DE1950062C3 - Sicherheitslenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenkvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein Aufprall eines Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis kann so heftig sein, daß das Lenkgetriebe in den Fahrgastraum eindringt (primärer Stoß). Damit der Fahrer dabei nicht von der Lenksäule aufgespießt wird, ist diese zusammen mit der Lenkwelle teleskopisch ausgebildet Ferner besteht der Wunsch, den Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad (sekundärer Stoß) aufzufangen und die Aufprallenergie zu absorbieren.

Bei der durch die DT-AS 1092 323 bekannt gewordenen Sicherheitslenkvorrichtung ist seitlich neben der Lenksäule einerseits an der Karosserie und andererseits am Lenker ein bis in die Nähe der Elastizitätsgrenze vorgespannter Torsionsstab befestigt, der sich beim Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad plastisch verdreht. Dadurch wird beim Zusammenschieben der Lenkwelle bzw. der Lenksäule ein wesentlicher Teil der Aufprallenergie von dem Torsionsstab aufgenommen.

Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist der große Platzbedarf im Bereich des Armaturenbrettes und die komplizierte Montage, die einen Austausch des plastisch verformten Energieaufnahmegliedes praktisch unmöglich macht Ferner ist zur Aufnahme der Vorspannung eine besonders stabile Ausbildung des Armaturenbrettes erforderlich, welches an sich nachgiebig sein sollte.

Bei der durch die US-PS 33 73 629 bekannt gewordenen Sichcrhcitslcnkvorrichtüng wird die Lenksäule von einem rohrförmigen Energieaufnahmeglied umgeben, welches einen gewellten netzförmigen Ab-

schnitt aufweist. Wenn beim primären Stoß das Lenkgetriebe in den Fahrgastraum eingedrückt wird, wird das Energieaufnahmeglied gestaucht und insoweit dessen Energieaufnahmevermögen verbraucht Es steht dann nicht mehr für den eigentlichen Zweck, nämlich zur Aufnahme der Energie des sekundären Stoßes, zur Verfügung.

Ein weiterer Nachteil der zuletzt genannten Sicherheitslenkvorrichtung besteht in der Gefahr eines unkontrollierten Ausbeulens beim Stauchen des rohr-

so förmigen Energieaufnahmegliedes mit gewelltem netzförmigem Abschnitt. Dieser Nachteil wird durch den Vorschlag nach dem DT-Patent 17 55211 dadurch beseitigt, daß anstelle einer Verformung durch Stauchen des gewellten Abschnittes eine Verformung durch

Auseinanderziehen eines gewellten Abschnittes vorgesehen wird. Zu diesem Zweck werden die wellenförmigen Ausweitungen eng benachbart zueinander angeordnet und das Energieaufnahmeglied wird so zwischen der Karosserie und der Lenksäule befestigt, daß es bei

einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad in Zug'richtung beansprucht wird. Dies hat den Vorteil, daß bei einem Aufprall das rohrförmige Energieaufnahmeglied mit Sicherheit mehr oder minder symmetrisch und ohne Gefahr einer Verklemmung in sich oder an der Lenksäule unter größtmöglichem Verzehr an Stoßenergie gestreckt wird, ohne daß es zusätzlicher Mittel oder KConstruktionsfeinheiten bedarf, um ein Verklemmen zu vermeiden. Beim primären Stoß auf den Oberteil der

Lenksäule übertragene Kräfte in Richtung des Fahrers werden durch ein axial beanspruchbares Lager, das sich in einem Karosserieteil abstützt, aufgenommen, so daß liier auch der bei der Sicherheitslenkvorrichtung nach der US-PS 33 73 629 vorhandene nachteilige Effekt, nämlich eine Beeinträchtigung der Wirkungsweise des Energieaufnahmegliedes durch den primären Stoß, nicht auftreten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Sicherheitslenkvorrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art bei geringem Platzbedarf eine einfache Montage und eine einfache Austauschbarkeit des Energieaufnahmegliedes zu ermöglichen und ferner eine Beeinträchtigung der Wirkungsweise dieses Energieaufnahmegliedes durch den primären Stoß zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteranspi lichen zu entnehmen.

