DE1918768A1 - Sicherheitslenksaeule fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Patentanwalt _ft

DIpUn₀. K. Walther -8. APR.

1 BERLIN 19 .

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TeL S04428S

Vauxhall Motors limited, Ii u t ο η , Bedfordshire/England

Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht eich auf eine Sieherheits-

! lenksäule für Kraftfahrzeuge mit einem unter Zusammenstoss—

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bedingungen unter gesteuertem Energieverzehr zusammenstauchbaren Teil eines Mantelrohrs und einer teleskopartig ineinanders chiebbaren Lenkjiwelle«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lenk« drehmoment auf das Lenkgetriebe in solcher Weise zu übertragen, dass ein Ausgleich von Winkelabweichühgen der Achsen der \ Teile der Lenksäule ermöglicht wird und unter Zusammenstoss- ^: bedingungen eine starre Abstützung zur Aufnahme der Reaktionen kraft beim teleskopartigen Verkürzen der Lenkwelle erfolgt«

; Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass dies;

durch Verwendung von nachgiebigen Elementen für den· Ausgleich ; der Winkelabweichungen und durch starre Elemente für die Abstützung erreichbar ist, wenn sich diese Elemente nicht bei der Ausübung ihrer jeweiligen Punktion stören.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Lenkwelle mit dem Lenkgetriebe über eine das Lenkdrehmoment \ übertragende nachgiebige Kupplung verbunden ist, zwischen de-j

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ren Eingangsglied und Ausgangsglied nachgiebige Büchsen eingeH setzt sind, und dass in Pfannen des Eingangs- und des Ausgangs! glieds eine zentrierende, und unter Zusammenstossbedingungen Axialkräfte übertragende Kugel abgestützt ist. Durch diese Anordnung erhält die Kupplung zugleich homokinetische Eigenschaften. ' ■

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die nachgiebigen Büchsen mit Zapfen fest verbunden sind, die sich von dem Eingangs- oder Ausgangsglied in

durch Löcher in dem anderen Teil/ axialer Richtung/er strecken , an deren Wandung sich die

nachgiebigen Büchsen abstützen,

!fach einem weiteren Merkmal der Erfiivdung ist vorgesehen, dass das Eingangsglied und das Ausgangsglied sich einander ergänzende Flächen enthalten, die normalerweise Abstand voneinander haben, bei Ausfall der Zapfen jedoch eine drehfeste Verbindung zwischen dem Eingangs-und Ausgangsteil bilden. Auf diese Weise ist die Kupplung gegen Störungen gesichert.

Bei einer Lenksäule der eingangs erwähn-fren Art, bei der der unter Energie verzehr zusammenstaiichbare Teil des Mantelrohrs die Lenkwelle koayial umgibt, und die beiden Teile der Lenkwelle durch bei einer bestimmten axialen Belastung, nachgebende Verbindungen miteinander verbunden sind, ist vor>gesehen, dass die Lenkwelle an ihren Enden drehbar über Brücklager im Mantelrohr gelagert ist, die das teleskopartige .Ineinanderschieben der Lenkwelle unter ZuEsammenstossbedingungen

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auf das Mantelrohr übertragen, und dass das Mantelrohr am · oberen Ende Über eine Halterung mit dem Fahrzeugkörper verbunden ist, die bei anormal hohen axialen Kräften in Richtung auf das Lenkgetriebe nachgehen· Durch diese Ausbildung wird unter Zusammenstossbedingungen die axiale Kraft auf die vorgesehenen zwei Sätze von abscherbaren Verbindern verteilt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In der Zeichnung ist

Pig. 1 eine perspektivische Teildarstellung einer ^. Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge,

Fig. 2 ein Schnitt durch die das Lenkdrehmoment

übertragende elastische Kupplung mit Winkelabweichung zwischen ihren !Teilen und Fig. 3 eineroerepektisehe Herstellung eines Schnitts durch die Kupplung nach Fig. 2 mit axial ausgerichteten Teilen,

Eine in Achsrichtung teleskopartig ineinanderschiebbare Lenkwelle 1 besteht aus einem oberen Lenkwellenteil 12 und einem unteren Lenkwellenteil 14, die durch an Ort und Stelle gebildete Abscherstifte 16 aus Kunststoff miteinander verbunden sind·

