DE10313469B4

DE10313469B4 - Steering column assembly for a motor vehicle

Info

Publication number: DE10313469B4
Application number: DE2003113469
Authority: DE
Inventors: Jörg von Glinowiecki
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: DE10313469A1; WO2004085228A1

Abstract

Lenksäulenanordnung für ein Kraftfahrzeug, welche bei einer Stoßeinwirkung unter Energieaufnahme verkürzbar ist, mit
– einem an einer Karosserie befestigten teleskopierbaren Mantelrohr,
– einem drehbar gelagerten Umformelement und
– einem durch das Umformelement umgelenkten Energieabsorptionselement, welches sich bei einer Stoßeinwirkung relativ zu dem Umformelement bewegt, dabei verformt und der Stoßeinwirkung einen durch eine Drehung des Umformelements veränderbaren Widerstand entgegenstellt,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Umformelement (6) über seinen radialen Umfang eine Oberfläche mit unterschiedlichen Rauhigkeiten aufweist.Steering column assembly for a motor vehicle, which can be shortened in the event of an impact while absorbing energy, with
A telescopic casing pipe fastened to a body,
- A rotatably mounted forming element and
A force-absorbing element, which is deflected by the deformation element and moves relative to the deformation element in the event of an impact, thereby deforming and counteracts the impact by a resistance variable by rotation of the deformation element,
characterized in that
the forming element (6) has over its radial circumference a surface with different roughnesses.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a steering column assembly according to the preamble of claim 1.

Aus EP 0 662 414 A1 geht eine Lenksäulenanordnung für Fahrzeuge hervor, die ein teleskopierbares Mantelrohr, eine hierzu innen drehbar und konzentrisch angeordnete Lenkspindel und ein Energieabsorptionselement umfasst. Das bekannte Energieabsorptionselement besteht aus einem Draht, welcher mit dem einen Ende um ein Umformelement gewickelt und mit dem anderen Ende an einem Sicherungselement befestigt ist. Bei einem Aufprall bewegt sich das Umformelement vom Sicherungselement weg und erzeugt so eine Spannung im Draht. Diese Spannung bewirkt eine Abwicklung des Drahts, wodurch der Draht deformiert wird und einen Widerstand erzeugt. Dabei wird Aufprallenergie absorbiert.Out EP 0 662 414 A1 is a steering column assembly for vehicles out, which includes a telescoping casing tube, a rotatable and concentrically arranged internally for this purpose steering spindle and an energy absorption element. The known energy absorption element consists of a wire, which is wound around the one end to a forming element and secured with the other end to a securing element. In an impact, the forming element moves away from the fuse element and thus generates a voltage in the wire. This voltage causes a development of the wire, whereby the wire is deformed and generates a resistance. In this case, impact energy is absorbed.

Aus der WO 00/76833 A1 geht eine bei einer Stoßeinwirkung unter Energieaufnahme verkürzbare Lenksäulenanordnung der hier angesprochenen Art hervor, welche ein teleskopierbares Mantelrohr, ein drehbar gelagertes Umformelement sowie ein durch das Umformelement umgelenktes Energieabsorptionselement, welches sich bei einer Stoßeinwirkung relativ zu dem Umformelement bewegt, dabei verformt und der Stoßeinwirkung einen durch eine Drehung des Umformelements veränderbaren Widerstand entgegenstellt, umfasst. Das Umformelement weist konvex ausgebildete Umlenkflächen auf, über die das Energieabsorptionselement geführt ist. Um die Reibung zwischen dem Energieabsorptionselement und dem Umformelement in gewünschter Weise zu ändern, wird das Umformelement um seine Drehachse entsprechend verdreht, wodurch sich der Umschlingungswinkel zwischen dem Energieabsorptionselement und dem Umformelement ändert.Out WO 00/76833 A1 is one in a shock with the absorption of energy shortenable steering column assembly of the type mentioned here, which is a telescopic Jacket tube, a rotatably mounted forming element and a through the Forming element deflected energy absorption element, which is relative to a shock moved to the forming element, thereby deformed and the impact opposes a variable resistance by a rotation of the deformation element, includes. The forming element has convex deflection surfaces over which the energy absorption element is guided. To the friction between the energy absorbing element and the forming element in the desired Way to change the forming element is rotated accordingly about its axis of rotation, whereby the angle of wrap between the energy absorbing element and the forming element changes.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Alternative zu der eingangs genannten Lenksäulenanordnung zu schaffen.Of the present invention is based on the object, an alternative to the steering column arrangement mentioned above to accomplish.