Bei der Erfindung ist das Energieaufnahmeglied in dem Raum zwischen dem Oberteil der Lenksäule und der Karosserie angeordnet, der an sich ungenutzt zur Verfügung steht Durch die gesonderte Anordnung neben der Lenksäule wird eine einfachere Montage, leichtere Zugänglichkeit und Austauschbarkeit ermöglicht, als dies durch die konstruktive Einbeziehung in die Lenksäule der Fall ist Femer kann das gleiche Energieaufnahmeglied bei konstruktiv verschieden ausgebildeten Lenkvorrichtungen verschiedener Wagentypen eingesetzt werden.

Die Einbaustelle ist so weit von dem Lenkradgetriebe entfernt, daß das Energieaufnahmeglied aus dessen Einwirkungsbereich beim Eindringen in den Fahrgastraum herausgerückt ist Ferner ist das Energieaufnah- meglied durch Druckkräfte plastisch nicht verformbar, die infolge der Haftreibung zwischen den teleskopierenden Teilen bei einem primären Stoß auf das Energieaufnahmeglied übertragen werden, da die aneinanderliegenden Trennflächen dies verhindern. Der primäre Stoß vermag deshalb die Funktionsfähigkeit des Energieaufnahmegliedes nicht zu beeinträchtigen.

Durch die Maßnahmen nach Patentanspruch 7 kann der Tatsache Rechnung getragen werden, daß im allgemeinen der Aufprall des Fahrers nicht in Richtung der Achse der Lenksäule, sondern schräg dazu erfolgt.

Durch eine Halterung des Energieaufnahmegliedes mittels Langlöchern ist gewährleistet, daß sich das Energieaufnahmeglied erst dann verformt, wenn die Haftreibung der sich ineinanderschiebenden Teile bereits überwunden ist und nur noch eine geringe Gleitreibung vorhanden ist.

Das Energieaufnahmeglied ist ein unabhängiges Element, das in eine bereits bestehende Lenkvorrichtung eingebaut werden kann. SS

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von 13 Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 teilweise im Schnitt einen Teil der Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitslenkvorrichtung,

F i g. 2 den Querschnitt IMI der F i g. 1,

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf das Energieaufnahmeglied gemäß F i g. 1 mit seiner Befestigung im Zustand vor der Energieaufnahme,

F i g. 4 eine der F i g. 3 entsprechende Draufsicht auf das Energieaufnahmeglied im Zustand der Energieaufnahme,

F i e. 5 den Schnitt V-V der F i κ. 3 zur Veranschauli

chung der Konsolenbefestigung der Lenkvorrichtung,

F i g. 6 eine schematische Ansicht zur Veranschaulichung der bei einem Aufprall des Fahrers auftretenden Kräfte,

Fig.7 ein Kraftdiagramm zur Bestimmung des richtigen Neigungswinkels des Energieaufnahmegliedes,

Fig.8 und 9 eine weitere Art der Kot.solenbefestigung, wobei F i g. 8 der Draufsicht gemäß F i g. 3 entspricht und F i g. 9 den Querschnitt IX-IX der F i g. 8 darstellt,

Fig. 10 und 11 perspektivische Ansichten weiterer Ausführungsformen des Energieaufnahmegliedes und

F i g. 12 und 13 die Befestigung des Energieaufnahmegliedes nach F i g. 11, wobei F i g. 12 den Zustand vor der Aufnahme der Energie und F i g. 13 den Zustand danach darstellt

