DE1630860C3 - Sicherheitslenksäule - Google Patents

Description

Mantelrohr angeordneten Schulter zusammen- Eine solche Sicherheitslenksäule ist bereits Gegenwirkt, wobei dem Mantelrohr ein plastisch ver- stand eines älteren, nicht vorveröffentlichten Vorformbares stoßverzehrendes Bauteil zugeordnet 25 schlags. Dabei sind zwei Mantelrohre vorgesehen, ist, dadurch gekennzeichnet, daß die- von denen im unteren lösbar das plastisch verformses Bauteil (B) zwischen dem oberen und dem bare Bauteil angeordnet ist. Eine Verschiebung des unteren Abschnitt (22, 38) des Mantelrohres (12) Lenkgetriebes hat in jedem Fall ein Ineinanderschieangeordnet ist und in den sich zwischen dem un- ben der Lenkspindelabschnitte zur Folge,
teren Abschnitt (38) des Mantelrohres und dem 30 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenkgetriebe erstreckenden unteren Lenkspindel- Sicherheitslenksäule der angegebenen Gattung so abschnitt (10) in an sich bekannter Weise ein auszubilden, daß mit baulich besonders einfachen Drehmomente, aber keine Druckkräfte aufneh- Maßnahmen der Aufprall des Fahrzeuglenkers auf mendes biegsames Bauelement (C) eingeschaltet das Lenkhandrad gedämpft und Stöße von unten geist. 35 gen die Lenksäule nicht auf den oberen Teil der

2. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, da- Lenksäule übertragen; werden.

durch gekennzeichnet, daß das stoßverzehrende Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

Bauteil (B) als Balgen-oder Rillenrohrkörper (70) löst, daß dieses Bauteil zwischen dem oberen und

ausgebildet ist. dem unteren Abschnitt des Mantelrohres angeordnet

3. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, da- 40 ist und in den sich zwischen dem unteren Abschnitt durch gekennzeichnet, daß das stoßverzehrende des Mantelrohres und dem Lenkgetriebe erstrecken-Bauteil (B) aus einem äußeren Rohr (84) mit den unteren Lenkspindelabschnitt in an sich bekanneiner Matrize (86) an seinem einen Ende und ter Weise ein Drehmomente, aber keine Druckkräfte einem inneren Rohr (88) besteht, das einen Ab- aufnehmendes biegsames Bauelement eingeschaltet schnitt mit vermindertem Durchmesser aufweist, 45 ist.

der in die Matrize gesteckt ist. Drehmomente, aber keine Druckkräfte aufneh-

4. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, da- mende biegsame Bauelemente im unteren Lenkspindurch gekennzeichnet, daß das aufprallverzehr- delabschnitt sind an sich bekannt (deutsches Geende Bauteil (B) ein äußeres Rohr (72) und ein brauchsmuster 1 888 896).

inneres Rohr (74) umfaßt, und das äußere Rohr 50 Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der Lenkmindestens einen in Längsrichtung des Rohres säule wird erreicht, daß trotz der Verwendung nur verlaufenden Schlitz (76) aufweist, der einen eines Mantelrohres eine rückstoßfreie Aufnahme der schmaleren Abschnitt (78) und mindestens einen Stoßenergie erfolgt, wenn der Fahrer auf das Lenkbreiteren Abschnitt (80) aufweist, und in den rad geschleudert wird. Wird durch Druckkräfte das breiteren Abschnitt eines jeden Schlitzes ein am 55 Lenkgetriebe gegenüber der Lenksäule verschoben, inneren Rohr befestigter Ansatz (82), dessen so verhindert das biegsame Bauelement eine Übertra-Durchmesser dem Durchmesser des breiteren gung dieser Kräfte auf das Lenkhandrad.
Abschnitts entspricht, eingreift. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist

5. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, da- vorgesehen, daß das stoßverzehrende Bauteil und/ durch gekennzeichnet, daß das biegsame Bauele- 60 oder das biegsame Bauelement als Balgen- oder RiI-ment (C) als Balgen- oder Rillenrohrkörper (90) lenrohrkörper ausgebildet ist. Für Balgenrohrkörper ausgebildet ist. ist die aufnehmbare Verformungsarbeit auf einfache

6. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, da- Weise feststellbar.

durch gekennzeichnet, daß das biegsame Bauele- Balgenrohrkörper sind an sich bekannt (deutsches

ment (C) aus einem biegsamen Wellenstück (92) 65 Gebrauchsmuster 1 888 896).

