DE2210809A1

DE2210809A1 - Energy absorption device

Info

Publication number: DE2210809A1
Application number: DE19722210809
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Societe Quillery, La Garenne Colom bes, Hauts de Seine (Frankreich)
Priority date: 1971-03-10
Filing date: 1972-03-07
Publication date: 1972-09-14
Also published as: IT952143B; FR2128984A5; ES400600A1; GB1381924A; NL7202933A; SE399676B

Description

¹¹ Energieabsorptionsvorricr ,ng " ¹¹ Energy absorption device "

Die Sicherheit der Fahrgäste und des Fahrers bei einem Verkehrsunfall ist ein weltweites Problem geworden, und es werden immer strengere Sicherheitsmaßnahmen in den verschiedenen Ländern verfügt. Der Fahrer wird im Falle eines Unfalles besonders gefährdet, dadurch, dass er gegen das Lenkrad schlägt, und die Vorschriften sehen die Absorption einer gewissen Energie durch das Lenkrad vor,, ohne dass die Kraftleistung zwischen dem Lenkrad und dem sich waagerecht verschiebenden Körper einen gewissen Wert überschreitet.The safety of the passengers and the driver in one Traffic accident has become a worldwide problem, and security measures are becoming more and more stringent in the various countries. The driver will be in the event at particular risk of an accident, because he hits the steering wheel, and the regulations see that Absorption of some energy by the steering wheel before, without affecting the power output between the steering wheel and the horizontally shifting body exceeds a certain value.

Zahlreiche Versuche sind gemacht worden, um Lenkräder und/ oder Steuersäulen so zu konstruieren, dass sie den Vor-Schriften entsprechen; man hat vorgeschlagen, die Steuer- · säulen gleitbar oder zusammendrückbar durch plastische oder elastische Verformung zu machen, zwischen das Lenkrad und die Steuersäule verformbare und/oder vorverformte Elemente zu schalten, Steuerräder mit sich nach und nach verformbaren Teilen zu bauen, usw.Numerous attempts have been made to construct steering wheels and / or control columns in such a way that they comply with the pre-scriptures correspond; it has been proposed that the control columns be slidable or compressible by means of plastic or to make elastic deformation, deformable and / or pre-deformed elements between the steering wheel and the steering column to shift gears, to build steering wheels with gradually deformable parts, etc.

Diese Vorrichtungen bringen oft, wenn sie im allgemeinen den festgesetzten Vorschriften entsprechen, neue Risiken für den Fahrer aus dem Grunde mit sich, dass die Kraftleistung, die auf den Lenkradkranz einwirkt, praktisch nie in Richtung der Achse der Steuersäule wirkt, sondern dass diese auf irgendeinen Punkt des Lenkrades und in irgendeiner Richtung zwischen den Parallelen und der Senkrechten auf die Achse, und im allgemeinen zwischen 15°· und 60° gegenüber der Achse, einwirkt. Im Falle von Zwischenschaltungen von verformbaren Elementen plattet die sich ,ergebende Verformung die Elemente in Richtung der Kraftleistung ab, was oft einen Aufschlag, entweder gegen die Steuersäule selbst oder der Elemente gegeneinander hervorruft und damit das Aufhören der Absorptionstätigkeit der verformbaren Elemente. These devices, if they generally comply with the established regulations, often bring new risks for the driver for the reason that the power output, which acts on the steering wheel rim, practically never acts in the direction of the axis of the steering column, but that this at any point on the steering wheel and in any direction between the parallels and the perpendicular acts on the axis, and generally between 15 ° and 60 ° with respect to the axis. In the case of interconnections of deformable elements, the resulting deformation flattens the elements in the direction of the force output, which often causes an impact, either against the tax column itself or the elements against each other and thus the cessation of the deformable elements' absorption activity.

Im französischen Patent Nr. 586 115 ist bereits· eine Energieabsorptionsvorrichtung vorgeschlagen worden, die zwischen das Lenkrad und die Steuersäule eingeschaltet wird, bei der die Energie durch hauptsächlich plastische Verformung von mindestens 3 Stahlelementen absorbiert wird. In French patent no. 586 115 an energy absorption device has already been proposed, which is inserted between the steering wheel and the steering column, in which the energy is absorbed by mainly plastic deformation of at least 3 steel elements.

