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Die Erfindung betrifft eine Energie-Absorptions-Vorrichtung zum Anordnen zwischen einer Befestigungseinrichtung und einer Halterung, wobei die Halterung bei Überschreiten einer vorgegebenen Aufprallkraft relativ zur Befestigungseinrichtung bewegbar ist, mit einem verformbaren Strang zum Absorbieren von Energie, und mit einer Führungseinrichtung zum Führen des Strangs während der Verformung. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug und mit einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen an einem Fahrzeugträger oder einer Fahrzeugkarosserie, mit einer Halterung zum Halten einer Lenksäule, die Halterung weist mindestens einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden mit der Befestigungseinrichtung auf, und mit mindestens einer Energie-Absorptions-Vorrichtung der vorstehend genannten Art. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Energie-Absorptions-Vorrichtung und/oder einer solchen Lenkvorrichtung.
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Eine derartige Energie-Absorptions-Vorrichtung und/oder Lenkvorrichtung ist aus der
EP 3 268 261 B1 bekannt. Hiernach ist die Führungseinrichtung zum Führen des Strangs während der Verformung als ein Bestandteil der Befestigungseinrichtung ausgebildet.
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Bei der Ausbildung der Führungseinrichtung als ein Bestandteil der Befestigungseinrichtung und/oder der Halterung ist von Nachteil, dass dies mit einem erhöhten Herstellungs- und/oder Kostenaufwand verbunden ist. Ein einfaches Weglassen der Führungseinrichtung ist jedoch ebenfalls nicht erstrebenswert, da hierdurch das Risiko besteht, dass sich der Strang zum Absorbieren von Energie in einer zumindest teilweise unerwünschten Art verformt. Hierdurch können sich die Absorptionseigenschaften während des Verformens teilweise unkontrollierbar ändern.
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Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe eine Energie-Absorptions-Vorrichtung, eine Lenkvorrichtung und/oder ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, so dass die Montage und/oder die Herstellung kostengünstiger realisierbar ist. Vorzugsweise soll mittels der Führungseinrichtung ein kontrolliertes und/oder vorgegebenes Verformen des Strangs zum Absorbieren der Energie der eingeleiteten Aufprallkraft ermöglicht sein. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer Energie-Absorptions-Vorrichtung nach Anspruch 1, einer Lenkvorrichtung nach Anspruch 9 und/oder einem Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung befinden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Energie-Absorptions-Vorrichtung ist zum Anordnen zwischen einer Befestigungseinrichtung und einer Halterung ausgebildet. Insbesondere ist die Energie-Absorptions-Vorrichtung für eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, ausgebildet. Die Halterung ist bei Überschreiten einer vorgegebenen Aufprallkraft relativ zur Befestigungseinrichtung bewegbar. Zum Absorbieren von, insbesondere mittels der Aufprallkraft eingeleiteten, Energie weist die Energie-Absorptions-Vorrichtung einen verformbaren Strang auf. Insbesondere ist der Strang aus einem Stahl oder Aluminium oder sonstigen Metall gebildet. Der Strang kann aus einem duktilen Material oder einem elastischen Material gebildet sein. Mittels einer Führungseinrichtung wird der Strang während der Verformung zum Absorbieren der Energie geführt. Erfindungsgemäß sind der Strang und die Führungseinrichtung einstückig ausgebildet.
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Hierbei ist von Vorteil, dass der Strang und die Führungseinrichtung nicht als eigenständige oder separate Bauteile ausgebildet sind, die erst im Rahmen einer Montage in geeigneter Weise miteinander verbunden werden müssen. Stattdessen bilden der Strang und die Führungseinrichtung eine einstückige Einheit. Dies erleichtert oder vereinfacht die Montage und führt zu Kostenvorteilen bei der Herstellung.
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Vorzugsweise ist die Energie-Absorptions-Vorrichtung aus einem einzigen Halbzeug und/oder Blechelement gebildet. Somit sind sowohl der Strang als auch die Führungseinrichtung aus demselben Halbzeug und/oder Blechelement hergestellt. Insbesondere erfolgt das Ausbilden der Energie-Absorptions-Vorrichtung mittels Stanzen und/oder Umformen, beispielsweise Biegen, oder anderer geeigneter Fertigungsverfahren. Vorzugsweise erfolgt das Umformen nach dem Stanzen. Als Alternativen für das Stanzen könne andere geeignete Trenn- und/oder Schneidverfahren eingesetzt werden. Vorzugsweise sind der Strang und die Führungseinrichtung aus Abschnitten des Halbzeugs und/oder Blechelementes gebildet und/oder geformt. Mit anderen Worten kann somit der Strang als ein Strangabschnitt der Energie-Absorptions-Vorrichtung ausgebildet sein. Zugleich ist die Führungseinrichtung als ein Führungseinrichtungsabschnitt der Energie-Absorptions-Vorrichtung ausgebildet. Alternativ kann die Energie-Absorptions-Vorrichtung aus mehreren separaten Bauteilen zusammengesetzt sein.
