DE2264507A1

DE2264507A1 - Steilgestellte sicherheitslenksaeule fuer kraftfahrzeuge, insbesondere der frontlenkerbauart

Info

Publication number: DE2264507A1
Application number: DE2264507*A
Authority: DE
Inventors: Hisahal Mineda; Genyo Murase; Yozo Yamaguchi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1972-05-24
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2225128A1; DE2265209A1; DE2265209C3; DE2265210B2; DE2225128C3; DE2265209B2; DE2264507C3; DE2225128B2; DE2264507B2; DE2265210C3; DE2265210A1; US3822608A

Description

TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA 1, Toyota-cho, Toyota-shi Aichi-ken (Japan)

' Steilgestellte Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge, insbesondere der Frontlenkerbauart. (Ausscheidung aus P 22 25 128.1-21)

Bei Kraftfahrzeugen mit steilgestellter Sicherheitslenksäule, wie sie insbesondere bei Fahrzeugen der Frontlenkerbauart üblich ist, nimmt das Lenkrad eine im wesentlichen waagerechte Lage ein und ragt demzufolge weit in die Fahrerkabine des betreffenden Fahrzeugs.

Dieses in die Fahrerkabine ragende Lenkrad beeinträchtigt nicht nur den freien Raum der Kabine, es kann auch Anlaß zu Verletzungen des Fahrers, insbesondere bei Auffahrunfällen sein, bei denen der Fahrer unter der Wucht des Aufpralls gegen das Lenkrad geschleudert wird.

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Die Erfindung betrifft eine neue Ausbildung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge, durch die dem Lenkrad der Lenksäule bei dieser steilgestellten Anordnung eine Ausweichmöglichkeit gegeben wird.

Erfindungsgemäß ist bei einer steilgestellten Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge, insbesondere der Frontlenkerbauart, das Lenkrad mit einem inneren Nabenring fest auf dem Ende der Lenksäule gehalten und ist mit einem äußeren Nabenring, der an den Speichen angreift, an dem inneren Nabenring schwenkbar geführt. Die beiden Nabenringe sind dabei allseits schwenkbar ineinander geführt und durch zwischen ihnen wirkende, abscherbare Glieder in einer Grundstellung zu dem Lenkrad gehalten. Ferner ist der die beiden Nabenringe umschließende Raum mit einem Kunststoff ausgegossen, der auch die Schulter des äußeren Nabenringes übergreift.

Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß im Falle eines Auffahrunfalles die die beiden Nabenringe verbindenden Abscherglieder zerstört werden und den äußeren Nabenring zum Ausschwenken gegen den inneren Nabenring und das Lenkrad freigeben. Das Lenkrad kann somit gegen die Lenksäule ausschwenken und gibt dabei einen Teil des von ihm in der Grundstellung eingenommenen Raumes frei.

Weitere Merkmale der neuen Ausbildung ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung, in der mehrere /usführungsbeispiele erläutert sind. Es zeigen:

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Fig. 1 einen Achsenschnitt durch eine erste Ausführungsform,

Fig. 2 die Stellung des Lenkrades nach der Fig. 1 in gegenüber der Lenksäule abgesenkter Lage,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Achsnabe nach den Fig. 1 und 2 in größerem Maßstab,

Fig. 4 einen Achsenschnitt zu der Fig. 3 nach der Linie K-H der Fig. 3,

Fig. 5 ein Schaubild des äußeren liabenringes nach der Fig.

1,
Fig. 6 ein Schaubild des inneren Nabenringes nach der

Fig. 1,

Fig. 7 einen Achsenschnitt durch eine zweite .Ausführungsform,

Fig. 8 eine Seitenansicht des Stoßauffangkörpers zu der zweiten Ausführungsform,

Fig. 9 einen Querschnitt zu der Fig. 3,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Abwandlung des Stoßauffangkörpers nach der Fig. 8,

Fig. 11 einen Querschnitt zu der Fig. 10,

Fig» 12 ein Schaubild einer weiteren Abwandlung des Sto:?- auffangkörpers nach der Fig. S und

Fig. 15 einen Querschnitt zu der Fig. 12.

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Bei der Ausführung nach der Fig. 1 hat das Lenkrad 16 zwei Speichen von U-förmigem Querschnitt. Die Speichen 102 erstrekken sich radial zum Lenkrad 16 und sind mit den inneren Enden an einen Nabenring 103 angeschlossen. Der Nabenring 103 hat eine kugelförmig ausgewölbte Wand 131 (Fig· £*-££) mit einem von deren Oberkante ausgehenden, rechteckigen Ausschnitt 132. Der Nabenring 103 nimmt eine Nabe 104 auf. Die Nabe 104 hat eine konische Bohrung 141 mit einem geriffelten Teil 142 in der Mitte. Ein konischer Teil 161 nahe dem Ende der Lenksäule 11 sitzt auf der konischen Bohrung der Nabe 104 mit einem geriffelten Teil 142. Ein Gewindezapfen 163 an dem Ende der Lenksäule 11 ragt in eine Ausweitung 110 der Nabe 104. Die Nabe 104 ist durch eine Federscheibe 111 mit Mutter 112 fest auf der Lenksäule 11 gehalten und kann sich gegen diese nicht verdrehen. Die Innenseite der Nabe 104 ist nach einer Kugel