Diese Aufgabe wird durch eine Lenksäulenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese zeichnet sich durch ein speziell gestaltetes Crashelement aus. Dieses Crashelement weist ein Umformelement und ein Energieabsorptionselement auf. Bei einer Stoßeinwirkung auf die Lenksäule bewegt sich das Energieabsorptionselement relativ zu dem Umformelement und wird dabei verformt. Durch eine Änderung der Ausrichtung des Umformelements lässt sich der Widerstand einstellen, den das Energieabsorptionselement durch die Verformung bei der Relativbewegung erzeugt. Die Änderung der Ausrichtung des Umformelements durch eine Drehung bewirkt einen anderen Kontakt zwischen dem Energieabsorptionselement und dem Umformelement. Dieser andere Kontakt ruft wiederum eine andere Reaktion zwischen dem Energieabsorptionselement und dem Umformelement hervor. Dadurch ändert sich der Widerstand, den das Energieabsorptionselement durch die Verformung erzeugt. Mit der Erfindung kann demnach das Maß der Energieabsorption besonders einfach an anatomische, wie beispielsweise Körpergröße und Körpergewicht der Fahrzeuginsassen, und fahrdynamische Randbedingungen angepasst und ein Aufprall bestmöglich gedämpft werden. Die erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass das Umformelement über seinen radialen Umfang eine Oberfläche mit unterschiedlichen Rauhigkeiten auf. Diese unterschiedlichen Rauhigkeiten können durch eine Rändelung, wie beispielsweise Rillen, erzeugt werden, die mit unterschiedlichen Ausprägungen in das Umformelement eingearbeitet sind. Durch eine veränderte Ausrichtung des Umformelements umschlingt das Energieabsorptionselement eine andere Stelle auf der Oberfläche des Umformelements, welche dem Energieabsorptionselement, während es sich relativ zum Umformelement bewegt, einen anderen widerstand entgegenstellt. Auf diese Weise lässt sich das Maß der Energieabsorption besonders einfach einstellen.These Task is by a steering column assembly solved with the features of claim 1. This is characterized by a specially designed crash element. This crash element has a Forming element and an energy absorbing element. In a shock moved to the steering column the energy absorption element relative to the forming element and is deformed. By changing the orientation of the Umformelements leaves to adjust the resistance that the energy absorbing element generated by the deformation during the relative movement. The change the alignment of the forming element by a rotation causes a other contact between the energy absorbing element and the forming element. This other contact in turn calls for a different reaction the energy absorbing element and the forming element. This changes the resistance that the energy absorption element by the deformation generated. With the invention, therefore, the degree of energy absorption can be particularly simply anatomical, such as height and weight of the vehicle occupants, and dynamic driving conditions are adjusted and a crash is best damped. The steering column assembly according to the invention is characterized by the fact that the forming element on his radial extent a surface with different roughnesses. These different ones Roughnesses can by knurling, such as grooves, which are created with different manifestations are incorporated in the forming element. Through a changed orientation of the forming element wraps around the energy absorbing element another spot on the surface of the forming element, which is the energy absorbing element, while it is moved relative to the forming element, opposes another resistance. That way you can the measure of Particularly easy to adjust energy absorption.

Um die Funktion der vorliegenden Erfindung sicherzustellen, ist es wichtig, dass ein Ende des Energieabsorptionselements und das Umformelement an zwei im Falle einer Stoßeinwirkung relativ zueinander beweglichen Teilen der Lenksäule angeordnet sind. Dadurch bewegt sich das Energieabsorptionselement im Falle eines Unfalls und einer Verkürzung der Lenksäule relativ zum Umformelement und wird dabei verformt.Around to ensure the function of the present invention is important to attach one end of the energy absorbing element and the forming element two in the event of a shock are arranged relative to each other movable parts of the steering column. Thereby the energy absorbing element moves in the event of an accident and a shortening of the steering column relative to the forming element and is deformed.

Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von einem fahrzeugfest angeordneten Mantelrohr die Rede ist, so kann das Mantelrohr sowohl direkt als auch indirekt – beispielsweise über einen relativ zur Karosserie verschiebbaren Schlitten – an der Karosserie befestigt sein.If in the context of the invention of a fixed vehicle Jacket pipe is the case, so the jacket pipe can be both directly and indirectly - for example via a relative to the body slidable carriage - attached to the body be.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.advantageous Embodiments are to be taken from the subclaims.

