DE1966981B2 - Sicherheitslenkeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer bekannten Sicherheitslenkeinrichtung dieser Art (US-PS 33 94 612) sind die beiden Teile der Lenkwellen durch eine Hülse verbunden, und diese Gesamtanordnung ist von zwei weiteren Hülsen umschlossen. Die Hülsen weisen Sicken und Ausprägungen auf, die bei einem Unfall und damit erhöhtem Stoß auf die Lenksäule rückverformt werden. Bei der Erstellung der Sicken und Ausprägungen wird das Ausgangsmaterial im Bereich von deren Rändern geschwächt, und es findet gewöhnlich eine metallurgische Strukturänderung innerhalb des Materials statt. Die Verschiebung der Lenkwellen erfolgt deshalb stoßweise, wobei jeweils im Bereich der Sicken eine Materialverdrängung erfolgt, deren Widerstand sich nur schwer von der Fertigung her festlegen läßt.

Bei derartigen Anordnungen kann bei ungünstigem Unfallablauf die eine Lenkwelle ihre Ausrichtung gegenüber der anderen Lenkwelle aufgeben. Dies ei gibt sich insbesondere dann, wenn die Materialverdrängung der Hülse an der einen Lenkwelle nicht achssymmetrisch erfolgt, was fertigungs- oder unfallbedingt sein kann.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Unfall die Ausrichtung der Lenkwellen auch dann gegenüber einander sicherzustellen, wenn bedingt durch den Unfall oder ungleichmäßige Materialverdrängung der den Widerstand aufbringenden Elemente die beiden Lenkwellen bestrebt sind, ihre Ausrichtung aufzugeben.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs.

Die beiden Teile der Lenkwelle sind so bei der gesamten Verschiebung genau gegenüber einander geführt, und ihre Ausrichtung bleibt erhalten, während die Energieabsorption durch Materialabtragung stattfindet. Das Lager liegt außerhalb des Verformungsbereiches und bleibt während der gesamten Energieabsorption gleichmäßig wirksam, da es durch den Stoß nicht beeinträchtigt wird. Auf diese Weise ist mit konstruktiv einfachen Mitteln die Ausrichtung der Lenkwellen sichergestellt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, die anhand der nachfolgen

den Beschreibung näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Sicherheitslenksäule,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie D-D in F i g. 1 und
Fig.3 einen Längsschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Der obere Teil einer Lenkwellenanordnung weist eine massive oder rohrförmige Lenkwelle 1 mit einem Ende 14 zum Anschluß eines Lenkrades auf. Am

jo unteren Ende der Lenkwellenanordnung ist eine

- Lenkwelle einstückig mit einer Hülse 2 versehen und weist ein Ende 24 zum Anschluß an ein Lenkgetriebe auf. Die beiden Teile der Lenkwellenanordnung sind innerhalb eines feststehenden Gehäuses angeordnet, das aus einem oberen äußeren Rohr 3 und einem

unteren äußeren Rohr 4 besteht. Das Rohr 4 ist so bemessen, daß es sich teleskopartig in das Rohr 3 schieben kann.

Am unteren Ende der Lenksäule ist zwischen der Lenkwelle und dem Rohr 4 ein doppeltes Kugellager 5 vorgesehen, das durch einen Flansch 54 aus elastomerem Material geschützt ist. Am oberen Ende der Lenksäule ist zwischen der Lenkwellc I und dem Rohr 3 ein ähnliches Lager 6 vorgesehen.

Am Eintritt des äußeren Rohres 4 in das äußere Rohr 3 hat das Rohr 4 eine ringförmige Einbuchtung 7, während an der Außenseite des Rohres 4 ein Kunststoffkragen 8 angeordnet ist, der in die Einbuchtung 7 eingreift, wodurch der Kragen 8 an einer axialen

Bewegung gehindert wird. Der Kragen 8 hat eine flache, nach außen weisende Ausnehmung. Das äußere Rohr 3 ist mit einer oder mehreren in radialer Richtung verlaufenden Bohrungen 9 versehen, die in die Ausnehmung münden. Nach dem Zusammenbau wird Kunststoff oder ein gießbares Elastomer in eine der Bohrungen 9 eingespritzt, bis die Ausnehmung und gegebenenfalls weitere Bohrungen 9 ausgefüllt sind. Die in die Bohrungen 9 eingreifenden Materialpfropfen wirken als Scherstifte zwischen den Rohren 3 und 4 und erzeugen beim teleskopartigen Zusammenschieben der Lenksäule einen relativ niedrigen Widerstand.

