DE19724492A1 - Fahrzeuglenkvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeuglenkvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Lenkwellen von Fahrzeuglenkvorrichtungen stellen weitgehend starre Bauteile dar, die insbesondere bei einem Frontalunfall in den Fahrgastraum dringen und den Fahrer verletzen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine gattungs­ gemäße Fahrzeuglenkvorrichtung derart weiterzubilden, daß ihr Verletzungspotential bei Unfällen reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Fahrzeuglenkvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange­ geben.

Durch den reibungsmindernden Lagerbereich können bei einem Unfall auf das Lenkrad aufgebrachte Kräfte, die seitlich, d. h. nicht axial auf das Lenkrad wirken, eine axiale Ver­ schiebung der Lenkwelle oder eines lenkerseitigen Lenker­ rohres als Verlängerung der Lenkwelle bewirken, wobei diese Verschiebung, die mit einer axialen Stachung der Lenkwelle oder des Lenkerrohres einhergeht, durch den reibungs­ mindernden Lagerbereich gewährleistet und gefördert wird.

Die Lenkwelle kann das Lenkerrohr axial weitgehend umfassen, wobei eine Festlegung in Umfangsrichtung in der Nähe des Lenkrades erfolgt. Ebenso kann die Lenkwelle kürzer gestaltet sein, wobei das Lenkerrohr an dem Verbindungs­ bereich auf die Lenkwelle aufgeschoben ist und eine Festlegung in Umfangsrichtung bildet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer teilweise aufgeschnittenen Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkvorrichtung; und

Fig. 2 in einer teilweise aufgeschnittenen Ansicht ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fahrzeuglenkvorrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeuglenkvorrichtung gemäß der Erfindung (siehe Fig. 1) weist eine Lenkwelle 1 auf, die in einer fahrzeugfesten Lagerung wie beispielsweise einem Lagergehäuse 2 mit zwei beabstandeten Kugellagern 3, 4 um ihre Längsachse drehbar gelagert und in Axialrichtung fest­ gelegt ist. Das bezüglich des Fahrzeugs vordere (nicht dargestellte) Ende der Lenkwelle 1 ist mit einem Kreuzgelenk eines Lenkgetriebes gekoppelt. Ein Lenkerrohr 5, das den lenkerseitigen Abschnitt der Lenkwelle 1 bildet, ist weitgehend in der hohlen, rohrförmigen Lenkwelle 1 aufgenom­ men. Sein fahrerseitiges Ende 6 ist erweitert und enthält eine ringförmige Befestigung 7 für ein Lenkrad (nicht darge­ stellt). In dem erweiterten Ende 6 ist ein gefalteter Airbag 8 in seinem Gehäuse 9 aufgenommen. Ein Gasgenerator 10 ist in dem hohlen Lenkerrohr 5 derart angeordnet, daß sein Gas­ austrittsteil oder Diffusor 11 benachbart zu einem mit Gas­ durchtrittsöffnungen 12 versehenen Gehäuseboden 13 des Air­ baggehäuses 9 positioniert ist. Das gegenüberliegende Ende 14 des Gasgenerators 10 stützt sich axial an einer Verengung oder Einsickung 15 des Lenkerrohres 5 ab.

Das vordere, dem Lenkrad gegenüberliegende Ende 16 des Len­ kerrohres 5 stützt sich an einem Halteteil 17 der Lenkwelle 1 axial ab. Das Halteteil 17 ist beispielsweise ein in der hohlen Lenkwelle 1 befestigter Teller 17. Ein Vorderab­ schnitt des Lenkerrohres 5 ist axial stauchbar und bei­ spielsweise als Wellrohr 18 ausgebildet, das bei Über­ schreiten einer z. B. von der Wandstärke, der Material­ festigkeit und der Geometrie der Wellform abhängigen Kraft derart verformt wird, daß es sich-axial verkürzt.

Die Lenkwelle 1 weist an ihrem hinteren, dem Lenkrad zuge­ wandten Ende 19 eine ringförmige Einschnürung 20 auf, die eine drehfeste Verbindung 21 mit dem innenliegenden Lenkerrohr 5 bildet. Diese Verbindung 21 ist beispielsweise eine wälzgeschmiedete Rändelpressung mit Rändelungen auf dem Lenkerrohr 5 und der Lenkwelle 1. Diese Verbindung 21 verhindert eine relative Verdrehung zwischen der Lenkwelle 1 und dem Lenkerrohr 5, läßt jedoch eine relative axiale Verschiebung des Lenkerrohres 5 in der Lenkwelle 1 zu. Angrenzend an diese Verbindung 21 in Richtung zum Wellrohr 18 ist zwischen dem Lenkerrohr 5 und der Lenkwelle 1 ein ringförmiger Hohlraum 22 gebildet, in dem eine Lagerein­ richtung 23 für das Lenkerrohr 5 in der Lenkwelle 1 vor­ gesehen ist. In dem Ausführungsbeispiel ist die Lager­ einrichtung 23 ein Zylinderkäfig 24 mit Kugeln 25 als Wälz­ körper. Jedoch kann auch eine Teflon-Lagerhülse oder ein anderes reibungsverminderndes Element eingesetzt werden. Ebenso kann der ringförmige Hohlraum 22 zu einem ringförmi­ gen Spalt verengt sein, in dem ein reibungsminderndes Schmiermittel zum Reduzieren der Gleitreibung enthalten ist.