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Gemäß einer Weiterbildung ist der Strang, insbesondere bezogen auf eine Seitenansicht, U-förmig oder im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Der Strang weist dementsprechend einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel auf. Vorzugsweise verbindet ein gebogener Abschnitt des Strangs den ersten Schenkel mit dem zweiten Schenkel, wodurch sich die U-förmige Ausbildung des Strangs ergibt. Insbesondere weist der gebogene Abschnitt einen konstanten Radius auf. Der erste Schenkel kann in einer Ausgangsposition der Energie-Absorption-Vorrichtung kürzer als der zweite Schenkel sein. Alternativ können der erste Schenkel und der zweite Schenkel in der Ausgangsposition gleich lang sein. Insbesondere ergibt sich nach einer Verformung des Strangs aufgrund einer Absorption von Energie in Bezug zur Ausgangsposition eine Verlängerung des ersten Schenkels und eine Verkürzung des zweiten Schenkels. Mindestens in einer Zwischenposition während der Verformung des Strangs können der erste Schenkel und der zweite Schenkel gleich lang sein. In einer Endposition nach Beendigung der Verformung des Strangs, insbesondere nach einer maximalen Verformung des Strangs, ist der erste Schenkel länger als der zweite Schenkel. Vorzugsweise bleibt der Abstand zwischen den beiden Schenkeln aufgrund der Führungseinrichtung vor, während und nach der Verformung konstant. Bei der Verformung des Strangs können der erste Schenkel und der zweite Schenkel relativ zueinander bewegt, insbesondere verschoben oder gezogen, werden.
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Gemäß einer Weiterbildung weist die Führungseinrichtung einen ersten Führungsabschnitt und einen zweiten Führungsabschnitt auf. Hierbei liegt mindestens während der Verformung des Strangs der erste Schenkel des Strangs an dem ersten Führungsabschnitt an und der zweite Schenkel des Strangs liegt an dem zweiten Führungsabschnitt an. Vorzugsweise liegen bereits in einer Ausgansposition vor der Verformung des Strangs der erste Schenkel des Strangs an dem ersten Führungsabschnitt und der zweite Schenkel des Strangs an dem zweiten Führungsabschnitt an. Insbesondere sind die beiden Führungsabschnitte an zwei voneinander abgewandten Seiten des Strangs angeordnet. Somit kann der U-förmige Strang zwischen den beiden Führungsabschnitten angeordnet sein. Vorzugsweise wird der Strang bei einer Verformung aufgrund einer Absorption von Energie abschnittsweise von der Führungseinrichtung abgerollt und abschnittsweise auf die Führungseinrichtung aufgerollt. Insbesondere wird einer der beiden Schenkel während der Verformung von einem der beiden Führungsabschnitte abgerollt und zugleich der jeweils andere Schenkel auf den jeweils anderen Führungsabschnitt aufgerollt. Vorzugsweise ist hierbei gewährleistet, dass der erste Schenkel und der zweite Schenkel jeweils fortlaufend und während der gesamten Verformung an der Führungseinrichtung bzw. dem jeweiligen Führungsabschnitt anliegt. Insbesondere ist dies durch eine geeignete Wahl des Radius des gebogenen Abschnittes des U-förmigen Strangs gewährleistet. Insbesondere ist mittels der Führungseinrichtung ein konstanter Radius des gebogenen Abschnittes des U-förmigen Strangs mindestens während der Verformung des Strangs gewährleistet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Radius des gebogenen Abschnittes des U-förmigen Strangs in einer Ausgangsposition kleiner als während und/oder nach der Verformung sein. Hierbei können der erste Schenkel und/oder der zweite Schenkel des Strangs in der Ausgangsposition nicht an ihrem jeweils zugeordneten Führungsabschnitt anliegen bzw. sind der erste Schenkel von dem ersten Führungsabschnitt und/oder der zweite Schenkel von dem zweiten Führungsabschnitt beabstandet. Insbesondere bei einer beginnenden Verformung des Strangs wird der Radius aufgeweitet, bis der erste Schenkel an dem ersten Führungsabschnitt und/oder der zweite Schenkel an dem zweiten Führungsabschnitt anliegt. Vorzugsweise bleibt der Radius des gebogenen Abschnittes bei einer sich anschließenden fortgesetzten Verformung konstant.
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In der Ausgangsposition vor dem Verformen des Strangs zum Absorbieren der Energie kann der Strang mindestens teilweise und/oder einseitig, vorzugsweise in Längsrichtung des jeweiligen Führungsabschnittes, stoffschlüssig und/oder einstückig mit dem ersten Führungsabschnitt und/oder mit dem zweiten Führungsabschnitt verbunden sein. Insbesondere kommt es beim Verformen des Strangs zu einem, insbesondere seitlichen, Abreißen und/oder Abscheren dieser stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Strang und dem ersten Führungsabschnitt und/oder dem zweiten Führungsabschnitt. Hierdurch ist zusätzlich zu der Verformung des Strangs eine zeitgleich stattfindende teilweise Materialtrennung des Strangs von der Führungseinrichtung realisiert. Bei Vorhandensein einer solchen stoffschlüssigen Verbindung kann die Energie-Absorptions-Vorrichtung die Energie einer höheren Aufprallkraft absorbieren und/oder die Führung des Strangs während seiner Verformung verbessert sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform geht mindestens ein erstes Ende des Strangs einstückig in die Führungseinrichtung über. Insbesondere geht das erste Ende eines ersten Schenkels des Strangs einstückig in einen ersten Führungsabschnitt der Führungseinrichtung über. Hierbei kann das erste Ende des ersten Schenkels mittels einer Faltung, insbesondere einer Materialfaltung, in den ersten Führungsabschnitt übergehen. Vorzugsweise ergibt sich aufgrund der Faltung, dass der erste Schenkel und der erste Führungsabschnitt, insbesondere parallel zueinander, aneinander anliegen. Vorzugsweise geht ein zweites Ende des Strangs, insbesondere des zweiten Schenkels des Strangs, einstückig in den zweiten Führungsabschnitt der Führungseinrichtung über. Hierbei kann das zweite Ende des zweiten Schenkels ebenfalls mittels einer Faltung, vorzugsweise einer Materialfaltung, in den zweiten Führungsabschnitt übergehen. Vorzugsweise ergibt sich aufgrund der Faltung, dass der zweite Schenkel und der zweite Führungsabschnitt, insbesondere parallel zueinander, aneinander anliegen.