besteht, das aus mehreren Lagen von Drahtwin- Es ist auch vorteilhaft, wenn das stoßverzehrende

düngen (94) aufgebaut ist. Bauteil aus einem äußeren Rohr mit einer Matrize an

seinem einen Ende, und einem inneren Rohr besteht,

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das einen Abschnitt mit vermindertem Durchmesser die über einen Tragarm 32 mit dem verhältnismäßig

aufweist, der in die Matrize gesteckt ist. In diesem starren Fahrzeugkörper verbunden ist. Die obere

Falle wird die Aufprallenergie durch das Zusam- Klemmeinrichtung 30 weist einen Lagerwerkstoff 34,

mendrücken des inneren Rohres aufgezehrt. wie Gummi oder Plastik, mit einem niedrigen Rei-

In besonders leicht herzustellender Ausführungs- 5 bungskoeffizienten auf, wodurch eine axiale Verform kann das aufprallverzehrende Bauteil in der Schiebung des oberen Abschnitts 22 des Mantelroh-Weise ausgebildet sein, daß es ein äußeres Rohr und res gegebenenfalls begünstigt wird. Gleichzeitig verein inneres Rohr umfaßt und das äußere Rohr min- hindert eine am unteren Ende der Klemmeinrichtung destens einen in Längsrichtung des Rohres verlaufen- 30 anliegende Schulter 36 das Verschieben des Manden Schlitz aufweist, der einen schmaleren Abschnitt io telrohres nach oben, so daß der obere Abschnitt 22 und mindestens einen breiteren Abschnitt aufweist des Mantelrohres und damit das Lenkhandrad 2 Ie- und in den breiteren Abschnitt eines jeden Schlitzes diglich eine relativ zur Klemmeinrichtung nach links ein am inneren Rohr befestigter Ansatz, dessen oder nach unten gerichtete Verlagerung erfahren Durchmesser dem Durchmesser des breiteren Ab- kann, wenn eine festgelegte Axialkraft wirksam wird. Schnitts entspricht, eingreift. is Das Mantelrohr 12 weist an seinem unteren Ende

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann einen unteren Abschnitt 38 auf, der das untere Lager

auch vorgesehen sein, daß das biegsame Bauelement 20 aufnimmt und mittels eines Flansches 40 an der

in an sich bekannter Weise (USA.-Patentschrift Spritzwand 42 des Fahrzeugkörpers gehalten wird.

3 113 787) aus einem biegsamen Wellenstück besteht, Ein plastisch verformbares, stoßverzehrendes Bau-

das aus mehreren Lagen von Drahtwindungen auf ge- 20 teil B, wie es in den F i g. 4 bis 7 gezeigt wird, ist zwi-

baut ist. sehen dem oberen Abschnitt 22 des Mantelrohrs und

Den Patentansprüchen 2,5 und 6 kommt eine selb- dem unteren Abschnitt 38 des Mantelrohrs eingeständige Bedeutung nicht zu. setzt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Der untere Lenkspindelabschnitt 10 enhält eine

Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden 25 obere Flanschbuchse 44, eine untere Buchse 46 und

näher erläutert. ein biegsames Bauelement C. Die obere Flansch-

Es zeigt buchse 44 weist den innenverzahnten Abschnitt 8

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Sicherheits- auf. Ein Flansch 48 an der Flanschbuchse 44 liegt

lenksäule, am unteren Ende des oberen Abschnittes 38 des

Fig. 2 den Schnitt nach Π-Π in Fig. 1, 30 Mantelrohres. Die untere Buchse 46 am unteren

F i g. 3 den Schnitt nach ΙΠ-ΠΙ in F i g. 1, Lenkspindelabschnitt 10 trägt eine Innenverzahnung

Fig.4 eine Seitenansicht, teilweise im Längs- 50, in die eine Außenverzahnung 52 der Eingangsschnitt, durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines welle 54 eines Lenkgetriebes 56 eingreift. Die untere aufprallverzehrenden Bauteils, Buchse 46 weist einen Schlitz 58 auf, der durch eine

Fig.5 eine Seitenansicht, teilweise im Längs- 35 Klemmschelle 60 zusammengedrückt wird, so daß schnitt, durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines die Getriebewelle 54 mit dem unteren Lenkspindelaufprallverzehrenden Bauteils, abschnitt verbunden ist. Das biegsame Bauele-

