergleichsweise weniger Energie absorbieren kann. Indem der erste Absorptionsstreifen eine große Energie und der zweite Absorptionsstreifen eine kleinere Energie aufnehmen kann, kann die erste Stufe bereits eine gute Dämpfung bereitstellen, die dann durch das Zuschalten des zweiten Absorptionsstreifens in der zweiten Stufe um einen moderaten Dämpfungseffekt ergänzt wird.
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Vorzugsweise hat der erste Absorptionsstreifen zumindest abschnittsweise ein C-Profil, wobei die Enden des C-Profils an dem Hülsenelement befestigt sind und wobei der zweite Absorptionsstreifen abschnittsweise im C-Profil zwischen dem ersten Absorptionsstreifen und dem Hülsenelement aufgenommen ist. Hierdurch ist der erste Absorptionsstreifen sicher am Hülsenelement befestigt und der zweite Absorptionsstreifen ist platzsparend innerhalb des C-Profils in der Energieabsorptionsvorrichtung angeordnet.
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Es ist von Vorteil, wenn der erste Absorptionsstreifen zumindest abschnittsweise parallel zum zweiten Absorptionsstreifen angeordnet ist, wobei der erste und der zweite Absorptionsstreifen eine U-Form haben, und wobei der erste Absorptionsstreifen zumindest abschnittsweise zwischen den beiden Schenkeln des zweiten Absorptionsstreifens angeordnet ist. Indem die beiden Absorptionsstreifen ineinander liegen, sodass jeweils ein Schenkel des U dem anderen Schenkel desselben Absorptionsstreifens gegenüberliegt, ist der Raumbedarf der Energieabsorptionsvorrichtung besonders gering. Variationen der U-Form sind möglich, beispielsweise indem die Schenkel nicht gleich lang sind wie bei einem J.
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Das Lagerungselement kann mechanisch mit dem vom Hülsenelement entfernten Schenkel des ersten Absorptionsstreifens gekoppelt sein und mit dem vom Hülsenelement entfernten Schenkel des zweiten Absorptionsstreifens wahlweise koppelbar sein. Somit ist der erste Absorptionsstreifen immer zur Aufnahme von Energie gekoppelt, während der zweite Absorptionsstreifen bei Bedarf zugeschalten oder abgeschalten werden kann.
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Vorzugsweise ist ein erster Schenkel des zweiten Absorptionsstreifens im C-Profil aufgenommen und der zweite Schenkel liegt außerhalb des C-Profils. Hierdurch ist der erste Schenkel geschützt im C-Profil aufgenommen und der zweite Schenkel liegt frei und ist beispielsweise zur Kopplung besser zugänglich.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 in einer perspektivischen Darstellung eine erfindungsgemäße Lenksäulenbaugruppe,
- - 2 in einer perspektivischen Darstellung die Lenksäulenbaugruppe aus 1 ohne Lagerungselement,
- - 3 in einer Detailansicht die Lenksäulenbaugruppe aus 2,
- - 4 in einer Schnittansicht die Lenksäulenbaugruppe aus 2, und
- - 5 in einer perspektivischen Darstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenksäulenbaugruppe.
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In 1 ist eine Lenksäulenbaugruppe 10 für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug wie ein Pkw, mit einem Lagerungselement 12, einem Hülsenelement 14 und einer Energieabsorptionsvorrichtung 16 gezeigt.
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Das Hülsenelement 14 ist in dem fahrzeugfesten Lagerungselement 12 aufgenommen und in axialer Richtung Z relativ zum Lagerungselement 12 verschiebbar in diesem gelagert. Somit kann beispielsweise ein Lenkrad in axialer Richtung Z verstellt werden, das entgegengesetzt zum Lagerungselement 12 angeordnet ist.
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Das Hülsenelement 14 bildet eine Aufnahme für eine Lenkspindel 18, die um die Achse A drehbar im Hülsenelement 14 gelagert und zusammen mit diesem zur Lenkradeinstellung axial verstellbar ist.
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Die Energieabsorptionsvorrichtung 16 ist vom Fahrer aus gesehen im dargestellten Ausführungsbeispiel auf 9 Uhr radial außen am Hülsenelement 14 angeordnet und fest mit diesem verbunden.
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Das Lagerungselement 12 ist über einen nicht dargestellten Träger mit dem Chassis des Fahrzeugs fest verbunden und damit ortsfest im Fahrzeug verbaut.
