DE19850755A1 - Steering column arrangement for motor vehicle has clamp on telescopic section of steering column closest to steering wheel to form end stops for steering wheel adjustment range, and between sections has pin shearing by impact energy - Google Patents

Steering column arrangement for motor vehicle has clamp on telescopic section of steering column closest to steering wheel to form end stops for steering wheel adjustment range, and between sections has pin shearing by impact energy

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DE19850755A1 DE1998150755 DE19850755A DE19850755A1 DE 19850755 A1 DE19850755 A1 DE 19850755A1 DE 1998150755 DE1998150755 DE 1998150755 DE 19850755 A DE19850755 A DE 19850755A DE 19850755 A1 DE19850755 A1 DE 19850755A1
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Michael Kirschenstein
Frank Rindfleisch
Siegfried Weyh
Hartmut Spellig
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Volkswagen AG
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Volkswagen AG
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
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    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60R21/16—Inflatable occupant restraints or confinements designed to inflate upon impact or impending impact, e.g. air bags
    • B60R21/20—Arrangements for storing inflatable members in their non-use or deflated condition; Arrangement or mounting of air bag modules or components
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Abstract

The telescopic section(5) of the steering column(3) closest to and supporting the steering wheel(2) has a locking clamp(8) on the structure of the vehicle forming end stops for a steering wheel adjustment range. Pins(9) are provided between the two sections and are effective in the axial direction only during deformation in the region of the vehicle's splashboard(1). In the event of deformation, after movement of the steering wheel, the pins yield by utilizing crash energy, after which the section closest to the steering column is released to move into the safety position.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenksäulenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a steering column arrangement according to the preamble of Claim 1.

Eine derartige Lenksäulenanordnung ist aus der DE 33 37 231 C2 in der Weise bekannt, daß eine crashbedingte Rückverlagerung der Motor-Getriebe-Einheit über einen Seilzug auf die Lenksäule übertragen wird, eine Arretierung für diese am Rohbau aufhebt und demgemäß die Lenksäule mit dem Lenkrad vom Fahrer weg in Richtung nach vorn verlagert. Wie in der zitierten Schrift ausgeführt, sind auch Fahrzeuge mit sich bei einem Frontalaufprall rückwärts verlagerndem Stoßfänger bekannt, die diese Bewegung des Stoßfängers auf die Lenksäule zum Zurückziehen des Lenkrades übertragen. Sinn dieser Maßnahmen ist die Vermeidung des Aufpralls des Fahrerkopfes auf das Lenkrad, wie er auch bei angelegtem Sicherheitsgurt auftreten kann.Such a steering column arrangement is known from DE 33 37 231 C2 in such a way that a crash-related relocation of the motor-gear unit via a cable is transferred to the steering column, releases a lock for this on the shell and accordingly the steering column with the steering wheel away from the driver in the forward direction shifted. As stated in the cited document, vehicles are also with you Frontal rear-impacting bumper known this movement of the Transfer the bumper to the steering column to retract the steering wheel. sense of these measures is to avoid the impact of the driver's head on the steering wheel, as it can occur with a seat belt.

Nun gibt es aber Unfallsituationen, insbesondere solche, bei denen der Fahrer den Sicherheitsgurt nicht angelegt hat, bei denen die beschriebene bekannte Anordnung nicht in optimaler Weise den Schutz des Fahrers im Crashfall gewährleistet. So kann bei einem großen Fahrer, d. h. bei weit nach hinten verstelltem Sitz, der Abstand zwischen Oberkörper bzw. Kopf des Fahrers einerseits und Lenkrad andererseits auch ohne die beschriebenen Maßnahmen relativ groß sein, so daß der Fahrerkörper auf das Lenkrad im Crashfall mit hoher Geschwindigkeit aufprallt. In derartigen Unfallsituationen kann also eine gattungsgemäße Lenksäulenanordnung, bei der im Crashfall das Lenkrad vom Fahrer entfernt wird, sogar nachteilig sein.Now there are accident situations, especially those in which the driver's Has not fastened a seat belt in which the known arrangement described does not optimally guarantee driver protection in the event of a crash. So at a great driver, d. H. with seat adjusted far back, the distance between Upper body or head of the driver on the one hand and steering wheel on the other hand without the Measures described to be relatively large, so that the driver's body on the steering wheel crashes at high speed in the event of a crash. In such accident situations So a generic steering column arrangement, in which the steering wheel in the event of a crash Driver removed, may even be disadvantageous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Lenksäulenanordnung zu schaffen, die hinsichtlich der Vermeidung von Fahrerverletzungen durch Aufprallen seines Körpers bzw. Kopfes auf das Lenkrad optimiert ist. The invention has for its object a generic steering column assembly to create that in terms of avoiding driver injuries from impact his body or head is optimized on the steering wheel.  