Die in den Figuren dargestellte Lenkvorrichtung A enthält eine teleskopartige Lenkwelle 5, die aus einem Unterteil Sa und aus einem Oberteil Sb besteht und koaxial von einer teleskopartigen rohrförmigen Lenksäule 6 umgeben ist Die Welle kann sich in der Säule drehen. Mit diesen Teilen zusammengebaut sind ein Energieaufnahmeglied und Halteelemente, die mit dem Bezugszeichen B bezeichnet sind. Die Lenkvorrichtung ist in einem Personenkraftwagen dargestellt, der übliche Bauteile wie z. B. einen Getriebekasten C, ein Lenkrad D und ein Fahrgestell £ besitzt Eine Brandschutzwand trennt den Motorraum von dem Fahrerraum ab. Diese Wandung umfaßt einen unteren Teil bzw. eine Fußplatte 1 und ein Armaturenbrett 2. Der Getriebekasten C ist am Fahrgestell befestigt Der Oberteil 5a der Lenkwelle ist mit dem Lenkrad D, der unterteil 5f> mit dem Getriebekasten C über ein biegsames Gelenk 3 verbunden, durch das das Drehmoment des Lenkrades in den Getriebekasten weitergeleitet wird. Der Unterteil 5/> der Lenkwelle ragt durch einen Ring 4 mit niedriger Reibung, der eine öffnung in der Fußplatte umgibt während der Oberteil Sa mit dem Armaturenbrett 2 mittels des weiter unten beschriebenen Energieaufnahmegliedes B verbunden ist. Die rohrförmige Lenksäule 6 umfaßt zwei teleskopartig ausgebildete Teile, nämlich einen Oberteil 6a und einen Unterteil 6b, die die entsprechenden teleskopartig ausgebildeten Teile 5a und 56 der Welle umgeben.

Der Oberteil 5a der Lenkwelle ist als Stange ausgebildet, während der zu ihm koaxiale Unterteil Sb die Form eines zylindrischen Rohres aufweist. Das untere Ende des Oberteils 5a erstreckt sich teleskopartig in das obere Ende des Unterteils Sb und kann sich axial hin- und herbewegen, während eine relative Drehbewegung begrenzt wird, um beim Lenken die Drehbewegung übertragen zu können. F.inzelheiten dieser Konstruktion sind der F i g. 2 zu entnehmen. Der Oberteil 5a besitzt einen kreisförmigen Querschnitt mit abgeflachten, diametral gegenüberliegenden Abschnitten, die parallel zueinander liegende Hache Seiten darstellen. Der zylindrisch ausgebildete Unterteil Sb ist entsprechend abgeflacht, um den Oberteil 5a mit einem engen Spiel so aufzunehmen, daß die zwei Teile Sa und Sb eine teleskopartige axiale Gleitbewegung ausführen können, aber drehfest miteinander verbunden sind. Während der Herstellung wird Kunststoffmasse 7 durch ein in dem Unterteil Sb vorgesehenes Loch 5c zwischen die zusammenwirkenden Flächen der Teile 5a und Sb gespritzt, um den Zwischenraum zwischen den beiden Teilen auszufüllen.

Das obere Ende der Lenkwelle 5 ist mit dem Lenkrad

D verbunden und in gegen axiale Verschiebung durch C-Ringe 9 und 10 abgesicherten Kugellagern 8 gelagert. Die äußeren Laufringe der Kugellager 8 sind an dem Oberteil 6a der Lenksäule befestigt Der Eintritt von Schmutz, Wasser, Staub usw. durch das untere Ende des S Unterteils Sb der Lenkwelle wird durch eine Scheibe 11 verhindert

Der Durchmesser des Oberteiles 6a der Lenksäule ist größer als der Durchmesser des Unterteiles 6b. Die beiden Teile sind bei Il teleskopartig gekuppelt und mit Bezug auf die Lenkwelle 5 koaxial angeordnet An der Kupplungsstelle II besteht ein enges Spiel zwischen dem unteren Ende des Oberteiles 6a und dem oberen Ende des Unterteiles 66 derart, daß sie sich relativ zueinander bewegen können, um eine Rückbewegung der Säule δ in axialer Richtung zuzulassen. Durch ein Loch 6c des Oberteiles 6a wird während der Herstellung unter Druck ein Kunststoff 12 zwischen die beiden zusammenwirkenden Teile 6a und 6b gespritzt Der Sitz an der Kupplungsstelle II ist so eng, daß eine relative Axialbewegung der Teile 6a und 6b sowie eine Biegung unterbunden ist es sei denn, daß eine außerordentlich große Kraft, die im Falle eines Zusammenstoßes auftritt, zur Wirkung kommt. Die eingespritzten Kunststoffmassen 7 und 12 behindern das Ineinanderschieben der Teile 2s 5a, Sb und 6a, 6b bei einem Zusammenstoß nicht Sie lassen vielmehr eine relative Gleitbewegung mit geringer Reibung zwischen den ineinandergreifenden Teilen der Lenkwelle und der Lenksäule im Kollisionsfall zu.