Das Umformelement weist gemäß einer Ausführungsform einen kreisförmigen Querschnitt auf. Dadurch ist die Verformung des Energieabsorptionselements besser vorherbestimmbar als bei einem Umformelement mit einem eckigen Querschnitt, da sich das Energieabsorptionselement der Form des Umformelements nach jeder Ausrichtungsänderung an das Umformelement anpasst. Außerdem ist ein zylindrisches Umformelement einfach und kostengünstig herzustellen. Selbstverständlich kann das Umformelement auch einen anderen Querschnitt, wie beispielsweise einen vier- oder mehreckigen Querschnitt, aufweisen.The forming element has, according to one embodiment, a circular cross-section. Thereby, the deformation of the energy absorbing element is better predictable than in a forming element with a polygonal cross-section, since the energy absorbing element adapts to the shape of the forming element after each alignment change to the forming element. In addition, a cylindrical forming element is simple and inexpensive to manufacture. Of course that can Forming element also have a different cross section, such as a four- or polygonal cross-section.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist rechts und links neben dem Umformelement jeweils ein Niederhalter positioniert. Die Niederhalter sind relativ zum äußeren Mantelrohr fest angeordnet. Um die Niederhalter und das Umformelement herum ist ein Energieabsorptionselement geführt, welches zunächst unterhalb des rechten Niederhalters verläuft, dann oberhalb des Umformelements vorbeigeführt wird und unterhalb des linken Niederhalters endet. Bei einer Relativbewegung zwischen Energieabsorptionselement und Umformelement bzw. Niederhaltern verformt sich das Energieabsorptionselement. Durch die Anordnung des Umformelements relativ zu den Niederhaltern kann ein Mindestmaß an Biegung und Rückbiegung des Energieabsorptionselements eingestellt werden.According to one another embodiment is on the right and left of the forming element in each case a hold-down positioned. The hold-down are fixed relative to the outer jacket tube. Around the downholder and the forming element is an energy absorbing element guided, which first runs below the right hold, then above the Umformelements is passed and ends below the left holddown. In a relative movement between energy absorption element and forming element or hold-downs the energy absorption element deforms. By the arrangement of the forming element relative to the downholders can be a minimum of bending and reverse bend of the energy absorbing element.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Ausrichtung des Umformelements mittels einer exzentrischen Lagerung relativ zu den Niederhaltern bewegt. Dies führt zu einem geänderten Umschlingungswinkel des Energieabsorptionselements an dem Umformelement. Dadurch kann der Grad der Verformung des Energieabsorptionselements geändert und demzufolge das Maß der Energieabsorption eingestellt werden.In a further embodiment the alignment of the forming element by means of an eccentric Storage moves relative to the holdings. This leads to a amended Wrap angle of the energy absorbing element on the forming element. Thereby, the degree of deformation of the energy absorbing element changed and consequently the measure of Energy absorption can be adjusted.

Das Umformelement weist gemäß einer weiteren Ausführungsform einen zu einer Drehachse asymmetrischen Querschnitt auf. Über diesen asymmetrischen Querschnitt kann bei einer Änderung der Ausrichtung des Umformelements ebenfalls der Umschlingungswinkel des Energieabsorptionselements an dem Umformelement geändert werden. So läßt sich mit einer Änderung der Ausrichtung des Umformelements der Verformungsgrad des Energieabsorptionselement besonders einfach einstellen.The Forming element has according to a another embodiment an asymmetrical to a rotation axis cross-section. About this asymmetric cross-section can change the orientation of the Forming element also the wrap angle of the energy absorbing element changed the forming element become. That's how it works with a change the orientation of the Umformelements the degree of deformation of the energy absorbing element very easy to adjust.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist dem Umformelement eine Verriegelung zugeordnet. Diese Verriegelung führt im Crashfall zu einer formschlüssigen Verbindung zwischen Umformelement und Lenksäulenanordnung. Auf diese Art und Weise wird verhindert, daß die beim Verformen des Energieabsorptionselements auftretende Reaktionskraft und das Reaktionsmoment direkt über den Motor aufgenommen werden. Die Verriegelung ist in einer weiteren Ausführungsform eine Verzahnung.According to one another embodiment the forming element is assigned a lock. This lock leads in the Crash case to a form-fitting Connection between forming element and steering column assembly. In this manner and manner prevents the Reaction force occurring during deformation of the energy absorption element and the reaction moment directly over to be absorbed by the engine. The lock is in another embodiment a gearing.

Im folgenden wird die erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:in the The following will be the steering column assembly according to the invention explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the drawing. It demonstrate:

1 eine perspektivische Ansicht einer Lenksäulenanordnung, 1 a perspective view of a steering column assembly,

2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Crashelements mit zwei zylindrischen Niederhaltern und einem Umformelement, 2 a schematic representation of a crash element according to the invention with two cylindrical hold-downs and a forming element,

3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Crashelements mit zwei backenartigen Niederhaltern und einem Umformelement, 3 a schematic representation of another embodiment of a crash element with two jaw-like holders and a forming element,

4 eine schematische Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Crashelements mit zwei Niederhaltern und einem Umformelement, 4 a schematic plan view of another embodiment of a crash element with two downholders and a forming element,

5a–c jeweils zwei schematische Ansichten von Umformelementen des Ausführungsbeispiels gemäß 4, 5a-c in each case two schematic views of forming elements of the embodiment according to 4 .