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Das Lagerungselement 12 umfasst ferner eine Koppeleinrichtung 20 sowie ein Feststellelement 22, das zum Feststellen des Hülsenelements 14 in axialer Richtung Z vorgesehen ist. Hierdurch lässt sich das Hülsenelement 14 bei geöffnetem Feststellelement 22 im Lagerungselement 12 in axialer Richtung Z verschieben, um das Hülsenelement 14 samt Lenkspindel 18 und Lenkrad einzustellen. Nach dem Einstellen wird das Feststellelement 22 in die geschlossene Position verstellt, die die Standardposition darstellt, womit das Hülsenelement 14 in axialer Richtung Z im Lagerungselement 12 arretiert ist.
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Die Koppeleinrichtung 20 umfasst einen pyrotechnischen Antrieb 24, einen stangenförmigen Steller 26 sowie eine Nockenstange 28, die mit der Energieabsorptionsvorrichtung 16 koppelbar ist (siehe 2).
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Zusätzlich oder alternativ kann die Koppeleinrichtung 20 einen elektrischen Antrieb haben.
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Der Steller 26 und die Nockenstange 28 sind parallel zur Achse A angeordnet.
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Der pyrotechnische Antrieb 24 und die Nockenstange 28 sind an entgegengesetzten Enden des Stellers 26 angebracht, sodass der pyrotechnische Antrieb 24 in axialer Richtung Z entfernt von der Energieabsorptionsvorrichtung 16 die Nockenstange 28 mit der Energieabsorptionsvorrichtung 16 koppeln kann.
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Die Energieabsorptionsvorrichtung 16 umfasst einen ersten Absorptionsstreifen 30, der ein Rollreißstreifen ist, einen zweiten Absorptionsstreifen 32, der ein Rollstreifen ist, und einen Schiebeblock 34 (siehe 3).
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Der erste und der zweite Absorptionsstreifen 30, 32 weisen jeweils im Wesentlichen die Form eines Bandes auf, das zu einem U bzw. J gebogen ist. Das heißt, der erste und der zweite Absorptionsstreifen 30, 32 weisen jeweils einen ersten, dem Hülsenelement 14 nahen Schenkel 36, 38 und einen gegenüberliegenden zweiten, vom Hülsenelement 14 entfernten Schenkel 40, 42 auf, die durch einen Bogenabschnitt 44, 46 miteinander verbunden sind (siehe 4).
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Der erste und der zweite Absorptionsstreifen 30, 32 erstrecken sich in axialer Richtung Z und sind im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 48 des Hülsenelements 14 angeordnet, wodurch jeweils der erste Schenkel 36, 38 näher am Hülsenelement 14 angeordnet ist als der zweite Schenkel 40, 42.
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Der erste Schenkel 36 des ersten Absorptionsstreifens 30 hat ein C-Profil 50, dessen Enden 52 an das Hülsenelement 14 angrenzen (siehe 3). Mittels der Enden 52 des C-Profils 50 ist der erste Absorptionsstreifen 30 an dem Hülsenelement 14 durch einen ersten Befestigungsabschnitt 54, insbesondere stoffschlüssig, befestigt.
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Der Schiebeblock 34 ist zwischen dem ersten und zweiten Schenkel 36, 40 des ersten Absorptionsstreifens 30 angeordnet.
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Der Schiebeblock 34 hat ein H-Profil 56 und liegt derart am ersten Schenkel 36 des ersten Absorptionsstreifens 30 an, dass der Schiebeblock 34 in axialer Richtung Z auf dem C-Profil 50 wie ein Schlitten geführt ist.
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Der zweite Schenkel 40 des ersten Absorptionsstreifens 30 ist durch einen zweiten Befestigungsabschnitt 58, insbesondere stoffschlüssig, an dem Schiebeblock 34 auf der dem Hülsenelement 14 abgewandten Seite befestigt.
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Der Schiebeblock 34 und der erste Absorptionsstreifen 30 sind innerhalb des zweiten Absorptionsstreifens 32 angeordnet, wobei der erste Schenkel 38 des zweiten Absorptionsstreifens 32 zwischen dem ersten Schenkel 36 des ersten Absorptionsstreifens 30 und dem Hülsenelement 14 angeordnet ist.
