DE2604214A1 - SAFETY STEERING FOR MOTOR VEHICLES, IN PARTICULAR FOR PASSENGER CARS - Google Patents
SAFETY STEERING FOR MOTOR VEHICLES, IN PARTICULAR FOR PASSENGER CARSInfo
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Description
BAYERISCiE MOTOREH WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, München 40BAYERISCiE MOTOREH WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, Munich 40
27. Januar 1976January 27, 1976
Sicherheitslenkung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für PersonenkraftwagenSafety steering for motor vehicles, in particular for Passenger cars
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenkung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraftwagen, bei der die Lenkeinrichtung unter Deformation wenigstens eines energieverzehrenden Elementes bei Überschreiten einer bestimmten auf sie einwirkenden Aufprallkraft etwa in Längsrichtung der Lenkwelle ausweicht.The invention relates to a safety steering system for motor vehicles, in particular for passenger cars, in which the steering device deforms at least one energy-consuming element when it is exceeded a certain impact force acting on them evades approximately in the longitudinal direction of the steering shaft.
Es sind Sicherheitslenkungen bekannt, bei denen als Deformationselement ein gewelltes Zugband aus Flachstahl vorgesehen ist, das senkrecht zur Längsrichtung der Lenkwelle angeordnet und in seinem mittleren Bereich mit der Lenksäule, an seinen beiden Enden dagegen mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Bei Überschreiten einer bestimmten Aufprallkraft auf das Lenkrad kann die Lenksäule um einen gewissen Betrag zum Lenkgetriebe hin verschoben werden, wobei gleichzeitig das gewellte Zugband in der Bandebene weitgehend halbkreisförmig unter Streckung der in das Band eingearbeiteten Wellen verformt wird. Das gewellte Zugband dieser bekannten Sicherheitslenkung ist verhältnismäßig teuer in der Herstellung. Außerdem ist der erreichbare Ausweichweg der Lenkeinrichtung nur begrenzt, so daß die von der Lenkeinrichtung auf den Fahrzeuglenker ausgeübten Reaktionskräfte noch vergleichsweise hoch sind.There are safety controls known in which as a deformation element a corrugated tension band made of flat steel is provided, which is perpendicular to the longitudinal direction of the steering shaft arranged and in its central area with the steering column, at both ends, however, with the vehicle body connected is. If a certain impact force on the steering wheel is exceeded, the steering column can move be shifted a certain amount towards the steering gear, while at the same time the corrugated tension band in the Band plane is largely semicircular deformed while stretching the waves incorporated into the band. The wavy The drawstring of this known safety steering system is relatively expensive to manufacture. Also is the achievable evasive path of the steering device is only limited, so that the steering device on the vehicle driver the reaction forces exerted are still comparatively high.
Es ist ferner bekannt, die Lenksäule über zwei annähernd parallele, senkrecht zur Lenksäule verlaufende Falten-It is also known to fold the steering column over two approximately parallel folds that run perpendicular to the steering column.