6a eine Schnittdarstellung des Crashelements der erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung entlang der Linie VI-VI in 4 im Normalbetrieb sowie 6a a sectional view of the crash element of the steering column assembly according to the invention along the line VI-VI in 4 in normal operation as well

6b eine Schnittdarstellung des Crashelements der erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung entlang der Linie VI-VI in 4 im Crashfall. 6b a sectional view of the crash element of the steering column assembly according to the invention along the line VI-VI in 4 in the event of a crash.

Die in 1 dargestellte Lenksäulenanordnung besteht aus einem fahrzeugfest angeordneten äußeren Mantelrohr 1 und einem teleskopförmig in dem äußeren Mantelrohr 1 verschiebbaren inneren Mantelrohr 2. In den Mantelrohren 1, 2 ist eine nicht dargestellte, ebenfalls teleskopierbare, Lenkspindel gelagert, an der ein ebenfalls nicht dargestelltes Lenkrad befestigt ist. Zur Ausführung der Teleskopbewegung von Lenkspindel und Mantelrohr 1, 2 ist eine Spindel 3 vorgesehen, die entlang der Mantelrohre 1, 2 angeordnet ist. Mit ihrem einen Ende ist die Spindel 3 an dem dem Lenkrad zugewandten Ende des inneren Mantelrohrs 2 angelenkt. Das andere Ende der Spindel 3 wirkt mit einer am äußeren Mantelrohr 1 angeordneten Antriebseinheit 4 zusammen. Wenn die Spindel 3 als Gewindespindel ausgeführt ist, kann eine Verstellung sehr einfach über ein Drehen der Spindel 3 erfolgen. Die Teleskopbewegung dient der Längsverstellung der Lenksäulenanordnung, mit deren Hilfe der Fahrer die Position des Lenkrads an seine eigenen Bedürfnisse anpassen kann und trägt somit zum Komfort des Fahrers bei.In the 1 Steering column assembly shown consists of a vehicle-mounted outer jacket tube 1 and a telescopic in the outer casing tube 1 sliding inner jacket tube 2 , In the jacket pipes 1 . 2 is a not shown, also telescopic, steering spindle mounted on which also not shown steering wheel is attached. To carry out the telescopic movement of the steering spindle and casing pipe 1 . 2 is a spindle 3 provided along the jacket pipes 1 . 2 is arranged. With one end is the spindle 3 at the end of the inner jacket tube facing the steering wheel 2 hinged. The other end of the spindle 3 acts with a on the outer jacket tube 1 arranged drive unit 4 together. If the spindle 3 is designed as a threaded spindle, an adjustment can be easily done by turning the spindle 3 respectively. The telescopic movement is used for longitudinal adjustment of the steering column assembly, with the help of which the driver can adjust the position of the steering wheel to his own needs and thus contributes to the comfort of the driver.

Durch eine Stoßeinwirkung auf die Lenksäule schiebt sich das innere Mantelrohr 2 durch eine Crashkraft F_C in das äußere Mantelrohr 1. Über die am inneren Mantelrohr 2 befestigte Spindel 3 wird die Crashkraft F_C auf die Antriebseinheit 4 übertragen, deren nicht dargestellte Halterungen so dimensioniert sind, daß sie ab einer bestimmten Kraft aus ihren Anbindungen reißen, wonach sich die Antriebseinheit 4 entlang der Mantelrohrachsen verschiebt und eine Relativbewegung zum Mantelrohr 1 ausübt.By an impact on the steering column pushes the inner jacket tube 2 by a crash force F _C in the outer jacket tube 1 , About the on the inner jacket pipe 2 fixed spindle 3, the crash force F _C on the drive unit 4 transferred, the brackets, not shown, are dimensioned so that they break from a certain force from their connections, which then the drive unit 4 moves along the jacket tube axes and a relative movement to the jacket tube 1 exercises.

