DE2225128C3

DE2225128C3 - Obere Abstützung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge der Frontlenkerbauart

Info

Publication number: DE2225128C3
Application number: DE2225128A
Authority: DE
Inventors: Hisahal Mineda; Genyo Nagoya Murase; Yozo Yamaguchi
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1972-05-24
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2265210A1; DE2225128B2; DE2264507A1; DE2225128A1; DE2265209C3; DE2265210B2; US3822608A; DE2265209A1; DE2265209B2; DE2264507C3; DE2264507B2; DE2265210C3

Description

Die Erfindung betrifft eine obere A.bstützung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge der Frontlenkerbauart der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Es ist bekannt (GB-PS 7 37 959), eine mit einem Gelenk verbundene Lenksäule über eine zur Mittelachse der Lenksäule hin geneigt angeordnete Stütze zur oberen Halterung der Lenksäule an einem festen Fahrzeugteil eines Kraftfahrzeugs abzustützen. Die Stütze besteht aus einer Stange, die mit einem Ende an der Lenksäule angelenkt ist und deren gegenüberliegender Endabschnitt in einem Zylinder mit Spiralfeder als Stoßauffangglied verschiebbar angeordnet ist. Um einem Verschieben der Stange im Zylinder schon bei geringen, unterhalb eines gegebenen Werts liegenden Erschütterungen entgegenzuwirken, sind senkrecht zur Längsachse der Stange angeordnete, gegen die Stange bzw. in Einwölbungen in der Stange andrückbare Kugeln vorgesehen. Abgesehen davon, daß bei nicht in Richtung der von Lenksäule und Stange gebildeten Ebene angreifenden Kräften eine geführte und gezielte Ausschwenkbewegung der Lenksäule problematisch ist, sind Vorkehrungen, die ein Rückfedern der ausgeschwenkten Lenksäule verhindern, nicht vorgesehen, so daß die Gefahr von Verletzungen des Fahrers insoweit nicht ausgeschlossen ist Außerdem ist nach dieser GB-PS vorgesehen, die Lenksäule bei einem Aufprall in einem Schlitz eines Gummiblockes unter Energieab' sorption zu verschwenken.

Auch ist eine steilgestellte Lenksäule für Kraftfahrzeuge der Frontlenkerbauart bekannt (DE-OS 597), die schwenkbar am Lenkgetriebe angeordnet ist und durch eine mit Sollknickstellen versehene Strebe als obere Halterung an der Frontwand des Kraftfahrzeugs abgestützt ist und zusätzlich über in zur Lenksäule hin offenen Längsschlitzen, die an einem an der Strebe angeordneten Bock ausgebildet sind,

-to eingeordnete Schrauben an der Unterst.t«; der Schalttafel gehalten ist Die Sollknickstellen sind so gestaltet, daß sie den normalen Betriebsbedingungen standhalten, bei starker, in Fahrtrichtung gerichteter Kraft, beispielsweise bei Unfällen, einknicken und eine Schwenkbewegung der Lenksäule nach vorwärts ermöglichen. Um ein Rückfedern der nach vorn bewegten Lenksäulen zu verhindern, sind mechanische, an der einknickenden Strebe einrastende Sperrmittel vorgesehen. Nachteilig ist hierbei vor allem, daß diese obere Lenksäulenab-Stützung überaus kompliziert und aufwendig ist

In der nicht vorveröffentlichten DE-OS 17 55 379 ist auch schon vorgeschlagen worden, bei steil angeordneten Sicherheitslenksäulen die obere Abstützung der Lenksäule über ein teleskopartig verformbares Glied vorzunehmen, welches einerseits an der Spritzwand und andererseits über einen Winkel zur Mittelachse der Lenksäule an der Lenksäule befestigt ist Zudem ist nahe dem an der Lenksäule befestigten Abschnitt des verformbaren Gliedes noch ein Halteteil angeordnet, welches an am Fahrzeugaufbau befestigten Kissen nach Freigabe von abscherbaren Verbindern verschiebbar ist.

Danach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,

eine obere Abstützung für eine steilgestellte, unten schwenkbar angelenkte Lenksäule zU schaffen, die bei

Stoßaufprall nach einem Anfangswiderstand unter kontrollierter plastischer Verformung eine geführte Schwenkbewegung der Lenksäule in Frontrichtung ermöglicht sowie durch einfachen Aufbau Herstellung

und Montage vereinfacht und erleichtert ist Dies wird erfindungsgemäß mit der aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1 ersichtlichen Lösung erreicht Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.