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Vorzugsweise ist mindestens ein Führungsabschnitt der Führungseinrichtung als ein im Querschnitt U-förmiger oder H-förmiger Bandabschnitt ausgebildet. Insbesondere sind ein erster Führungsabschnitt und ein zweiter Führungsabschnitt der Führungseinrichtung jeweils als ein im Querschnitt U-förmiger oder H-förmiger Bandabschnitt ausgebildet. Ein solcher Querschnitt führt auf einfache Weise zu einer hinreichenden Versteifung des jeweiligen Führungsabschnittes. Hierdurch ist gewährleistbar, dass sich der Strang beim Absorbieren der Energie auf kontrollierte und/oder vorgegebene Weise verformt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Führungseinrichtung mit einem U-förmigen oder im Wesentlichen U-artigen Querschnitt ausgebildet. Entsprechend weist eine derart ausgebildete Führungseinrichtung einen ersten Schenkelflansch und einen zweiten Schenkelflansch auf. Insbesondere bildet ein erster Schenkelflansch der Führungseinrichtung einen ersten Führungsabschnitt und ein zweiter Schenkelflansch der Führungseinrichtung einen zweiten Führungsabschnitt aus. Hierbei sind die beiden Führungsabschnitte mittels eines Seitenabschnittes der Führungseinrichtung miteinander verbunden. Mit anderen Worten kann die Führungseinrichtung als eine Art eines einseitig offenen Kanals oder Rohrs ausgebildet sein. Vorzugsweise ist mittels des Seitenabschnittes eine seitliche Führung des Strangs realisiert. Somit kann der Strang an zwei voneinander abgewandten Seiten mittels der beiden Führungsabschnitte und zusätzlich zumindest einseitig mittels des Seitenabschnittes geführt sein.
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Gemäß einer Weiterbildung ist die Führungseinrichtung mit einem rohrartigen und/oder rechteckartigen Querschnitt ausgebildet. Vorzugsweise weist die Führungseinrichtung zwei einander gegenüberliegende Wände sowie zwei zwischen den beiden Wänden und einander gegenüberliegende Seitenwände auf. Vorzugsweise ist der Strang mindestens teilweise innerhalb der Führungseinrichtung angeordnet. Insbesondere bildet eine erste Wand der Führungseinrichtung einen ersten Führungsabschnitt und eine zweite Wand einen zweiten Führungsabschnitt aus. Hierbei sind die beiden Führungsabschnitte mittels mindestens einer von zwei Seitenwänden der Führungseinrichtung miteinander verbunden. Vorzugsweise ist mittels mindestens einer der beiden Seitenwände oder mittels beiden Seitenwänden eine seitliche Führung des Strangs realisiert. Somit kann mittels einer solchen Führungseinrichtung die Führung bzw. die Verformung des Strangs noch zuverlässiger vorgegeben werden.
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In Abhängigkeit von der absorbierenden Energie und/oder von dem gewünschten Verformungsverhalten kann der Strang, insbesondere zum Beeinflussen einer absorbierenden Energie und/oder eines Kraftverlaufs, mindestens eine Materialreduzierung, mindestens eine Materialausnehmung und/oder mindestens eine Materialaufdickung aufweisen. Insbesondere können mehrere Materialreduzierungen, Materialausnehmungen und/oder Materialaufdickungen ausgebildet sein. Eine Materialausnehmung kann als ein Loch oder als ein Schlitz realisiert sein.
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Von besonderem Vorteil ist eine Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug, vorzugsweise ein Kraftfahrzeug, mit einer erfindungsgemäßen Energie-Absorptions-Vorrichtung. Insbesondere weist die Lenkvorrichtung ein Lenkrad auf. Vorzugsweise ist das Lenkrad der Lenkvorrichtung mit Laufrädern des Fahrzeugs verbunden. Hierbei kann mittels der Lenkvorrichtung und aufgrund eines Drehens des Lenkrades ein Bewegen bzw. ein Ausrichten der Laufräder bewirkt werden. Hierdurch kann ein Fahrer während der Fahrt des Fahrzeugs eine Fahrtrichtung steuern.
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Insbesondere ist es mittels der Energie-Absorptions-Vorrichtung möglich, einen Fahrer des Fahrzeugs im Falle eines Unfalls besser vor Verletzungen zu schützen. Im Falle einer Unfallsituation, insbesondere bei einem Frontalcrash, kann der Fahrer auf das Lenkrad und/oder auf einen ausgelösten Airbag des Lenkrads geschleudert werden. Hierdurch kann die Aufprallkraft über das Lenkrad in die Lenkvorrichtung und die Energie-Absorptions-Vorrichtung eingeleitet werden.
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Die Lenkvorrichtung weist eine Befestigungseinrichtung auf. Die Befestigungseinrichtung ist zum Befestigen an einem Fahrzeugträger oder einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs ausgebildet. Der Fahrzeugträger kann als ein Fahrzeugquerträger ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Befestigungseinrichtung im Bereich eines Armaturenbrettes oder Armaturenträgers an dem Fahrzeugträger oder der Fahrzeugkarosserie befestigt. Insbesondere ist die Befestigungseinrichtung derart an dem Fahrzeugträger oder der Fahrzeugkarosserie befestigt, so dass eine Relativbewegung zwischen der Befestigungseinrichtung und dem Fahrzeugträger oder der Fahrzeugkarosserie verhindert ist.
