DE2335708A1

DE2335708A1 - Zusammenschiebbare lenksaeule

Info

Publication number: DE2335708A1
Application number: DE19732335708
Authority: DE
Inventors: Yasuo Nagazumi
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1972-07-14
Filing date: 1973-07-13
Publication date: 1974-01-31
Also published as: FR2193376A5; US3899937A; GB1423417A; JPS4928030A

Description

Paljntanwälte Dipt .-hg. A. Grünecker

Dr.-hg. H. Kinke'dey ^ 13· Juli 1973

Dr.-i'ng. W. Stockmair
β Mönchen 22, Maximllianatr. 43 _v PH 6773

l'issan Motor Company, Ltd.

No. 2, Takara-machi, Kanagawa-ku, Yokohama City, Japan

Zusarnrnenschiebbare Lenksäule

Die Erfindung betrifft eine zusammenschiebbar Lenksäule für ein Fahrzeug mit einem Lenkgetriebe und einem Fahrzeugfahrgestell mit einer Schutzwand und einem im Abstand von der Schutzv/and angeordneten Lenksäulenmontageträger.

Bisher waren die in Kraftfahrzeuge eingebauten Lenksäulen starr ausgebildet, so daß die Fahrer der Kraftfahrzeuge v/ährend Kollisionen häufig sehr ernsthafte oder tödliche Verletzungen davon-trugen, wenn sie infolge der Trägheitskraft gegen das Lenkrad geschleudert wurden. Heutzutage werden verschiedene Ausführungsformen von zusammenschiebbaren Lenksäulen verwendet, die sich zusammenschieben, wenn der Fahrer mit einer einen bestimmten Wert überschreitenden Kraft auf das Lenkrad auftrifft.

Die zusaramenschiebbaren Lenksäulen selbst haben sich jedoch

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nicht zufriedenstellend bev/ährt. Während des normalen Fahrbetriebes des Kraftfahrzeuges sitzt der Fahrer hinter dem Lenkrad, und seine Hände steuern das Lenkrad. Wenn der Fahrer während des normalen Fährbetriebes des Kraftfahrzeuges plötzlich auf das Bremspedal tritt und sich das Kraftfahrzeug.schnell verzögert, dann wird der Fahrer versuchen, diese Verzögerung abzufangen, wobei er eine relativ hoho Belastung auf das Lenkrad ausübt, so daß die vorbestimmte Kraft, bei v/elcher sich die Lenksäule ζ us aminen schiebt, größer sein muß als diese in der Praxis auftretende Belastung. VJerin eine Kollision eintritt, dann verzögert sich das Kraftfahrzeug schnell, und der Fahrer wird nach vorn gegen das Lenkrad geschleudert. Während der Kollision bewegt sich der Fahrer des Fahrzeuges mit zunehmender Geschwindigkeit auf das Lenkrad zu, d.h., der Fahrer wird beschleunigt, während er sich aus der normalen Sitzposition nach vorne bewegt. In den Zeitpunkt, in welchem der Fahrer auf das Lenkrad aufschlägt, ist seine nach vorn gerichtete Geschwindigkeit sehr hoch. Es ist bekannt, daß die Aufschlagkraft umso größer ist, umso größer die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt des Auftreffens ist. Es ergibt sich daraus, daß , selbst wenn die Lenksäule zusammenschiebbar ist, der Fahrer des Fahrzeuges infolge der Auftreffkraft beim Aufschlagen auf das Lenkrad sich häufig ernsthaft oder tödlich verletzt, da die in der Praxis vorbestimmte Kraft, bei v/elcher die Lenksäule sich zusammenschieben soll, notwendigerweise groß sein muß.

