DE2417543A1

DE2417543A1 - Sicherheits- lenkungsanordnung fuer kraftfahrzeuge, insb. fuer personenkraftwagen

Info

Publication number: DE2417543A1
Application number: DE2417543A
Authority: DE
Inventors: Hans Hermann Dipl Ing D Braess
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1974-04-10
Filing date: 1974-04-10
Publication date: 1975-10-30

Description

Sicherheits- Lenkungsanordnung für Kraftfahrzeuge, insb. für Personenkraftwagen Die Erfindung betrifft eine Sicherheits- Lenkungsanordnung für Kraftfahrzeuge, insb. für Personenkraftwagen mit einer bei Zusammenstößen wirksam werdenden Stoßenergie aufnehmenden Vorrichtung im Lenkungsteil der Lenksäule, in dem ein Lenkungsteil des Lenkrades verschiebbar geführt ist.
Es sind Sicherheitslenkanordnungen der eingangs genannten Art bekannt, die mit Energie aufnehmenden Vorrichtungen zwischen den Lenkungsteilen.des Lenkrades und der Lenksäule versehen sind. Diese werden entweder durch hydraulische Energieaufnahme (DT-OS 1 941 991) oder durch eine pneumatische Energieaufnahme (DT-OS 1 630 302) gebildet. Bei beiden Vorrichtungen ist immer eine ständige Betriebsbereitschaft der Energieaufnahme vorgesehen, so daß ein Einstellen der Vorrichtung auf bestimmte Anprallzustände nicht möglich ist. Den bekannten Vorrichtungen haftet weiter der Nachteil an, daß sie mit einem vorgegebenen Kraftniveau arbeiten und eine optimale Anpassung der Kraftaufnahme auf die Jeweilige Anprallgeschwindigkeit nicht möglich ist. Ferner erfolgt eine Auslösung der Sicherheitseinrichtung nur durch den Aufprall der hinter dem Lenkrad sitzenden Person.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und eine Sicherheits- Lenkungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die beim Anprall automatisch in Betrieb gesetzt wird und bei der eine optimale Anpassung der Kraftaufnahme an die Jeweilige Anprallgeschwindigkeit ermöglicht wird. Darüber hinaus soll die Lenkung alle im Fahrbetrieb auftretenden Kräfte, wie z.B. die Abstützkräfte bei schwierigen Fahrmanövern ohne bleibende Verformung aufnehmen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Energieaufnahme der Vorrichtung mittels Stell- und Steuerglieder beim Fahrzeugaufprall auslösbar und an die jeweilige Anprallgeschwindigkeit anpassbar ist. Hierzu ist die Vorrichtung nach der Erfindung derart ausgebildet, daß das Lenkungsteil des Lenkrades axial verschiebbar in einer inkompressibles Medium aufweisenden Kammer im Lenkungsteil der Lenksäule geführt ist, und der Kammer eine weitere Kammer über einen Strömungskanal nachgeschaltet ist, in dem ein vom Stellglied ansteuerbares Durchflußventil angeordnet ist.
Zur Aufnahme der Energie ist desweiteren nach der Erfindung vorgesehen, daß das Lenkrad- Lenkungsteil am freien Ende einen Kolben aufweist, der über eine Feder vorgespannt in der Kammer gehalten ist.
Im Falle eines Aufpralles erfolgt die Verstellung des Durchflußventiles über ein Steuerglied (z.B. Beschleunigungsaufnehmer) und einem davon beeinflußbaren Stellglied.
Ferner kann die Verstellung des Durchflußventiles auch über ein Stellglied erfolgen, das mit einem Elektromagneten gekoppelt ist, welcher von einem Kollosionssensor steuerbar ist. Der Sensor sitzt in vorteilhafter Weise nach der Erfindung im vorderen Teil der Knautschzone.
Zur Anpassung der Energieaufnahme ist ferner nach der Erfindung vorgesehen, daß zur Anpassung der Energieaufnahme die Vorrichtung mit einem den Durchflußquerschnitt im Strömungskanal veränderlichen Ventil versehen ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen hauptsächlich darin, daß durch die Ventilcharakteristik die Kraftaufnahme des Lenkrades an die jeweilige Anprallgeschwindigkeit ermöglicht wird. Bei relativ geringer Geschwindigkeit tritt somit nur eine geringe Reaktionskraft auf. Die Zunahme der Kraft mit der Geschwindigkeit erfolgt in der Weise, daß die maximale zulässige Brustbelastung nicht überschritten wird.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel schematiseh dargestellt.
Das Lenkrad 1 eines Kraftfahrzeuges ist mit seinem Lenkungsteil 2 drehfest verbunden und ragt in ein Lenkungsteil 3 der Lenksäule 4 hinein und ist im Kopf über eine Verzahnung 5 geführt. Die Lenksäule 4 ist am Aufbau 6 des Fahrzeuges gelagert.
In der Lenksäule 4 ist eine Energie aufnehmende Vorrichtung 17 vorgesehen, die aus zwei hintereinander geschalteten, Medium aufweisenden Kammern 7 und 8 besteht.
Die Kammern 7 und 8 sind über einen Kanal bzw. eine Uffnung 9 leitend miteinander verbunden. Die Öffnung 9 ist mittels eines Durchflußventiles 10 entgegen der axialen Bewegungsrichtung 16 des Lenkungsteiles 2 des Lenkrades 1 absperrbar. Das Lenkungsteil 2 des Lenkrades 1 weist an seinem freien Ende einen Kolben 11 auf, der vom Medium in der Kammer 7 in seiner Stellung gegen den Druck einer Feder 12 gehalten wird und infolge der Inkompressibilität des Mediums axial nicht in Richtung 16 verschiebbar ist, auch wenn hohe Kräfte am Lenkrad 1 auftreten sollten.
In der ebenfalls Medium aufweisenden Kammer 8 ist ein stirnseitig über eine Feder 18 abgestützter Kolben 13 gelagert. Ferner ist in dieser Kammer 8 ein Stellglied 14 angeordnet, welches ein Steuerglied 15(z.B. Beschleunigungsaufnehmer) aufweist, das ab einer gewissen Längsver zögerung des Fahrzeuges (z.B. lOg) anspricht und eine Entriegelung des Durchflußventiles 10 über das Stellglied 14 bewirkt.
Es wäre aber auch ein Stellglied 14a denkbar, das ein Steuerglied 15a (z.B. Elektromagnet) enthält, welches von einem Kollosionssensor (nicht gezeigt) betätigt wird, der vorzugsweise im vorderen Teil der Knautschzone des Fahrzeuges angeordnet ist.
Wenn bei einem Zusammenstoß auf das Vorderteil des Fahrzeuges ein Stoß erfolgt, sprechen die Steuerglieder 15; 15a an, die Impulse zu Stellgliedern 14; 14a geben, welche ein augenblickliches Öffnen des Ventiles 10 bewirken und somit das Lenkrad 1 in der Kammer 7 in Richtung 16 bewegbar ist. Die bei diesem Stoß gegen das Lenkrad 1 geschleuderte Person, wird elastisch aufgefangen, da durch die Steuer- und Stellglieder bzw. die Kollosionssensoren ein sofortiges Öffnen des Durchflußventiles bewirkt wird.
Die Sicherheits- Lenkungsanordnung des beschriebenen Ausführungsbeispieles ist nur für einen einmaligen Gebrauch ausgelegt, da keine automatische Rückstellung nach einem Anprall vorgesehen ist. Die energieaufnehmende Vorrichtung kann aber auch wiederholt verwendet werden, welches durch Einfügung eines weiteren Ventiles in der Kammertrennwand sowie einer entsprechenden Leitungsführung ermöglicht wird, so daß en Zurückpumpen in die Kammer 7 des in die Kammer 8 eingeströmten Mediums erfolgen kann und das Lenkungsteil des Lenkrades 1 on seine Ausgangsposition zurückschiebbar ist.

