DE19516314C1 - Teleskoplenksäule für Fahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teleskoplenksäule für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 34 27 211 C1, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 berücksichtigt ist, ist eine Teleskoplenksäule für ein Fahrzeug bekannt, welche Lenksäulenabschnitte aufweist, die bei einem Crash zusammenschiebbar sind. Der längere einschiebbare Lenksäulenabschnitt kann nur ein begrenztes Stück weit in sein Aufnahmerohr eingeschoben werden, wonach er festliegt und die dann weiter eingeleiteten, axialen Kräfte direkt überträgt, wodurch eine unerwünschte Verschiebung des Lenkrades hervorgerufen werden kann. Da die Länge des Aufnahmerohrs durch die Bauraumverhältnisse im vorderen Fußraum des Fahrzeugs begrenzt ist, kann dieses oft nicht genügend lang ausgebildet werden, weshalb beim Crash dann frühzeitig Kräfte durch Verformungen aus dem Bereich des Lenkgetriebes bis in das Lenkrad vordringen.

Aus der DE 35 44 345 A1 ist eine Kraftfahrzeuglenkung mit einer Teleskoplenksäule bekannt, die zwei teleskopartig zusammenschiebbare Lenksäulenabschnitte aufweist, welche bei einem Crash zusammengeschoben werden, wobei ein Deformationsabschnitt am Mantelrohr gestaucht wird und dabei Aufprallenergie in Verformungsenergie umsetzt. Die Einschiebebewegung ist durch die Aufnahmelänge des einen Lenksäulenabschnitt aufnehmenden Führungsrohrs begrenzt, weshalb der innenliegende Lenksäulenabschnitt auf Block geht, und eine weitere Krafteinleitung ein Aufstellen der Lenksäule mit dem Lenkrad zur Folge hat, durch das der Fahrer verletzt werden könnte. Insbesondere bei nur wenig vorhandenem Bauraum wird dieses auf Block gehen des einschiebbaren Lenksäulenabschnitts zum Problem. Der Deformationsabschnitt im Mantelrohr wird durch eine bauchige Auswölbung des Mantelrohrs und eine Knicklinie vorgegeben. Die Verformung des weichen Mantelrohrbleches muß dabei so gesteuert werden, daß das sich aus­ wölbende Blech ausreichend Platz für seine Verformung vorfindet, da sonst die Deformation und der Abbau von Aufprallenergie behindert wird. Einbauraum ist in diesem Bereich aber aufgrund der zahlreich einzubauenden Aggregate nur wenig vorhanden.

Zum allgemeinen Hintergrund von Teleskoplenksäulen wird noch auf folgende Druckschriften verwiesen: DE 28 36 788 A1, DE 38 22 460 C1, DE 32 41 839 C1 und DE 20 32 121 A1.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einer gattungsgemäßen Teleskoplenksäule die Weglänge für den Einschub des Lenkspindelabschnitts trotz beschränkter Abmessungen zu ver­ längern, und das Energieabsorptionsvermögen zu verbessern.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Im Führungsrohr ist eine Austrittsmöglichkeit für den verschiebbaren Lenkspindelabschnitt geschaffen, durch die neben dem möglichen Einschubweg gemäß der Aufnahmelänge des Füh­ rungsrohrs ein zusätzlicher Weg aus dem Führungsrohr heraus gegeben ist. Ein endgültiger Stillstand des Lenkspindelabschnitts im Führungsrohr und die starre, axiale Kraftübertragung beim Crash zwischen Führungsrohr und Lenkspindelabschnitt kommt damit zeitlich später zu­ stande oder kann auch ganz verhindert werden.

Eine Austrittsmöglichkeit kann durch Schlitze bzw. eine Öffnung vorgegeben werden, durch die ein Ende des Lenkspindelabschnitts wie auch ein vor dem Ende liegender Abschnitt der Lenkspin­ del ausknickend oder ausbeulend aus dem Führungsrohr austreten kann.

Bei dieser Teleskoplenksäule wird die Verformung des Lenkspindelabschnitts dazu herangezogen, bei einem Crash mit axialer Belastung der Lenksäule Aufprallenergie in Verformungsenergie umzuwandeln. Auch ein gegenüber dem Durchmesser des Lenkspindelabschnitts geringerer Öffnungsdurchmesser kann durch seine Verformung beim Austritt zum Energieabbau herangezogen werden.

Der Lenkspindelabschnitt kann mittels einer Anlaufschräge im Führungsrohr durch eine Öffnung des Führungsrohrs hindurch aus diesem heraus geleitet werden. Der Weg des Lenkspindelabschnitts aus dem Führungsrohr heraus ermöglicht eine Spindelverschiebung, die bei geringem Bauraum und einer relativ kurzen Teleskoplenksäule fehlen würde, um ein Aufstellen der Lenksäule bei auf Block gegangenem Lenkspindelabschnitt vermeiden zu können. Außerdem ist hier der Weg des Spindelabschnitts sowie dessen Verformung konkret vorauszuberechnen. Für die Verformung des Lenkspindelabschnitts muß im Prinzip kein zusätzlicher Einbauraum berücksichtigt werden.