Die das Drehmoment übertragenden Teile der Lenkwellenanordnung sind in einem Bereich 10 miteinander verbunden. Die an der Lenkwelle 2 ausgebildete Hülse ist bei 11 mittels einer hohlzylindrischen Muffe 12 verschweißt, veriötet oder in anderer Weise verbunden, wobei die Muffe 12 bei 13 mit einer Verlängerung 2C der Hülse verbunden ist. Die Verlängerung 2C umschließt die Lenkwelle 1 unter Abstand. Im Bereich 2ß ist ein büchsenartiges Lager zwischen der Verlängerung 2C und der Lenkwelle 1 angeordnet, das als stabilisierendes Lager dient.

Die Muffe 12 hat beispielsweise vier radiale Bohrungen 124, die gegenüber einer ringförmigen Nut 12ßausgerichtet sind, die am freien Ende der Lenkwelle 1 ausgebildet ist. In diese Nut 12ß und die Bohrungen 124 ist ein Kunststoffmaterial eingespritzt und in diesen ausgehärtet. Auf diese Weise ergeben sich Scherstifte aus Kunststoff innerhalb der Bohrungen 124.

Das Ende der Lenkwelle 1 bildet ein getrennt angefertigtes Element von quadratischem Ausgangsquerschnitt — F i g. 2 — und mit einer konvexen Stirnfläche 15 — Fig. 1. Die Seitenabmessungen des Qudrates entsprechen etwa dem Durchmesser der Lenkwelle

⁶S 1. Das Element 14 greift in das ebenfalls quadratisch ausgebildete Innere der Muffe 12 ein und überträgt durch diesen formschlüssigen Eingriff das Lenkmoment. In axialer Richtung ist die Anordnung durch die

Scherstifte in den Bohrungen 12Λ festgelegt

Falls eine übermäßig große axiale Belastung auftritt, beispielsweise bei einem Unfall, scheren die Stifte ab. Das im Querschnitt quadratische Element 14 dringt dann in das hülsenförmige Ende der Hülse 2 ein, in dem S es sich durch Schneiden und Stanzen seine Bahn freimachen muß, wobei durch diese zerstörende Einwirkung Energie verzehrt wird, die das *eleskopische Einschieben der Lenkwelle 1 in die Lenkwellen-Hülse 2 abbremst Falls eine Steigerung dieser Bremswirkung erwünscht ist, kann die Bohrung der Hülse 2 konvergierend ausgebildet werden, so daß die zum Eintreiben der Lenkwelle 1 in die Hülse 2 erforderliche Kraft progressiv zunimmt

Die beiden Teile der Lenkwellenanordnung (Welle 1 und Hülse 2) können so unabhängig von den nicht an der Drehbewegung teilnehmenden äußeren Rohren 3 und 4 verstellt werden.

Bei dem in F i g. 3 dargestelltem Ausführungsbeispiel ist ein äußeres rohrförmiges Gehäuse 31 vorgesehen, das bei einem Kraftfahrzeug zwischen einer Spritzwand 32 und einem Bügel 33 angeordnet ist, der an dem Armaturenbrett befestigt sein kann. Das Gehäuse 31 ist kürzer als die Lenksäule und kann aus zusammenschiebbaren Teilen bestehen, die jeweils an der Spritzwand 32 bzw. dem Bügel 33 befestigt sind. Die Lenksäule besteht aus einer oberen Lenkwelle 36, die im wesentlichen als Hülse ausgebildet ist und eine Keilverzahnung 36A zum Anschluß des Lenkrades aufweist, und aus einer unteren Lenkwelle 39, die sich nach unten bis zum Lenkgetriebe erstreckt.