Die Lenksäulenanordnung ist mit einem in 2 dargestellten Crashelement 5 versehen. Dieses Crashelement 5 weist ein Umformelement 6 und zwei Niederhalter in Form von Walzen 7, 7' auf, die relativ zum äußeren Mantelrohr 1 fest angeordnet sind. Die Walzen 7, 7' sind rechts und links neben dem Umformelement 6 angeordnet. Sowohl das Umformelement 6 als auch die Walzen 7, 7' sind als Zylinder ausgebildet. Ihre Drehachsen A, A', B sind parallel zueinander ausgerichtet, wobei die Drehachse B des Umformelements 6 unterhalb der beiden Drehachsen A, A' der Walzen 7, 7' angeordnet ist. Die Drehachsen A, A', B bilden ein Dreieck. Das Umformelement 6 ist exzentrisch drehbar gelagert. Die Walzen 7, 7' sind ebenfalls drehbar, jedoch nicht exzentrisch, gelagert. Bei einer Änderung der Ausrichtung des Umformelements 6 ändert sich aufgrund der exzentrischen Lagerung der Abstand zwischen Drehachse B und einem oberen Scheitelpunkt 6a des Umformelements 6.The steering column assembly is provided with a in 2 illustrated crash element 5 Mistake. This crash element 5 has a forming element 6 and two hold-downs in the form of rollers 7 . 7 ' on, relative to the outer jacket tube 1 are fixed. The rollers 7 . 7 ' are right and left of the forming element 6 arranged. Both the forming element 6 as well as the rollers 7 . 7 ' are designed as cylinders. Their axes of rotation A, A ', B are aligned parallel to each other, wherein the axis of rotation B of the forming element 6 below the two axes of rotation A, A 'of the rollers 7 . 7 ' is arranged. The axes of rotation A, A ', B form a triangle. The forming element 6 is mounted eccentrically rotatable. The rollers 7 . 7 ' are also rotatable, but not eccentric, stored. When changing the orientation of the forming element 6 changes due to the eccentric bearing the distance between the axis of rotation B and an upper vertex 6a of the forming element 6 ,

Desweiteren umfaßt das Crashelement 5 ein Energieabsorptionselement 8 in Form eines Drahts 8. Es ist auch denkbar einen Blechstreifen mit einem rechteckigen Querschnitt als Energieabsorptionselement 8 zu verwenden. Der Draht 8 wird an dem Umformelement 6 und den Walzen 7, 7' vorbeigeführt. In der Darstellung gemäß 2 beginnt der Verlauf des Drahts 8 auf dem Niveau eines unteren Scheitelpunkts 7a der Walze 7, geht zwischen der Walze 7 und dem Umformelement 6 hindurch nach oben, verläuft über den Scheitelpunkt 6a des Umformelements 6 an dem Umformelement 6 entlang und geht zwischen dem Umformelement 6 und der Walze 7' nach unten hindurch bis zu einem unteren Scheitelpunkt 7a' der Walze 7'. Die beiden Drahtenden 8a, 8b verlaufen rechts und links von den Walzen 7, 7' waagerecht auf dem Niveau der Scheitelpunkte 7a, 7a'. Im Falle eines Crashs, schiebt sich das innere Mantelrohr 2 in das äußere Mantelrohr 1 und am Drahtende 8b greift durch die Relativbewegung der beiden Mantelrohre 1, 2 bzw. daran befestigter Elemente eine aus der Crashkraft F_C resultierende Zugkraft F_Z an. Der Draht 8 bewegt sich dadurch relativ zu dem Umformelement 6 und den Walzen 7, 7' und wird, während er an dem Umformelement 6 und den Walzen 7, 7' vorbeigeführt wird, verformt. Diese Verformung stellt für die Zugkraft F_Z einen Widerstand dar. Dadurch wird Aufprallenergie absorbiert.Furthermore, the crash element comprises 5 an energy absorption element 8th in the form of a wire 8th , It is also conceivable a metal strip with a rectangular cross section as an energy absorption element 8th to use. The wire 8th is at the forming element 6 and the rollers 7 . 7 ' past. In the illustration according to 2 begins the course of the wire 8th at the level of a lower vertex 7a the roller 7 , goes between the roller 7 and the forming element 6 through, going over the vertex 6a of the forming element 6 on the forming element 6 along and goes between the forming element 6 and the roller 7 ' down to a lower vertex 7a ' the roller 7 ' , The two wire ends 8a . 8b run to the right and left of the rollers 7 . 7 ' level at the level of the vertices 7a . 7a ' , In case of a crash, the inner jacket tube slides 2 in the outer jacket tube 1 and at the wire end 8b engages by the relative movement of the two jacket tubes 1 . 2 or elements attached thereto, a tensile force F _Z resulting from the crash force F _C. The wire 8th moves thereby relative to the forming element 6 and the rollers 7 . 7 ' and, while he is working on the forming element 6 and the rollers 7 . 7 ' is passed, deformed. This deformation represents a resistance to the tensile force F _Z. This absorbs impact energy.