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Des Weiteren weist die Lenkvorrichtung eine Halterung zum Halten einer Lenksäule auf. Insbesondere ist an der Lenksäule das Lenkrad angeordnet. Die Lenksäule kann bezüglich Neigung, Höhe und/oder Länge einstellbar sein. Hierdurch kann die Position des Lenkrads auf die Körpergröße oder Ergonomie des Fahrers eingestellt werden. Die Halterung kann mindestens einen Verbindungsabschnitt zum Verbinden mit der Befestigungseinrichtung mittels eines Befestigungsmittels aufweisen. Insbesondere ist die Halterung nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung der Befestigungseinrichtung an dem Fahrzeugträger oder der Fahrzeugkarosserie befestigt. Hierbei ist die Verbindung der Halterung an der Befestigungseinrichtung mittels des Befestigungsmittels gesichert und/oder fixiert. Vorzugsweise ist das Befestigungsmittel als eine Schraube, ein Bolzen oder als ein Niet ausgebildet.
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Die Lenkvorrichtung kann mindestens einen Soll-Bruchabschnitt aufweisen, der zum Brechen ab einer vorgegebenen Aufprallkraft ausgebildet ist. Der Soll-Bruchabschnitt kann mittels der Energie-Absorptions-Vorrichtung bereitgestellt und/oder gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Soll-Bruchabschnitt als eine zu der Energie-Absorptions-Vorrichtung verschiedene und zusätzliche Einrichtung ausgebildet sein. Insbesondere ist die Lenksäule und/oder die Halterung nach dem Brechen des Soll-Bruchabschnittes von der Befestigungseinrichtung gelöst. Vorzugsweise ist nach dem Brechen des Soll- Bruchabschnittes ein vorgegebenes Zusammenschieben der Lenkvorrichtung und/oder der Lenksäule, insbesondere in Bezug zu der Befestigungseinrichtung und/oder von der Befestigungseinrichtung weg, ermöglicht. Die Lenkvorrichtung weist mindestens eine Energie-Absorptions-Vorrichtung oder mehrere, insbesondere zwei, Energie-Absorptions-Vorrichtungen auf. Die Energie-Absorptions-Vorrichtung hat einen verformbaren Strang zum Absorbieren von Energie und eine Führungseinrichtung zum Führen des Strangs während der Verformung. Hierbei sind der Strang und die Führungseinrichtung einstückig ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung weist die Führungseinrichtung einen ersten Führungsabschnitt und einen zweiten Führungsabschnitt auf. Hierbei ist einer der beiden Führungsabschnitte fest mit der Befestigungseinrichtung verbunden. Der jeweils andere Führungsabschnitt ist fest mit der Halterung verbunden. Alternativ kann der andere Führungsabschnitt lediglich der Halterung zum gemeinsamen Verlagern, insbesondere nach einem Brechen des Soll-Bruchabschnittes, zugeordnet sein. Im letzteren Fall muss der andere Führungsabschnitt somit nicht fest mit der Halterung verbunden sein, es reicht dagegen aus, dass der andere Führungsabschnitt die Halterung in geeigneter Weise kontaktiert. Die Befestigung des jeweiligen Führungsabschnitts und/oder die Zuordnung des entsprechenden Führungsabschnittes kann mittels einer geeignet ausgebildeten stoffschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindung mit der Befestigungseinrichtung und/oder der Halterung realisiert sein. Beispielsweise kann ein Ende eines Schenkels des Strangs eine Aufnahme, ein Auge oder eine Öse aufweisen, durch das das Befestigungsmittel zum Verbinden der Halterung mit der Befestigungseinrichtung durchgesteckt werden kann.
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Des Weiteren ist ein Verfahren zum Herstellen einer erfindungsgemäßen Energie-Absorptions-Vorrichtung und/oder einer erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung von Vorteil, wobei die Energie-Absorptions-Vorrichtung einstückig aus einem einzigen Halbzeug und/oder Blechelement gebildet wird. Das Halbzeug und/oder Blechelement kann mittels Stanzen oder Schneiden, beispielsweise mittels Laser, aus einem Metallblech hergestellt werden. Anschließend kann aus diesem Halbzeug und/oder Blechelement aufgrund, insbesondere mehrmaligen, Umformens ein U-förmiger oder im Wesentlichen U-förmiger Strang sowie die zugehörige Führungseinrichtung, insbesondere mit dem ersten Führungsabschnitt und dem zweiten Führungsabschnitt, gebildet werden.
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Insbesondere handelt es sich bei der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Energie-Absorptions-Vorrichtung und/oder Lenkvorrichtung um eine zuvor beschriebene Energie-Absorptions-Vorrichtung und/oder Lenkvorrichtung. Vorzugsweise ist das Verfahren gemäß den im Zusammenhang mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Energie-Absorptions-Vorrichtung und/oder Lenkvorrichtung erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann die hier beschriebene Energie-Absorptions-Vorrichtung und/oder Lenkvorrichtung gemäß dem im Zusammenhang mit den Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen ersten Energie-Absorptions-Vorrichtung,
- 2a, b, c perspektivische Seitenansichten verschiedener Zwischenstadien zum Herstellen der erfindungsgemäßen ersten Energie-Absorptions-Vorrichtung gemäß 1,
- 3a, b, c Seitenansichten der erfindungsgemäßen ersten Energie-Absorptions-Vorrichtung gemäß 1 in verschiedenen Zuständen,
- 4 eine perspektivische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße erste Lenkvorrichtung mit der ersten Energie-Absorptions-Vorrichtung gemäß 1,
- 5 einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung gemäß 4,
- 6 a, b eine perspektivische Seitenansicht eines Halbzeugs zum Ausbilden einer erfindungsgemäßen zweiten Energie-Absorptions-Vorrichtung sowie eine perspektivische Seitenansicht der ausgebildeten zweiten Energie-Absorptions-Vorrichtung,
- 7 a, b weitere, teilweise transparente, perspektivische Seitenansichten der erfindungsgemäßen zweiten Energie-Absorptions-Vorrichtung gemäß 6 b,
- 8 a, b eine perspektivische Seitenansicht eines Halbzeugs zum Ausbilden einer erfindungsgemäßen dritten Energie-Absorptions-Vorrichtung sowie eine perspektivische Seitenansicht der ausgebildeten dritten Energie-Absorptions-Vorrichtung,
- 9 a, b weitere perspektivische Seitenansichten der erfindungsgemäßen dritten Energie-Absorptions-Vorrichtung gemäß 8 b,
- 10 eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen weiteren Energie-Absorptions-Vorrichtung,
- 11 eine perspektivische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße weitere Lenkvorrichtung mit der weiteren Energie-Absorptions-Vorrichtung gemäß 10, und
- 12 einen teilweise transparenten Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung gemäß 11.
