-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenksäulenabstützung für ein Kraftfahrzeug, die bestimmt ist, um Energie während eines Frontalaufpralls zu absorbieren, sowie ein Kraftfahrzeug, das mit einer solchen Säulenabstützung ausgestattet ist.
-
Kraftfahrzeuge umfassen ein Lenksystem, das eine Lenksäule aufweist, die an ihrem Ende ein Lenkrad aufnimmt, das mit einem Lenkgehäuse vorwärts des Fahrzeugs verbunden ist, das ein Drehen der vorderen gelenkten Räder des Fahrzeuges ausführt.
-
In Bezug auf die Lenksäule wird die Seite des Lenkrads, die zum Fahrzeug nach hinten gedreht ist, üblicherweise als Vorderseite bezeichnet.
-
Der hintere Bereich der Lenksäule wird in eine Hülle eingesetzt, die durch eine Säulenabstützung gehalten wird, die unter einem starren Querträger der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, die hinter dem Armaturenbrett verläuft, um ein Halten und Führen dieser Säule zu gewährleisten.
-
Die Säulenabstützung kann eine Vorrichtung zum vertikalen Einstellen der Position der Hülle mit einem Blockierhebel umfassen, der es dem Fahrer ermöglicht, diese Blockierung zu lösen, um die Höhe des Lenkrads einzustellen.
-
Das Lenkrad umfasst normalerweise ein Luftkissen zum Schutz des Fahrers, das als „Airbag“ bezeichnet wird, das die vorwärts des Fahrzeugs projizierte Kraft des Fahrers aufnimmt, indem sie bei einem Aufprall auf diese Fahrzeugfront gedämpft wird, wodurch diese Kraft auf die Säulenabstützung übertragen wird.
-
Ein bekannter Typ einer Lenksäulenabstützung, der insbesondere durch das Dokument
US-A1-20120273291 dargestellt wird, umfasst eine Verbindung zwischen dieser Abstützung und dem Querträger, die auf jeder Seite der Säule ein verformbares Metallblatt aufweist, das durch seine fortschreitende Verformung eine Bewegung der Abstützung nach hinten von der Säule, entlang ihrer Achse, ermöglicht, wenn eine Kraft auf das Lenkrad aufgebracht wird. Die beiden Blätter nehmen eine hohe Energieabsorption auf, um den Aufprall zu dämpfen.
-
Die Oberseite der Abstützung bildet eine Ebene, parallel zur Achse der Lenksäule, die unter dem Querträger befestigt ist. Jedes Blatt umfasst zwei parallele Bereiche, die durch eine um 180° gekrümmte Faltung rückwärts der Säule verbunden sind und einen oberen Bereich aufweisen, der in der Ebene der Abstützung angeordnet ist und dessen Ende durch eine Schraube direkt flach am Querträger befestigt ist. Das Ende des unteren Bereiches, der unter dem ersten Bereich angeordnet ist, umfasst eine Falte, die einen Befestigungspunkt auf der Abstützung bildet.
-
Für jedes verformbare Blatt bilden zwei Führungsteile mit jeweils einer Fläche parallel zueinander einen Führungskanal zwischen diesen Flächen, der das gekrümmte Blatt darin passend aufnimmt, um den Abstand zwischen seinen beiden Bereichen während einer Verformung dieses Blatts zu halten.
-
Ein Aufprall von hinten auf die Abstützung während eines Unfalls führt dazu, dass sich der untere Bereich des Blatts nach hinten verschiebt. Durch die Führung des Kanals, die einen konstanten Abstand zwischen den beiden Bereichen des Blatts auferlegt, wird die um 180° gekrümmte Faltung entlang dieses Blattes progressiv verschoben, während der obere Bereich verlängert und der untere Bereich verringert wird.
-
Ausgehend von einer Kraftschwelle, die den Aufprall des Fahrers auf den Airbag dämpft und die dadurch erlittene Beschleunigungskraft begrenzt, kann ein gesteuertes Abwickeln des verformbaren Blatts erreicht werden, das mit einer plastischen Verformung progressiv und regelmäßig Energie absorbiert.
-
Die beiden Flächen des Führungskanals sind während der Verformung des Blattes einem erheblichen Expansionsdruck ausgesetzt. Das Problem besteht darin, dass die beiden Teile, die diese beiden Flächen bilden, sowie die Verbindung zwischen diesen beiden Teilen, die insbesondere durch Schweißen erreicht werden kann, eine erhebliche Steifheit aufweisen müssen, um die geeignete Führung des Blatts zu gewährleisten, was etwas Platz erfordert und Kosten erzeugt. Die Anzahl der Teile erhöht ebenfalls die Kosten.