In einer Ausgangsposition (durchgezogene Linie des Umformelements 6) hat der obere Scheitelpunkt 6a des Umformelements 6 einen Abstand a zur Drehachse B des Umformelements 6. Der Draht 8 wird in dieser Position minimal umgelenkt. Wird das Umformelement 6 um seine Drehachse B gedreht (gestrichelte Linien des Umformelements 6) so vergrößert sich der Abstand zwischen der Drehachse B und dem Scheitelpunkt 6a des Umformelements 6 bis zu einem Abstand b. Der Abstand b ist der maximal mögliche Abstand und stellt eine Endposition dar. In dieser Endposition wird der Draht 8 maximal verformt. Der Grad der Verformung läßt sich auch anhand eines Umschlingungswinkels α des Drahts 8 an dem Umformelement 6 erfassen. In der Ausgangsposition ist der Umschlingungswinkel α am geringsten und somit ist auch die Verformung des Drahts 8 minimal. Je größer der Abstand zwischen der Drehachse B und dem oberen Scheitelpunkt 6a des Umformelements 6 desto größer wird der Umschlingungswinkel α des Drahts 8 an dem Umformelement 6 und die Verformung des Drahts 8. In der Endposition ist der Umschlingungswinkel α maximal.In an initial position (solid line of the Umformelements 6 ) has the top vertex 6a of the forming element 6 a distance a to the axis of rotation B of the forming element 6 , The wire 8th is minimally deflected in this position. Will the forming element 6 rotated about its axis of rotation B (dashed lines of the forming element 6 ) so increases the distance between the axis of rotation B and the vertex 6a of the forming element 6 up to a distance b. The distance b is the maximum possible distance and represents an end position. In this end position is the wire 8th maximally deformed. The degree of deformation can also be based on a wrap angle α of the wire 8th on the forming element 6 to capture. In the initial position, the wrap angle α is the lowest, and so is the deformation of the wire 8th minimal. The greater the distance between the axis of rotation B and the upper vertex 6a of the forming element 6 the larger becomes the wrap angle α of the wire 8th on the forming element 6 and the deformation of the wire 8th , In the final position, the wrap angle α is maximum.

In der Ausgangsposition erfährt der Draht 8 eine maximale Verformung und setzt der Zugkraft F_Z einen maximalen Widerstand entgegen. Dadurch wird maximale Energie absorbiert. In der Endposition erfährt der Draht 8 eine minimale Verformung.In the starting position, the wire experiences 8th a maximum deformation and sets the tensile force F _Z maximum resistance. This absorbs maximum energy. In the end position, the wire experiences 8th a minimal deformation.

Der Zugkraft F_Z wird ein minimaler Widerstand entgegengesetzt. Dabei wird minimale Energie absorbiert.The tensile force F _Z is opposed by a minimum resistance. At the same time, minimal energy is absorbed.

Bei der Verformung des Drahts 8 treten aufgrund der Zugkraft F_Z eine Reaktionskraft F_R und ein Reaktionsmoment M_R an dem Umformelement 6 auf.In the deformation of the wire 8th occur due to the tensile force F _Z, a reaction force F _R and a reaction torque M _R on the forming element 6 on.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Crashelements 5 dargestellt. Entsprechend dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind bei dem Crashelement 5 ein Umformelement 6 und zwei Niederhalter vorgesehen. Das Umformelement 6 ist als Zylinder ausgebildet. Als Niederhalter sind in diesem Ausführungsbeispiel Backen 10, 10' vorgesehen. Die Backen 10, 10' weisen jeweils eine waagerechte Unterkante und eine senkrechte innere Seitenkante auf. Die Backen 10, 10' sind Teile der Lenksäulenanordnung und somit relativ zum äußeren Mantelrohr 1 fest angeordnet. Die Unterkante ist auf einer Höhe mit der Drehachse B des Umformelements 6 angeordnet.In 3 is another embodiment of a crash element 5 shown. According to the in 2 illustrated embodiment are in the crash element 5 a forming element 6 and two hold-down provided. The forming element 6 is designed as a cylinder. As hold-downs are in this embodiment baking 10 . 10 ' intended. The cheeks 10 . 10 ' each have a horizontal lower edge and a vertical inner side edge. The cheeks 10 . 10 ' are parts of the steering column assembly and thus relative to the outer jacket tube 1 firmly arranged. The lower edge is at a height with the axis of rotation B of the forming element 6 arranged.