Bei der vorliegenden Erfindung wird dieser Nachteil der vorbekannten Vorrichtungen vorteilhaft vermieden, indem das Lenkgetriebe, welches an einem deformierbaren Rahmen des Fahrzeuges befestigt ist, zu Beginn einer Kollision nach hinten verschoben wird, so daß eine Axialkraft eingeleitet wird, die größer als die vorbestimmte Kraft ist, bei welcher sich die Lenksäule zusammenschiebt. Die Lenksäule schiebt sich deshalb zusam-

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men, jedoch wird das Lenkrad mittels einer geeigneten Halterung daran gehindert, sich in Richtung auf den Fahrer nach hinten zu verschieben. Diese Halterung läßt jedoch zu, daß das Lenkrad nach vorne verschoben v/erden kann, wenn eine vergleichsweise kleine Kraft auf das Lenkrad ausgeübt wird. Es ergibt sich daraus, daß, wenn die Lenksäule bereits angefangen hat, sich infolge der an den Lenkgetriebe ausgeübten und auf sie einwirkenden Kraft zusammenzuschieben und v/enn der Fahrer gegen aas Lenkrad nach vorne geschleudert wird, das Lenkrad nach vorne verschoben wird und die Lenksäule weiter zusammenschiebt, wobei d£is Lenkrad jedoch bei diesem Vorgang der Vorwärtsbewegung des Fahrers nur einen sehr kleinen Widerstand entgegensetzt, so daß der Fahrer bein Ziuftreffen auf das Lenkrad nicht verletzt wird. Die Erfindung besteht darin, daß ein erstes Mantelrohr und ein zweites Mantelrohr vorgesehen sind und sich das erste Mantelrohr durch die Schutzv/and erstreckt und mit dem Lenkgetriebe verbunden ist, daß das zweite Mantelrohr zu dein ersten Mantelrohr axial fluch.tend angeordnet ist, daß eine auf die axiale Belastung ansprechende Verbindunqseinrichtung zwischen dem ersten und der¹, zweiten'· Plante 1 rohr vorgesehen ist, die eine teleskopartige Bewegung des einen Mantelrohres in das andere Mantelrohr zuläßt, und daß eine HaXterung vorgesehen ist, mit welcher das zweite Mantelrohr der zusaraienschiebbaren Lenksäule derart an dem Montagoträger befestigt ist, daß es relativ zum Träger in einer Richtung eine Bewegung ausführen kann, jedoch an einer Bewegung in entgegengesetzter Richtung gehindert wird.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.l eine schematische Teilansicht eines Kraftfahr-

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zeuges mit einer zusammenschiebbaren Lenksäule gemäß der Erfindung, in normaler Stellung;

Fig.2 eine Ansicht ähnlich der Fig.l, wobei jedoch das Kraftfahrzeug deformiert und die Lenksäule zusammengeschoben sind;

Fiq. 3 eine vergrößerte Tcilansicht eines Ausführungc-beispiels für ein Teil der zusaLiraon.schiebbaron Lenksäule nach Fig.l (oder Ficr.2)_f v/obei dieses Teil in den Fig.l und 2 mit einem strichpunktierten Kreis angedeutet .ist;

Fig. 4 ein Teil eines weiteren Ausführuncjshcispieles ähnlich der Fig.3;

Fig. 5a und 5b vergrößerte Schnittansichten eines v/eiteren Ausführungsbeispioles für das in den Fig.3 bzw. 4 gezeigte Teil, wobei sich das Teil in einer Normal- und in einer zusammengeschobenen Lage befindet und

Fig.6 eine Explosionsdarstellung des in den Fig.5a und 5b dargestellten Teils der verschiebbaren Lenksäule.

In den Fig.l und 2 der Zeichnung ist eine Lenksäule 24 gemäß der Erfindung dargestellt, die in das Fahrgestell eines Kraftfahrzeuges 10 eingebaut ist, das in üblicher Weise mit einer Schutzwand 12 ausgestattet ist, welche den Passagierraum von dem vorderen Fahrzeugteil trennt und von einem vorderen Rahmenende getragen wird, welches einen sich in Längsrichtung erstreckenden Träger 13 aufweist, wobei der Träger 13 am vorderen Rahmenende derart ausgestaltet ist, daß er sich deformieren oder verbiegen kann, um während eines Fahrzeugzusam-