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Der erste Schenkel 36 des ersten Absorptionsstreifens 30 ist an seinem freien Ende mit dem freien Ende des ersten Schenkels 38 des zweiten Absorptionsstreifens 32 mittels eines Verbindungsabschnitts 60 fest verbunden.
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Am zweiten Schenkel 42 des zweiten Absorptionsstreifens 32 ist eine erste Rastkontur 62 zur Kopplung mit der Nockenstange 28 vorgesehen.
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Der Schiebeblock 34 weist eine zweite Rastkontur 64 auf, die zur Kopplung mit der Nockenstange 28 vorgesehen ist.
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Die Nockenstange 28 hat ein L-Profil 66 und erstreckt sich in axialer Richtung Z. An den Enden des L weist die Nockenstange 28 jeweils eine zur ersten bzw. zweiten Rastkontur 62, 64 komplementäre Rastkontur 68, 70 auf. Der Steller 26 und die Nockenstange 28 sind derart zu dem zweiten Schenkel 42 des zweiten Absorptionsstreifens 32 und dem Schiebeblock 34 angeordnet, dass der zweite Schenkel 42 des zweiten Absorptionsstreifen 32 mit dem Schiebeblock 34 gekoppelt ist, wenn die Nockenstange 28 in eine Position verstellt ist, in der die Nockenstange 28 mittels der Rastkonturen 62, 64, 68, 70 mit dem zweiten Schenkel 42 des zweiten Absorptionsstreifens 32 und dem Schiebeblock 34 in axialer Richtung Z verrastet ist.
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Durch die axiale Ausrichtung der Nockenstange 28 und des zweiten Schenkels 42 bzw. deren Rastkonturen 62, 68 wird die axiale Verschiebung ausgeglichen, die beim Verstellen des Hülsenelements 14 auftritt. Hierdurch ist insbesondere in allen möglichen Stellungen des Hülsenelements 14 möglich, den zweiten Absorptionsstreifen 32 mit dem Lagerelement 12 zu koppeln, sodass der zweite Absorptionsstreifen 32 im Crashfall Energie aufnehmen kann.
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Das Koppeln erfolgt, indem der pyrotechnische Antrieb 24 im Crashfall unter Berücksichtigung der Energieabsorptionsanforderung auslöst und den Steller 26 beispielsweise um 90° um seine Achse dreht, sodass der zweite Absorptionsstreifen 32 mittels der Nockenstange 28 mit dem Schiebeblock 34 gekoppelt bzw. entkoppelt ist.
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Alternativ, insbesondere wenn die Koppeleinrichtung 20 einen Antrieb umfasst, der ein mehrfaches Koppeln und Entkoppeln erlaubt, wie ein elektrischer Antrieb, kann das Koppeln bzw. Entkoppeln unter Berücksichtigung der aktuellen Energieabsorptionsanforderung bereits vor einem Crash erfolgen, wobei eine Steuerung z. B. ein oder folgende Parameter berücksichtigt: Geschwindigkeit, Insassengewicht, Anschnallzustand, Sitzposition.
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Auf diese Weise ist der zweite Absorptionsstreifen 32 mit dem Schiebeblock 34 koppelbar, indem die Nockenstange 28 in eine Position gedreht wird, in der die Nockenstange 28 in die Rastkontur 62 des zweiten Absorptionsstreifens 32 und in die Rastkontur 64 des Schiebeblocks 34 eingreift.
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Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Schenkel 42 des zweiten Absorptionsstreifens 32 mittels der Nockenstange 28 über den zweiten Schenkel 40 des ersten Absorptionsstreifens 30 mit dem Schiebeblock 34 gekoppelt bzw. entkoppelt werden. In diesem Fall weist der zweiten Schenkel 40 des ersten Absorptionsstreifens 30 eine entsprechende Rastkontur auf, die mit der Nockenstange 28 in axialer Richtung Z verrasten kann.
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Der Schiebeblock 34 hat an der Außenseite 72, die dem Feststellelement 22 gegenüberliegt, eine Verzahnung 74, die sich in axialer Richtung Z erstreckt und mit der das Feststellelement 22 verrasten kann. Auf diese Weise kann das Feststellelement 22 an verschiedenen Positionen in axialer Richtung Z mit der Verzahnung 74 verrasten und hierdurch in geschlossener Position mittels der Energieabsorptionsvorrichtung 16 das Hülsenelement 14 in axialer Richtung Z fixieren.
