DE2456794A1

DE2456794A1 - Lenksaeule mit einem deformationsglied

Info

Publication number: DE2456794A1
Application number: DE19742456794
Authority: DE
Inventors: Burkhard Becker
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1974-11-30
Filing date: 1974-11-30
Publication date: 1976-08-12
Also published as: US4040646A; BR7507876A

Description

Aktiengesellschaft
5180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: E 1857
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Lenksäule mit einem Deformationsglied

Die Erfindung betrifft eine lenksäule mit zumindest einem zwischen einemlenkgetriebeseitigen und einem lenkradseitigen Lenksäulenteil eingefügten, mit den Lenksäulenteilen drehfest verbundenen, auf in Richtung der Lenksäulenachse auftretende Stoßkräfte ansprechenden Deformationsglied. Solche mit einem Deformationsglied in ihrem Verlauf versehene Lenksäulen haben die Aufgabe, eine Verschiebung des das Lenkrad tragenden Teils der Lenksäule bei einem Frontalaufprall des Fahrzeugs zumindest weitgehend zu verhindern und/oder eine Energieaufnahme bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad vorzunehmen» Zur Lösung der ersten Teilaufgabe muß also der das Lenkrad tragende Teil der Lenksäule gegen Bewegungen in Sichtung auf den Fahrer abgefangen sein, während zur Lösung der zweiten Teilaufgabe dieser Lenksäulenteil in Richtung auf das Lenkgetriebe bzw. das Deformationsglied nachgebend gehalten sein muß.

Bekannte Lenksäulen dieser Art weisen, wie beispielsweise die deutsche Patentschrift 1 305 280, 65c₉ 47, zeigt, als Deforma-

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tionsglied ein gewelltes langes Rohr auf. Die Herstellung einer derartigen lenksäule ist umständlich., Bas gilt nicht nur im Hinblick auf die Formung des gewellten Rohres, sondern vor allem im Hinblick auf die Befestigung der Enden des Rohres an den zugekehrten Enden der Lenksäulenteile., Da das Rohr aus relativ dünnem Blech besteht, damit es die notwendige JNachgiebigkeit besitzt, ist es nur unter Schwierigkeiten möglich,: dauerhafte Schweißverbindungen zwischen beispielsweise flanschartig abgebogenen Endbereichen des rohrförmigen Beformationsgliedes einerseits und entsprechend gefoimten Endbereichen der benachbarten Lenksäulenteile andererseits herzustellen.

Die Offenlegungsschrift 2 16O 849'? 6-5<** 47$ beschreibt eine-Lenksäule mit einem dadurch gewonnenen integrierten Deformationsglied, daß die Lenksäule auf einander gegenüberliegenden Seiten mit in Richtung der Achse der Lenksäule versetzten Eindrückungen versehen ist,, so daß an diesen Stellen die Lenksäule keinen runden, sondern einen flachen. Querschnitt besitzt. Die-

I.

ses Konstruktionsprinzip schließt einerseits die Verwendung einer aus Vollmaterial bestehenden Lenksäule aus und bietet andererseits nur in sehr begrenztem Maße die Möglichkeit des Energieverzehrs durch Deformation, da nur ein sehr kleiner Verformungsweg bzw. sehr kleine Verformungswege im Bereich der einzelnen Eindrückungen zur Verfügung stehen, aber relativ große Verformungskräfte erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lenksäule der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Deformationsglied einfach und billig herzustellen und durch einfache, übliche Arbeitsgänge sicher mit den benachbarten Lenksäulenteilen zu verbinden ist, das aber dennoch den Vorteil eines relativ großen Deformationsweges und der Einstellung einer gewünschten. Deformationskraft gestattet. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Auf-

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gate ist dadurch gekennzeichnet, daß das aus Flachmaterial "bestehende Deformationsglied in einem Längsschnitt zumindest annähernd die Form eines Z oder M "besitzt mit an den Lenksäulenteilen "befestigten Endstegen und einer größten Querer Streckung in dem Längsschnitt, die zumindest gleich dem doppelten Wert des Durchmessers der Lenksäulenteile ist.

Durch Wahl des Querschnitts des für die Herstellung des Deformationsgliedes verwendeten Flachmaterials und/oder durch Wahl des Winkels, den der die "beiden Endstege verbindende Zwischensteg des Deformationsgliedes mit der Längsachse der Lenksäule einschließt und/oder durch entsprechende Wahl der größten Quererstreckung und/oder der Länge des Deformationsgliedes ist es möglich, den Anforderungen hinsichtlich Verformungsweg und Verformungskraft zumindest weitgehend Rechnung zu tragen. Dadurch, daß im Gegensatz zu der aus der genannten Offenlegungsschrift "bekannten Konstruktion das Deformationsglied durch ein zusätzliches Teil aus Flachmaterial und nicht durch Sicken in dem Material der Lenksäule selbst gebildet ist, kann die eigentliche Lenksäule aus Vollmäterial bestehen; außerdem können die einzelnen Stege des M- oder Z-förmigen Deformationsgliedes so lang dimensioniert sein, daß ihre Knickpunkte weit außerhalb des "Dmfangsbereichs der eigentlichen Lenksäule liegen und demgemäß "bei einem Aufprall derart große Momente auftreten, daß auch bei einem relativ großen Materialquer schnitt des Flachmaterials und damit verbundener hoher Drehmomentbelastbarkeit bereits bei einer relativ geringen Verformungskraft die erwünschte Verformung auftritt. Grundsätzlich ist es daher auch möglich, auch bei . weitgehender Verformung des Deformationsgliedes über die Lenksäule Drehmomente auf das Lenkgetriebe zu übertragen.