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menstoßes die in das Fahrzeug eingeleitete Energie zu absorbieren. Das Kraft fahrzeug IO v/eist ferner ein herkömmliches Armaturenbrett 14 auf, das im Abstand von der Schutzwand 12 angeordnet und mit einer stirnseitigen Verkleidung 16 ausgestattet ist, die sich quer zwischen der linken und der rechten vorderen Türsäule des Fahrzeuges IQ erstreckt, wobei diese Türsäulen nicht dargestellt sind, und es ist ferner ein Versteifungsprofil 18 vorgesehen, das die Säulen zur-Erzielung einer Versteif lang des Fahrzeugen miteinander verbindet, sowie ein Lenksäulennontageträger 20, der an dem Profil 18 und der Schutzwand 12 mittels Gewindebolzen befestigt ist.

Die Lenksäulenkonstruktion 2 4 weist eine innere Lcnkwelle 26 und eine äußere Tragsäule 28 a.uf, die die Lenkwelle 26 umschließt (siehe Fig.3). Die Lenkwelle 26 kann einen kerbverzahnten oder einen ähnlich ausgebildeten Teil aufweisen, so daß sich ihre wirksame Länge verändern kann, obwohl dies nicht dargestellt ist.

Die Tragsäule 28 weist ein erstes Hantelrohr 30 auf, das sich durch die Schutzwand 12 hindurch erstreckt, sowie ein zweites Mantelrohr 32, das axial gegenüber dem ersten Mantelrohr 30 ausgerichtet ist. Das erste Mantelrohr 30 schließt sich an ein herkömmliches Lenkgetriebe 34 an, das seinerseits auf dem Rahmen 13 angeordnet ist. Das zweite Mantelrohr 32 wird von einem im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Verbindungsstück oder einer Halterung 36 gehalten,die nicht in allen Einzelheiten dargestellt ist und eine Aufhängung 38 mit nach rückwärts geöffneten Schlitzen 40 aufweist. Bolzen 42 verlaufen quer durch den Träger 20 und greifen durch die Schlitze 40 in die Aufhängung 38 tragend ein. Auf die Bolzen 42 sind nicht dargestellte Muttern aufgeschraubt, die derart angezogen sind, daß sie das zweite Mantelrohr 32 festhalten, jedoch nicht so fest, daß

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eine axiale Vorwärtsbewegung des zweiten Mantelrohres 32 bei einem Auftreffen des Fahrers während eines Zusarmnenstoßes des Fahrzeuges im wesentlichen verhindert wird. Das erste Mantelrohr 30 und das zweite Mantelrohr 32 sind teleskopartig zueinander beweglich und normalerweise mittels geeigneter Verbindungseinrichtunnen miteinander verbunden, was noch kurz beschrieben werden soll. Während eines Frontalzusammenstoßes des Fahrzeuges deformiert sich der Rahmen 13, so daß das Lenkgetriebe 34 nach rückwärts verschoben wird. Die Verbindung zwischen dem ersten Mantelrohr 30 und dem zweiten Mantelrohr 32 wird dann gelöst, wie dies nachfolgend im einzelnen noch beschrieben wird, und das erste Mantelrohr 30 schiebt sich auf das zweite Mantelrohr 32, um die Verschiebung des Lenkgetriebes 34 aufzufangen. Ein Lenkrad 44, das an dem zweiten Mantelrohr 32 befestigt ist, wird mittels der Halterung 36 und der Bolzen 42 an einer Bewegung in Richtung auf den Fahrer zu gehindert.

Wenn jedoch der Fahrer gegen das Lenkrad 44 geschleudert wird, dann bewegt sich das Lenkrad 44 nach vorn, so daß eine Verletzung des Fahrers verhindert wird, weil die Halterung 36 wegen der Schlitze 40 ein Loslösen des zweiten Mantelrohres 32 von dem Träger 20 in Vorwärtsrichtung ermöglicht, und das zweite Mantelrohr 32 schiebt sich in das erste Mantelrohr 30.

