DE2246078C2

DE2246078C2 - Teleskopartig zusammenschiebbare Lenksäule

Info

Publication number: DE2246078C2
Application number: DE19722246078
Authority: DE
Inventors: Lars Olof Göteborg Bane
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1972-09-19
Filing date: 1972-09-20
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE2246078A1; GB1362899A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine teleskopartig zusammenschiebbare Lenksäule für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Lenksäule ist aus der US-PS 28 36 079 bekannt Das dort beschriebene System hat jedoch den Nachteil, daß die Entriegelung nicht selbsttätig erfolgen kann, sondern von Hand ausgelöst werden muß. Ein Einfahren der Lenksäule über das Lenkrad erfolgt dann durch den Körper der vorschnellenden Person, was natürlich als nachteilig anzusehen ist

Der US-PS 36 27 345 ist ein System zu entnehmen, gemäß dem bei einem unfallbedingten Aufprall der Sitz sich nach vorne bewegen muß, um über einen Seilzug das Lenkrad nach vorne zu bewegen. Sowohl die klappbare Anordnung der Sitze ais auch die Seilführung beinhaltet einen komplizierten konstruktiven Aufbau. Außerdem muß die Lenksäule durch abzuscherende Nieten befestigt sein, was eine Zerstörung des Lenksäulenaufbaus zumindest teilweise zur Folge hat. Außerdem stellt dieses Seilzugsystem kein ausreichend funktionssicheres System dar.

Aus der US-PS 34 64 284 ist ein System bekannt, welches fahrzeugsensitiv durch eine Sprengladung funktioniert Die Sprengladung zerstört eine Verbindung zwischen dem äußeren und inneren Teil der Lenksäule und hat daraufhin eine teleskopartige Verschiebung dieser Teile zur Folge. Dieses System ist nicht nur notwendig, sondern hat auch Nachteile dahingehend zur Folge, daß nach einem Einfahren der Lenksäule eine Drehung des Lenkrades nicht mehr möglich ist und somit auch keine Steuerung des Fahrzeuges, was ggf. aber noch erwünscht ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei mögliehst einfachem konstruktiven Aufbau und Aufrechterhaltung eines Lenkbetriebes im eingefahrenen Zustand der Lenksäule und bei Überschreitung eines bestimmten Verzögerungswertes ein selbsttätiges Einfahren der Lenksäule zu gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch diese Lösung ist ein einfacher Sperrkörper vorgesehen, der das obere Lenksäulenteil in der Betriebslage hält. Das fahrzeugsensitive Steuerteil steht unmittelbar in Wirkverbindung mit dem Sperrkörper, der durch die Steuerung lediglich außer Kraft geset/.l wird mit der Folge, daß die beanspruchte Feder automatisch und selbsttätig das Einfahren der Lenksäule be-

wirkt

Um einen möglichen Rückprall des frei beweglichen oberen Lenksäulenteils aus der zweiten Lage zurück in die erste Lage zu verhindern, ist es unter bestimmten Umständen zweckmäßig, eine Einrichtung vorzusehen, weiche die Bewegung des oberen Lenksäulenteils in seine erste Betriebslage verhindert, wenn er sich einmal in die zweite Lage bewegt hat

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Diese einzige Zeichnung zeigt schematisch im Längsschnitt die Lenksäulenanordnung im Kraftfahrzeug.

In der einzigen Figur der Zeichnung sind ein Fahrersitz 10, ein Armaturenbrett 11 mit einer Ausnehmung 12, welche zur Aufnahme des Lenkrades des Fahrzeugs, wie es im folgenden beschrieben ist, ausgebildet ist und eine Windschutzscheibe 13 herkömmlicher Auslegung dargestellt welche einen Teil eines bekannten Motorfahrzeugs bilden. Ebenfalls in der Zeichnung ist ein Teil der Lenksäule 14 des Fahrzeugs dargestellt, welche aus einem oberen am Lenkrad 16 befestigten Leiiksäulenteil 15 und einem unteren Lenksäulenteil 17 besteht, welcher an einer Einrichtung zum Obertragen der Drehbewegung des Lenkrades und der Lenksäule auf die Querlenker des Fahrzeugs befestigt ist