-
Die vorliegende Erfindung zielt insbesondere darauf ab, diese Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden.
-
Zu diesem Zweck sieht sie eine Lenksäulenabstützung für ein Kraftfahrzeug vor, die dazu bestimmt ist, um Energie während eines rückwärtigen Aufpralls auf diese Säule zu absorbieren, wobei diese Abstützung zumindest ein verformbares Blatt umfasst, das ein Befestigen an einem Querträger der Fahrzeugkarosserie gewährleistet, wobei jedes Blatt einschließlich zweier paralleler Bereiche, die durch eine um 180° gekrümmte Faltung verbunden sind, zwischen zwei Führungsflächen angepasst sind, die einen Kanal bilden, der den Abstand zwischen diesen beiden Bereichen hält, wobei diese Abstützung insofern bemerkenswert ist, dass sie für jedes Blatt ein um 180° gefaltetes Führungsblech aufweist, mit zwei innerhalb der Falte parallelen Flächen, die die Führungsflächen bilden.
-
Ein Vorteil dieser Säulenabstützung besteht darin, dass das Führungsblech, das direkt den Führungskanal bildet, der das verformbare, gekrümmte Blatt zwischen seinen parallelen Flächen aufnimmt, auf einfache und kostengünstige Weise eine sehr starre Führung dieses Blatts erreicht, ohne dass Verbindungen oder Einstellungen zwischen zwei unterschiedlichen Teilen erforderlich sind, um diese beiden Flächen dieser Führung zu bilden.
-
Die Säulenabstützung gemäß der Erfindung kann ferner ein oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen, die miteinander kombiniert werden können.
-
Vorteilhafterweise umfasst die Abstützung ein einzelnes Führungsblech, das die Verbindung mit der Fahrzeugkarosserie sicherstellt und auf jeder Seite eine 180°-Falte aufweist, um zwei Führungskanäle mit zwei Blättern zu bilden, die jeweils auf einer Seite der Lenksäule angeordnet sind.
-
Vorteilhafterweise erhält jeder Führungskanal eine quer angeordnete Rückfläche, die diesen Kanal teilweise schließt, wobei auf der Rückfläche das Ende des Blattes in diesem mit der Abstützung verbundenen Kanal ruht. Somit wird ein starres Lager gebildet, das mit der Abstützung an einem Ende des Blattes verbunden ist, das die Kraft im Fall eines Aufpralls überträgt.
-
Vorteilhafterweise umfasst die Rückfläche einen Schlitz, der das durch diese Fläche verlaufende Blatt in angepasster Weise aufnimmt. Dieser Schlitz gewährleistet eine genaue Führung des darin gleitenden Blattes.
-
Vorteilhafterweise umfasst die Abstützung auf jeder Seite der Lenksäule eine Rückfläche, wobei diese beiden Flächen aus demselben Blech ausgebildet sind.
-
Vorteilhafterweise umfasst das um 180° gefaltete Führungsblech für jedes Blatt eine Ausdehnung, die hinter der Rückfläche hervorkommt.
-
Vorteilhafterweise ist die 180°-Falte des Führungsbleches auf der Ausdehnung parallel zur Achse der Lenksäule ausgebildet.
-
Vorteilhafterweise umfasst jedes Blatt, dessen Ende am Querträger des Fahrzeuges befestigt ist, einen Abstandshalter mit einer Dicke, die größer als die Gesamtdicke des Blattes mit seiner Faltung ist.
-
Vorteilhafterweise weist die hintere Seite des Abstandshalters eine „V“-Form auf, die in einer komplementären Form angepasst ist, die in der normalen Fahrposition in ein Abstützblech geschnitten ist. Diese V-Form gewährleistet ein genaues Verkeilen der Abstützung in der normalen Fahrposition.
-
Vorteilhafterweise umfasst jedes Blatt eine brechbare Verbindung mit dem Querträger des Fahrzeuges, die oberhalb einer Kraftschwelle an der Lenksäule bricht.
-
Insbesondere in diesem Fall kann die brechbare Verbindung Nieten umfassen, die nacheinander durch ein Verbindungsblech, das Führungsblech und den Abstandshalter verlaufen.