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.The inventive solution to this problem consists in the characterizing Features of the main claim describe advantageous embodiments of the invention the subclaims.

Auch bei der Erfindung erfolgt also im Crashfalle die Bewegung des Lenkrads aus der normalen Betriebsposition in die Sicherheitsposition, also eine Lenkradbewegung in Richtung nach vorn, jedoch durch den auf dem Lenkrad aufliegenden bzw. sich an diesem abstützenden Fahrerkörper selbst, d. h. durch seine Trägheit. Diese gemeinsame Bewegung von Fahrer und Lenkrad aus der Betriebsposition des Lenkrads in seine Sicherheitsposition wird dadurch gewährleistet, daß zuvor in einer früheren Phase der crashbedingten Deformation des Fahrzeugs im Bereich seiner Spritzwand das Lenkrad in Richtung auf den Fahrer in eine Aufnahmeposition für dessen Körper verschoben wird. In Abweichung von dem beschriebenen Stand der Technik erfolgt bei der Erfindung also zunächst eine Bewegung des Lenkrads in Richtung auf den Fahrer zu, die so schnell erfolgt, daß der Fahrerkörper praktisch erst bei in Auffangposition bewegtem Lenkrad auf dieses auftrifft und dann mit seiner Trägheit das Lenkrad aus der Auffangposition über die Normalposition bis in die Sicherheitsposition nach vorn verschiebt. Sind dabei der Lenksäule bewegungsenergieumsetzende Mittel zugeordnet, beispielsweise eine Klemmarretierung gemäß Anspruch 2, so erfolgt während dieser durch die Trägheit des Fahrers hervorgerufenen Vorwärtsbewegung des Lenkrads eine Energieumsetzung über einen größeren Verschiebeweg.In the case of a crash, the movement of the steering wheel also takes place in the invention normal operating position to the safety position, i.e. a steering wheel movement in Direction forward, however, by the on the steering wheel or on this supporting driver body itself, d. H. by its sluggishness. This common Movement of driver and steering wheel from the operating position of the steering wheel into his The security position is ensured by the fact that, in an earlier phase of the Crash-related deformation of the vehicle in the area of its bulkhead in the steering wheel Direction towards the driver in a recording position for his body is shifted. In The invention therefore deviates from the prior art described first a movement of the steering wheel towards the driver that so quickly takes place that the driver's body practically only when the steering wheel is moved to the catch position this strikes and then with its inertia over the steering wheel from the catch position shifts the normal position forward to the safety position. Are the Steering column associated with means converting kinetic energy, for example a Clamping lock according to claim 2, so it takes place during the inertia of the Driver caused forward movement of the steering wheel energy conversion a larger displacement path.