Um ein Abbiegen des Lenkspindelabschnitts ohne großen Widerstand an der Anlaufschräge zu erreichen, kann dieser als Rohr ausgebildet sein. Der Biegewiderstand ist zudem bei Bedarf durch Einkerbungen in Umfangsrichtung des Lenkspindelabschnitts, wie z. B. durch eine oder mehrere Umfangsnuten, herabzusetzen.

Eine weitere Möglichkeit des Abbiegens im Spindelabschnittendbereich ist durch Längseinschnitte gegeben, durch welche dann einzelne axialgerichtete Wandabschnitte ausgebildet sind, welche bei der Verschiebung des Spindelabschnitts an der Anlaufschräge aufgespreizt werden. Damit diese Wandabschnitte bei der Verschiebung des Spindelabschnitts exakt in Richtung ihrer Anlaufschräge geführt werden, kann im Führungsrohr ein Zentrierzapfen integriert sein, durch den die Wandabschnitte vom Rohrzentrum aus abgestützt sind.

Bei der Verschiebung des Lenkspindelabschnitts bleibt dieser in Drehrichtung mit dem Führungsrohr formschlüssig verbunden, so daß das Fahrzeug weiterhin gelenkt werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Fahrzeuglenksäule mit einem bei einem Crash teleskopisch in ein Führungsrohr einschiebbaren Abschnitt, welcher in zwei Ausführungsbeispielen in den Fig. 2 und 3 näher dargestellt ist,

Fig. 2a ein Lenksäulenabschnitt im Führungsrohr in üblicher Fahrstellung,

Fig. 2b der Lenksäulenabschnittendbereich aus Fig. 2b während eines Crash bei seiner Verschiebung durch die Führungsrohröffnung,

Fig. 3a ein im innenliegenden Endbereich aufspreizbarer Lenksäulenabschnitt, in üblicher Fahrbetriebsstellung im Führungsrohr liegend, und

Fig. 3b der Lenksäulenabschnitt aus Fig. 3a, verschoben und mit aufgespreiztem Endbereich.

Die Fahrzeuglenksäule 1 in Fig. 1 verbindet ein Lenkgetriebe mit einem hier strichpunktiert skizzierten Lenkrad 2 am in der Zeichnung rechten Ende der Lenksäule. Das Lenkgetriebe ist hier nicht dargestellt, würde aber am linken unteren Ende in der Zeichnung mit der Fahrzeuglenksäule verbunden sein.

Die Fahrzeuglenksäule 1 weist einen teleskopisch zusammenschiebbaren Abschnitt 3 in der Lenkspindel auf, in dem bei einem Crash, durch die dabei in Axialrichtung in die Lenksäule 1 vom Getriebe oder vom Lenkrad 2 her eingeleiteten Druckkräfte, ein Lenkspindelabschnitt 4 weiter in ein diesen ein Stück weit aufnehmendes Führungsrohr 5 weiter teleskopartig eingeschoben wird. Hierdurch wird das Lenkrad 2 durch die Axialbelastung der Fahrzeuglenksäule 1 nicht weiter in den Fahrzeuginnenraum verschoben bzw. verschwenkt, wodurch eine Belastung des Insassen vermieden werden kann.

Bei dieser zurückweichenden Längsverschiebung des Lenkspindelabschnitts 4 im Führungsrohr 5 wird gleichzeitig auch ein Teil der verschiebenden Energie in Verformungsenergie umgewandelt, indem der Lenkspindelabschnitt 4 als Deformationsbauteil dient und während dieser Verschiebung plastisch verformt wird.

Diese Verformung kann z. B. eine durch eine Nase im Führungsrohr bei der Verschiebung verursachte Knickung oder Beulung des Lenksäulenabschnitts hergeleitet, und durch eine mögliche Öffnung im Führungsrohr zugelassen werden. Ebenfalls wären Längsschlitze im Führungsrohr denkbar, durch die ein Austritt des Lenksäulenabschnitts aus dem Führungsrohr ermöglicht ist.

Die Fig. 2a und 2b zeigen einen Lenkspindelabschnitt 4a in einem Führungsrohr 5a, welcher an seinem Umfang in Verschieberichtung gerichtete Zahneinsätze 6 aufweist, die in Nuten 7 an der Innenwand des Führungsrohres 5a eingreifen. Die Zahneinsätze 6 sind an ihrer Oberfläche mit Kunststoff belegt, wodurch der Lenkspindelabschnitt 4a bei üblicher Belastung in Längsrichtung reibschlüssig unverschieblich und in Drehrichtung (um die Mittellängsachse) formschlüssig mit dem Führungsrohr 5a verbunden ist.