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Die gegenwärtige Erfindung stellt eine bedeutende Verbesserung der vorherigen dar. Sie ist durch die Tatsache gekennzeichnet, dass jedes der drei Elemente eine helicoidale. oder,einfacher, gebogene oder polygonale Form hat, die in einer Ebene gelegen ist, wobei diese Ebene mit der Achse der Steuersäule einen Winkel zwischen 15° und 60° und vorzugsweise zwischen 25 und 45° Grad bildet . Falls die Kurve nicht eben ist, z.B. im Falle eines helicoidalen Elementes, denkt man sich , dass sie praktisch in der Ebene liegt, die durch ihre Mitte und durch ihre zwei Schweißstellen begrenzt wird.The present invention represents a significant improvement on the previous one. It is by the fact characterized that each of the three elements is a helicoidal. or, more simply, curved or polygonal in shape, which is located in a plane, this plane being with the axis the steering column forms an angle between 15 ° and 60 ° and preferably between 25 and 45 ° degrees. If the curve is not even, e.g. in the case of a helicoidal element, one thinks that it is practically in the plane that is limited by its center and by its two welds.

Die Kurven- oder Polygonalform der Elemente kann von einem Viertel- bis zu einem Dreiviertelkreis (oder -polygon) gehen und ist vorzugsweise ein ungefährer Halbkreis zwischen den zwei Schweißstellen.The curve or polygonal shape of the elements can go from a quarter to a three-quarter circle (or polygon) and is preferably an approximate semicircle between the two welds.

Der Zusammenbau dieser Elemente erfolgt jeweils vorzugsweise durch Schweißen der einen Seite am Teil, das an der Steuersäule befestigt ist, und der anderen Seite am Teil, das am Lenkrad befestigt ist. Jedes dieser Teile kann entweder eine Nabe sein, die beispielsweise gedreht, im Gesenk geschmiedet oder gegossen sein kann,oder eine Platte oder ein entsprechendes Stück, das gestanzt oder auch tiefgezogen ist,'These elements are each preferably assembled by welding one side to the part attached to the control column and the other side to the part attached to the Steering wheel is attached. Each of these parts can either be a hub, which for example can be turned, drop forged or cast, or a plate or a corresponding piece that is punched or deep-drawn, '

Eine besonders interessante, weil raumsparende Ausführung " der Vorrichtung besteht darin, dass man die Schweißstellen jedes Elementes auf gegenüberliegenden Seiten der Achse anbringt .A particularly interesting design because it saves space " of the device consists in making the welds of each element on opposite sides of the axis.

Die Nabe und die Platte sind somit untereinander durch drei Halbkreise verbunden, die sich in dreifacher Spirale um die Achse anordnen... ·The hub and the plate are thus connected to one another by three semicircles, which are arranged in a triple spiral around the Arrange axis ...

Auf diese Weise wird eine Energieabeorptionsvorrichtung erstellt, die wenig Raum einnimmt, die sehr billig ist und, den gegenwärtigen Vorschriften entsprechend,80 kgm absorbiert, ohne die Kraftleistung von 1120 kg zu überschreiten, und dies praktisch unabhängig von der Kraftleistungerichtung, ohne dass die verschiedenen Elemente während ihrer Verformung gegeneinander oder gegen andere Teile stoßen.In this way it becomes an energy absorbing device created that takes up little space, is very cheap and, according to current regulations, absorbs 80 kgm without exceeding the power output of 1120 kg, and this practically independent of the direction of force output, without the various elements hitting each other or other parts during their deformation.

209838/0867 " * "209838/0867 "*"

Wenn, was wahrscheinlich ist, die Sicherheitsvorschriften noch strenger werden, indem sie z.B. eine grössere Absorption der Energie fordern, ohne die Kraftleistungsgrenze zu erhöhen, ja, selbst wenn sie diese noch herabsetzen auf weniger als 1120 kg, so genügt es, den Durchmesser von 9 mm gleichzeitig mit dem Durchmesser von 100 mm und damit den Durchmesser der Absorptionsvorrichtung und seine Höhe zu erhöhen, um dieses Problem zu lösen.If, as is likely, the safety regulations become even stricter, for example by requiring greater absorption of energy without increasing the power output limit, yes, even if they still reduce this to less than 1120 kg, then it is sufficient to use the diameter of 9 mm at the same time as the diameter of 100 mm and hence increasing the diameter of the absorber and its height to solve this problem.