Das Grundprinzip der Erfindung, nämlich die Vermeidung eines harten Aufpralls des Fahrerkörpers oder Fahrerkopfes auf ein Teil der Lenksäulenanordnung, kann gemäß Anspruch 3 weitergeführt werden für den Fall eines mit einem Airbag bestückten Lenkrads, der bei dem Crash aufgeblasen wird. Bekanntlich besteht hier die Gefahr, daß durch sogenanntes Anschießen des Fahrerkörpers Verletzungen auftreten. Die entsprechende Weiterbildung der Erfindung will dies dadurch vermeiden, daß zu Beginn des Aufblasens des Airbags der dabei auftretende, auf das Lenkrad wirkende Rückschlag dazu ausgenutzt wird, eine Bewegung des Lenkrads in Richtung seiner beschriebenen Sicherheitsposition, also in Richtung vom Fahrer weg, auszulösen. In dieser Ausbaustufe sieht die Erfindung also vor, daß zunächst unter Ausnutzung des Rückschlags des sich gerade aufblasenden Airbags das Lenkrad vom Fahrer weg in seine Sicherheitsposition bewegt wird, daß dann durch die beginnende Deformation im Spritzwandbereich des Fahrzeugs das Lenkrad auf den Fahrer zu in seine Auffangposition für diesen verschoben wird, und daß schließlich der Fahrer mit seiner Trägheit beim Auftreffen auf den Airbag das Lenkrad wieder in Richtung nach vorn in die Sicherheitsposition verschiebt.The basic principle of the invention, namely the avoidance of a hard impact Driver's body or driver's head on part of the steering column assembly, can according to Claim 3 to be continued in the event of an airbag Steering wheel that is inflated in the crash. As you know, there is a risk that Injuries occur when the driver's body is shot at. The Corresponding development of the invention wants to avoid this in that at the beginning the inflation of the airbag the occurring on the steering wheel Kickback is exploited to cause the steering wheel to move towards it described safety position, that is to say in the direction away from the driver. In this stage of development, the invention therefore provides that, first using the Kickback of the airbag just inflating the steering wheel away from the driver his security position is moved that then by the beginning deformation in Bulkhead area of the vehicle the steering wheel towards the driver in his  Catching position for this is shifted, and that finally the driver with his Sluggishness when hitting the airbag turns the steering wheel back towards the front Security position shifts.

Wie die Unteransprüche zum Ausdruck bringen, können diese Vorgänge durch relativ einfach aufgebaute Einrichtungen unter Rückgriff auf übliche Verstellvorrichtungen für die Betriebsposition des Lenkrads ausgelöst werden. Insbesondere lassen sich die Einrichtungen in eine Teleskoplenksäule integrieren, deren dem Lenkrad benachbarter Lenksäulenteil über eine Klemmarretierung nach Lösen derselben hinsichtlich seiner Betriebsstellung veränderbar gelagert ist. Diese Klemmarretierung bewirkt, wenn sie angezogen ist, d. h. in ihrer Betriebslage, bei einem Crash eine Umsetzung von Bewegungsenergie in Wärme und wirkt demgemäß als Deformationselement, das die Beschleunigung des Fahrerkörpers verringert.As the subclaims express, these operations can be done through relative simply constructed facilities using conventional adjustment devices for the operating position of the steering wheel are triggered. In particular, the Integrate devices in a telescopic steering column, the one adjacent to the steering wheel Steering column part via a clamping lock after loosening the same with regard to it Operating position is stored changeable. This clamp lock causes when is attracted, d. H. in their operating situation, in the event of a crash an implementation of Kinetic energy in heat and accordingly acts as a deformation element that the Acceleration of the driver's body is reduced.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, deren Fig. 1 schematisch die Verhältnisse im normalen Betrieb des Fahrzeugs zeigt, während sich die Fig. 2 bis 5 auf den zeitlichen Ablauf eines Frontalcrashs bezieht. In allen Figuren sind nur die hier interessierenden Bestandteile der Lenksäulenanordnung und des Fahrzeugs schematisch wiedergegeben.A corresponding embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, FIG. 1 schematically showing the conditions in normal operation of the vehicle, while FIGS. 2 to 5 relate to the course of a frontal crash. In all figures, only the components of the steering column arrangement and the vehicle that are of interest here are shown schematically.