In der Fig.3, die ein Ausführungsboispiel für die vorher erwähnte Verbindung darstellt, ist zu erkennen, daß das erste Mantelrohr 30 aus einem länglichen Rohr besteht, das einen zylindrischen Wandteil 46 aufweist. An seinem oberen Ende läuft der zylindrische Wandteil 46 nach innen in eine Buchse 48 mit einem kleineren Profilauerschnitt ein. Das zweite Mantelrohr 32 ist ebenfalls ein längliches Rohr mit einem zy-

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linclrischen Wandteil 50. An seinem unteren Ende läuft der zylindrische; Wandteil 50 nach außen in eine Buchse 52 mit einem größeren Profilquerschnitt, und die Buchse 52 sitzt mit einem Preßsitz in der Buchse 48. Kenn in der Praxis eine Axialkraft von genügender Größe auf das Lenkgetriebe 34 einwirkt, dann wird der durch den Preßsitz hervorgerufene Widerstand zwischen den Buchsen 4 B und 52 überwimC'-i-n, und das erste Mantelrohr 30 schiebt sich auf das zweite Mantelrohr 32.

In der Fig. 4 ist ein v/eitere? Ausführungsbeispiel· der vorher erv-ähnten Verbindung dargestellt. In dieser Figur v/erden die' gleichen Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Bauteile verwendet wie in der Fig. 3..

Wie in den Fig.l, 2 und 4 zu erkennen ist, besteht das erste Mantelrohr 30 aus einem länglichen Rohr mit einem zylindrischen Wandteil 54. An seinem oberen Ende läuft der zylindrischem Wandteil 54 nach innen. Das zweite Mantelrohr 32 besteht aus einem länglichen Rohr mit einem zylindrischen Wandteil 56. An seinem unteren Ende wird der Zylinderteil 5G gegenüber dein zylindrischen Wandteil 54 mittels einer niete 58 axial gehalten, die bricht oder abgeschert wird, wenn eine Axialkraft genügender Größe auf das Lenkgetriebe 34 einwirkt, so daß sich das erste Mantelrohr 3O in das zweite Mantelrohr 32 hineinschieben kann.

In den Fig. 5a, 5b und 6 ist ein weiteres Ausführuncjsbeispiel der Verbindung dargestellt, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in der F¹Xg-S zur Bezeichnung gleicher oder ähnlicher Bauteile verwendet wurden.

Wie in den Fig.l, 2, 5a und 6 zu erkennen ist, wird das zweite Mantelrohr 32 von einem länglichen Rohr gebildet, das einen

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zylindrischen Wandteil 60 aufweist, der die Lenkwelle 26 einschließt. An seinem unteren Ende läuft das zylindrische Wandteil 60 nach außen in eine Buchse 6 2 mit einem größeren Profilguerschnitt. Das erste Mantelrohr 30 besteht aus einem länglichen RoIir mit einem zylindrischen Wandteil 64. An seinem oberen Ende läuft das zylindrische Nandteil 64 nach innen in eine Buchse 66 ein, die einen kleineren Prifi!querschnitt aufweist und mittels eines Drucklaqers 68 gegenüber der Buchse 62 gehalten wird. An seinem oberen Ende ist die Buchse 66 nach innen abgebogen, so daß ein 7\nlaqateil 67 gebildet wird, mit den das Drucklager 6S normalerweise in seiner Lage gehalten wird, wie dies in der Fig. 5 zu erkennen ist.

Wie am besten in der Fig. 6 zu erkennen ist, vroist das Drucklager GS einen zylinderförmigen Kugelkäfig 70 sowie mehrere Kugeln 72 auf. In dem zylinderförmigen Kugelkäfig 70 sind mehrere Löcher 74 angeordnet, die entsprechend zur Aufnahme der Kugeln 72 dienen. Beim Zusammenbau der in der Fig.6 dargestellten Teile kann das Drucklager 68 lose zwischen die Buchsen 62 und 66 eingesetzt werden, und dann wird die Baueinheit durch einen Preßvorgang fest zusammengespannt.

Im Fall eines Zusammenstoßes des Fahrzeuges, bei welchem das Lenkgetriebe 34 nach hinten verschoben wird, schiebt sich das erste Mantelrohr 30 teleskopartig auf das zweite Mantelrohr 32, wie dies am besten in den Fig.2 und 5b zu erkennen ist.