Fig. 6 eine Draufsicht auf das Bauteil nach ment C, wie es in den Fig. 8 und9 dargestellt wird,

Fig.5, ist zwischen der oberen Flanschbuchse 44 und der

F i g. 7 eine Seitenansicht, teilweise im Längs- 40 unteren Buchse 46 eingesetzt, wo es zur Übertragung

schnitt, durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines einer Drehbewegung dient, dagegen keine oder keine

aufprallverzehrenden Bauteils, nennenswerten Biege- oder Druckkräfte aufnehmen

Fig. 8 eine Seitenansicht, teilweise im Längs- kann.

schnitt, durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Die F i g. 4 bis 7 zeigen verschiedene Ausbildungsbiegsamen Bauelements, und 45 formen plastisch verformbarer, stoßverzehrender

Fig.9 eine Seitenansicht, teilweise im Längs- Bauteile, welche als aufprallverzehrendes BauteilB

schnitt, durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines wobei die Engstellen der Schlitze entsprechend der

biegsamen Bauelements. zu vernichtenden Aufprallenergie aufgeweitet oder

In den Zeichnungen bezeichnet 1 allgemein eine plastisch verformt .werden.

Lenksäule mit einem Lenkhandrad2, das an einem 50 In den Fig.5 und6 ist eine andere Ausbildungsoberen Lenkspindelabschnitt 4 befestigt ist, der an form des stoßverzehrenden Bauteils gezeigt, das ein seinem unteren Ende einen verzahnten Abschnitt 6 äußeres Rohr 72 und ein in dieses eingeschobenes inaufweist, der gleitend in einem innenverzahnten Ab- neres Rohr 74 umfaßt. Das äußere Rohr 72 enthält schnitt 8 am oberen Ende eines unteren Lenkspindel- mehrere Schlitze 76, die jeweils aus engeren Ababschnittes 10 gelagert ist. 55 schnitten 78 abwechselnd mit breiteren Abschnitten

Der obere Lenkspindelabschnitt 4 ist in einem 80 gebildet sind. Eine entsprechende Anzahl von Mantelrohr 12 drehbar durch Halteringe 14 und 16 vorstehenden Ansätzen 82 tritt aus dem inneren sowie Lager 18 und 20 gehalten, wobei das untere Rohr 74 jeweils durch einen der breiteren Abschnitte Lager 20 eine Verschiebung des Lenkspindelab- 80 der Schlitze hindurch, wodurch aus dem inneren schnittes 4 nach unten erlaubt. Der obere Lenkspin- 60 und dem äußeren Rohr 72 und 74 ein stoßverzehrendelabschnitt 4 ist in einem oberen Abschnitt 22 des des Bauteil gebildet ist. Das Bauteil schiebt sich beim Mantelrohres durch einen in eine Eindrehung 26 an Auftreten einer vorgegebenen Axialkraft ineinander, dem Lenkspindelabschnitt 4 eingreifenden Ring 24 wobei die Engstellen der Schlitze entsprechend der zu drehbar befestigt, der aus zwei Halbringen gebildet vernichtenden Aufprallenergie aufgeweitet oder piaist. Der Ring 24 ist mit dem oberen Abschnitt des 65 stisch verformt werden.
Mantelrohrs durch Schrauben 28 verbunden. F i g. 7 zeigt eine dritte Form eines stoßverzehren-

Der obere Abschnitt des Mantelrohrs ist gehalten den Bauteils mit einem äußeren Rohr 84 und einer

und geführt durch eine obere Klemmeinrichtung 30, auf ihn teilweise aufgeschobenen Matrize 86, in die

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ein Teil eines mit einem reduzierten Durchmesser Axialkraft durch die obere Flanschbuchse 44 des un-

versehenen inneren Rohrs 88 eingesetzt ist. Die bei- teren Lenkspindelabschnittes 10 zum biegsamen

den Rohre werden entsprechend einer vorgegebenen Bauelement C geleitet, das sich leicht ohne jeden

Axialkraft ineinandergedrückt, wobei sich der nennenswerten Widerstand deformiert.