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1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer ersten Energie-Absorptions-Vorrichtung 1. Die Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 weist einen verformbaren Strang 2 zum Absorbieren von Energie auf. Der Strang 2 ist U-förmig bzw. U-formartig ausgebildet. Hierbei weist der Strang 2 einen ersten Schenkel 3 und einen zweiten Schenkel 4 auf, die parallel zueinander ausgerichtet sind. In einer hier dargestellten Ausgangsposition der Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 ist der erste Schenkel 3 kürzer als der zweite Schenkel 4 ausgebildet.
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Des Weiteren weist die Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 eine Führungseinrichtung 5 auf. Die Führungseinrichtung 5 ist zum Führen des Strangs 2 während einer Verformung des Strangs 2 ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Führungseinrichtung 5 einen ersten Führungsabschnitt 6 und einen zweiten Führungsabschnitt 7 auf. Der erste Führungsabschnitt 6 ist dem ersten Schenkel 3 zugeordnet. Der zweite Führungsabschnitt 7 ist dem zweiten Schenkel 4 zugeordnet. Hierbei liegt der erste Schenkel 3 an dem ersten Führungsabschnitt 6 an. Der zweite Schenkel 4 liegt an dem zweiten Führungsabschnitt 7 an.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Führungsabschnitte 6, 7 jeweils als im Querschnitt U-förmige Bandabschnitte ausgebildet. Des Weiteren sind bei diesem Ausführungsbeispiel die Schenkel dieser im Querschnitt U-förmigen Führungsabschnitte 6, 7 jeweils von dem Strang 2 weggerichtet. Die beiden Führungsabschnitte 6, 7 sind parallel zueinander ausgerichtet, wobei der wiederum U-förmige Strang 2 zwischen den beiden Führungsabschnitten 6, 7 angeordnet ist.
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Der Strang 2 und die Führungseinrichtung 5 sind einstückig ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel geht hierzu ein erstes Ende 8 des Strangs 2, nämlich des ersten Schenkels 3, aufgrund einer Faltung 9 einstückig in die Führungseinrichtung 5 bzw. in den ersten Führungsabschnitt 6 über. Des Weiteren geht bei diesem Ausführungsbeispiel ein zweites Ende 10 des Strangs 2, nämlich des zweiten Schenkels 4, aufgrund einer Faltung 11 in den zweiten Führungsabschnitt 7 über. Hierbei ist die Faltung jeweils als eine 180°- Faltung ausgebildet.
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2a, 2b und 2c zeigen perspektivische Seitenansichten verschiedener Zwischenstadien zum Herstellen der erfindungsgemäßen ersten Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 gemäß 1.
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2a zeigt ein Halbzeug 12, das bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Blechelement bzw. als ein Blechstreifen ausgebildet ist. Das Halbzeug 12 wird anschließend mittels Stanzen und Umformen bearbeitet, wobei 2b ein Zwischenstadium bei der Bearbeitung des Halbzeugs 12 zeigt.
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2b zeigt bereits die ausgebildeten Führungsabschnitte 6 und 7. Zwischen den beiden Führungsabschnitten 6, 7 erstreckt sich der ebenfalls bereits ausgebildete Strang 2. Der Strang 2 ergibt sich aufgrund einer Ausstanzung in einem mittleren Bereich des Halbzeugs 2. Die Führungsabschnitte 6, 7 werden durch eine anschließende Umformung der entsprechenden Randbereiche gebildet, so dass sich jeweils der U-förmige Querschnitt des Führungsabschnitts 6 bzw. 7 ergibt. In dem gemäß 2b gezeigten Zwischenstadium ist der Strang 2 noch nicht U-förmig ausgebildet, sondern erstreckt sich geradlinig zwischen den beiden Führungsabschnitten 6, 7.
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Anschließend wird das Halbzeug 12 gemäß 2b derart umgeformt, dass sich gemäß 2c die endgültige Ausbildung der Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 ergibt. Somit sind der U-förmige Strang 2 und die Führungseinrichtung 5 aus Abschnitten des Halbzeugs 12 gebildet.
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3a, 3b und 3c zeigen Seitenansichten der erfindungsgemäßen ersten Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 gemäß 1 in verschiedenen Zuständen.
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3a zeigt die Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 in der Ausgangsposition gemäß 1. In dieser Ausgangsposition ist der erste Schenkel 3 kürzer als der zweite Schenkel 4. Der erste Führungsabschnitt 6 ist in einer hier lediglich schematisch angedeuteten Weise mit einer Befestigungseinrichtung 13 verbunden. Der zweite Führungsabschnitt 7 ist in einer hier ebenfalls lediglich schematisch angedeuteten Weise mit einer Halterung 14 verbunden. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Aufprallkraft ist die Halterung 14 relativ zu der Befestigungseinrichtung 13 bewegbar. Hierbei wirkt gemäß Pfeil 15 die Aufprallkraft bzw. eine Energie-Absorptions-Kraft in Längsrichtung des ersten Führungsabschnitts 6 sowie in Richtung des ersten Schenkels 3. Die Verbindungen zwischen dem ersten Führungsabschnitt 6 und der Befestigungseinrichtung 13 sowie zwischen dem zweiten Führungsabschnitt 7 und der Halterung 14 sind hierbei derart ausgebildet, so dass diese die bei einer Verformung des Strangs 2 auftretenden Kräfte und Momente abfangen können.