Betrachtet man zunächst Fig. 1, die also die verschiedenen Bestandteile der Lenksäulenanordnung in ihrer normalen Betriebslage zeigt, so erstreckt sich zwischen der Spritzwand 1 des Fahrzeugs und dem Lenkrad 2 die Teleskoplenksäule 3, die in diesem Ausführungsbeispiel die beiden teleskopierenden Lenksäulenteile 4 und 5 aufweist. In dem lenkradnahen Lenksäulenteil 5 ist das Lenkrad 2 axial abgestützt. Dieser Lenksäulenteil ist mit der Langlochführung 6 für den rohbaufesten Stift 7 versehen, die zusammen eine Verstellvorrichtung 8 für die Betriebslage des Lenkrads 2 bilden und die Möglichkeit bieten, in bekannter und daher im einzelnen nicht darzustellender Weise eine Klemmarretierung für die gewünschte Betriebslage des Lenkrads 2 zu bilden.Referring first to Fig. 1, which thus shows the various components of the steering column assembly in its normal operating position, so the vehicle and the steering wheel 2 extends between the dash panel 1, the telescoping steering column 3, in this embodiment, the two telescoping steering column parts 4 and 5 has. The steering wheel 2 is axially supported in the steering column part 5 near the steering wheel. This steering column part is provided with the elongated hole guide 6 for the body-fixed pin 7 , which together form an adjusting device 8 for the operating position of the steering wheel 2 and offer the possibility, in a known and therefore not shown in detail, of a clamping lock for the desired operating position of the steering wheel 2 form.

Der spritzwandseitige Lenksäulenteil 4 trägt Pins 9, so daß eine Verschiebung des Lenksäulenteils 4 in Fig. 1 nach rechts in den Lenksäulenteil 5 hinein nur in begrenztem Maße möglich ist. The splash wall-side steering column part 4 carries pins 9 , so that a displacement of the steering column part 4 in FIG. 1 to the right into the steering column part 5 is only possible to a limited extent.

Die weiteren Figuren zeigen nun die Verhältnisse beim Auftreten eines durch den Pfeil 10 symbolisierten Frontalcrashs. Im diesem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß das Lenkrad 2 mit einem Airbag 11 bestückt ist, der über einen Aufprallsensor beim Auftreten des Crashs 10 aktiviert, d. h. aufgeblasen wird. Der dabei auftretende Rückstoß des Airbags wirkt auf das Lenkrad 2 und schiebt über dieses den Lenksäulenteil 5 aus seiner in Fig. 1 dargestellten Betriebsposition in eine von dem Fahrer entferntere Sicherheitsposition, die durch Anschlagen des Stiftes 7 der Verstellvorrichtung 8 an das hintere Ende der Kulisse 6 definiert ist. Dadurch wird ein Anschießen des Fahrers durch den sich aufblasenden Airbag 11 vermieden bzw. auf ein tragbares Maß verringert.The other figures now show the conditions when a frontal crash symbolized by arrow 10 occurs . In this embodiment it is assumed that the steering wheel 2 is equipped with an airbag 11 which is activated, ie inflated, via an impact sensor when the crash 10 occurs . The recoil of the airbag that occurs acts on the steering wheel 2 and, via this, pushes the steering column part 5 out of its operating position shown in FIG. 1 into a safety position farther from the driver, which is caused by the pin 7 of the adjusting device 8 striking the rear end of the link 6 is defined. This prevents the driver from shooting at the inflating airbag 11 or reduces it to a portable level.