Die Übertragungseinrichtung ist in diesem Zusammenhang weder dargestellt noch beschrieben, mit Ausnahme eines Universalgelenks 18, welches am unteren Ende des unteren Lenksäulenteils 17 befestigt ist und mit der übrigen nicht dargestellten Übertragungseinrichtung zusammenarbeitet

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das obere Lenksäulenteil 15 hohl und mit einer inneren Kerbverzahnung ausgebildet und axial zu dem unteren kerbverzahnten Lenksäulentei! 17 angeordnet, so daß sie relativ zueinander teleskopisch bewegbar sind. Eine axiale Bewegung des Lenksäulenteils 15 relativ zum Lenksäulenteil 17 aus der dargestellten normalen Lage zum Lenken des Fahrzeugs, in welcher das Lenkrad 16 eine Lenklage entfernt vom Armaturenbrett 11 einnimmt, in eine nicht dargestellte sichere Lage, in welcher das Lenkrad in der Ausnehmung 12 im allgemeinen außerhalb der Nähe eines möglichen Kontaktes mit dem Fahrer angeordnet ist wird durch eine Verriegelungseinrichtung verhindert Diese besteht bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Sperrkörper 19, der mit einem Drehpunkt 20 an einem Arm 2-1 angelenkt ist, der an einem zweckmäßigen Teil des Fahrzeugs angebracht ist, und aus einer Kniehebelanordnung 22, welche mit dem Sperrkörper 19 zusammenwirkt. Es ist zu bemerken, daß die Kerbverzahnung der oberen und unteren Lenksäulenteile so ausgebildet ist, daß das Lenkrad noch zum Lenken des Fahrzeugs verwendet werden kann, wenn es die zweite, sichere Lage einnimmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Sperrkörper dreieckig ausgebildet. Es könnte der Sperkörper in gleicher Weise L-förmig ausgebildet sein, wobei eine Oberfläche als aktives Verriegelungsteil dient und die andere mit der Kniehebelanordnung zusammenwirkt.

Die Kniehebelanordnung hat zwei Lagen, d. h. eine erste stabile Lage, in welcher der Sperrkörper 19 in verriegelndem Eingriff gehalten ist um eine axiale Bewegung des oberen Lenksäulenteils 15 in die sichere Lage bei Massenkräften unterhalb einer sicheren vorbestimmten Größe zu verhindern und eine zweite Lage, in welcher der Sperrkörper 19 gelöst wird und aus seiner verriegelnden Lage im Gegenuhrzeigersinn in eine Lage schwingen kann, in welcher das obere Lenksäulenieil und das Lenkrad 16 sich frei in die sichere Lage bewegen können. Das Lenkrad wird dabei in der Ausnehmung 12 im wesentlichen außerhalb des Bereiches des vorstoßenden Körpers des Fahrers des Fahrzeugs aufgenommen.

In der ersten Lage der Kniehebelanordnung, in welcher der Sperrkörper 19 in seiner Arbeitslage gehalten

ίο ist, ist der mittlere Drehpunkt 23 vorzugsweise rechts von einer imaginären Linie angeordnet, welche durch den unteren Drehpunkt 24, an. welchem der untere Hebel 25 des Kniegelenks am Fahrzeug angelenkt ist und dem Berührungspunkt 26, an welchem der obere Hebe!