Die Lenkwelle 10 ist koaxial von einem Mantelrohr 18 umgehen und mit ihren Enden drehbar in diesem über Drucklager 20 gelagert, über die die teleskopartige Bewegung der Lenkwelle unter Zusammenstossbedingungen auf das Mantelrohr 18 übertragen wird. Das Mantelrohr 18 ist am oberen Ende durch eine Halte-

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rung mit dem nicht dargestellten Fahrzeugkörper verbunden· Das Mantelrohr 18 trägt zu diesem Zwecke einen Arm 24 mit in Achsrichtung liegenden nach hinten offenen Schlitzen, in denen Gleitstücke 22 sitzen, die sich an den geschlossenen Enden der Schlitze abstützen. Die Gleitetücke 22 enthalten Längsschlitze, durch die nicht dargestellt· Hängebolzen treten, die am Fahrzeugkörper befestigt sind· Die Gleitstücke 22 sind mit dem Arm 24 über an Ort und Stelle gebildete Abecherstifte 26 verbunden, die bei anormal hoher axialer Belastung abscheren, wodurch die Lenksäule vom Fahrzeugkörper.

getrennt wird· Das Mantelrohr 18 enthält einen wellenförmigen!

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geschwächten Teil 28, beispielsweise in Form einer Netzwerk·, der unter Energieverzehr unter Zusammenstossbedingungen gesteuert zusammenstauchbar ist.

Der untere Lenkwellenteil 14 ist mit einer nachgiebigen Kupplung 30 verbunden, die im näheren in den Fig· 2 und 3 dargestellt ist. Die Kupplung enthält geschmiedete Eingange- und Ausgangsglieder 32 bzw.34, die nachgiebig miteinander verbunden sind und das Lenkdrehmoment auf ein nicht dargestelltes Lenkgetriebe übertragen. Hierbei werden Abweichungen der Achsen der Teile ausgeglichen. Hierzu dienen nachgiebige Büchsen 36, im Ausführungsbeispiel Gummibüchsen mit einer äusseren metallischen Hülle, die mit Zapfen 38 fest verbunden sind. Die Zapfen 38 sitzen am Ausgangsglied 38 und erstrecken sich in axialer Richtung durch Löcher 40 im Eingangsglied 32. Die metallischen Hüllen der Büchsen 36 stützen sich an den

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Wandungen der Löcher 40 ab· Me Zapfen 38 tragen an ihren freien. Enden Anschlagscheiben 42·

Das Eingangsglied 32 und das Ausgangsglied 34 enthalten an den benachbarten Seiten sich einWander ergänzende rechteckige Flächen 44 und 46. Bei einem Ausfall der Zapfen 38 gelangen diese normalerweise Abstand voneinander habenden Flächen in eine kuppelnde, das Lenkdrehmoment übertragend· Lage zueinander, wodurch die Störanfälligkeit der Lenkanlage herabgemindert wird.

Das Eingangsglied 32 der Kupplung ist mit dem Ende des unteren Lenkwellenteils 14 durch eine Muffenverbindung mit Pestsitz verbunden. D** Ausgangsglied 34 der Kupplung 30 hat eine geschlitzte Nabe 48, deren Bohrung mit einer Kerbverzahnung versehen ist, in di· eine entsprechende Kerbverzahnung aufweisende Eingangswelle des nicht dargestellten Lenkgetriebes eingreift und durch eine nicht dargestellte Kreuzschraube fest-t gespannt wird. I

In der Achse des Eingangsgliedes 32 und des Ausgangs4 gliedes sind Einsätze 50 bzw· 52 mit einander zugewandten Pfan-j nen eingesetzt, die der Aufnahme einer Druckkugel 54 aus Stahl j dienen· Diese Kugel bewirkt eine Zentrierung der beiden Teile \

der Kupplung. j

i Die beschriebene Kupplung dient 3edoch nicht allein !

der Übertragung des Lenkdrehmoments unter Ausgleich eventueller' Achsabweichungen, die bis zu 4° betragen können, woduroh Her- . stellungsungenauigkeiten ausgggliohen werden können, sondern i