Der Unterteil 6b der Lenksäule ragt mit einem größeren Spiel durch die Öffnung der Fußplatte 1, die von dem Ring 4 umgeben ist. Dieser Ring ist lose am äußeren Umfang des Unterteils 6b angebracht und durch ein ringförmiges Befestigungselement 70 mit der Fußplatte verschraubt Der Ring 4 stützt den Unterteil 6b derart, daß eine Bewegung desselben zwar radial aber nicht axial verhindert wird. Eine Scheibe 13 ist zwischen dem Unterteil Sb der Lenkwelle und dem Unterteil 6b der Lenksäule vorgesehen, um den Eintritt von Schmutz, Staub, Wasser, etc. in die Lenksäule 6 zu verhindern.

Der Oberteil 6a der Lenksäule ist mittels des Energieaufnahmegliedes B an dem Armaturenbrett 2 befestigt. Bei dem in den F i g. 3 bis 5 dargestellten Fall ist das Energieaufnahmeglied B als eine halbkreisförmige Platte 14 mit einer nach unten vorstehenden Nase 19 ausgebildet, die durch eine Schraube 17 und kleinere Reibhfllsen 15 und 16 an dem Oberteil 6a der Lenksäule befestigt ist Die Schraube 17 erstreckt sich durch ein mit Bezug auf die Nase axial angeordnetes Langloch 18. In den meisten Fällen wird die Schraube 17 neben dem oberen Ende des Langloches 18 festgezogen (F i g. 3). Am oberen Ende der Platte 14 sind zwei Nasen 20 vorgesehen. Jede dieser Nasen weist ein eine Schraube 22 aufnehmendes Langloch 23 bzw. 24 auf, die sich wie in Fig.5 dargestellt, jeweils durch das betreffende Langloch erstreckt und das Energieaufnahmeglied 14 und ein Abstandsglied 21 am Armaturenbrett 2 befestigt Die Schrauben 22 sind in der Regel etwa in der Mitte der Langlöcher 23 und 24 festgezogen. Am oberen Ende des Oberteiles 6a der Lenksäule sind mit Innengewinde versehene becherförmige Abstandsglieder 25 angeschweißt, die zur Befestigung einer halbkreisförmigen Konsole 26 durch Schrauben 27 am Oberteil 6a dienen. Die Abstandsglieder 21 sind länglich ausgebildet, um einen größeren Teil der danebenliegenden Nase 20 zu fiberdecken. In der inneren, seitlichen Oberfläche der Abstandsglieder ist jeweils eine Rille 28 vorgesehen, in welche ein Endlappen der Konsole 26 über ein kleines Halteglied 29 gleitend eingreift Die eine Führung bildenden Abstandsglieder 21 sind mittels der Schrauben 22 am Armaturenbrett 2 befestigt. Da die Schrauben 22 mit Abstand von der Rille 28 angeordnet sind, vermag sich die Konsole längs der Abstandglieder 21 relativ zu dem Armaturenbrett nach oben oder nach unten parallel zur Achse der Lenksäule 6 zu bewegen.

Die untere Nase 19 der Platte 14 besitzt eine kleinere Reibhülse 15 (Fi 2 \\ die zwischen der Nase und einem Abstandsbund 71 angeordnet ist Der Bund erstreckt sich von dem äußeren Umfang des Oberteiles 6a der Lenksäule und einer weiteren kleineren Reibhülse 16 zwischen der Scheibe auf der Schraube 17 und der Nase 19. Die Schraube 17 ist in den ein Gewinde aufweisenden Bund 71 eingeschraubt und das untere Ende des Bundes 71 ist mit dem Oberteil 6a der Lenksäule fest verbunden, z. B. mit ihm verschweißt

Das obere Ende des Oberteiles 6a der Lenksäule 6 besitzt eine nach unten weisende becherförmige Abdeckung 30, die mit dem Oberteil 6a fest verbunden ist und die äußeren Laufringe des Kugellagers 8 abstützt. Die unteren Laufringe dieses Lagers sind fest mit dem oberen Teil 5a der Lenkwelle verbunden. Demgemäß stützt die Lenksäule 6 die Lenkwelle 5 drehbar ab.