Claims

Patentansprüche

1. Sicherheits- Lenkungsanordnung für Kraftfahrzeuge, inab. für Personenkraftwagen mit einer bei Zusammenstössen wirksam werdenden Stoßenergie aufnehmenden Vorrichtung im Lenkungsteil der Lenksäule in welcher ein Lenkungsteil des Lenkrades verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieaufnahme der Vorrichtung (17) mittels Stell- und Steuerglieder k 145 15; 14a, 15a) beim Fahrzeugaufprall auslösbar und an die jeweilige Anprallgeschwindigkeit anpassbar ist.

2. Sicherheits- Lenkungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkungsteil (2) des Lenkrades (1) axial verschiebbar in einer inkompressibles Medium aufweisenden Kammer (7) im Lenkungsteil (3) der Lenksäule (4) geführt ist und dieser Kammer (7) eine weitere Kammer (8) über einen Strömungskanal (9) nachgeschaltet ist, in dem ein vom Stellglied (14) ansteuerbares Durchfußventil (10) angeordnet ist.

3. Sicherheits- Lenkungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad- Lenkungstell (2) am freien Ende einen Kolben (11) aufweist, der Über eine Feder (12) vorgespannt in der Kammer (7) gehalten ist.

4. Sicherheits- Lenkungsanordnung nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der weiteren mit Medium gefüllten Kammer (8) ein durch eine Feder belasteter Kolben (1)) angeordnet ist, der eine axiale Relativbewegung ermöglicht.

5. Sioherheits- Lenkungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Durchflußventiles (10) über ein Steuerglied (Beschleunigungsaufnehmer 15) und einem hiervon beeinflußbaren Stellglied (14) erfolgt.

6. Sicherheits- Lenkungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Durchflußventiles (10) über ein Stellglied (14a) erfolgt, das mit einem Steuerglied (Elektromagnet 15a) gekoppelt ist, welches von einem Kollosionssensor steuerbar ist.

7. Sicherheits- Lenkungsanordnung nach den Anspruche 1 bis.4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor im vorderen Teil der Knautschzone des Fahrzeuges angeordnet ist.

8. Sicherheits- Lenkungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anpassung der Energieaufnahme die Vorrichtung (17) mit einem den Durchflußquerschnitt im Strömungskanal (9) veränderlichen Ventil (10) versehen ist.

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