Während sich der anhand Fig. 2 beschriebene Vorgang in einem Zeitraum von etwa 20 bis 30 ms nach Auftreten des Crashs abspielt, tritt erfahrungsgemäß eine stärkere crashbedingte Deformation im Bereich der Spritzwand 1 erst später, etwa nach 40 bis ms, auf. Diese Deformation hat eine Bewegung des Lenksäulenteils 4 in Fig. 3 nach rechts in den Lenksäulenteil 5 hinein zur Folge, so daß schließlich die Pins 9 zur Anlage an dem Rand des Lenksäulenteils 5 gelangen und diesen zusammen mit dem Lenkrad 2 in Richtung nach rechts in eine in Fig. 4 dargestellte Auffangposition des Lenkrads 2 nebst aufgeblasenem Airbag 11 für den Fahrer verschiebt. Nunmehr kommt der rohbaufeste Stift 7 zur Anlage an dem in Fig. 4 linken Endanschlag der Kulisse 6, und die Pins 9 sind so ausgelegt, daß sie bei weiterer Deformation im Bereich der Spritzwand 1, also weiterer Belastung des Lenksäulenteils 4 in der Figur nach rechts, abbrechen, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist. Eine weitere Bewegung des Lenksäulenteils 4 in den Lenksäulenteil 5 hinein erfolgt also ohne Mitnahme des letztgenannten Lenksäulenteils, und umgekehrt kann der Lenksäulenteil 5 zusammen mit dem Lenkrad aus seiner in Fig. 4 dargestellten Aufnahmeposition für den in Fig. 5 mit 12 bezeichneten Fahrer durch dessen Trägheit in Fig. 5 nach links gleichsam weiter über den Lenksäulenteil 4 geschoben werden, ohne von diesem darin behindert zu werden. Diese Verschiebebewegung hat ihr Ende, wenn der rohbaufeste Stift 7 wieder zur Anlage an dem in Fig. 5 rechten Endanschlag der Kulissenausnehmung 6 gelangt. Dann ist also die Sicherheitsposition des Lenkrads 2 erreicht. Da die Verstelleinrichtung 8 mit einer Klemmarretierung arbeitet, erfolgt diese Bewegung mit Reibung, d. h. mit Energieumsetzung, so daß der Fahrer mit einer mäßigen Verzögerung abgebremst wird. While the process described with reference to FIG. 2 takes place in a period of approximately 20 to 30 ms after the crash, experience has shown that a more severe deformation in the area of the bulkhead 1 occurs later, approximately after 40 to ms. This deformation results in a movement of the steering column part 4 in FIG. 3 to the right into the steering column part 5 , so that finally the pins 9 come to rest against the edge of the steering column part 5 and this together with the steering wheel 2 in the direction to the right into one shown in Fig. 4 catch position of the steering wheel 2 together with inflated airbag 11 for the driver. Now the body-fixed pin 7 comes to rest on the left end stop in FIG. 4 of the link 6 , and the pins 9 are designed such that they are to the right in the figure in the case of further deformation in the area of the bulkhead 1 , that is to say further loading of the steering column part 4 , cancel, as indicated in Fig. 4. A further movement of the steering column part 4 into the steering column part 5 thus takes place without entrainment of the last-mentioned steering column part, and conversely the steering column part 5 together with the steering wheel can move from its receiving position shown in FIG. 4 for the driver designated by 12 in FIG. 5 due to its inertia are shifted in FIG. 5 to the left as it via the steering column part 4, without being hampered by this fact. This displacement movement comes to an end when the body-fixed pin 7 comes to rest against the right end stop of the link recess 6 in FIG. 5. Then the safety position of the steering wheel 2 is reached. Since the adjusting device 8 works with a clamping lock, this movement takes place with friction, ie with energy conversion, so that the driver is braked with a moderate deceleration.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Lenksäulenanordnung geschaffen, die mit einfachen Mitteln ein aufpralloptimiertes Verhalten bei einem Frontalaufprall zeigt.With the invention is accordingly a generic steering column assembly created that with simple means an impact-optimized behavior at a Frontal impact shows.