-
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Kraftfahrzeug mit einer Lenksäule, die mit einer Säulenabstützung ausgestattet ist, die eines der vorhergehenden Merkmale aufweist.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines nicht begrenzenden Implementierungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich, in denen:
- - 1 und 2 eine Lenksäulenabstützung gemäß der Erfindung gemäß zwei unterschiedlichen Ansichten in einer normalen Fahrposition mit seiner Säulenführungshülle darstellen;
- - 3 a und 3 b eine Schnittansicht gemäß der Schnittebene III-III der oberen Sub-Anordnung der Abstützung nacheinander in einer normalen Position und in einer deformierten Position nach einem Aufprall auf das Lenkrad sind; und
- - 4 a und 4 b perspektivisch diese obere Sub-Anordnung nacheinander in einer normalen Position und in einer deformierten Position darstellen.
-
1, 2, 3a und 4a stellen eine Abstützung 2 dar, die darin eine Hülle 4 enthält, die eine Lenksäule 6 führt, die entlang einer Längsachse angeordnet ist und ein nicht dargestelltes Lenkrad an der Vorderseite der durch den Pfeil AV angezeigten Säule aufnimmt.
-
Die Ausrichtung des Fahrzeuges kann ein elektrisches Antriebssystem umfassen, das eine komplementäre Kraft wie die erzeugt, die durch den Fahrer zum Bewegen der gelenkten Räder vorgesehen wird.
-
Die Abstützung 2 umfasst eine untere Sub-Anordnung 14, die die Hülle 4 abstützt, mit einem Abstützungsblech 18, das mit dieser Hülle 4 verschweißt ist, die mit einer oberen Sub-Anordnung durch Gleitschienen parallel und senkrecht zur Säulenachse verbunden ist und einen Blockierhebel 8 aufweist, um ihre Position in der Tiefe und Höhe, abhängig von den Bedürfnissen des Fahrers, einzustellen.
-
In diesem Beispiel ist die obere Sub-Anordnung der Abstützung 2 symmetrisch in Bezug auf eine vertikale Ebene, die durch die Achse der Lenksäule 6 verläuft. Die Außenseiten der Abstützung 2 sind in Bezug auf diese vertikale Ebene weg von dieser Ebene ausgebildet.
-
Die obere Sub-Anordnung der Abstützung 2 umfasst ein oberes Blech 10, das im Wesentlichen eine Ebene parallel zur Achse der Lenksäule bildet und darunter ein unteres Blech 12 aufnimmt.
-
Das untere Blech 12 umfasst zwei parallel zueinander angeordnete Flügel 16, die auf jeder Seite der Hülle 4 angeordnet sind, während sie das Abstützblech 18 abdecken, wobei die Schlitten die Höheneinstellung ermöglichen und zwei Rückflächen 34 aufweisen, die senkrecht zur Achse der Säule sind.
-
Jede Seite der Abstützung 2 umfasst ein verformbares Blatt 20, das die Verbindung zwischen dieser Abstützung und einem unter dem Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordneten Querträger gewährleistet, wobei diese Blätter symmetrisch zur Achse der Säule angeordnet sind, um so die Kräfte auf die beiden Blätter gleichmäßig zu verteilen.
-
Jedes Blatt 20 umfasst zwei parallele Bereiche, die durch eine um 180° gekrümmte, nach hinten gedrehte Faltung miteinander verbunden sind, die parallel zur Ebene des oberen Bleches 10 angeordnet sind.
-
Der untere Bereich 30 des Blattes 20 weist an seinem vorderen Ende eine Bohrung auf, die einen Abstandshalter 22 darüberliegend aufnimmt, der durch Formgießen eines Kunststoffmaterials hergestellt wird, wodurch ein Einführen einer Schraube von unten ermöglicht wird, die in einer Lochung des Querträgers der Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
-
Ein Verbindungsblech 24, das auf dem oberen Blech 10 angeordnet ist, verbindet dieses obere Blech mit dem Abstandshalter 22 dank zweier von oben kommender Nieten 26, die quer ausgerichtet sind und nacheinander durch das Verbindungsblech, das obere Blech und den Abstandshalter verlaufen. Die Nieten 26 gewährleisten die Blockierung des Gleitens der Säule unterhalb einer Spitzenkraft, oberhalb dieser Spitze scheren sie und ermöglichen die Verformung der Blätter 20.
-
Die Rückfläche des Abstandshalters 22 weist eine „V“-Form auf, die in einer komplementären Form eingepasst ist, die in das obere Blech geschnitten ist, um ein genaues und stabiles Verkeilen der Abstützung 2 in Bezug auf den Querträger des Fahrzeuges zu erhalten, der diese Abstandshalter in der normalen Fahrposition aufnimmt.
-
Auf jeder Seite der Abstützung 2 erstreckt sich die hintere Kante des Flügels 16 des unteren Blechs 12 über eine nach außen gedrehte Falte durch die Rückfläche 34, die senkrecht zu dieser Bahn ist.