Desweiteren umfaßt das in 3 dargestellte Crashelement 5 ein Energieabsorptionselement 8 in Form eines Drahts 8, welcher ebenso, wie in 2 beschrieben, um das Umformelement 6 und die Backen 10, 10' herumgeführt ist, wobei die Unterkanten der Backen 10, 10' in dieser Ausführungsform den unteren Scheitelpunkten 7a, 7a' der Walzen 7, 7' in 2 entsprechen. Führt das Energieabsorptionselement 8 im Falle eines Crashs eine Relativbewegung zu den Backen 10, 10' durch, so tritt zwischen dem Energieabsorptionselement 8 und den Backen 10, 10' Reibung auf, da die Backen 10, 10' nicht drehbar gelagert sind.Furthermore, this includes in 3 illustrated crash element 5 an energy absorption element 8th in the form of a wire 8th which as well as in 2 described to the forming element 6 and the cheeks 10 . 10 ' is guided around, with the lower edges of the jaws 10 . 10 ' in this embodiment, the lower vertices 7a . 7a ' the rollers 7 . 7 ' in 2 correspond. Leads the energy absorption element 8th in the case of a crash, a relative movement to the jaws 10 . 10 ' through, so occurs between the energy absorption element 8th and the cheeks 10 . 10 ' Friction on, as the jaws 10 . 10 ' are not rotatably mounted.

In 4 ist eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Crashelements 5 dargestellt. Das Crashelement 5 umfaßt wiederum ein Umformelement 6 und zwei Niederhalter, die wie in den 2 und 3 beschrieben, angeordnet sind. Die Ausrichtung des Umformelements 6 ist über einen Motor 9 einstellbar, der gleichzeitig als Lagerung des Umformelements 6 dient. Das Umformelement 6 weist einen zur Drehachse asymmetrischen Querschnitt auf, welcher im Zusammenhang mit dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert ist.In 4 is a plan view of another embodiment of a crash element 5 shown. The crash element 5 again comprises a forming element 6 and two hold-downs, as in the 2 and 3 described, are arranged. The orientation of the forming element 6 is about a motor 9 adjustable, the same time as storage of the forming element 6 serves. The forming element 6 has an asymmetrical cross section to the axis of rotation, which in connection with the in 5 illustrated embodiment is explained in more detail.

Desweiteren umfaßt das in 4 dargestellte Crashelement 5 ein Energieabsorptionselement 8 in Form eines Blechstreifens B. Ein Draht mit einem kreisförmigen Querschnitt ist ebenfalls denkbar. Der Blechstreifen 8 ist, wie in den 2 und 3 beschrieben, um die Niederhalter, beispielsweise Walzen 7, 7', und um das Umformelement 6 geführt.Furthermore, this includes in 4 illustrated crash element 5 an energy absorption element 8th in the form of a sheet metal strip B. A wire with a circular cross section is also conceivable. The metal strip 8th is like in the 2 and 3 described to the hold-down, for example, rollers 7 . 7 ' , and about the forming element 6 guided.

In 5 sind zwei Ansichten des Umformelements 6 dargestellt. Das in 5a dargestellte Umformelement 6 ist im wesentlichen zylinderförmig und umfaßt zwei Endabschnitte 11a, 11c und einen mittleren Abschnitt 11b. Die Abschnitte 11a, 11b, 11c haben jeweils einen kreisförmigen Querschnitt. Der Querschnitt des mittleren Abschnitts 11b ist gegenüber den Querschnitten der Endabschnitte 11a, 11c versetzt, so daß die Drehachse B des Umformelements 6 exzentrisch gelagert ist. In 5b ist ebenfalls ein im wesentlichen zylindrisches Umformelement 6 mit einem kreisförmigen Querschnitt dargestellt. Das Umformelement 6 weist wiederum drei Abschnitte 11a, 11b, 11c auf. Die Endabschnitte 11a, 11c haben einen kreisförmigen Querschnitt. Der mittlere Abschnitt 11b weist zusätzlich zu einem kreisförmigen Querschnitt eine Unwucht auf. Ein in 5c dargestelltes Umformelement 6 ist zylinderförmig mit drei Abschnitten 11a, 11b, 11c. Die Oberfläche des Umformelements 6 ist in dem mittleren Abschnitt 11b rauh, wobei die Rauhigkeiten radial über den Umfang unterschiedlich stark ausgebildet sind. Es ist auch denkbar, daß sich die Rauhigkeit über die gesamte Oberfläche des Umformelements 6 erstreckt. Auf der Oberfläche des Umformelements 6 verlaufen parallel zu der Drehachse B des Umformelements 6 Rillen mit unterschiedlicher Breite und Tiefe. Die Rauhigkeit nimmt von einem Minimalwert radial über den Umfang bis zu einem Maximalwert zu und anschließend wieder bis zu dem Minimalwert ab. Es ist auch denkbar, daß die Rauhigkeit von einem Minimalwert stetig bis zu einem Maximalwert zunimmt und dann ein Sprung von dem Maximalwert zu dem Minimalwert erfolgt.In 5 are two views of the forming element 6 shown. This in 5a illustrated forming element 6 is substantially cylindrical and includes two end portions 11a . 11c and a middle section 11b , The sections 11a . 11b . 11c each have a circular cross-section. The cross section of the middle section 11b is opposite to the cross sections of the end sections 11a . 11c offset so that the axis of rotation B of the forming element 6 is mounted eccentrically. In 5b is also a substantially cylindrical forming element 6 shown with a circular cross-section. The forming element 6 again has three sections 11a . 11b . 11c on. The end sections 11a . 11c have a circular cross-section. The middle section 11b has an imbalance in addition to a circular cross-section. An in 5c illustrated forming element 6 is cylindrical with three sections 11a . 11b . 11c , The surface of the forming element 6 is in the middle section 11b rough, wherein the roughness are formed differently strongly radially over the circumference. It is also conceivable that the roughness over the entire surface of the Umformelements 6 extends. On the surface of the forming element 6 run parallel to the axis of rotation B of the forming element 6 Grooves with different width and depth. The roughness increases from a minimum value radially over the circumference to a maximum value and then back to the minimum value. It is also conceivable that the roughness increases steadily from a minimum value to a maximum value and then a jump takes place from the maximum value to the minimum value.