Damit ist eine vorbestimmbare, kontrolliert ablaufende Schwenkbewegung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule bei einer einen bestimmten, festlegbaren Wert überschreitenden Krafteinwirkung über das Lenkrad auf die Lenksäule infolge eines StoBaufpralls in Richtung der Kraftfahrzeugfrontseite erreichbar. Durch die Form der Stützplatte und deren Kopplung an den vergleichsweise in großem Abstand auseinanderliegenden Stellen des vorderen Abschnitts an einem festen Fahrzeugteil, dem Armaturenbrett, unter Zuordnung der Kopplungsstelle der Lenksäule hierzu wird auch bei nicht exakt in Frontrichtung einwirkender Kraft das Ausschwenken der Lenksäule in der bevorzugten Frontrichtung gerichtet und durch die Ausbildung des plastisch verformbaren Abschnitts der Stützplatte in Verbindung mit dem Verformungsbofoen auch in zuverlässiger Weise unter gesteuerter Energieabsorption weitergeführt

Anhand der Zeichnungen wird eine Ausführungeform nach der Erfindung näher erläutert Es zeigt schematisch

F i g. I eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit vorgezogenem Fahrerhaus und steilgestellter Sicherheitslenksäule,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab die Sicherheitslenksäule nach Fig. 1,

F i g. 3 einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer oberen Abstützung der steilgestellten Sicherheitslenksäule,

F i g. 4 einen Schnitz längs der Linie A-A der F i g. 3,

Fig.5 eine Einzelheit der Fig.4 in vergrößertem Maßstab mit schräg zueinander verlaufenden Schlitzen,

Fig.6A einen Teilschnitt nach der Linie B-B der F i g. 3 und

F i g. 6B eine Variante zur F i g. 6A.

F i g. J und 2 zeigen eine Lenksäule 10, die ein Lenkrohr 12 und eine im Lenkrohr 12 drehbar angeordnete Lenkwelle 11 aufweist Die Lenkwelle 11 ist über eine elastische Kupplung 13 an einem Lenkgetriebe 14 angeschlossen. Eine nachgiebige Abdeckplatte 17 deckt dabei den Durchtritt der Lenksäule 10 durch ein Brandschott 18 ab. Die Lenkwelle 11 trägt am oberen Ende ein Lenkrad 16 und darunter angeordnet eine Lenkrohrabdeckung 15. Die Lenksäule 10 ist durch eine zur Energieabsorption geeignete obere Abstützung S am Armaturenbrett 80, einem festen Teil des Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs, abgestützt. Die Grundstellung der Lenksäule 10 ist in ausgezogenen Linien dargestellt, wogegen in strichpunktierten Linien die nach einem Stoßaufprall und nach Energieabsorption durch die obere Abstützung 5 η ach vorn ausgeschwenkte Lenksäule dargestellt ist In F i g. 1 ist dabei das Lenkrad gegenüber der Lenksäule abgekippt.

Die obere Abstützung 5 weist eine Stützplstte 20 auf, weiche an der Lenksäule im wesentlichen in einem rechten Winkel angreift und die Lenksäule gegen das Armaturenbrett 80 stützt, sowie einen Verformungsbolzen 31 auf zur Führung Und Verformung der Stützplatte 20 bei einer Vorwärtsbewegung infolge eines in Frontrichtung gerichteten Stoßes. Wie sich am besten aus Fig.3 ergibt, weist die Stützplatte 20 etwa eine V^Förm auf und ist mit einem Paar von inneren Aussteifungsflanken 21a und l\b versehen, die parallel angeordnet sind und sich nach unten erstrecken, sowie mit einer äußßren Aussteiiungsflanke 22, die sich im Randbereich der Stützplatte 20 nach unten erstreckt Die beiden inneren Aussteifungsflanken 21a, 21Zj weisen jeweils Langloch-Schlitze 210a und 210Zj auf, die gerade und etwa im rechten Winkel zur Lenksäule 10 verlaufen und die an beiden Enden in lochförmige Erweiterungen 211a und 21 IZ) bzw. 212a und 212Zj übergehen. Die Schlitze 210a und 210Zj können statt gerade auch in einem Bogen geführt sowie mit einer Kunststoffumkleidung 31 Zj (vgl. F i g. 6) versehen sein. In F i g. 5 ist in einer Seitenansicht die Stützpiatte 20 gezeigt, wobei gemäß einer Variante zur F i g. 4 die Langlochschlitze 210a und 210Z) in Richtung des hinteren Abschnitts der Stützpiatte 20 aufeinander zu laufen und in die Erweiterungen 211Z> und 212Z) übergehen.