Wenn eine Lenk-säule entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, dann ermöglicht sie eine teleskopartige Bewegung des ersten Mantelrohres auf das zweite Mantelrohr, verhindert jedoch eine Bewegung des zweiten Mantelrohres und damit eine Bewegung des Lenkrades in Richtung auf den Fahrer,

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wenn das Lenkgetriebe während einer Fahrzeugkollision nach hinten verschoben wird, und ermöglicht, daß das zweite Mantelrohr sich in das erste Mantelrohr nach vorn hineinschiebt, um den Stoß den Fahrers gegen das Lenkrad aufzufangen, der selbst dann auftreten kann, wenn der Fahrer von einem Sitzgurt zurückgehalten v^rird, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, daß sich im Falle einer Kollision des Fahrzeuges der Rahmen, der das Lenkgetriebe trägt, verbiegt oder deformiert und dadurch ira wesentlichen die Hauptstoßenergie aufnimmt. Es sei auch darauf hingewiesen, daß eine zusararaenschiebbare Lenksäule genäß der vorliegenden Erfindung besonders dazu geeignet ist, den Fahrer des Fahrzeuges vor Verletzungen zu schützen, wenn diese Lenksäule in Verbindung mit einem Sitzgurt verwendet wird.

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Claims

PH 6773

Patentansprüche

Zusammonschiebbare Lenksäule für ein Fahrzeug mit einem Lenkgetriebe und einem Fahrzeugfahrgestell mit einer Schutzwand und einem im Abstand von der Schutzwand angeordneten Lenksäulenmontageträger, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Mantelrohr (30) und ein zweites Mantelrohr (32) vorgesehen sind und sich das erste Mantelrohr durch die Schutzwand (12) erstreckt und mit dem Lenkgetriebe (34) verbunden ist, daß das zweite Mantelrohr zu dem ersten Mantelrohr axial fluchtend angeordnet ist, daß eine auf die axiale Belastung ansprechende Verbindungseinrichtung (48,52,54,56,58,62,66,68) zwischen dem ersten und dem zweiten Mantelrohr vorgesehen ist, die eine teleskopartige Bewegung des einen Mantelrohres in das andere Mantelrohr zuläßt, und daß eine Halterung (36) vorgesehen ist, mit welcher das zweite Mantelrohr der zusammenschiebbaren Lenksäule derart an dem Montageträger (20) befestigt ist, daß es relativ zum Träger in einer Richtung eine Bewegung ausführen kann, jedoch an einer. Bewegung in entgegengesetzter Richtung gehindert wird.
2. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzei c h n e t , daß die Verbindungseinrichtung eine mit dem ersten Mantelrohr (30) einstückig ausgebildete Buchse (4 8) mit einem verringerten Profilquerschnitt sowie eine mit dem zwei-

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ten Mantelrohr (32) einstückig ausgebildete Buchse (52) mit einem vergrößerten Profilquerschnitt aufweist und daß die Buchse mit dem vergrößerten Profilquerschnitt mit einem Preßsitz in der Buchse mit dem verringerten Profilqaarschnitt angeordnet ist.
3. Lenksäule nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet _f daß die Verbindungseinrichtung wenigstens eine niete (58) aufweist, mit der das erste Mantelrohr an doia zweiten Mantelrohr befestigt ist.
4. Lenksäule nach weni gstens einem -der. Ansprüche 1 bis 3/ dadurch gekennzeichnet , daß die Verbindungseinrichtung eine mit dem ersten Mantelrohr (30) einstückig ausgebildete Buchse (66) mit einem verringerten Profilquerschnitt soviic eine mit dem zweiten Mantelrohr (32) einstükkig ausgebildete Buchse (62) und ein Drucklager (68) aufweist, das mit eineM zylindrischen Kugelkäfig (70) ausgestattet ist, der die Buchse mit dem vergrößerten Profilquerschnitt umgreift und mit einem Preßsitz derart in der Buchse mit dem verkleinerten Profilquerschnitt angeordnet ist, daß eine Bewegung der beiden Buchsen relativ zu dem Kugelkäfig unterbunden wird.

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