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Gemäß 3b kommt es bei Überschreiten der vorgegebenen Aufprallkraft zu einer Relativbewegung der Halterung 14 in Bezug zur Befestigungsrichtung 13 parallel zur Längserstreckung der Führungsabschnitte 6, 7. Hierbei kommt es zu einer Verformung des Strangs 2. Im Laufe einer fortschreitenden Verformung des Strangs 2 bzw. einer fortgesetzten Relativbewegung bzw. Verschiebung der Halterung 14 in Bezug zur Befestigungseinrichtung 13 verlängert sich der erste Schenkel 3 und verkürzt sich der zweite Schenkel 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verformung des Strangs 2 in Bezug zu der Führungseinrichtung 5 reibungsarm oder annähernd reibungsfrei.
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3c zeigt eine Endposition der Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 nach einer maximalen Verformung des Strangs 2. In dieser Endposition ist der erste Schenkel 3 länger als der zweite Schenkel 4. Die beiden Führungsabschnitte 6, 7 sind im Vergleich zur Ausgangsposition gemäß 3a parallel zueinander verschoben. Hierbei ist der Abstand zwischen den beiden Führungsabschnitten 6, 7 unverändert geblieben.
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4 zeigt eine perspektivische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße erste Lenkvorrichtung 16 mit der ersten Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 gemäß 1. Die Lenkvorrichtung 16 kann an einem hier nicht näher dargestellten Fahrzeugträger, beispielsweise einem Fahrzeugquerträger, angeordnet sein. Die Lenkvorrichtung 16 weist eine Befestigungseinrichtung 13 auf. Mittels der Befestigungseinrichtung 13 ist bzw. kann die Lenkvorrichtung 16 an einem hier nicht näher dargestellten Fahrzeugträger befestigt werden bzw. sein. Des Weiteren weist die Lenkvorrichtung 16 eine Halterung 14 auf. Die Halterung 14 ist mit der Befestigungseinrichtung 13 mittels einer hier nicht näher dargestellten Verbindungseinrichtung 47 verbunden. Des Weiteren hält die Halterung 14 eine Lenksäule 17 der Lenkvorrichtung 16. An einem freien Ende 18 der Lenksäule 17 kann ein hier nicht näher dargestelltes Lenkrad angeordnet sein bzw. werden.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Lenkvorrichtung 16 einen Einstellmechanismus 19 auf. Dieser Einstellmechanismus 19 umfasst unter anderem einen Hebel 20. Mittels des Einstellmechanismus 19 ist die Lenksäule 17 und damit ein Lenkrad hinsichtlich seiner Neigung und/oder Höhe einstellbar. Hierzu ist die Lenksäule 17 mittels des Einstellmechanismus 19 hinsichtlich ihrer Neigung, Höhe und/oder Länge einstellbar. Zum Einstellen der Neigung und/oder Höhe wird der Einstellmechanismus 19 mittels des Hebels 20 gelöst. Nach erfolgter Einstellung der gewünschten Neigung und/oder Höhe wird der Einstellmechanismus 19 mittels des Hebels 20 fixiert bzw. blockiert.
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Die Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 ist zum Absorbieren von einer über ein Lenkrad eingeleiteten Aufprallkraft ausgebildet. Beispielsweise wird in einer Unfallsituation bzw. aufgrund eines Crashs ein Fahrer eines Fahrzeugs mit der Lenkvorrichtung 16 in Richtung und auf das Lenkrad oder auf einen am Lenkrad angeordneten und ausgelösten, hier nicht näher dargestellten, Airbag geschleudert. Hierdurch wird die Aufprallkraft über das Lenkrad am freien Ende 18 der Lenksäule 17 in die Lenkvorrichtung 16 eingeleitet. Ab einer vorgegebenen Aufprallkraft löst sich die Halterung 14 von der Befestigungseinrichtung 13. Somit ist ab der vorgegebenen Aufprallkraft ein Nachgeben bzw. Verschieben der Lenksäule 17 in eine Auszugrichtung gemäß Pfeil 21 ermöglicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Auszugrichtung gemäß Pfeil 21 im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Lenksäule 17 ausgerichtet. Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Auszugrichtung gemäß Pfeil 21 ausgehend von dem freien Ende 18 in Richtung der Befestigungseinrichtung 13 gerichtet. Die nachfolgende Figur zeigt den Ausschnitt A aus der Lenkvorrichtung 16.
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5 zeigt einen Ausschnitt A aus der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung 16 gemäß 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Befestigungseinrichtung 13 einen Schlitz 22 zum Anordnen der Energie-Absorptions-Vorrichtung 1 auf. Im Bereich des Schlitzes 22 weist die Befestigungseinrichtung 13 zwei einander gegenüberliegende Flansche 23, 24 auf zwei Seiten des Schlitzes 22 auf. Der erste Führungsabschnitt 6 ist zwischen den Flanschen 23, 24 angeordnet und fest mit diesen verbunden. Der zweite Führungsabschnitt 7 ist dagegen fest mit der Halterung 14 verbunden. Ab einer vorgegebenen Aufprallkraft löst sich die Halterung 14 von der Befestigungseinrichtung 13. Während der sich anschließenden Verformung des Strangs 2 schiebt sich der zweite Führungsabschnitt 7 in Richtung und parallel zum ersten Führungsabschnitt 6. Aufgrund der hierbei kontinuierlich auftretenden Verformung des Strangs 2 wird kontinuierlich Energie absorbiert.