27 des Kniegelenks den Sperrkörper 19 berührt, wie in der Zeichnung mit einer gestrichelten Linie dargestellt ist So muß der mittlere Drehpunkt 23 zum Lösen des Verriegelungselements, um eine axiale Bewegung des oberen Lenksäulenteils 15 in die sichere Lage zu ermögliehen, über die zuvor erwähnte iror^inäre Linie in eine Lage links von derselben bewegt werden, d. h. in die zweite Lage der Kniehebelanordnung 22. Demzufolge ist eine Löseeinrichtung für die Verriegelung vorgesehen, welche bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Fonn eines Gewichts 28 aufweist welches so angeordnet ist daß es mit der Kniehebelanordnung 22 so zusammenwirkt daß es dieselbe durch die auf das Gewicht aufgrund der Verzögerungskräfte des Fahrzeuges, welche eine sichere vorbestimmte Größe überschreiten, einwirkenden Trägheitskräfte, die Kniehebelanordnung aus ihrer ersten in ihre zweite Lage bewegt So ist die Kniehebelanordnung bei einem Zusammenstoß, den durch das Gewicht 28 ausgeübten Massenkräften ausgesetzt, wobei das Gewicht in diesem Ausführungsbeispiel am unteren Hebel 25 der Kniehebelanordnung befestigt ist und in die zweite Lage bewegt wird, wodurch der Sperrkörper 19 gelöst und ermöglicht wird, daß das Lenkrad 16 und das obere L enksäulenteil sich durch die auf sie einwirkenden Massenkräfte in die zweite Lage bewegen.

Der durch die Hebel 25 und 27 eingeschlossene Winkel sollte am mittleren Drehpunkt der Kniehebelanordnung 22 so sein, daß eine Bewegung der Anordnung in ihre zweite Lage beim Auftreten von kleineren Aufprallkräften verhindert wird, um dadurch ein unnötiges Lösen des Sperrkörpers 19 zu vermeiden. Gleichzeitig sollte dieser Winkel jedoch nicht so groß sein, daß eine schnelle Bewegung der Kniehebelanordnung in die zweite Lage verhindert wird, wenn Aufprallkräfte von einer gefährlichen Größe auftreten. Mit anderen Worten, der von den Hebeln 25 und 27 der Kniehebelanordnung eingeschlossene Winkel angrenzend an den mittleren Drehpunkt 23 und das Gewicht 28 sollten geeignet sein, eine schnelle Bewegung der Kniehebelanordnung 22 in ihre zweite '.age bei Aufprallkräften ?.u veranlassen, welche eine vorbestimmte Größe überschreiten und sollten ermöglichen, daß die Kniehebelanordnung 22 in ihrer ersten Lage bleibt, wenn die Aufprallkräfte unter dieser Große liegen. Die Anordnung des Gewichts 28 relativ zur Kniehebelanordnung 22 und der genaue Aufbau und die Ausrichtung der Knichebelanordnung selbst sind jedoch Angelegenheit der Ausle gung. Wichtig ist, daß die kombinierte Anordnung des Kniehebels und des Gewichtes praktisch ein sofortiges Lösen des Sperrkörpers 19 im tatsächlichen Moment des Aufpralls verursacht. So kann z. B. der untere Hebel 25 der Kniehebelanordnung 22 gegen Bewegung nach hinten durch einen stationären Anschlag 29 gesichert

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sein, welcher hinter dem und angrenzend an die Befestigung des unteren Hebels angeordnet ist. Alternativ können auch die angrenzenden Enden des Hebels 25 und 27 in einer nicht dargestellten Weise ausgelegt werden, welche eine zweckmäßige Lage des mittleren Drehpunkts 23 rechts der imaginären Linie verhindert, welche durch den Berührungspunkt 26 und den unteren Drehpunkt 24 geht.