-
Der obere Bereich 32 des Blattes 20 endet in einem vorderen Endlager auf der Rückfläche 34, einschließlich einer nach vorne ragenden Nase, die in einer Bohrung dieser Rückfläche eingepasst ist, um ein Lagern und ein Positionieren auf dieser Fläche zu gewährleisten. Auf diese Weise wird ein Schweißen vermieden, das üblicherweise durchgeführt wird, um das Ende des verformbaren Blattes 20 an einer Querfläche der Abstützung zu befestigen.
-
Das obere Blech 10 der Abstützung 2 umfasst auf jeder Seite einen Ausdehnungsbereich 36, der mit der oberen Kante der Rückfläche 34 bündig ist, wobei die Unterseite dieser Ausdehnung eine Führungsoberfläche bildet.
-
Der Ausdehnungsabschnitt 36 weist an der Innenseite eine Faltung parallel zur Längsachse nach unten gemäß einem 180°-Winkel auf, um eine untere Führungsfläche 38, die der parallelen oberen Führungsfläche gegenüberliegt, zu erhalten. Mit diesen beiden Flächen, die auf einem Abstützblech ausgebildet sind, wird ein Führungskanal, der ein verformbares Blatt 20 passend aufnimmt, erhalten, ohne ein zusätzliches Teil hinzuzufügen, um eine konstante Höhe zwischen den beiden Bereichen 30, 32 dieses gekrümmten Blatts zu erhalten.
-
In der normalen Betriebsposition liegt das hintere Ende des unteren Bereiches 30 des Blattes 20 mit seinem Abstandshalter 22 unmittelbar hinter der Rückfläche 34 der Abstützung 2.
-
Der Führungskanal wird auf jeder Seite auf einfache und kostengünstige Weise durch einfaches Falten des gleichen vorhandenen oberen Bleches 10 hergestellt, das oben auf der Abstützung 2 angeordnet ist, wodurch Verbindungen zwischen zwei Führungsflächen vermieden werden, die aus zwei unterschiedlichen Teilen bestehen, die sowohl eine gute Positioniergenauigkeit zueinander als auch einen hohen Widerstand erfordern würden.
-
Zusätzlich wird ein Schweißen jedes Blattes 20 an der Abstützung 2 vermieden, da seine Endnase nach vorne gedreht ist und in eine Bohrung der Rückfläche 34 passt, um so ein Positionieren zu gewährleisten.
-
3b und 4b stellen die Abstützung 2 nach einem Aufprall auf das Lenkrad dar, der zum Vorrücken der Hülle 4 und dieser Abstützung geführt hat.
-
Weil ein Aufprall eines Fahrers auf das Lenkrad, der eine Spitze der Axialkraft auf die Säule erzeugt, die nicht zu hoch, kleiner als ein Schwellenwert in einem Bereich von 4.500 bis 6.000 N, ist, widerstehen die Nieten 26 und die Säule rückt nicht vor.
-
Da die Spitzenkraft größer als der Schwellenwert ist, scheren die Nieten 26 ab, dann verformen sich die Blätter unter einer konstanten Kraft, die kleiner als dieser Schwellenwert ist, im Bereich von 2.500 bis 4.000 N bei regelmäßiger Energieabsorption.
-
Auf jeder Seite drückt die Rückfläche 34 der Abstützung 2 auf das vordere Ende des oberen Bereiches 32 des Blattes 20.
-
Die beiden Bereiche 30 und 32 des Blattes 20 werden durch den Führungskanal geführt und der untere Bereich 30 wird durch die Schraube gehalten, die am Querträger des Fahrzeuges befestigt ist, wobei der obere Bereich 32 parallel zu sich selbst vorrücken muss, mit einer fortschreitenden Entfaltung der gekrümmten Faltung, die entlang dieses Blattes verschoben wird.
-
Am Ende des Vorrückens der in diesen Figuren dargestellten Hülle 4 wird ein sehr kurzer oberer Bereich 32 des Blattes 20, der nur die um 180° gekrümmte Faltung umfasst erhalten, wobei die Abstützung 2 am Querträger des Fahrzeuges anliegt. Die beiden Blätter 20 haben während dieser Verschiebung eine maximale Energie absorbiert.
-
Es ist zu beachten, dass eine minimale Kraft auf das Lenkrad aufgebracht werden muss, um die Blätter 20 zu verformen, wobei ein leichter Aufprall darauf keine Auswirkung hat, wodurch eine Auswechslung der Abstützung 2 beim Reparieren des Fahrzeuges vermieden wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