Die Platte 14, die mittels der Nasen 19 und 20 befestigt ist ist als eine halbkreisförmige Platte aus Metall, einer Metallegierung oder anderem in geringem Maße elastischem Werkstoff, z. B. Stahlblech, hergestellt Der mittlere Teil 31 der Platte 14 ist mit einer Vielzahl enger, vorzugsweise parallel angeordneter Schlitze 32' versehen und dadurch plastisch verformbar und in der Lage, Energie aufzunehmen. Vorzugsweise sind die Schlitze gestaffelt angeordnet Die Achsen der Schlitze liegen rechtwinklig zur Achse der Lenkvorrichtung (Fig.3), wodurch teilweise zusammenhängende Streifen 32 durch die Schlitze gebildet werden. Die Streifen 32 sind fast ohne Abstand und in gegenseitiger Berührung angeordnet, so daß der Teil 31 der Platte 14 durch Druckkräfte nicht verformt wird, während axial gerichtete, an den Nasen 19 und 20 angreifende Zugkräfte, die einen bestimmten Wert übersteigen, eine plastische Verformung zur Folge haben, wodurch die Platte 14 die Form eines Gitters annimmt (F i g. 4). Die Schlitze öffnen sich um Abstände 34 zu bilden und die Länge der Platte 14 wird größer. Durch eine solche plastische Verformung wird die Belastungsenergie ir dem gewünschten bzw. erforderlichen Maß aufgenommen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Lenkvorrichtung ist wie folgt Bei einem zufälligen Zusammenstoß und einem Aufprall des Fahrers gegen das Lenkrad L bewegt sich der Oberteil 5a der Lenkwelle 5 nach unter und schiebt sich in den Unterteil Sb zurück. Bei dies« Bewegung der Lenkwelle 5 schiebt sich ebenfalls dei Oberteil 6a der Lenksäule 6 in den Unterteil 6b. Bei einem solchen teleskopartigen Zusammenschieben dei Teile 5a und 6a wird die zwischen dem Oberteil 6a unc dem Armaturenbrett 2 befestigte Platte 14 in derer Mittelteil 31 durch die sich ergebende Zugkraft verlängert Die plastische Verformung des Mittelteils 31 der Platte 14 nimmt die sich aus dem Zusammenstoi ergebende kinetische Energie der Lenkwelle 5 auf.

Im folgenden wird der Vorgang der Aufnahme dei Energie noch näher beschrieben. Wird der Fahrer des Fahrzeuges gegen das Lenkrad geschleudert unc

übersteigt die Wucht des Aufpralls einen gewissen Wert, so kommt eine Gleitbewegung zwischen den teleskopartig ineinandergefügten Teilen zustande, die mit geringer Reibung verbunden ist. Die Kunstharzmasse 7 läßt ein Einschieben des Oberteils 5a der Lenkwelle zu, bei dem lediglich mäßig kleine, zwischen den ineinandergefügten Bereichen des Ober- und des Unterteils 5a bzw. 5b zustandekommende Reibungskräfte zu überwinden sind. In ähnlicher Weise läßt die in die Lenksäule 6 eingebrachte Kunstharzmasse 12 ein Einschieben des Oberteils 6a in den Unterteil 6b zu; auch hier sind lediglich mäßig kleine, zwischen den ineinandergefügten Bereichen des Oberteils und des Unterteils 6a bzw. 6b entstehende Reibungskräfte zu überwinden. Die Konsole 26, die mit dem Oberteil 6a der Lenksäule einstückig verbunden ist, gleitet entlang der Rille 28 des mit der Schraube 22 am Armaturenbrett 2 befestigten Abstandsgliedes 21 nach unten. Dieser Bewegung stellt sich nur eine verhältnismäßig kleine Reibungskraft, die auf die geringe Reibung des Gliedes 29 zurückzuführen ist, entgegen. Auf diese Weise gehen die teleskopartig ineinandergreifenden Teile der Lenkwelle und der Lenksäule aus einem statischen Reibungszustand in einen Gleitzustand mit kleiner Reibung über, worauf die Schraube 17, die den Oberteil 6a befestigt, das untere Ende 33 ihres Langloches 18 berührt und die Nase 19 nach unten mitnimmt. Der mittlere energieaufnehmende Teil 31 der Platte 14 wird jetzt gestreckt und die Schlitze 32' werden geöffnet, um die Energie aufzunehmen. Auf diese Weise werden die Streifen 32 allmählich plastisch verformt und es entsteht ein Gitter mit den Abständen 34 (Fig.4). Diese plastische Verformung absorbiert bzw. dämpft den Aufprall des Fahrers gegen das Rad und schützt diesen weitgehend vor einer Verletzung.