Ein weiterer Vorteil ist der, dass das Lenkrad selbst, das auf dieser Absorptionsvorrichtung aufliegt, nur noch die' Sicherheitsrolle zu spielen hat, dass es nicht zerbricht und ale Kissen dient, um die vorgeschriebene Grenzleistung· auf¹ eine ausreichende Oberfläche zu verteilen. · ·Another advantage is that the steering wheel itself, which rests on this absorbing device has only to play the 'security role that it does not break and ale cushions used to the prescribed limit power · to distribute to ^one sufficient surface. · ·

Es versteht sich, dass die Absorptionsvorrichtung vorzugsweise von einem Gehäuse umgeben oder mit einem Material,. z.B. Schaumstoff, umhüllt ist, und zwar aus einfachen Gründen der Ästhetik oder um die Knie des Fahrers zu schützen oder um irgendeine mechanische YJirkung der eigentlichen Rolle der Absorptionsvorrichtung hinzuzufügen.It goes without saying that the absorption device is preferably surrounded by a housing or with a material. e.g. Foam, is encased for simple aesthetic reasons or to protect the driver's knees or for any reason mechanical effect of the actual role of the absorption device to add.

Die Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung, die als Beispiel aber nicht begrenzend von einer Ausführung der Erfindung gemacht wurde und auf die sich die nachstehenden Zeichnungen beziehen, gut verstanden werden, wobeiThe invention becomes on reading the following description, which is given as an example but not as a limitative of an embodiment of the invention and to which the following drawings refer will be well understood, wherein

- Abb. 1 eine Draufsicht der erfindungsmässigen Vorrichtung,- Fig. 1 is a plan view of the device according to the invention,

- Abb. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht und Fig. 2 is a side view, partly in section, and

- Abb. 3 ein Schnitt eines beliebigen Lenkrades ist,- Fig. 3 is a section of any steering wheel,

unterhalb dessen die erfindungsgemäße Absorptionsvorrichtung festgeschraubt ist.below which the absorption device according to the invention is screwed tight .

Als Erstes wird auf die Abbildungen 1 und 2 Bezug genommen. First, reference is made to Figures 1 and reference 2nd

Die Absorptionsvorrichtung umfasst ein Befestigungsteil 1 am Lenkrad, das in Form einer runden, ebenen Platte 1 ausgeoil- det ist. Eine Befestigungsnabe 2 auf der Steuersäule hat eine konische Borhung 3 für den Durchlass der Steuersäule. Die Teile 1 und 2 eirid miteinander durch drei verformbare Elemente 4, 5 und The absorption device comprises a fastening part 1 on the steering wheel, which is designed in the form of a round, flat plate 1 . A fastening hub 2 on the control column has a conical borehole 3 for the passage of the control column. The parts 1 and 2 eirid each other by three deformable elements 4, 5 and

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verbunden, und zwar im dargestellten Beispiel durch Rund-.stäbe aus Stahl, die ungefähr l8O° zwischen den zwei Schweißstellen bilden. Die Teile 1 und 2 haben dieselbe Achse 7· Die verformbaren Elemente ^, 5-und 6 sind an der Befestigungsplatte 1 angeschweißt, und zwar an den Stellen Vbzw. 5¹ und 6¹, und an der Nabe 2 an den Stellen H" bzw. 5" und 6". ·connected, namely in the example shown by round bars made of steel, which form about 180 ° between the two welds. The parts 1 and 2 have the same axis 7. The deformable elements ^, 5- and 6 are welded to the mounting plate 1, namely at the points Vbzw. 5 ¹ and 6 ¹ , and on the hub 2 at positions H " or 5" and 6 ". ·

In diesem Beispiel bildet die Ebene jedes Elementes mit der Achse 7 einen Winkel von 36°, d.h. zwischen 15° und 60° gemäß der Erfindung. Andererseits geht die Achse¹ im Inneren des von jedem Element gebildeten Bogens,und zwar hauptsächlich durch die Mitte dieses Bogens,hindurch. Der winkelmä-, ßige Abstand zwischen den 2 Achsen ist in der Ausführungsform, die hier mit drei verformbaren Elementen dargestellt wurde, ungefähr l8O°.In this example, the plane of each element forms an angle of 36 ° with the axis 7, ie between 15 ° and 60 ° according to the invention. On the other hand, the axis ¹ passes inside the arc formed by each element, mainly through the center of this arc. The angular distance between the 2 axes is approximately 180 ° in the embodiment shown here with three deformable elements.