Die untere Lenkwelle 39 ist bei 34 in der Spritzwand 32 des Kraftfahrzeuges drehbar und ohne axiales Spiel gelagert. Die obere Lenkwelle 36 ist in einem Kugelschulterlager 35 im Bereich des Bügels 33 geführt. Das Lager 35 ist derart angeordnet, daß die Lenkwelle 36 sich teleskopisch nach unten — gemäß F i g. 3 nach links — bewegen kann. Die Lenkwelle 36 ist bei 36ß nach außen und bei 36Cnach innen verformt, so daß ein innerer ringförmiger Raum bzw. Kanal gebildet ist, der einen Kragen 37 umschließt. Der Kragen 37 ist mit radialen Einspritzbohrungen 41 versehen, die gegenüber radialen Bohrungen 41/4 in der Verlängerung der Lenkwelle 36 ausgerichtet sind und so mit einem Raum 41B eines polygonalen Elementes 38 am freien Ende der Lenkwelle 39 innerhalb des Kragens 37 in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann nach der Montage aurch Einspritzen des Kunststoffes ein Abscherelement ausgebildet werden, das im wesentlichen aus den radialen Abscherstiften innerhalb der Bohrungen 41 und 41/4 sowie des Raumes 41B besteht Die Stifte nehmen die normalen axialen Belastungen der Lenksäule auf. Innerhalb der axialen Bohrung des Kragens 37 befindet sich das polygonale Element 38 mit einer konvexen Stirnfläche. Die Verlängerung der Hülse der Lenkwelle 36 erstreckt sich über und unter Abstand von einem Teil der Lenkwelle 39 und weist an ihrem freien Ende bei 40 ein die Lenkwelle 36 und der Lenkwelle 39 abstützendes und stabilisierendes Gleitlager auf. Das polygonale Element 38 am freien Ende der Lenkwelle 39 hat einen quadratischen Querschnitt und kann entsprechend dem vorangehenden Ausführungsbeispie! beim Zusammenschieben seine Bahn freischneiden, freistanzen oder auf andere Weise unter Krafteinwirkung in das Ende der Lenkwellen-Hülse 36 nach dem anfänglichen Abscheren der Stifte eindringen, wobei ein Rest des Kunststoffs in dem Raum 41B verbleibt.

Die Lenkwellen 36 und 3? sind in der normalen Betriebsstellung zur Übertragung der Lenkmomente dadurch verbunden, daß das polygonale Element 38 in den entsprechend ausgebildeten Kragen 37 eingreift. Die Lager 34 und 35 stützen die Lenkwellen 36 und 39 innerhalb des Gehäuses 31 ab. Das Lager 35 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß die axiale Bewegbarkeit der Lenkwelle 36 nicht behindert wird. Das Gehäuse 31 ist wesentlich kurzer als die Lenksäule, und die Lager 34 und 35 sind so ausgebildet, daß die Lenkwelle 36 sich nach oben aus dem Gehäuse 31 herauserstreckt, wobei die teleskopartige Zusammenschiebbarkeit durch diese Abmessungen bestimmt ist.

Sind das Lager 35 direkt an dem Bügel 33 und das Lager 34 direkt an der Spritzwand 32 befestigt, so kann das Gehäuse 31 entfallen. Die beiden Lager 34 und 35 können innerhalb eines federnden Blockes selbstzentrierend angeordnet sein. Das Lager 34 kann entfallen, wenn das untere Ende der Lenkwelle 39 im Lenkgetriebgehäuse selbst gelagert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Sicherheitslenkeinrichtung, bestehend aus einer teleskopisch beide Teile einer Lenkwellenanordnung verbindenden Hülse, die mit dem einen Teil der Lenkwellenanordnung fest zusammenhängend ausgebildet ist, und aus dem anderen nach Oberwindung eines durch Abscheren von Bolzen bedingten, axialen Anfangswiderstandes durch Verformung der Hülse an diese einschiebbaren Teil der Lenkwellenanordnung, wobei die Verformung mittels eines am anderen Teil der Lenkwellenanordnung vorhandenen Elementes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2 bzw. 36) über das Element (14 bzw. 38) bzw. den Verformungsbereich hinaus verlängert ausgeoildet ist und die Lenkwelle (1 bzw. 39) umschließend an ihrem freien Ende ein sich auf der Lenkwelle (1 bzw. 39) abstützendes Lager (2Bbzw. 40) aufweist