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In einer alternativen Ausführungsform kann die Verzahnung 74 zusätzlich oder alternativ genutzt werden, um das Hülsenelement 14 mittels eines, beispielsweise elektrischen, Antriebs axial zu verstellen, wie zuvor bereits kurz erwähnt.
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Ist ein elektrischer Antrieb zum axialen Verstellen des Hülsenelements 14 vorgesehen, so kann dieser zum Feststellen des Hülsenelements 14 genutzt werden. Auf diese Weise kann ein separates Feststellelement 22 entfallen bzw. wird das Feststellelement 22 durch ein Bauteil des Antriebs gebildet, zum Beispiel durch die Antriebsspindel.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann anstelle oder zusätzlich zu der formschlüssigen Verbindung mittels der Verzahnung 74 eine reibschlüssige Verbindung des Feststellelements 22 und des Schiebeblocks 34 vorgesehen sein.
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Wenn sich das Hülsenelement 14 bei einem Fahrzeugcrash in Z-Richtung verschiebt, kommt es zu einer Relativbewegung des Hülsenelements 14 zum Schiebeblock 34, die dazu führt, dass sich die mit dem Schiebeblock 34 gekoppelten Absorptionsstreifen 30, 32 verformen und dadurch Energie absorbieren.
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Je nachdem, ob der zweite Absorptionsstreifen 32 mit dem Schiebeblock 34 gekoppelt ist oder nicht, kann die Energieabsorptionsvorrichtung 16 zwei verschiedene Energiemengen aufnehmen und stellt zwei verschiedene Widerstände bereit, die der Relativbewegung des Hülsenelements 14 entgegenwirken.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Absorptionsstreifen 32 standardmäßig nicht mit dem Schiebeblock 34 gekoppelt und wird nur zugeschalten, falls dies für die aktuelle Energieabsorptionsanforderung vorgesehen ist.
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In einer alternativen Ausführungsform können der erste und der zweite Absorptionsstreifen 30, 32 standardmäßig gekoppelt sein, wobei der zweite Absorptionsstreifen 32 entkoppelt wird, falls dies für die aktuelle Energieabsorptionsanforderung vorgesehen ist. Bei einer ersten Energieabsorptionsanforderung, bei der die zu erwartende Menge der Energie, die bei einem Fahrzeugcrash durch die Energieabsorptionsvorrichtung aufgenommen werden muss, unter einem Schwellenwert liegt, , ist nur der erste Absorptionsstreifen 30 mit dem Schiebeblock 34 gekoppelt. Wird in diesem Fall das Hülsenelement 14 in axialer Richtung Z verschoben, bewegt sich der Schiebeblock 34 entgegen der axialen Richtung Z am Hülsenelement 14 entlang und zieht den an ihm befestigten zweiten Schenkel 40 des ersten Absorptionsstreifens 30 mit sich. Hierdurch wird der erste Absorptionsstreifen 30 plastisch verformt und reist an seinem ersten Schenkel 36 von dem Hülsenelement 14 ab oder reißt z.B. zwischen den Enden 52 und dem Verbindungssteg 76. Der zweite Absorptionsstreifen 32 wird hierbei nicht beeinträchtigt, sodass es im Wesentlichen zu keiner Verformung des zweiten Absorptionsstreifens 32 kommt.
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Bei einer zweiten Energieabsorptionsanforderung, bei der die zu erwartende Menge der Energie, die bei einem Fahrzeugcrash durch die Energieabsorptionsvorrichtung aufgenommen werden muss, über einem Schwellenwert liegt, wird der zweite Absorptionsstreifen 32 mittels der Koppeleinrichtung 20 zugeschaltet, sodass der erste und der zweite Absorptionsstreifen 30, 32 mit dem Schiebeblock 34 gekoppelt sind. Wird in diesem Fall das Hülsenelement 14 in axialer Richtung Z verschoben, bewegt sich der Schiebeblock 34 entgegen der axialen Richtung Z am Hülsenelement 14 entlang und zieht sowohl den an ihm befestigten zweiten Schenkel 40 des ersten Absorptionsstreifens 30 als auch den an ihn gekoppelten zweiten Schenkel 42 des zweiten Absorptionsstreifens 32 mit sich. Hierdurch wird der erste Absorptionsstreifen 30 plastisch verformt und reist an seinem ersten Schenkel 36 von dem Hülsenelement 14 ab, während der zweite Absorptionsstreifen 32 hierbei lediglich plastisch verformt wird.