In bestimmten Fällen kann eine Einrichtung vorgesehen sein, welche die Massenkräfte unterstützt, welche das obere Lenksäulenteil 15 und so das Lenkrad t6 in die sichere Lage bewegen unmittelbar nach dem der Sperrkörper 19 durch die Auslöseeinrichtung gelöst ist, um dadurch eine zwangsläufige und schnelle Bewegung des Lenkrades 16 in die Ausnehmung 12 sicherzustellen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wirkt der Sperrkörper 19 auf das obere Lenksäulenteil 15 über eine Hülse 30, welche sich über das Lenksäulenteil 15 erstreckt und ax.ie! mit demselben bcweohar, iedoch ^σ?- gen Drehung um ihre eigene Längsachse verriegelt ist. Wie aus der Zeichnung zu sehen ist, ist das obere Lenksäulenteil 15 in der Hülse 30 in einem Lager 31 gelagert und an der Hülse 30 ist an dem dem Lager 31 gegenüberliegenden Ende ein Anschlag 32 starr befestigt. In einer Oberfläche des Anschlags 32 liegt der Sperrkörper 19 an, wenn es seine verriegelnde Lage einnimmt.

Wie zuvor erwähnt wurde, kann die axiale Bewegung des Lenkrades 16 und des oberen Lenksäulenteils 15 durch eine Feder unterstützt werden, wenn es gewünscht ist. Demzufolge umfaßt das dargestellte Ausführungsbeispiel eine Schraubenfeder 33, welche zwischen einem im wesentlichen unbeweglichen außerhalb der Hülse 30 angeordneten Anschlag und der freien Oberfläche des an der Hülse 30 befestigten Anschlags 32 bewirkt. So unterstützt die durch die Feder 33 über den Anschlag 32 auf die Hülse 30 ausgeübte Kraft die auf den oberen Lenksäulenabschnitt 15 und das Lenkrad wirkenden Trägheitskräfte um dieselben in die sichere Lage zu bewegen, wenn der Sperrkörper 19 durch die Kniehebelanordnung 22 in der oben beschriebenen Weise aus seiner verriegelnden Lage gelöst wird.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat die außerhalb der Hülse 30 angeordnete und als eine Schubfläche für die Feder 33 dienende Anschlagfläche die Form einer ringförmigen Schulter 34 welche an einer weiteren Hülse 35 befestigt ist. Die Hülse 35 erstreckt sich über eine wesentliche Länge der Hülse 30 und ist mit einem Lager. 36 vesehen. welches an der Hülse 35 mittels Schrauben oder dgl. befestigt ist und die Drehbewegung des unteren Lenksäulenteils 17 ermöglicht Die Hülse 35 ist gegen· axiale Bewegung durch zweckmäßige nicht dargestellte Mittel befestigt und mit einer Öffnung 37 versehen, um die Bewegung des Sperrkörpers 19 in und außer Eingriff mit dem Anschlag 32 zu ermöglichen.

Wie zuvor angedeutet wurde, ist zum Schutz gegen ein mögliches Rückschlagen des oberen Lenksäulenteils 15 und so auch des Lenkrades 16 aus der sicheren Lage in Richtung der normalen Lage zum Lenken, wenn die Verriegelungseinrichtung einmal gelöst ist, eine Vor- ω richtung vorgesehen, welche eine Bewegung des oberen Lenksäulenteils 15 in der umgekehrten Richtung wirksam verhindert, während sie eine axiale Bewegung des oberen Lenksäulenteils 15 in Richtung der sicheren Lage ermöglicht. Eine geeignete Vorrichtung für diesen Zweck ist in der Zeichnung dargestellt und besteht z. B. aus einem geteilten oder federnden kegelstumpfförmigen Einsatz 38, welcher lose zwischen der ringförmigen Schulter 34 und der Hülse 30 eingesetzt ist. Wie aus der Zeichnung zu sehen ist, stimmen die inneren Oberflächen der ringförmigen Schulter 34 mit den äußeren Oberflächen des Einsatzes 38 überein, so daß aufgrund der leichten Reibungskräfte, welche zwischen dem Rinsatz 38 und der Hülse 30 wirken, jede Bewegung der Hülse 30 in Richtung der normalen Lage zum Lenken einer Verformung des Einsatzes gegen die Hülse verursacht und dadurch wirksam denselben gegen eine forlgesetzte Bewegung verkeilt, während sich der Einsatz 38 axial nach unten in Richtung der sicheren Lage bewegen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Teleskopartig zusammenschiebbare Lenksäule für Fahrzeuge mit einem oberen und unteren Lenksäulenteil, bei der das obere Lenksäulenteil, an dem das Lenkrad befestigt ist, relativ zum unteren Lenksäulenteil aus einer ersten Normalbetriebslage in eine zweite, eingezogene Lage axial bewegbar ist mit einer Verriegelungseinrichtung in Form eines bewegbar angeordneten, in den Bewegungsweg des oberen Lenksäulenteils ragenden Sperrkörpers zum lösbaren Verriegeln des oberen Lenksäulenteils in der Normalbetriebslage, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Lenksäulenteil (15, 30) von einer Feder (33) gegen den Sperrkörper (19) gedrückt wird und der Sperrkörper (19) mit einer an sich bekannten, die Verzögerung des Fahrzeuges erfassenden Einrichtung (22) in Wirkverbindung steht und bei tiaer bestimmten Verzögerung des Fahrzeugs das obere Lcnksäulcntci! freigibt und somit eine Bewegung des oberen Lenksäulenabschnitts in die zweite, eingezogene Lage vorgesehen ist

2. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Lenksäulenteil (15) durch sein Eigengewicht und das Gewicht des daran befestigten Lenkrades (16) in die zweite Lage bewegbar ist.

3. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Lenksäulenteil (15) durch den Sperrkc'-rper (19) über eine sich über das obere Lenksäulenteil (15) erstreckende und axial mit demselben beweglich, jedoch gegen Drehung um ihre eigene Längsachse verriegelte iiülse (30) verriegelt gehalten ist.

4. Lenksäule nach einem der Ansⁿrüche ί bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß die das obere Lenksäulenteil (15) in Richtung der zweiten Lage vorspannende Federkraft durch die Federwirkung zwischen einem ersten Anschlag (34), welcher außerhalb der Hülse (30) angeordnet ist, und relativ zu derselben unbeweglich ist und einem zweiten Anschlag (32) an der Hülse (30) vorgesehen ist.

5. Lenksäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anschlag (34) eine Einrichtung zum Verhindern der Rückbewegung des oberen Lenksäulenteils (15) aus der zweiten Lage in die erste Lage aufweist.

6. Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenzeichnet, daß eine Einrichtung zum Lösen des Sperrkörpers (19) ein bewegliches Gewicht (28) aufweist, welches durch Auftreten der Verzögerungskräfte am Fahrzeug oberhalb einer bestimmten Größe und als Ergebnis der auf dasselbe wirkenden Trägheitskräfte das Lösen des Sperrkörpers (19) des oberen Lenksäulenteils (15) zur Bewegung dieses Abschnitts in die sichere Lage verursacht.

7. Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (19) mit einer Kniehebelanordnung (22) zusammenwirkend verbunden ist.

8. Lenksäule nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht (28) mit der Kniehebelanordnung (22) so verbunden ist, daß die Kniehebelanordnung durch das Gewicht wirkende Trägheitskräfte aufgrund von Fahrzeugverzögerungskräften oberhalb eines vorbestimmten Wertes die Kniehebelanordnung aus ihrer ersten in ihre zweite Lage bewegt.

9. Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß der Sperrkörper (19) zwei Randfläehen aufweist die einen Winkel dazwischen einschließend verlaufen, und schwenkbar an einem festen Punkt (20) des Fahrzeugs befestigt ist

10. Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das obere Letiksäulenteil (15) und das untere Lenksäulenteil (17) kerbverzahnt sind, daß einer der Teile hohl ist und teleskopisch in das andere Lenksäulenteil einschiebbar ist daß das untere Lenksäulenteil (17) durch eine axial unbewegliche weitere Hülse (35) umschlossen ist, welche sich über mindestens eine beträchtliche Länge der ersterwähnten Hülse (30) erstreckt und den festen Anschlag (34) für die Feder (33) umfaßt