Wenn die vordere Partie der Karosserie verformt und der linke Getriebekasten B nach hinten gedruckt wird, wird dieser Stoß über das biegsame Gelenk 3 auf den Unterteil 5b der Lenkwelle übertragen. Der Oberteil 5a der Lenkwelle stemmt sich dagegen und stützt sich dabei über das Kugellager 8, die Deckplatte 30 und den Oberteil 6a der Lenksäule an der Platte 14 ab, die jedenfalls in Höhe der Reibkraft zwischen den Teilen 5b, 5a und 6b, 6a plastisch nicht verformbar ist und auch nicht nachgibt. Sobald die Haftreibungskraft zwischen den Teilen 5b, 5a und 6b, 6a überwunden ist, werden die beiden Unterteile 5b und 6b nach oben in die beiden Oberteile 5a und 6a eingeschoben, so daß jedenfalls vermieden ist, daß das Lenkrad D nach oben gegen den Fahrer gestoßen wird.

Wie beschrieben, ist bei der Erfindung das Energieaufnahmegerät nicht einstückig mit dem Lenkwellenaggregat oder einem umgebenden koaxialen Teil verbunden, sondern stellt eine getrennte Einheit dar, die seitlich gesondert neben der Lenksäule zwischen dieser und der Karosserie angeordnet ist Auf diese Weise ist es möglich, die Energieaufnahmeeinheit erneut zu verwenden oder die Einheit zu ersetzen, in den Fällen, wo die Lenkvorrichtung A nach einem Zusammenstoß ohne Beschädigung bleibt Durch die Verwendung eines gesonderten Energieaufnahmegliedes ist es auch möglich, dieses in Personenkraftwagen mit verschiedenartigen Lenkvomchtungen einzubauen, vorausgesetzt, daß die Menge an zu dämpfender Energie dieselbe bleibt Hierdurch können größere Stückzahlen an Energieaufnahmegliedern hergestellt und die Kosten herabgesetzt werden.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß das Lenkrad so konstruiert werden kann, daß den kinetischen Erfordernissen der Vorrichtung durch geeignete Wahl des Befestigungswinkels des Energieaufnahmegliedes Rechnung getragen wird. Dies wird S jetzt anhand der F i g. 6 und 7 näher erläutert.

Es sei angenommen, daß die Aufprallkraft des Fahrers am Mittelpunkt des Lenkrades unter einem Winkel <x zur Lenkvorrichtung zur Wirkung kommt. Da die Lenkvorrichtung an den Stellen 26, 2 und 4, 1

ίο festgehalten ist, würde sich eine Durchbiegung im mittleren Bereich in der Lenkvorrichtung ergeben. Diese Durchbiegung würde die Reibung bei Ineinanderschieben der Teile 5a, 5b und 6a, 6b verändern und soll deshalb aufgefangen werden. Aus diesem Grund ist die Platte 14 unter einem Neigungswinkel β zur Achse der Lenkvorrichtung befestigt. Durch geeignete Auswahl des Winkels B wird das Auftreten der Durchbiegung infolge eines Biegemomentes 55 und einer Kraft 56 unter einem rechten Winkel zur Achse aus den ineinanergefügten Bereiche des Oberteils und des Unterteils 6a bzw. 6b der Lenksäule 6 weitgehend vermieden.