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6a zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines Halbzeugs 25 zum Ausbilden einer erfindungsgemäßen zweiten Energie-Absorptions-Vorrichtung 26 gemäß 6b. 6a zeigt das Halbzeug 25, das bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Blechelement bzw. Metallblech ausgebildet ist. Die Kontur bzw. die Gestalt des Außenrandes des Halbzeugs 25 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mittels einer Stanzung hergestellt worden. Der Strang 2 ist bei dem Halbzeug 25 gemäß 6a noch nicht U-förmig, sondern sich linear bzw. geradlinig erstreckend ausgebildet. Ein Ende des Strangs 2 geht in eine im Wesentlichen rechteckige Platte 27 über. An einer von dem Strang 2 abgewandten Seite der Platte 27 ragt ein Flanschstück 28 von der Platte 27 ab. Ausgehend von dem Halbzeug 25 gemäß 6a wird dieses in geeigneter Weise umgeformt, so dass sich gemäß 6b die gewünschte Energie-Absorptions-Vorrichtung 26 ergibt. Die Energie-Absorptions-Vorrichtung 26 ist einstückig ausgebildet und weist den U-förmig ausgebildeten Strang 2 sowie eine Führungseinrichtung 5 auf.
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7a und 7b zeigen weitere perspektivische Seitenansichten der erfindungsgemäßen zweiten Energie-Absorptions-Vorrichtung 26 gemäß 6b. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Führungseinrichtung 5 mit einem rohrartigen bzw. rechteckartigen Querschnitt ausgebildet. Die Führungseinrichtung 5 der Energie-Absorptions-Vorrichtung 26 weist eine erste Wand 29 und eine zweite Wand 30 auf. Des Weiteren weist die Führungseinrichtung 5 bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Seitenwände 31, 32 auf. Die erste Wand 29 bildet einen ersten Führungsabschnitt 29 für den Strang 2. Die zweite Wand 30 bildet einen zweiten Führungsabschnitt 30 für den Strang 2. Zusätzlich bilden bei diesem Ausführungsbeispiel zwei Seitenwände 31, 32 eine seitliche Führung für den Strang 2 aus. Die erste Wand 29 ist mittels der Seitenwand 32 mit der zweiten Wand 30 verbunden. Die zweite Wand 30 ist mit der Seitenwand 31 verbunden, wobei sich die beiden Seitenwände 31, 32 einander gegenüberliegen und zwischen ihnen der Strang 2 angeordnet ist. An einer von der zweiten Wand 30 abgewandten Seite der Seitenwand 31 ist eine Kante 33 auf die erste Wand 29 umgeformt. Hierbei liegt die Kante 33 auf einer von dem Strang 2 abgewandten Seite an der ersten Wand 29 an.
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7b zeigt eine transparente perspektivische Seitenansicht der Energie-Absorptions-Vorrichtung 26. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein erster Schenkel 3 des Strangs 2 mit einem freien Schenkelende 34 ausgebildet. Das Schenkelende 34 kann fest mit einer hier nicht näher dargestellten Befestigungseinrichtung oder Halterung verbunden werden. Der zweite Schenkel 4 des Strangs 2 geht mittels einer Faltung 11 einstückig in die zweite Wand 30 über. An einer von dem Schenkelende 34 abgewandten Seite erstreckt sich das Flanschstück 28 nach außen. Das Flanschstück 28 kann zum Befestigen an der nicht mit dem Schenkelende 34 verbundenen Befestigungseinrichtung oder Halterung dienen.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verformung des Strangs 2 in Bezug zu der Führungseinrichtung 5 und im Unterschied zu der Ausführung gemäß 3a bis 3c reibungsbehaftet. Hierbei können mittels der zusätzlichen Wände 29, 30 im Unterschied zu der Ausführung gemäß 3a bis 3c zusätzliche Kräfte und/oder Momente abgefangen werden.
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8a zeigt eine perspektivische Seitenansicht eines Halbzeugs 35 zum Ausbilden einer erfindungsgemäßen dritten Energie-Absorptions-Vorrichtung 36 gemäß 8b. Das Halbzeug 35 ist ähnlich dem Halbzeug 25 gemäß 6a ausgebildet. Während sich jedoch gemäß 6a der sich noch geradlinig erstreckende Strang 2 in einem mittleren Bereich in die Platte 27 übergeht, geht der sich noch geradlinig erstreckende Strang 2 bei dem Halbzeug 35 gemäß 8a in einen Randbereich in die Platte 37 über. Hierdurch bilden der Strang 2 und die Platte 37 einen gemeinsamen geradlinigen Rand. Nach einer geeigneten Umformung des Halbzeugs 35 ergibt sich gemäß 8b die Energie-Absorptions-Vorrichtung 36. Diese weist den U-förmig ausgebildeten Strang 2 sowie eine Führungseinrichtung 5 auf.
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9a und 9b zeigen perspektivische Seitenansichten der erfindungsgemäßen dritten Energie-Absorptions-Vorrichtung 36 gemäß 8b. Die Führungseinrichtung 5 der Energie-Absorptions-Vorrichtung 36 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet. Entsprechend weist die Führungseinrichtung 5 bei diesem Ausführungsbeispiel einen ersten Schenkelflansch 38 und einen zweiten Schenkelflansch 39 auf. Hierbei bildet der erste Schenkelflansch 38 zugleich einen ersten Führungsabschnitt 38 und der zweite Schenkelflansch 39 bildet einen zweiten Führungsabschnitt 39 der Führungseinrichtung 5. Diese beiden Führungsabschnitte bzw. die beiden Schenkelflansche 38, 39 sind mittels eines Seitenabschnitts 40 der Führungseinrichtung 5 miteinander verbunden. Hierbei ist mittels des Seitenabschnitts 40 zugleich eine seitliche Führung des Strangs 2 realisiert. Wie bei der Energie-Absorptions-Vorrichtung 26 gemäß 7b ist auch der Strang 2 gemäß der Energie-Absorptions-Vorrichtung 36 mit einem freien Schenkelende 34 am ersten Schenkel 3 ausgebildet. Der zweite Schenkel 4 geht mittels einer Faltung 11 einstückig in den zweiten Schenkelflansch 39 über.