143 geformt, auf der sich der Nabenring 103 passend auflegt. Zufolge der Kugelform der Wandfläche 131-143 können der Nabenring 103 und die Nabe 104 gegeneinander verschwenkt werden. Auf der Durchmesserlinie sind die beiden Teile 103, 104 mit einigen sich in der Grundstellung deckenden Löchern 133 bzw.

144 versehen. Die Löcher 144 sind dabei als Sacklöcher ausgebildet. In der einander deckenden Grundstellung nehmen die Löcher 133 bzw. 144 je einen Scherbolzen 105 auf. In dem Ausführungsbeispiel sind jeweils vier Löcher 133, 144 vorgesehen. Die Scherbolzen 105 können aus Metall oder Kunststoff bestehen. Der Nabenring 103 und die Nabe 104 können aus dem gleichen Kunststoff gefertigt sein, mit dem auch das Lenkrad 16 und

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die Speichen 102 überzogen sind. Der Nabenring 103 ist zusätzlich gegen Verdrehen gegen die Nabe 104 durch eine Kunststoff schulter 120 gesichert, die den Nabenring 103, von den Speichen 102 ausgehend, beiderseits übergreift.

Die Aussparung 132 des Nabenringes 103 dient zur Erleichterung des Zusammenbaues des Nabenringes 103 mit der Nabe 104. Nach dem Zusammenbau dieser Teile wird der zwischen ihnen verbliebene Hohlraum mit dem Vergießen des Lenkrades 16 mit dem Kunststoff 120 ebenfalls mit Kunststoff ausgefüllt. Auf die Nabe 104 ist lose noch in der Mitte ein Kunststoffknopf 107 für die Betätigung des Signalhorns aufgesetzt.

Beim Aufprall des Fahrzeugs auf ein anderes Fahrzeug wird durch den sich dabei ergebenden Pressdruck auf den Fahrer auch das Lenkrad 16 einer Stoßbelastung ausgesetzt. Sobald diese Belastung einen vorbestimmten Wert übersteigt, werden die Scherstifte 105 abgeschert und geben die gegenseitige Bewegung zwischen dem Nabenring 103 und der Nabe 104 frei. Dabei werden auch die Kunststoffkragen 120 um den Nabenring 103 abgesprengt.

Das Lenkrad 16 kann dann die in der Fig. jj^f wiedergegebene Lage einnehmen, ohne daß sich jedoch der Nabenring 103 von der Nabe 104 lösen kann. Neben der bei einem Aufprall auf ein anderes Fahrzeug gegebenen Möglichkeit der Lenksäule 10, 12 kann auch das Lenkrad 16 aus der Grundstellung nach der Fig. 1 - 6 in die Abschwenklage nach der Fig. 2 umgelegt werden, wodurch ebenfalls der den Fahrer treffende Aufprall vermieden wird.

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Das Absorptionsvermögen der vorbeschriebenen Ausbildung kann durch entsprechende Wahl des Werkstoffs der Abscherstifte 105, deren Zahl und Stärke und die Festigkeit der Schulter 120 nach der Kunststoffüberdeckung des Nabenringes 103 bemessen werden.

Nach einer weiteren Ausführungsform (Fig. 7-13) hat ein nicht dargestelltes Lenkrad 16 eine radial gerichtete Speiche 201. Am inneren Ende trägt die Speiche 201 einen Nabenteil 203. Ein weiterer scheibenförmiger Nabenttil 204 sitzt auf der Lenksäule 11 und ist mit dem oberen Nabenteil 202 durch ein zylindrisches Glied 263 verbunden, das als Stoßauffangglied dient. Das Glied 203 ist mit dem Nabenoberteil 202 verbunden. Die Speiche 201 an dem oberen Nabenglied 202 des Stoßauffangkörpers 203 ist mit den unteren Nabenglied 204 mit einem Kunststoff 205 überzogen und mit den Lenkrad 16 zusammengefügt.