Es versteht sich, dass die Anzahl der verformbaren Elemente beliebig sein kann, aber die Zahl drei scheint die·beste zu sein. Mit weniger als 3 Elementen variieren die Ergebnisse" mit der Angriffsstelle der Kraftleistung. Mit mehr als 3 oder 4 Elementen würde das Risiko des Zusammenstoßens wachsen. It goes without saying that the number of deformable elements can be any, but the number three seems to be the best be. With less than 3 elements the results will vary " with the point of application of the power output. With more than 3 or 4 elements the risk of collision would increase.

Jetzt wird auf die.Abb. 3 Bezug genommen, die die Verformung der erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht.Now the Fig. 3 referenced showing the deformation illustrated the device according to the invention.

Die Nabe 2 ist an der Steuersäule 8 befestigt..The hub 2 is attached to the control column 8.

Die Befestigungsplatte 1 des Lenkrades 9 ist unterhalb der Mittelplatte 10 befestigt. Diese Platte IO ist mit dem Kranz 11 des Steuerrades 9 durch die Arme 12 Verbunden.The fastening plate 1 of the steering wheel 9 is fastened below the center plate 10. This plate IO is with the wreath 11 of the steering wheel 9 by the arms 12 connected.

Im Falle eines Zusammenstoßes wirkt die Kraftleistung, die vom Körper des Fahrers ausgeübt wird, auf irgendeinen Punkt des Kranzes 11 in einer beliebigen Richtung F zwischen den Pfeilen F₁ und F₂ ein. Diese Kraftleistung wird über die Arme 12 und die Teile 10 und 1, die fest miteinander verbunden sind, auf die Absorptionsvorrichtung ein. Diese übertragung verteilt die Leistung in ungleicher Weise auf die Gesamtheit der Platte 1. Diese überträgt die genannte Leistung auf die verformbaren Elemente 4, 5» 6, die sich verformen·In the event of a collision, the force exerted by the driver's body acts on any point of the rim 11 in any direction F between the arrows F ₁ and F ₂ . This power output is applied to the absorption device via the arms 12 and the parts 10 and 1, which are firmly connected to one another. This transmission distributes the power in an unequal way over the entirety of the plate 1. This transmits the said power to the deformable elements 4, 5 »6, which deform ·

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Ihre regelmäßige Verteilung um die Achse 7 und die Lage. ihrer Befestigungsstellen auf Teil 2 sorgen dafür, dass die Kraftleistung in fast regelmäßiger Weise auf die Elemente 4, 5 6 verteilt wird, so dass sie sich gleichzeitig, wenn auch nicht zwangsläufig gleichmäßig, verformen, wobei das Teil 1 sich dem.Teil 2 bei Verbleib auf seiner Achse nähern-oder sich schrägstellen oder sich seitlich verschieben kann, entsprechend den Angriffspunkten und der Richtung des Stoßes. In allen Fällen ist ein sehr grosser Verformungsbereich vorhanden, bevor siafc zwei Punkte der Absorptionsvorrichtung einander berühren.Their regular distribution around axis 7 and the location. their attachment points on part 2 ensure that the force output in an almost regular manner on the elements 4, 5 6 is distributed so that they are at the same time, even if not necessarily evenly, deform, whereby the part 1 dem.Teil 2 remains on its axis approach - or incline or move sideways can, according to the points of attack and the direction of the impact. In all cases there is a very large deformation area present before siafc two points of the absorption device touch each other.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, die Anbringung von flachen Lenkrädern zuzulassen, die die Verteilung der Kraftleistung auf den Körper des Fahrers begünstigen, wobei sonst diese Lenkräder wenig energieabsorbierend sind.The device according to the invention offers the advantage of attachment allow flat steering wheels that favor the distribution of power over the driver's body, otherwise these steering wheels do not absorb much energy.

In den verschiedenen Stellungen des Lenkrades und seiner Arme sind die Leistungskurven einander sehr ähnlich, was den beabsichtigten Zweck gewährleistet,ganz einerlei, unter welchen besonderen Umständen der Stoß stattfindet.In the various positions of the steering wheel and its arms, the performance curves are very similar to each other intended purpose, regardless of the special circumstances under which the shock takes place.