Durchmesser des inneren Rohrs 88 durch die Ma- 5 Der obere Abschnitt 22 des Mantelrohrs, der axial

trize 86 weiterhin verringert, so daß .durch die pla- durch die Eindrehung 26 und den Ring 24 mit dem

stische Verformung des inneren Rohrs 88 die Auf- oberen Lenkspindelabschnitt 4 verbunden ist, kann

prallenergie aufgezehrt wird. . sich axial relativ zur oberen IQemmeinrichtung 30

Die Fig. 8 und9 zeigen zwei Ausbildungsformen verschieben, die mit dem Fahrzeugkörper durch den

für biegsame Bauelemente, die zur Anwendung als io Tragarm 32 verbunden ist. Die Verschiebung wird

Bauteil C nach der Fig. 1 geeignet sind. durch den Lagerwerkstoff 34 aus Gummi oder PIa-

Das biegsame Bauelement nach F i g. 8 besteht aus stik mit niedrigem Reibungskoeffizienten begünstigt, einem Balgen- oder Rillenrohrkörper 90, der aus Da der untere Abschnitt 38 des Mantelrohrs am einem dünneren und biegsameren Metall als das Fahrzeugkörper befestigt ist, wird die Axialkraft in Bauteil 70 nach F i g. 4 hergestellt ist. Der Rillen- 15 das stoßverzehrende Bauteil B übertragen, das sich rohrkörper 90 überträgt Drehmomente oder Lenk- entsprechend plastisch verformt und damit die Aufkräfte, wird sich aber bei Auftreten von Axialkräften prallenergie ohne jede schädlichen Reaktionen verdauernd oder kurzzeitig deformieren, so daß nur sehr nichtet, so daß der Fahrzeuglenker geschützt oder kleine Axialkräfte durch ihn übertragen werden kön- weitgehend vor Schäden bewahrt wird,
nen. 20 im Augenblick eines Aufpralls, bei dem der vor-

F i g. 9 zeigt eine andere Ausführungsform eines dere Teil des Fahrzeugs zerstört wird, kann durch biegsamen Bauelements, bei dem ein biegsames WeI- die sogenannte Primärkollision das Lenkgetriebegelenstück 92 durch mehrere Lagen von Drahtwindun- häuse 56 nach rechts verschoben werden (Fig. I), gen 94 gebildet ist. Auch hier werden Drehmomente wobei die untere Buchse 46 des unteren Lenkspindelübertragen, aber praktisch keine Druckkräfte. 25 abschnitts 10, die am Lenkgetriebegehäuse 56 befe-

Die Wirkungsweise der Lenksäule nach der vorlie- stigt ist, ebenso verschoben wird. Das biegsame Bau-

genden Erfindung wird nunmehr in Einzelheiten be- element C der unteren Lenkspindel 10 wird dabei

schrieben. Die vom Lenkhandrad 2 kommende Lenk- dauernd oder kurzzeitig verbogen bzw. leicht defor-

kraft wird auf den oberen Lenkspindelabschnitt 4 miert, so daß nur sehr kleine axiale Kräfte auf die

übertragen, weiter über die verzahnten Abschnitte 6 30 obere Flanschbuchse 44 des unteren Lenkspindelab-

und 8, den unteren Lenkspindelabschnitt 10 mit dem Schnitts 10 einwirken, die leicht durch den Flansch

biegsamen Bauelement C und schließlich die Verzah- 48 aufgenommen werden, der am oberen Ende des

nungen 50 und 52 der Eingangswelle 54 des Lenkge- unteren Abschnitts 38 des Mantelrohrs anliegt, so

triebes zugeführt. Das biegsame Bauelement C über- daß keine Verschiebung oder schädliche Auswirkun-

trägt die Lenkkraft mit dem Vorteil, daß jede fehler- 35 gen_an dem oberen Teil der Lenksäule auftreten,

hafte Anordnung zwischen der oberen Flanschbuchse Im Augenblick der Zerstörung der Spritzwand im

44 und der unteren Buchse 46 ausgeglichen wird und Fall einer Kollision od. dgl. wird die Spritzwand 42

daß vom unteren Lenkspindelabschnitt 10 sowie vom und der in ihr mittels des Flansches 40 befestigte un-

Lenkgetriebegehäuse 56 und von der Getriebewelle tere Abschnitt 38 des Mantelrohrs nach oben oder