Wie aus den 6a, b hervorgeht, weist das Umformelement 6 des erfindungsgemäßen Crashelements 5 an einem Ende eine Verzahnung 13 auf. Die gleiche Verzahnung 13 befindet sich im Gehäuseteil 12 in einem bei einem Unfall zu erwartenden Kontaktbereich zwischen Umformelement 6 und Gehäuseteil 12. Im Normalbetrieb ist das Umformelement 6 im Gehäuseteil 12 frei drehbar angeordnet. Die Änderung der Ausrichtung des Umformelements 6 erfolgt über einen in 4 dargestellten Motor 9. Im Falle eines Crashs treten aufgrund der Verformung des Blechstreifens 8 – wie in 3 dargestellt – die Reaktionskraft F_R und das Reaktionsmoment M_R an dem Umformelement 6 auf, die zu einer Änderung der Position des Umformelements 6 führen. Durch diese Positionsänderung greift die Verzahnung 13 des Umformelements 6 in die Verzahnung 13 des Gehäuseteils 12 ein und stellt so eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Umformelement 6 und dem Gehäuseteil 12 her. Dadurch werden die im Crashfall auftretende Reaktionskraft F_R und das Reaktionsmoment R_M direkt vom Blechstreifen 8 über das Umformelement 6 in das Gehäuseteil 12 eingeleitet und müssen nicht von dem Motor 9 aufgefangen werden.Like from the 6a , b shows, has the forming element 6 the crash element according to the invention 5 at one end a gearing 13 on. The same gearing 13 is located in the housing part 12 in an expected during an accident contact area between the forming element 6 and housing part 12 , In normal operation, the forming element 6 in the housing part 12 freely rotatably arranged. The change in the orientation of the forming element 6 takes place via an in 4 illustrated engine 9 , In case of a crash occur due to the deformation of the metal strip 8th - as in 3 shown - the reaction force F _R and the reaction torque M _R on the forming element 6 on, resulting in a change in the position of the forming element 6 to lead. By this change of position, the gearing intervenes 13 of the forming element 6 into the gearing 13 of the housing part 12 and thus provides a positive connection between the forming element 6 and the housing part 12 ago. As a result, the reaction force F _R occurring in the event of a crash and the reaction torque R _M directly from the sheet metal strip 8th over the forming element 6 in the housing part 12 initiated and do not need the engine 9 be caught.

Claims

Steering column assembly for a motor vehicle, which can be shortened upon impact under energy absorption, with - a telescopic casing tube attached to a body, - a rotatably mounted forming element and - a deflected by the forming element energy absorbing element which moves in a shock relative to the forming element, thereby deformed and the impact opposes a variable by a rotation of the forming element resistance, characterized in that the forming element ( 6 ) has a surface with different roughnesses over its radial circumference.

Steering column arrangement according to claim 1, characterized in that the forming element ( 6 ) has a circular cross-section.

Steering column arrangement according to one of claims 1 and 2, characterized in that two relative to the outer casing tube ( 1 ) fixed hold-downs ( 7 . 7 ' ) are provided, wherein the forming element ( 6 ) between the holdings ( 7 . 7 ' ) is arranged.

Steering column assembly according to claim 3, characterized in that the forming element ( 6 ) is mounted eccentrically.

Steering column assembly according to claim 3, characterized in that the forming element ( 6 ) has an asymmetrical cross section to a rotation axis.

Steering column assembly according to one of the above to claims 1 to 5, characterized in that the forming element ( 6 ) a lock ( 10 ) assigned.

Steering column arrangement according to claim 6, characterized in that the lock ( 10 ) is a gearing.