Im Normalbetrieb sind das Lenkerrohr 5 und die Lenkwelle 1 an bzw. mittels der Verbindung 21 drehfest gekoppelt, so daß die Lagereinrichtung 23 keine Relativbewegung zwischen dem Lenkerrohr 5 und der Lenkwelle 1 erfährt. Eine in das Lenkerrohr 5 eingeleitete und eine übliche Kraft nicht übersteigende Radialkraft kann von der Verbindung 21 aufgenommen werden und belastet die Lagereinrichtung 23 nicht oder nur unwesentlich, die somit einer andauernden Belastung nicht unterworfen ist. Wenn bei einem Unfall eine sich auf dem Fahrersitz befindende Person gegen das Lenkrad geschleudert wird, wird über das Lenkrad auf das Lenkerrohr 5 eine üblicherweise von der axialen Richtung abweichende Kraft eingeleitet. Die axiale Komponente der eingeleiteten Kraft verschiebt das Lenkerrohr 5 axial, wobei das Wellrohr 18 verformt und dabei durch Stauchen axial verkürzt wird. Die unter einem Winkel zur Längsachse des Lenkerrohres 5 wirkende Kraftkomponente wird von der Lagereinrichtung 23 aufgenommen, die durch ihre reibungsmindernde Funktion eine axiale Verschiebung des Lenkerrohres 5 erleichtert und fördert. Ohne eine derartige reibungsmindernde Lagereinrichtung 23 könnten hohe seitliche Kräfte eine axiale Verschiebung des Lenkerrohres 5 aufgrund der am Umfang des Lenkerrohres 5 gegenüber der Lenkwelle 1 wirkenden Reibungskräfte blockieren und damit die Verletzungsgefahr der auf den Lenker und das Lenkerrohr 5 auftreffenden Person deutlich erhöhen, da der Lenker und das Lenkerrohr 5 nicht nachgeben würden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung (siehe Fig. 2) ist dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen ähnlich aufgebaut, weist jedoch eine Lenkwelle 1' auf, die sich von einem Lenkgetriebe kommend lediglich in etwa bis zu dem vorderen Kugellager 3 erstreckt. Das Lenkerrohr 5, umfaßt einen Endabschnitt 26 der Lenkwelle 1' und ist mit diesem drehfest verbunden, beispielsweise durch eine Rändelver­ bindung 27. Das vordere Kugellager 3 bildet sowohl eine radiale wie auch eine axiale Lagerung für das Lenkerrohr 5' in dem fahrzeugfesten Lagergehäuse 2. Die axiale Abstützung erfolgt an einem z. B. als Wellrohr 18' ausgebildeten axial stauchbaren Abschnitt des Lenkerrohres 5'. Eine Lagerhülse 28 umgibt das Lenkerrohr 5' in der Art und Weise-, wie die Lenkwelle 1 im ersten Ausführungsbeispiel das Lenkerrohr 5 umgibt, ist jedoch in seiner axialen Länge auf einen Lager­ abschnitt begrenzt, in dem die schon beschriebene Lager­ einrichtung 23 angeordnet ist. Am lenkerseitigen Ende 29 der Lagerhülse 28 ist die Verbindung 21 z. B. als Rändelpressung vorgesehen, während sich das andere Ende als umgebogener Absatz 30 radial nach außen erstreckt und an der Innenseite des Lagergehäuses 2 abstützt und eine radiale Führung und Abstützung bietet. Die Funktionsweise des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels entspricht im wesentlichen derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.

Der Fahrzeuglenkvorrichtung erfüllt ihre Funktion grund­ sätzlich auch ohne einen im Lenkerrohr 5 enthaltenen Gasgenerator.

Claims (8)

1. Fahrzeuglenkvorrichtung mit einem Lenkrad, einer mit dem Lenkrad drehfest verbundenen Lenkwelle, die Drehbewegungen des Lenkrades auf ein Lenkgetriebe überträgt, und einer integrierten Airbageinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein den lenkerseitigen Abschnitt der Lenkwelle (1) bildendes Lenkerrohr (5) einen Verformungsabschnitt (18), der durch eine Axialkraftkomponente von bei einem Unfall auf das Lenkrad aufgebrachten Kräften axial gestaucht wird, und einen Lagerbereich (23) aufweist, in dem das Lenkerrohr (5) während seiner Axialbewegung reibungsmindernd gelagert ist.

2. Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbereich (23) eine das Lenkerrohr (5) umgebende Lagereinrichtung (23) und insbesondere einen Kugelkäfig (24) aufweist.

3. Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Lenkwelle (1) das Lenkerrohr (5) in axialer Richtung bis über die dazwischen angeordnete Lagereinrichtung (23) umgibt und mittels einer Halteeinrichtung (21) mit dem Lenkerrohr (5) in Umfangsrichtung festgelegt ist.

4. Fahrzeuglenkvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkerrohr (5') von einer Lagerhülse (28) umgeben ist, die den Lagerbereich bildet und über eine Halteeinrichtung (21) mit dem Lenkerrohr (5') in Umfangsrichtung festgelegt ist.

5. Fahrzeuglenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorderabschnitt des Lenkerrohres (5) als Wellrohr (18, 18') gebildet ist, das sich an einem Halteelement (17) an der Lenkwelle (1) axial abstützt.

6. Fahrzeuglenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsvermindernde Lagereinrichtung (23) eine zylindrische Kunststoffhülse und insbesondere Teflonhülse ist.

7. Fahrzeuglenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die reibungsvermindernde Lagereinrichtung (23) bzw. der Kugelkäfig (24) nach einem ersten axialen Bewegungsweg des Lenkerrohres (5, 5') aus einer inaktiven Ruhestellung aktiviert ist.

8. Fahrzeuglenkvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkerrohr (5, 5') einen Gasgenerator enthält.