54 keine Schwingungen vom vorderen Fahrzeugkör- 40 nach rechts in Fig. 1 verschoben. Der axial gerich-

per übertragen werden. tete Stoß bewirkt eine Deformation oder ein Zusam-

Wenn der Körper des Fahrzeuglenkers nach vorn menschieben des stoßverzehrenden Bauteils 5, das geschleudert wird, beispielsweise auch bei einer am oberen Abschnitt 22 des Mantelrohrs befestigt durch eine Primärkollision induzierte, sogenannte Se- ist. Über die Schulter 36 werden die durch das Baukundärkollision, dann verursacht die über die Hände 45 teil B übertragenen Axialkräfte aufgenommen, ohne oder den Körper des Fahrzeuglenkers auf das Lenk- daß schädliche Auswirkungen auf den oberen Teil handrad einwirkende Aufprallenergie eine Verschie- der Lenksäule übertragen werden. Die Deformierung bung des oberen Teils der Lenksäule, d.h. des obe- des stoßverzehrenden BautelsB wirkt sich in diesem ren Lenkspindelabschnitts 4 und des oberen Ab- Fall genauso aus, wie die vorher beschriebene Deforschnitts 22 des Mantelrohrs, die mit dem Lenkhand- 50 mierung, die durch den Körper des Fahrzeuglenkers rad 2 verbunden sind. Die Verschiebung des oberen verursacht wurde, wobei die Aufprallenergie, ausge-Lenkspindelabschnitts 4 löst eine axiale Gleitbewe- löst durch die Verschiebung des Fahrzeugmotors, gung zwischen dem verzahnten Abschnitt 6 und dem sehr viel größer als diejenige ist, die durch den innenverzahnten Abschnitte des unteren Lenkspin- menschlichen Körper hervorgerufen wird. Dementdelabschnittes 10 aus, ohne daß Reaktionskräfte 55 sprechend wird das stoßverzehrende Bauteils bei oder Widerstände auf den oberen Lenkspindelab- der Rechtsverschiebung nicht den Stoß vollständig schnitt 4 einwirken, weil das in den unteren Ab- aufzehren, sondern nur wirksam als eine Sicherheitsschnitt 38 des Mantelrohrs eingesetzte untere Lager einrichtung zum Schutz vor der Aufprallenergie, die 20 die Linksbewegung des Lenkspindelabschnitts 4 Schäden im oberen Teil der Lenksäule auslösen erlaubt. Wenn die Verbindung zwischen den ver- 60 könnte, so daß der Fahrzeuglenker ebenso vor Schäzahnten Abschnitten 6 und 8 relativ fest ist, wird die den bewahrt bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2 Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäule Patentansprüche: für Kraftfahrzeuge mit einem unteren Lenkspindelabschnitt, dessen eines Ende mit einem Lenkgetriebe

1. Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge mit verbunden· ist, und dessen anderes Ende undrehbar, einem unteren Lenkspindelabschnitt, dessen eines 5 jedoch axial verschiebbar mit einem oberen Lenk-Ende mit einem Lenkgetriebe verbunden ist und spindelabschnitt verbunden ist, dessen anderes Ende dessen anderes Ende undrehbar, jedoch axial ver- ein Lenkhandrad trägt, und einem aus einem oberen schiebbar mit einem oberen Lenkspindelabschnitt und einem unteren Abschnitt bestehenden Mantelverbunden ist, dessen anderes Ende ein Lenk- rohr, das den oberen Lenkspindelabschnitt drehbar handrad trägt, und einem aus einem oberen und io aufnimmt, wobei der untere Abschnitt des Manteleinem unteren Abschnitt bestehenden Mantel- rohres an seinem unteren Ende am Fahrzeugkörper rohr, das den oberen Lenkspindelabschnitt dreh- festgelegt ist und der obere Abschnitt des Mantelrohbar aufnimmt, wobei der untere Abschnitt des res durch eine am Fahrzeugkörper befestigte Klemm-Mantelrohres an seinem unteren Ende am Fahr- einrichtung gehalten ist, die mit ihrer zum oberen zeugkörper festgelegt ist und der obere Abschnitt 15 Abschnitt des Mantelrohres koaxialen zylindrischen des Mantelrohres durch eine am Fahrzeugkörper Innenfläche die zylindrische Außenfläche des oberen befestigte Klemmeinrichtung gehalten ist, die mit Abschnittes des Mantelrohres längsverschiebbar aufihrer zum oberen Abschnitt des Mantelrohres ko- nimmt und mit ihrer nach unten weisenden Stirnseite axialen zylindrischen Innenfläche die zylindrische mit einer am Mantelrohr angeordneten Schulter zuAußenfläche des oberen Abschnittes des Mantel- 20 sammenwirkt, wobei dem Mantelrohr ein plastisch rohres längsverschiebbar aufnimmt und mit ihrer verformbares stoßverzehrendes Bauteil zugeordnet nach unten weisenden Stirnseite mit einer am ist.