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9b zeigt die Energie-Absorptions-Vorrichtung 36, bei der das Flanschstück 28 mit einer hier lediglich schematisch angedeuteten Halterung 14 und das freie Schenkelende 34 mit einer hier lediglich schematisch angedeuteten Befestigungseinrichtung 13 verbunden ist.
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Ab einer vorgegebenen Aufprallkraft kommt es zu einer Relativbewegung zwischen der Halterung 14 und der Befestigungseinrichtung 13, wobei sich die Befestigungseinrichtung 13 und die Halterung 14 gemäß Pfeil 15 voneinander wegbewegen. Hierbei kommt es zu einer Verformung des Strangs 2. Im Laufe einer fortschreitenden Verformung und ausgehend von der hier dargestellten Ausgangsposition verlängert sich der erste Schenkel 3 und verkürzt sich der zweite Schenkel 4 kontinuierlich, bis eine hier nicht näher dargestellte Endposition erreicht ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Verformung des Strangs 2 in Bezug zu der Führungseinrichtung 5 und im Unterschied zu der Ausführung gemäß 3a bis 3c reibungsbehaftet. Hierbei können mittels der zusätzlichen Seitenabschnitts 40 im Unterschied zu der Ausführung gemäß 3a bis 3c zusätzliche Kräfte und/oder Momente abgefangen werden.
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10 zeigt eine perspektivische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen weiteren Energie-Absorptions-Vorrichtung 41. Der Aufbau und die Funktionsweise der Energie-Absorptions-Vorrichtung 41 entspricht weitgehend der Energie-Absorptions-Vorrichtung 36 gemäß 8b bis 9b. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Hiervon abweichend weist das freie Schenkelende 34 der Energie-Absorptions-Vorrichtung 41 zusätzlich eine Durchgangsöffnung 42 auf. Die Durchgangsöffnung 42 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mittels eines einstückig in das Schenkelende 34 übergehenden Ringabschnittes 43 gebildet.
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11 zeigt eine perspektivische Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße weitere Lenkvorrichtung 44 mit der weiteren Energie-Absorptions-Vorrichtung 41 gemäß 10. Hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise entspricht die Lenkvorrichtung 44 weitgehend der Lenkvorrichtung 16 gemäß 4. Insoweit wird zur Vermeidung von Wiederholungen auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
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Die Befestigungseinrichtung 13 und die Halterung 14 sind bei diesem Ausführungsbeispiel mittels zweier Verbindungseinrichtungen 47 miteinander verbunden. Diese Verbindungseinrichtungen 47 weisen jeweils eine Soll-Bruch-Einrichtungen 45 auf. Die nachfolgende Figur zeigt den Ausschnitt B aus der Lenkvorrichtung 44.
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12 zeigt einen teilweise transparenten Ausschnitt B aus der erfindungsgemäßen Lenkvorrichtung 44 gemäß 11. Die Soll-Bruch-Einrichtung 45 weist ein Durchgangsloch 46 auf. Das Durchgangsloch 46 und die Durchgangsöffnung 42 der Energie-Absorptions-Vorrichtung 41 sind korrespondierend zueinander ausgebildet bzw. ausgerichtet, so dass durch das Durchgangsloch 46 und durch die Durchgangsöffnung 42 ein hier nicht näher dargestelltes Befestigungsmittel, beispielsweise eine Schraube, hindurchgesteckt werden kann. Auf diese Weise ist das Schenkelende 34 des Strangs 2 auf einfache und effektive Weise mit der Befestigungseinrichtung 13 verbindbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Energie-Absorptions-Vorrichtung
- 2
- Strang
- 3
- erster Schenkel
- 4
- zweiter Schenkel
- 5
- Führungseinrichtung
- 6
- erster Führungsabschnitt
- 7
- zweiter Führungsabschnitt
- 8
- erstes Ende
- 9
- Faltung
- 10
- zweites Ende
- 11
- Faltung
- 12
- Halbzeug
- 13
- Befestigungseinrichtung
- 14
- Halterung
- 15
- Pfeil
- 16
- Lenkvorrichtung
- 17
- Lenksäule
- 18
- freies Ende
- 19
- Einstellmechanismus
- 20
- Hebel
- 21
- Pfeil
- 22
- Schlitz
- 23
- Flansch
- 24
- Flansch
- 25
- Halbzeug
- 26
- Energie-Absorptions-Vorrichtung
- 27
- Platte
- 28
- Flanschstück
- 29
- erste Wand (erster Führungsabschnitt)
- 30
- zweite Wand (zweiter Führungsabschnitt)
- 31
- Seitenwand
- 32
- Seitenwand
- 33
- Kante
- 34
- Schenkelende
- 35
- Halbzeug
- 36
- Energie-Absorptions-Vorrichtung
- 37
- Platte
- 38
- erster Schenkelflansch (erster Führungsabschnitt)
- 39
- zweiter Schenkelflansch (zweiter Führungsabschnitt)
- 40
- Seitenabschnitt
- 41
- Energie-Absorptions-Vorrichtung
- 42
- Durchgangsöffnung
- 43
- Ringabschnitt
- 44
- Lenkvorrichtung
- 45
- Soll-Bruch-Einrichtung
- 46
- Durchgangsloch
- 47
- Verbindungsabschnitt
- A
- Ausschnitt 5
- B
- Ausschnitt 11
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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