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In einer alternativen Ausführungsform kann sowohl der erste als auch der zweite Absorptionsstreifen 30, 32 als Rollreißstreifen ausgebildet sein, um die maximale Energie zu steigern, die von der Energieabsorptionsvorrichtung 16 aufgenommen werden kann. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann sowohl der erste als auch der zweite Absorptionsstreifen 30, 32 als Rollstreifen ausgebildet sein. Ferner kann der erste Absorptionsstreifen 30 ein Rollstreifen und der zweite Absorptionsstreifen 32 ein Rollreißstreifen sein.
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Auf diese Weise wird eine Lenksäulenbaugruppe 10 mit einer zweistufigen Energieabsorptionsvorrichtung 16 bereitgestellt, die besonders kompakt aufgebaut ist.
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In 5 ist eine zweite Ausführungsform der Lenksäulenbaugruppe 10 (ohne Lagerungselement 12) gezeigt, die bis auf die folgenden Merkmale im Wesentlich identisch zur ersten Lenksäulenbaugruppe 10 gestaltet ist. Für gleiche Strukturen mit gleichen Funktionen sind im Folgenden daher entsprechende Bezugszeichen vergeben.
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In dieser Ausführungsform umfasst die Energieabsorptionsvorrichtung 16 einen zweiten Schiebeblock 78, der parallel zum ersten Schiebeblock 34 angeordnet ist.
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Der erste und der zweite Schiebeblock 34, 78 haben ein L-Profil und liegen derart aneinander an, dass sie einen geschlossenen Ring bilden.
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Der erste Schieblock 34 ist mit dem zweiten Schenkel 40 des ersten Absorptionsstreifens 30 fest verbunden, sodass sich der erste Absorptionsstreifen 30 bei einer Relativbewegung des ersten Schiebeblocks 56 zum Hülsenelement 14 plastisch verformen kann.
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Der zweite Schieblock 78 ist mit dem zweiten Schenkel 42 des zweiten Absorptionsstreifens 32 fest verbunden, sodass sich der zweite Absorptionsstreifen 32 bei einer Relativbewegung des zweiten Schiebeblocks 78 zum Hülsenelement 14 plastisch verformen kann.
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Die Koppeleinrichtung 20 umfasst in dieser Ausführungsform anstelle der Nockenstange 28 ein zweites Feststellelement 80, das zum Feststellen des zweiten Schiebeblocks 78 vorgesehen ist. Hierdurch ist der zweite Schiebeblock 78 fest in axialer Richtung Z mit dem Lagerungselement 12 koppelbar, wodurch es zu einer Relativbewegung kommt, wenn das Hülsenelement 14 in axialer Richtung z verschoben wird.
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Das Feststellelement 22 ist mittels eines zweiten Stellers 82 mit dem ersten Schiebeblock 34 koppelbar.
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Das Feststellelement 22 ist wie in der ersten Ausführungsform zum Feststellen des ersten Schiebeblocks 34 vorgesehen. Hierdurch ist der erste Schiebeblock 34 fest in axialer Richtung Z mit dem Lagerungselement 12 koppelbar, wodurch es zu einer Relativbewegung kommt, wenn das Hülsenelement 14 in axialer Richtung z verschoben wird.
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Ferner sind zwei in axialer Richtung Z entgegengesetzt angeordnete Anschläge 84, 86 vorgesehen, die verhindern, dass die Energieabsorptionsvorrichtung 16 in axialer Richtung Z über die Position der axialen Anschläge 84, 86 hinaus verschoben werden kann.
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In Abhängigkeit von der Energieabsorptionsanforderung kann einer der beiden Absorptionsstreifen 30, 32 oder beide Absorptionsstreifen 30, 32 mit dem Lagerungselement 12 gekoppelt werden, um eine auf die Energieabsorptionsanforderung abgestimmte Menge Energie aufnehmen zu können.
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Im Falle, dass der erste und der zweite Absorptionsstreifen 30, 32 eine unterschiedliche Menge Energie aufnehmen können, kann hierdurch eine Lenksäulenbaugruppe 10 mit einer dreistufigen adaptiven Energieabsorptionsvorrichtung 16 bereitgestellt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere können einzelne Merkmale einer Ausführungsform unabhängig von den anderen Merkmalen der entsprechenden Ausführungsform in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform enthalten sein, d.h. die beschriebenen Merkmale sind beliebig kombinierbar.