F i g. 7 ist eine graphische Darstellung zur Auswahl des Winkels ß. Die Linie PS stellt die Achse der Lenkwelle dar, auf die eine vom Fahrer ausgehende und am Punkt P angreifende Kraft Fp unter dem Winkel λ zur Wirkung kommt, wodurch eine Reaktionskraft FR bei Punkt R in einer zur Achse der Lenkwelle senkrechten Richtung zustandekommt. Die Energieaufnähme erfolgt in Richtung der Kraft Fq unter einem Winkel β zur Achse der Lenksäule, d. h. zur Linie PS, und greift bei Punkt Q mit einer Exzentrizität mit SQ an. Die Exzentrizität SQkann den Wert Null haben. Um bei den bekannten Richtungen von FP und FR die Richtung von FQ zu bestimmen, ist es zunächst erforderlich, den Schnittpunkt Tzwischen der Linie PT, der Kraft FPund der Richtung RT der Kraft FR festzulegen. Danach werden die Angriffspunkte Q und Tder Energieaufnahmekraft verbunden. Es ist erforderlich, das Energieaufnahmeglied, d. h. die Platte 14, in der Richtung der Linie QT, die unter dem Winkel β zur Achse des Lenkaggregates steht, festzulegen. Nachdem der Wert des Winkels in der beschriebenen Weise bestimmt ist, sind die Aufprallkraft 52 (F i g. 6), die Abstützkraft 54 sowie die Aufnahmekraft 53 in einem kinetischen Gleichgewicht, so daß weder ein Biegemoment 55 noch eine Querkraft 56 zur Achse entsteht. Es ergibt sich eine glatte Rückzugsbewegung der teleskopartig ausgebildeten Teile des Lenkaggregates mit wenig Reibungswiderstand und die Platte 14 nimmt die Energie des Zusammenstoßes auf. Bei Vorrichtungen, in welchen das Energieaufnahmeglied als ein einstückig mit der Lenkwelle verbundenes oder die Welle koaxial umgebendes Element vorgesehen ist, ist das Energieaufnahmeglied axial gerichtet Es kommt lediglich in dieser Richtung zur Wirkung. Es ist nicht imstande, bei einem Aufprall des Fahrers die Kraft unter dem richtigen Winkel und damit in voller Wirkung abzufangen.

In den F i g. 8 und 9 ist eine abgeänderte Konsolenan-Ordnung für die Befestigung des Oberteils 6a der Lenksäule am Armaturenbrett 2 abgebildet Statt des Abstandshalters 25 gemäß Fig.5 liegt eine verhältnismäßig dünne ringförmige Reibhülse 60 zwischen der Konsole 26 und dem Oberteil 6a. Eine halbkreisförmige Konsole (ohne Bezugszeichen), ähnlich der Konsole 26, stützt die andere Seite der Reibhülse 60 ab. Dementsprechend ist der Oberteil 6a der Lenksäule mit einer geringfügigen, durch die Hülse 60 verursachten Reibung

nach oben und unten axial gegenüber der Säule verschiebbar. Die Konsole 26 sowie die gegenüberliegenden Konsolen (ohne Bezugszeichen) sind am Armaturenbrett 2 unmittelbar durch Scheiben 22 befestigt, die durch die oberen Nasen 20 der Platte 14 hindurchlaufen. Die Abstandsglieder 2i der Ausführungsform nach F i g. 5 sind als überflüssig weggelassen.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform des Energieaufnahmegliedes 14 als zickzackförmig gefalteter Streifen 3Γ, dessen Falten die Trennflächen bilden und rechtwinklig zur Achse des Gliedes und der Lenli.welle stehen. Zwischen den Falten ist kein Spiel vorgesehen. Der Streifen 3Γ verlängert sich und die Falten trennen sich mit einer plastischen Verformung, wenn eine Zugkraft an der oberen Nase 20' und der unteren Nase 19' angreift, während unter der Wirkung eineir Druckkraft auf die Nasen das Element ohne plastische Verformung bleibt.

Fig. 11 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Energieaufnahmegliedes 14" als wendelförmig gewickeltes Band 31", dessen Windungen die Trennflächen ergeben. Diese Windungen stehen ohne Zwischenräume derart in Berührung, daß eine fortlaufende zylindrische Oberfläche gebildet wird. Wie bei der Ausführung gemäß Fig. 10 spreizen sich beim Auftreten einer Zugkraft zwischen den Nasen 19" und 20" unter plastischer Verformung die Windungen, so daß sich das Glied verlängert. Es verformt sich nicht plastisch, wenn es einer Druckkraft ausgesetzt wird.