Claims (4)

1. Lenksäulenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer sich zwischen einer Spritzwand des Fahrzeugs und einem Lenkrad, dieses in Richtung ihrer Achse abstützend, erstreckenden Lenksäule sowie mit Einrichtungen zur Sicherstellung einer Bewegung des Lenkrads aus einer Betriebsposition in Richtung Spritzwand in eine Sicherheitsposition bei einer frontalcrashbedingten Deformation im Bereich der Spritzwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (8, 9) derart ausgelegt sind, daß sie bei der Deformation im Bereich der Spritzwand (1) zunächst das Lenkrad (2) aus seiner Betriebsposition auf den Fahrer zu in eine Auffangposition für diesen bewegen, und daß sie dann die Lenkradbewegung aus der Auffangposition in die Sicherheitsposition durch Ausnutzung der Trägheit des Fahrers (12) sicherstellen.1. Steering column arrangement for a motor vehicle with a steering column extending between a bulkhead of the vehicle and a steering wheel, supporting it in the direction of its axis, and with devices for ensuring movement of the steering wheel from an operating position in the direction of the bulkhead to a safety position in the event of a frontal crash-related deformation Area of the bulkhead, characterized in that the devices ( 8 , 9 ) are designed such that when they are deformed in the area of the bulkhead ( 1 ) they first move the steering wheel ( 2 ) from its operating position towards the driver into a catching position for the driver , and that they then ensure the steering wheel movement from the catch position to the safety position by taking advantage of the inertia of the driver ( 12 ). 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Teleskoplenksäule (3) mit zumindest zwei teleskopierenden Lenksäulenteilen (4, 5) dem dem Lenkrad (2) benachbarten, dieses abstützenden Lenksäulenteil (5) eine Endanschläge für einen Lenkradverstellbereich bildende Klemmarretierung (8) am Rohbau des Fahrzeugs zugeordnet und zwischen den beiden Lenksäulenteilen (4, 5) eine in Achsrichtung nur bei der Deformation wirksame Mitnahmeverbindung (9) solcher Auslegung angeordnet ist, daß sie bei der Deformation erst nach Bewegung des Lenkrads (2) in seine durch einen der Endanschläge definierte Auffangposition unter Ausnutzung der Crashenergie nachgibt und dann den dem Lenkrad (2) benachbarten Lenksäulenteil (5) zur Bewegung in die Sicherheitsposition unter Energieumsetzung in der Klemmarretierung (8) freigibt.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in a telescopic steering column ( 3 ) with at least two telescopic steering column parts ( 4 , 5 ) adjacent to the steering wheel ( 2 ), this supporting steering column part ( 5 ) forms an end stops for a steering wheel adjustment range clamping lock ( 8 ) assigned to the body-in-white of the vehicle and between the two steering column parts ( 4 , 5 ) a driving connection ( 9 ), which is only effective in the axial direction in the deformation, is arranged such that it is only in the deformation after the steering wheel ( 2 ) has been moved into its by one the end stops yields a defined catch position using the crash energy and then releases the steering column part ( 5 ) adjacent to the steering wheel ( 2 ) for movement into the safety position with energy conversion in the clamping lock ( 8 ). 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem mit einem Airbag bestückten Lenkrad (2) die Einrichtungen (8, 9) derart ausgelegt sind, daß der Rückschlag des expandierenden Airbags (11) das Lenkrad (2) praktisch noch vor der Deformation im Spritzwandbereich in Richtung Sicherheitsposition bewegt.3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that in a steering wheel equipped with an airbag ( 2 ), the devices ( 8 , 9 ) are designed such that the rebound of the expanding airbag ( 11 ) practically the steering wheel ( 2 ) before the deformation in the bulkhead area moved towards the safety position. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsstellung durch den anderen der von der Klemmarretierung (8) gebildeten Anschläge definiert ist.4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the safety position is defined by the other of the stops formed by the clamping lock ( 8 ).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20009210U1 (en) 2000-05-22 2000-10-05 TRW Automotive Safety Systems GmbH & Co. KG, 63743 Aschaffenburg Device for steering a motor vehicle
US6581966B2 (en) * 2001-01-05 2003-06-24 Ford Global Technologies, Inc. Twin axis steering wheel system
DE10064250B4 (en) * 2000-02-26 2013-12-24 Volkswagen Ag Device with an axially deformable steering column of a motor vehicle

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