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ergibt unter Zusammenstoßsbedingungen, eine starre Abstützung,

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um die axiale Kraft auf die Abscherst if te 16 und 26 zu; über- f

; tragen und das teleskopartige Ineinanderschieber der Lenkwel«j

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ί lenteile zu ermöglichen· Bei einer anormal hohen axialen ! j Kraft infolge eines Aufpralls auf das nicht dargestellte j Lenkhandrad, das am oberen Ende des oberen Lenkwellenteils 12 j befestigt ist, erfolgt ein Abscheren der Abscherstifte 16 j

j zwischen den beiden Lenkwellenteilen 12 und 14 und ein Ab- ;

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scheren der Abscherstifte 26 zwischen den Gleitstücken 22 und I dem Mantelrohr 18 und anschliessend ein gesteuertes Zusammen- I stauchen des geschwächten Seils des Mantelrohrs unter Energie·* verzehr·. Die Reaktionskraft wird von von dem Lenkgetriebe :

- j aufgenommen, jedoch nicht über die nachgiebigen Büchsen 36

übertragen, sondern starr über die Druckkugel 54·

Tritt eine anormal hohe Kraft in axialer Richtung
auf das Lenkhandrad gerichtet auf, so bildet die Druckkugel
54 ebenfalls eine starre Verbindung zur Übertragung dieser
Kraft, wobei dann ebenfalls ein Zusammenstauchen des Mantelrohrs und ein teleskopartiges Verkürzen der Lenkwelle eintriti Die Reaktionskraft wird in diesem Falle über die Gleitstücke
an den geschlossenen Enden der Schlitze abgefangen und über
die Hängebolzen weitergeleitet·

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Claims (2)

1. Patentanspruch«:

   .( 1· Bicherheitelenksäul· für Kraftfahrzeuge mit ei-

   nem unterN^ammenstosabedingungen unter gesteuertem Energie- , verzehr zusammenstauchbaren Teil eines Mantelrohrs und einer teleskopartig ineinanderschiebbaren Lenkwelle, dadurch gekennzeihh.net, dass die Lenkwelle (10) mit dem Lenkgetriebe über eine das Lenkdrehmoment übertragende nachgiebige Kupplung (30) verbunden ist, zwischen deren Eingangeglied (32) und Auegangsglied (34) nachgiebige Büchsen (38) eingesetzt sind, und dass in Pfannen (50,52) des Eingangsund des Ausgangsglieds eine zentrierende, und unter ZusammenstoBsbedingungen Axialkräfte übertragende Kugel (54) abgestützt ist.
2. 2. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die nachgiebigen Büchsen (36) mit Zapfen (38) fest verbunden sind, die sich von dem Eingangs- oder Ausgangsglied (32 bzw.34) in axialer Richtung durch Löcher (40) in dem anderen Teil erstrecken, an deren Wandungen sich die ^; nachgiebigen Büchsen abstützen.

   3· Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsglied (32) und das Ausgangsglied (34) sich einander ergänzende Flächen (44 und 46) enthalten, die normalerweise Abstand voneinander haben, bei Ausfall der Zapfen (38) jedoch eine drehfeste Verbindung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsglied bilden.

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   4o Sicherheitslenksäule nach einem der Ansprüche
   1 bis 3» bei der der unter Enecgieverzehr zusammenstauehbare
   Teil des Mantelrohrs die lenkwelle koaxial umgibt, und die .

   beiden Teile der Lenkwelle durch bei einer bestimmten axialen j Belastung nachgebende Verbindungen miteinander verbunden i sind, dadurch gekennzeichnet , dass j die Lenkwelle (10) an ihren Enden drehbar über Drucklager I ζ 20) im Mantelrohr (18) gelagert ist, die das "teleskopartige ^; Zusammenschieben der Lenkwelle unter Zusammenatossbedingungen j auf das Mantelrohr übertragen, und dass das Mantelrohr am obe-· ren Ende über eine Halterung (22) mit dem Fahrzeugkörper ver- · bunden ist, die bei anormal hohen axialen Kräften in Richtung ; auf das Lenkgetriebe nachgeben. j

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