Mit dem vorderen Abschnitt ist die Stützpiatte 20 über eine abscherbare Verbindung am Armaturenbrett 80 und mit dem hinteren Abschnitt im wesentlich· η unter einem rechten Winkel an der Lenksäule lO angebracht Die abscherbare Verbindung ier Stützplatte 2ö am Armaturenbrett SO ist in den F ι g. ';K und 6B veranschaulicht Blöcke 23, von denen in F i g. 6A und 6B jeweils nur einer dargestellt ist weisen Führungen 23a auf, in weiche der vordere Abschnitt der Stützplatte 20 mit den Sei'on 20a eingeordnet ist Durch Ausfüllen des Zwischenraums zwischen den Seiten 20a der Stützpiatte 20 und den Begrenzungen der Führungen 23a der Blöcke 23 mit Kunstharz, beispielsweise Epoxyharz, wird eine abscherbare Verbindung 24, beispielsweise ein Paar von Scherstiften gemäß F i g. 6B, 6A und F i g. 3 ,geschaffen, so daß die Stützplatte 20 bei einer einen bestimmten Wert überschreitenden Stoßbelastung in den Führungen 23a der Blöcke 23 verschiebbar ist Die Blöcke 23 weisen je einen Durchlaß 23Z> auf, in weichen eine Schraube 34 unter Zwischenlage eines Federrings 35 durchgesteckt und in einer auf der oberen Seite des unteren Teils des Armaturenbretts 80 angeschweißte Mutter 36 eingeschraubt wird. Auf diese Weise ist tJe Stützplatte 20 lösbar am Armaturenbrett 80 und am Verformungsbolzen 31 gehalten.

Wie ..i F i g. 3 und 4 gezeigt, ist die Stützplatte 20 am rechven, hinteren Abschnitt durch eine die Lenksäule 10 bzw. das Lenkrohr 12 umfassende Klemmschelle 27 unter Zwischenschaltung eines zylindrischen Distanzstücks 26 aus elastischem Material, wie etwa Gummi oder Kunstharz, mit der Lenksäule 10 verbunden. Die Klemmschelle 27 ist an der äußeren Aussteifungsflanke 22 der Stützplatte 20 mittels einer Schraubenverbindung, bestehend aus Schraube 28a, Federring 29 und Mutter 28Z), die an der Innenseite der Aussteifungsflanke 22 angeschweißt ist, befestigt Auf diese Weise ist die Lenksäule 10 fest in der Grundstellung gehalten.
Der Vf fc rmungsbolzen 31 ist an einem Lagerbock 33 befestigt, beispielsweise angeschweißt (Fig.6A und 6B), der seinerseits in der Mitte einer Tragplatte 32 angeordnet ist, die an der Unterseite des Armaturenbretts 80 sitzt und zusammen mit den Blöcken 23 am Armaturenbrett versohraubt ist. Der Lagerbock 33 ist im wesentlichen U-förmig gehalten und ist zwischen den inneren Aussteifungsflanken 21a und 216 der Stützplat= te 20 angeordnet Der Verfoirmungsbolzen 31 ist ?n üen beiden Endabschnitten mit umlaufenden Führungsrillen 33a versehen, die in die vorderen Erweiterungen 211a und 212a der Aussteifungsflanken 21a und 21Zj eingreifen. Diese Führungsrillen 33a am Verformungsbülzen 31 sichern die Bewegungsrichtung der Stützpiatte 20 relativ zum Verforrnungsbolzen 31, falls die

Stützplatte 20 — wie noch beschrieben wird — eine Vorwärtsbewegung in Frontrichtung ausführt. Die Aufgabe der Führungsrillen 33a kann auch durch Fülhrungsringe od. dgl. Wahrgenommen werden.

Wird bei einer Fahrzeugkollision vom Fahrer ein Stcißaufprali auf das Lenkrad 16 ausgeübt und die Kraft auf die Stützplatte 20, welche die Lenksäule 10 in ihrer Gnundstellung hält, übertragen, so wird die abscherbäre Verbindung 24 zwischen den Seiten 20a und den Führungen 23a der Blöcke 23 zerstört Dadurch wird die Stützplatte 20 für eine Vorwärtsbewegung relativ zu deri Blöcken 23 freigegeben. Mit der Vorwärtsbewe^ gurlg der Stützplattc 20 werden die inneren Aussteifungsflanken 21a und 216 relativ zürn Vcrforrriungsbolzen 31 bewegt.