Aueh die Verbindung der Endstege des M- oder Z-förmigen Deformationsgliedes mit den zugekehrten Stirnseiten der Lenksäulenteile läßt sich sehr einfach bewerkstelligen, nämlich vorzugsweise

durch Schweißen, da für das Deformationsglied ein Flachmaterial mit für diese Verbindungsart geeignetem Querschnitt Verwendung finden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Figuo/oeschrieben, die den hier interessierenden Bereich der Lenksäule eines Personenkraftwagens darstellt.

Von der eigentlichen Lenksäule sind der lenkgetriebeseitige Teil 1 und der lenkradseitige Teil 2 dargestellt. Diese Bezeichnung bedeutet nicht notwendigerweise, daß das Lenkgetriebe unmittelbar mit dem Lenksäulenteil 1 und das Lenkrad unmittelbar mit dem Lenksäulenteil 2 verbunden ist, vielmehr können auch Universalgelenke oder weitere Deformationsglieder dazwischengeschaltet sein.

Das in der Figur dargestellte Deformationsglied 3 besitzt einen in der Zeichenebene zumindest ungefähr Z-förmigen Längsschnitt mit den beiden Endstegen 5 und 6, die durch Schweißnähte 7 ¹^d mit den Stirnseiten der benachbarten Lenksäulenteile 1 und 2 verbunden sind und die über die schräg sowohl zu den Endstegen 5 und 6 als auch zur Lenksäulenachse 9 verlaufenden Bereiche 10 und 11 übergehen in den Zwischensteg 12. Der Zwischensteg schließt in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Lenksäulenachse 9 einen Winkel von a = 60° ein. Zusammen mit der größten Querabmessung b in der Zeichenebene bestimmt dieser Winkel die Länge 1 des Deformationsgliedes. Wie unmittelbar aus der Figur ersichtlich, ist die maximale Quererstreckung b erheblich größer als der Durchmesser der Lenkwellenteile 1 und 2, so daß auch bei einem einen relativ großen Querschnitt besitzenden Flachmaterial für dasCDeformationsglied 3 infolge Auftretens hoher Biegemomente bei einem Aufprall die gewünschte Verformung und damit die erwünschte Milderung des Stoßes eintritt.

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Bei der in dem figürlich dargestellten "bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gewählten symmetrischen Ausbildung der Form des Z-förmigen Deformationsgliedes bleibt auch bei einem Stoß die koaxiale lage der Lenkwellenteile 1 und, 2 erhalten; diese nähern sich vielmehr einander, bis schließlich die Stege 5j 6 und 12 des Deformationsgliedes zur Auflage aufeinander gelangen.

Statt eines Z-förmigen Deformationsgliedes kann in Verwirklichung der lehre der Erfindung auch ein M-förmiges genommen werden, das ebenfalls zwei mit den Lenksäulenteilen verbundene Endstege sowie einen diese verbindenden, allerdings "geknickten" Mittelsteg besitzt. Auch diese Form des Deformationsgliedes bietet die Möglichkeit einer einfachen Herstellung aus billigem, leicht zu bearbeitendem Flachmaterial, einer leich-? ten und zuverlässigen Verbindung mit den benachbarten Enden der Lenksäulenteile sowie eines vorhersehbaren, durch die Dimensionierung des Deformationsgliedes einstellbaren Kräfteabbaus bei einem Stoß.

Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des Deformationsgliedes vor dem Einbau.

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Claims

ANSPRÜCHE

1. j Lenksäule mit zumindest einem zwischen einem lenkgetriebe- _/ seitigen und einem lenkradseitigen lenksäulenteil eingefügten, mit den Lenksäulenteilen drehfest verbundenen, auf in. Richtung der Lenksäulenachse auftretende Stoßkräfte ansprechenden Deformationsglied, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Flachmaterial bestehende Deformationsglied (5) in einem Längsschnitt zumindest annähernd die Form eines Z oder M besitzt mit an den Lenksäulenteilen (1, 2) befestigten Endstegen (5, 6) und einer größten Quererstreckung (b) in dem Längsschnitt, die zumindest gleich dem doppelten Wert des Durchmessers der Lenksäulenteile (1, 2) ist.

2. Lenksäule nach Anspruch 1_y dadurch gekennzeichnet, daß ein

,. die Endstege (5, 6) verbindender Zwischensteg (12) die Lenksäulenachse (9) unter einem Winkel (a) von zumindest ungefähr 60° schneidet.

J. Lenksäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstege (5, 6) an die Stirnseiten der Lenksäulenteile (1, 2) angeschweißt sind.

4* Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstege (5, 6) über je einen schrägen Bereich (1O, 11) in einen sie verbindenden Zwischensteg (12) übergehen.

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