Die Fig. 12 und 13 zeigt das Energieaufnahmeglied 14" gemäß Fig. 11 im eingebauten Zustand. Abwei-

S chend vom Einbau gemäß den F i g. 1 und 5 ist die obere Nase 20" des Energieaufnahmegliedes 14" unmittelbar an einem unteren Teil des Armaturenbrettes 2 durch eine Schraube 65 befestigt, ohne daß es auch mit der Konsole 26, die den Oberteil der Lenksäule trägt,

>^r' verbunden wäre. Bei dieser Ausführungsform wird der Oberteil der Lenksäule mittels der Konsole und der Hülsenteile, die den Teilern 26 und 60 gemäß F i g. 9 entsprechen, getrennt vom Armaturenbrett getragen, um eine gleitende Bewegung zuzulassen. Die untere Nase 19" ist durch eine Schraube 67 an einer Konsole 66 befestigt, die am Oberteil 6a der Lenksäule fest angebracht, insbesondere angeschweißt ist. Fig. 12 zeigt den Zustand des Energieaufnahmegliedes vor der Aufnahme der Energie eines Zusammenstoßes, während

JO Fig. 13 den auseinandergezogenen Zustand nach dcr Aufnahme der Energie zeigt.

Die Energiemenge, die durch das Energieaufnahmeglied aufgenommen wird, hängt von der Form und Größe sowie von dem Werkstoff des Energieaufnahme-

2-5 gliedes ab. Je nach Auswahl des Materials und der Stärke des Energieaufnahmegiiedes ist es möglich, eine vorbestimmte Menge an Energie zu absorbieren.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Sicherheitslenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Lenkwelle und einer diese koaxial unigebenden Lenksäule, von denen die Lenkwelle an ihrem Oberteil mit einem Lenkrad und an ihrem Unterteil mit einem Lenkgetriebe verbunden und der Oberteil der Lenkwelle und der Lenksäule jeweils gegenüber ihrem Unterteil teleskopartig ineinander verschiebbar sind, ferner mit einem bei Einwirkung von Zugkräften (Sekundärstoß) plastisch verformbaren Energieaufnahmeglied, welches mit seinem unteren Ende an dem Oberteil der Lenksäule und mit seinem oberen Ende an der Karosserie befestigt ist und mehrere Materialabschnitte mit sich quer zur Längsachse der Säule erstreckenden aneinanderliegenden Trennflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieaufnahmeglied (14,14', 15") selbst als ein seitlich gesondert neben der Lenksäule (6) angeordnetes bei Einwirkung von Druckkräften plastisch u η verformbares Element ausgebildet ist

2. Sicherheitslenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieaufnahmeglied in Form einer Platte (14) ausgebildet ist, die zeilenmäßig gegeneinander versetzte Schlitze (32') mit den Schlitzrändern als Trennflächen aufweist

3. Sicherheitslenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieaufnahmeglied (14') als zickzackförmig gefalteter Streifen (31') ausgebildet ist, dessen Falten die Trennflächen bilden.

4. Sicherheitslenkvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das Energieaufnahmeglied (14") als wendelförmig gewickeltes Band (31") ausgebildet ist, dessen Windungen die Trennflächen ergeben.

5. Sicherheitslenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Energieaufnahmegliedes (14,14', 14") Laschen (19, 19', 19", 20, 20', 20") angeformt sind, von denen wenigstens eine ein Langloch (18,18", 23, 24) zur Befestigung des Energieaufnahmegliedes an der Karosserie (2) bzw. am Oberteil (6a) der Längssäule (6) aufweist

6. Sicherheitslenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des oberen Endes des Energieaufnahmegliedes (14) als axiale Führung (25,26,60) für den Oberteil (6a) der Längssäule ausgebildet ist

7. Sicherheitslenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieaufnahmeglied (14, 14', 14") von seinem unteren Ende in einem solchen spitzen Winkel (ß) zur Achse (PS) der Lenksäule (6) nach oben geführt ist, daß die durch einen Aufprall des Fahrers gegen das Lenkrad (D) verursachte Durchbiegung von Lenkwelk (5) und Lenksäule (6) weitgehend verhindert wird.

8. Sicherheitslenkvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Energieaufnahmegliedes (14,14', 14") den Schnittpunkt (T) der Aufprallkraft (Fp) und der Abstützkraft (F*) der Lenksäule (6) schneidet.