Dieser dringt dabei in die Langlöchschlitze 210a und 210'6 ein und weitet diese auf. Dabei ist die Bewegung der Endabschnitte des im Lagerbock 33 gehaltenen Vefiofmüngsböizens 31 an den Wandbegrenzüngen der Laiiigloch-Schütze 210a und 2106 durch die Führungsrillen 33a geführt. Auf diese Weise wird eine auf das Lenkrad 16 einwirkende Stoßkraft aufgefangen und dem Fahrer Schutz geboten.

Daraus ergibt sich, daß bei der beschriebenen oberen Abstützung die durch den Stoßaufprall aufgebrachte Stoßenergie im wesentlichen absorbiert wird, indem die Langloch-Sclilitze 210a und 2106 aufgeweitet werden. Der Energieabsorptionsvorgang kann gut gesteuert und eingestellt werden über die Breite, die Länge oder die sonstige Gestalt der Langloch-Schlitze 210a und 210b sowie über die Wandstärke der Aussteifungsflanken 21a und 216. Auch kann gegebenenfalls vorgesehen sein, die Erweiterungen 211a Und 2116 bzw. 212a und 2126 mit Gummi oder Kunstharz auszukleiden. Auch durch die Stärke des Verformungsbolzens 31 ist der Energieabsorplionsvorgang zu beeinflussen, wobei der Verformüngsbolzen 31 aufgrund der vorhandenen Führüngsrilleh 33a sicherstellt, daß bei der Bewegung der Stützpiatte 20 in Frontrichtung ein seitliches Ausweichen der Lenksäule 10 vermieden wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Obere Abstützung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge der Frontlenkerbauart, die über eine elastische Kupplung mit dem s Lenkgetriebe verbunden ist und bei Stoßkrafteinwirkung unter Energieabsorption in Frontrichtung schwenkbar ist, wobei die Abstützung im Winkel zur Mittelachse der Lenksäule angeordnet am Armaturenbrett gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abstützung (S) aufgebaut ist aus einer zu ihrer Längsachse achsensymmetrischen Stützplatte (20), deren Breite am vorderen, armaturenbrettseitigen Abschnitt größer ist als am hinteren Abschnitt und die ein Paar nach unten gerichteter, is symmetrisch angeordneter, paralleler Aussteifungsflanken (21a, 21 b) aufweist, die jeweils mit einem Langlochschlitz (210a und 2106Jl der an dem dem vorderen Abschnitt der Stützplatte (20) nahen Ende in eine vordere Erweiterung (211a und 212a,/ übergeht, verschen sind, und aus einem Verforrnungsbolzsn (3!), der quer zur Längsachse der Stüizpiatte (20; in einem Lagerbock (33) befestigt ist und mit seinen Endabschnitten in den Erweiterungeil (211a und 212a,} eingeordnet ist, daß der Lagerbock (33) am Armaturenbrett (80) befestigt ist und daß die Stützplatte (20) mit den Seitenkanfen ihres vorderen Abschnitts beiderseits in Führungen (23a) abscherbar gehalten ist und mit ihrem hinteren Abschnitt lösbar an der Lenksäule (10) befestigt ist.

2. Obere Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Langlochschlitz (210a und 2106,} an dem hinteren Abschnitt nahen Ende in eine Erweiterung(2I16und2126;übergeht

3. Obere Abstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach unten gerichtete seitliche Randbegrenzungen des sich in der Längsachse erstreckenden mittleren Ausschnitts die parallelen Aussteifungsflanken (21 a und 21 b) bilden.

4. Obere Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren und hinteren Abschnitt der Stützplatte (20) der Randbereich von einer nach unten gerichteten Aussteifungsflanke (22) gebildet ist.

5. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlochschlitze (210a und 2106J in Richtung des hinteren Abschnitts der Stützplatte (20) aufeinander zu verlaufen.

6. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlochschlitze (210a und 2106,}gerade geführt sind.

7. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschniue des Verformungsboizens (3i) jeweils eine umlaufende Führungsrille (33a; aufweisen.

8. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen (2!la und 2116 bzw. 212a und 2126; der Langlochschlitze (210a und 2i0b) eine Kunststoffumkleidung (316; aufweisen.

9. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (23a; in lösbar am Armaturenbrett (80) befestigten Blöcken (23) ausgebildet sind.