Diese Vorrichtung erlaubt -die Verwendung von Materialien (z.B.von gezogenem Stahl) und von Verfahren (z.B. Elektro- · schweißung), die zuverläßig folgende Eigenschaften bieten:This device allows the use of materials (e.g. of drawn steel) and of processes (e.g. electric welding) that reliably offer the following properties:

1.) Betriebssicherheit (konstantes Verhältnis zwischen Beanspruchung und ^Verformung bei industrieller Massenherstellung).. 2.) Wirtschaftlichkeit der Herstellung. Diese Vorrichtung ist bemerkenswert wegen der ausgezeichneten Verhältnisse zwischen der grossen Energie, die sie absorbieren kann,und dem geringen Raumbedarf. .1.) Operational safety (constant ratio between stress and ^ deformation in industrial mass production) .. 2.) Economy of production. This device is remarkable because of the excellent proportions between the large amounts of energy that they absorb can, and the small footprint. .

Wenn die Erfindung auch hinsichtlich einer besonderen Ausführungsform beschrieben worden ist, versteht es sich, dass sie in keiner Weise auf diese beschränkt ist und dass man verschiedene Änderungen derselben vornehmen kann, ohne sich aus dem Rahmen und dem Geist der Erfindung zu entfernen.If the invention also in terms of a particular embodiment has been described, it is to be understood that it is in no way limited to these and that one can make various changes thereof without departing from the scope and spirit of the invention.

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Claims

f P 1985/72 ulcers

1.) Energieabsorptionsvorrichtung, die dazu bestimmt ist,1.) Energy absorption device designed to zwischen dem Lenkrad und der Steuersäule eines Kraftfahrzeuges eingebaut zu werden,und die aus einem Element zur Befestigung am Lenkrad und aus einem Element zur Anbringung auf der Steuersäule besteht, die im wesentlichen die gleiche Achse haben und durch mindestens drei gebogene oder mehrwinklige, verformbare Elemente miteinander verbunden sind, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Ebene, die durch die zwei Befestigungsstellen und den Mittelpunkt zwischen den verformbaren Elementen festgelegt ist, mit der Achse der Steuersäule einen Winkel zwischen 15° und 600 bildet.to be installed between the steering wheel and the control column of a motor vehicle, and which consists of one element for Attachment to the steering wheel and an element for attachment to the steering column, which are essentially the same Have an axis and are connected to one another by at least three curved or multi-angled, deformable elements, the device being characterized in that the plane defined by the two attachment points and the midpoint between the deformable elements, forms an angle between 15 ° and 600 with the axis of the steering column.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,'daß der Winke^. zwischen 25° und 45° liegt. . .2.) Device according to claim 1, characterized in that 'that the wink ^. is between 25 ° and 45 °. . .

3.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die der Steuersäule und dem Lenkrad gemeinsame Achse sich in der Höhlung der Elemente befindet*3.) Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the axis common to the control column and the steering wheel is located in the cavity of the elements *

4.) Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element zwischen seinen zwei Befestigungapunkten eine einem Halbkreis vergleichbare Form hat.4.) Device according to claim 1 to 3 »characterized in that each element between its two attachment points has a shape comparable to a semicircle.

5.) Absorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis.4, dadurch gekennzeichnet, daß die verformbaren Elemente schweißbare Stahlstäbe sind und an der einen Seite an dem Element zur Befestigung am Lenkrad und an der anderen Seite am Element zur Befestigung an der Steuersäule befestigt sind.5.) absorption device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the deformable elements are weldable steel bars and on one side on the Element for attachment to the steering wheel and attached on the other side to the element for attachment to the steering column are.

6.) Absorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Ebenen, die durch die gemeinsame Achse an der Steuersäule und durch die zwei Stellen zur Befestigung eines verformbaren Elementes an dem Befestigungselement am Lenkrad und an dem Befestigungselement auf der Steuersäule gehen, untereinander einen Winkel bilden, der größer oder gleich 90° ist.6.) absorption device according to one of claims 1 to 5 » characterized in that the two planes through the common axis on the steering column and through the two Places for fastening a deformable element to the fastening element on the steering wheel and to the fastening element on the control column go, one below the other Form an angle that is greater than or equal to 90 °.

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