Der im Führungsrohr 5a liegende Endbereich 8a des Lenkspindelabschnitts 4a ist als Rohr 9a gefertigt und weist am Umfang nutförmig umlaufende und in Axialrichtung beabstandete Einkerbungen 10a auf.

Fig. 2b zeigt die Teleskoplenksäule 1a während eines Crash, bei dem diese durch Krafteinwirkung in Axialrichtung zusammengeschoben, und der Lenkspindelabschnitt 4a weiter in das Führungsrohr 5a eingeschoben wird.

Dabei gibt es für den Lenkspindelabschnitt 4a die Möglichkeit, entlang einer Anlaufschräge 11a im Führungsrohr 5a seitlich aus der Längsachse heraus gebogen zu werden und dabei ein Stück weit aus einer mit der Anlaufschräge 11a korrespondierenden Öffnung 12a im Führungsrohr 5a auszutreten. Der Lenkspindelabschnitt 4a kann damit weit in das Führungsrohr 5a eingeschoben werden, ohne auf eine blockierende Begrenzungsfläche zu treffen, die dann die volle Kraftweiterleitung und ein Aufstellen der Lenksäule zur Folge hätte.

Das Verformen des Lenkspindelabschnitts 4a führt zu einer Umwandlung der eingeleiteten Verschiebeenergie in Verformungsenergie und damit zu einem Abbau der in Verschieberichtung wirkenden Kräfte.

Die Fig. 3a und 3b zeigen ein weiteres Beispiel einer Teleskoplenksäule 1b, dessen Lenkspindelabschnitt 4b ebenfalls durch Zahneinsätze 6, die in Nuten 7 des Führungsrohres 5b eingreifen, reib- und formschlüssig bei üblicher Belastung lagestabil gehalten ist.

Der im Führungsrohr 5b liegende Endbereich 8b des Lenkspindelabschnitts 4b ist als Rohr 9b ausgebildet und weist Längseinschnitte 13b auf, mit denen ein Aufspreizen aller einzelnen Wandabschnitte 14b des Spindelrohres 9b nach außen ermöglicht ist.

Im Führungsrohr 5b ist, wie in Fig. 3b sichtbar, eine Anlaufschräge 11b ausgebildet, die die Wandabschnitte 14b bei der Verschiebung des Lenkspindelabschnitts 4b während eines Crash aus seiner Längsrichtung heraus nach außen biegt, und diese durch zugeordnete Öffnungen 12b in der Wand des Führungsrohres 5b hindurchführt. Die Wandabschnitte 14b werden durch einen Zentrierzapfen 15b in Richtung der Anlaufschräge 11b geleitet.

Bei dieser Verformung des Lenkspindelabschnitts 4b wird ebenfalls, wie in der Beschreibung zu den Fig. 2a und 2b erläutert, Verschiebeenergie bzw. Aufprallenergie vorteilhaft abgebaut.

Claims (8)

1. Teleskoplenksäule für Fahrzeuge, mit einer Lenkspindel, die ein Führungsrohr und einen in dieses bei einem Crash weiter einschiebbaren Lenkspindelabschnitt aufweist, dessen einschiebbare Länge größer als die Aufnahmelänge des Führungsrohrs ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Mantel des Führungsrohrs (5; 5a; 5b) mindestens eine Öffnung (12a; 12b) als Austritts­ möglichkeit für den innenliegenden Lenkspindelabschnitt (4; 4a; 4b) aus dem Führungsrohr heraus vorhanden ist.

2. Teleskoplenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (8a; 8b) des Lenkspindelabschnitts (4; 4a; 4b) durch die Öffnung (12a; 12b) hindurch aus dem Führungsrohr (5; 5a; 5b) herausleitbar ist.

3. Teleskoplenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Führungsrohr (5; 5a; 5b) eine Anlaufschräge (11a; 11b) vorhanden ist, an der der Lenk­ spindelabschnitt (4; 4a; 4b), von seiner Längsachse abweichend, durch die Längsverschiebung abbiegbar ist.

4. Teleskoplenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der abbiegbare Endbereich (8a; 8b) des Lenkspindelabschnitts (4; 4a; 4b) als Rohr (9a; 9b) ausgebildet ist.

5. Teleskoplenksäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Endbereich (8b) des Lenkspindelabschnitts (4b) axiale Einschnitte (13b) aufweist, durch die ein Aufspreizen einzelner Wandabschnitte (14b) ermöglicht ist.

6. Teleskoplenksäule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Führungsrohr (5b) ein Zentrierzapfen (15b) integriert ist, durch den die Wandabschnitte (14b) vom Rohrzentrum aus abgestützt sind.

7. Teleskoplenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des innenliegenden Endbereichs (8a) des Lenkspindelabschnitts (4a) radiale Einkerbungen (10a) vorgesehen sind.

8. Teleskoplenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkspindelabschnitt (4; 4a; 4b) während seiner Längsverschiebung drehfest mit dem Führungsrohr (5; 5a; 5b) verbunden bleibt.