Das Stoßauffangglied 203 hat zylindrische Form und besteht zweckmäßig aus Metallblech bestimmter Stärke (Fig. 8). Es hat eine Reihe rechteckiger Manteleinschnitte 231, die sich in Achsrichtung erstrecken. Die Festigkeit des Gliedes 203 richtet sich nach der Wandstärke des Metallmantels, der Zahl und der Größe der Ausschnitte 231. Diese Festigkeit ist entsprechend der zu erwartenden Belastung vorgewählt. Die Kunststoffummantelung 205 füllt auch die Aussparungen 231 aus. Zur Verankerung des Stoßauffanggliedes 203 an dem unteren Nabenglied 204 ist dieses mit einer Riffelung 241 und einer konischen Durchbohrung 242 versehen. Die Lenksäule 11 hat am oberen Ende eine die Riffelung 241 aufnehmende Gegenriffeiung und eine die konische

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Bohrung 242 aufnehmende Gegenbohrung, wobei eine aufgesetzte Mutter 211 mit Sprengring 212 den Teil 204 festhält. Das Lenkrad 16 ist somit auf der Lenksäule 11 festgehalten und die Lenksäule hat noch zur Aufnahme der Mutter 211 und des Sprengringes 212 einen Gewindezapfen 263. Die Mutter 211 mit dem Sprengring 212 und der Zapfen 263 ragen dabei in einen von der KunststoffUmhüllung des Teiles 203 freigelassenen Raum. Ein zur Betätigung des Signalhornes dienender Kopf 208, etwa aus elastischem Kunststoff, beispielsweise Uretangummi, sitzt fest auf einer Grundplatte 281 und bildet den mittleren Abschluß des Lenkrades 16. Der Knopf 208 ist durch einen Schraubbolzen 283 und eine Wickelfeder 210 über einem mit einer Schulter versehenen Zwischenglied 209 gehalten. Das Zwischenglied 209 überragt den oberen Nabenteil 202. .

Bei einem Aufprall auf ein anderes Fahrzeug wird eine nach vorne gerichtete Kraft durch den Fahrer auf das Lenkrad 16 in beschränktem Ausmaß übertragen. Diese auftreffende Kraft führt zu einer Verformung des Kraftübertragungsgliedes 203, wobei die Kunststoffummantelung 205 zerstört wird. Das Lenkrad 16 wird entsprechend der auf es einwirkenden Belastung verdreht. Demzufolge wird, obgleich der Körper des Fahrers vorübergehend z.T. gegen ein Teil des Lenkrades 16 gepreßt wird, die gesamte Belastung von dem Lenkrad 16 aufgenommen, und der Fahrer bleibt vor Verletzungen geschützt.

Nach dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel (Fig. 7-9) richtet sich das Stoßauffangvermögen des Gliedes 203 u.a. auch

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^r) -~i C^ f Γ Γ) ·ι

nach der Zahl und der Größe der Schlitze 231. An deren Stelle kann jedoch auch der Körper 203' nach den Fig. 10, 11 mit einer Umfangsrille 231^! versehen sein, die eine Schwächungsstelle bildet, /tuch kann das zylindrische Stoßauffangglied 203'' nach den T^ünd 13 mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung verlaufenden Langlöchern 231'' versehen sein. Auch bei dieser Ausführungsfonn kann das Stoßauffangglied 203'' durch Verformung der Langlöcher 231'' die ihm gestellte Aufgabe erfüllen.

Nachdem vorstehend der Aufbau und die Wirkungsweise der Ausbildung nach der Erfindung in den verschiedenen Ausführungsbeispielen erläutert worden ist, wird noch bemerkt, daß die Erfindung in verschiedenen Richtungen abgewandelt werden kann, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, wie es jedem mit der Ilaterie befaßten Fachmann ohne weiteres geläufig sein dürfte. Die Erfindung kann daher im Rahmen der Ansprüche weitgehend abgewandelt werden.

AG9S 1 Ü/Q778

ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche :

1. JSteilgestellte Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge, insbesondere der Frontlenkerbauert, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (16) mit einem inneren Nabenring (104) fest auf dem Ende der Lenksäule (10-12) gehalten ist, mit einem äußeren Nabenring (103)» der an den Speichen (102) angreift, mit dem inneren Nabenring (104) geführt ist, die beiden Nabenringe (103, 104) allseits gegeneinander schwenkbar ineinander geführt und durch zwischen ihnen wirkende, abscherbare Glieder (133) in einer Grundstellung zu dem Lenkrad gehalten sind und der die beiden Nabenringe (103, 104) umschließende Leerraum mit einem Kunststoff (120) ausgegossen ist, wobei der Kunststoff auch die Schulter des äußeren Nabenringes (103) übergreift.

2. Steilgestellte Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß die beiden Nabenringe (103, 104) mit Kugelflächen ineinander geführt sind.

3. Steilgestellte Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Nabenring (203) (Fig. 7) als Zylinderring ausgebildet und mit einer Reihe von sich in Achsrichtung erstreckenden Löchern (231) versehen ist.

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4. Steilgestellte Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Nabenring (203¹) mit einer umlaufenden Rille (231·) versehen ist.

5. Steilgestellte Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Nabenring (203¹¹) mit zueinander versetzten, querliegenden Aussparungen (231 ") versehen ist.

6. Steilgestellte Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherverbindung zwischen den einander umschließenden, kugelförmigen Nabenringen (103, 104) von Stiften (133) gebildet ist.

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