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blechstreifen mit dem Fahrzeugaufbau zu verbinden. Durch Verlagerung der Lenksäule aufgrund des Aufpralls des Fahrzeuglenkers auf das Lenkrad nehmen die beiden Faltenbleche mehr und mehr einen spitzen Winkel zur Lenksäule ein und längen sich dabei. Nachteilig bei dieser Bauart ist es, daß die beiden als Deformationselemente vorgesehenen Faltenbleche auch im Normalzustand weitgehend ausschließlich eine Halterungsfunktion ausüben.to connect sheet metal strips to the vehicle body. By shifting the steering column due to the impact of the Vehicle driver on the steering wheel, the two folding plates take more and more an acute angle to the steering column and lengthen it. The disadvantage of this type of construction is that the two are provided as deformation elements Even in the normal state, folding plates largely exclusively exercise a holding function.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Normalzustand stabil mit dem Fahrzeugaufbau verbundene Sicherheitslenkung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der bei einem Aufprall ein großer Ausweichweg der Lenkeinrichtung gegen die Wirkung eines einfach und kostengünstig herstellbaren Deformationselementes erreicht werden kann.The invention is based on the object of providing a safety steering system that is connected to the vehicle body in a stable manner in the normal state of the type mentioned to create a large evasive path of the steering device in the event of an impact can be achieved against the effect of a simple and inexpensive to manufacture deformation element can.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die die Lenkwelle lagernde Lenksäule oder deren Tragteil mit dem Fahrzeugaufbau bei Quer- oder Torsionsbelastung der Lenksäule fest verbunden, bei Überschreiten einer gewissen Belastung zum Lenkgetriebe hin jedoch verschiebbar ist, wobei das energieverzehrende Element ein etwa U-förmig gebogenes Rollblech ist, dessen Schenkel annähernd parallel zur Lenkwelle gerichtet und am Fahrzeugaufbau bzw. an der Lenksäule befestigt sind.To solve this problem it is proposed according to the invention that the steering column supporting the steering shaft or whose supporting part is firmly connected to the vehicle body in the event of transverse or torsional loads on the steering column, if exceeded a certain load towards the steering gear, however, is displaceable, the energy-consuming Element is an approximately U-shaped curved sheet metal, the legs of which are directed approximately parallel to the steering shaft and are attached to the vehicle body or to the steering column.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Lenksäule oder deren Tragteil mit Schrauben am Fahrzeugaufbau befestigt, die am Fahrzeugaufbau und/oder an der Lenksäule bzw. deren Tragteil vorgesehene offene Schlitze durchsetzen, derart, daß die Lenksäule sich in Ausweichrichtung vom Fahrzeugaufbau lösen kann.According to a further feature of the invention, the steering column or its support part is attached to the vehicle body with screws fastened, which penetrate the open slots provided on the vehicle body and / or on the steering column or its supporting part, in such a way that the steering column can detach itself from the vehicle body in an evasive direction.
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Die Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß das obengenannte Rollblech beispielsweise aus einem einfachen Stanzteil oder etwa aus einem lediglich abgelängten Flachstahl durch einfaches Umbiegen um etwa 180° hergestellt werden kann. Bei der Verformung bewegen sich die beiden Schenkel des U-förmigen Rollbleches relativ zueinander auf einer annähernd parallelen Bahn, wobei in Längsrichtung aufeinanderfolgende Blechbereiche zuerst abgebogen und dann wieder gestreckt werden. Der Biegewiderstand läßt sich durch weiter unten näher beschriebene Maßnahmen in sehr einfacher Weise verändern, so daß die Wirkungscharakteristik des Deformationselementes abhängig vom Ausweichv/eg sehr leicht "gesteuert" werden kann. Das Rollblech benötigt wenig Einbauraum, ermöglicht aber trotzdem andererseits einen großen Ausweichv/eg. Aus letzterem ergibt sich wiederum, daß die von der Lenkeinrichtung auf den Fahrzeuglenker nach dem Aufprallen ausgeübte Reaktionskraft vermindert ist. Im Normalzustand ist dagegen die Lenksäule über deren Tragteil mit dem Fahrzeugaufbau so ausreichend fest verbunden, daß auch größere, auf die Befestigung ausgeübte Quer- und Torsionskräfte sicher aufgenommen werden, die etwa beim Einsteigen des Fahrzeuglenkers oder durch Reißen am Lenkrad bei über dasThe advantages of the invention are to be seen in the fact that the above-mentioned rolling plate, for example, from a simple Stamped part or made from flat steel that has simply been cut to length by simply bending it by about 180 ° can be. During the deformation, the two legs of the U-shaped rolling plate move relative to one another on an approximately parallel path, with sheet metal areas following one another in the longitudinal direction being bent first and then be stretched again. The bending resistance can be reduced by the measures described in more detail below change in a very simple way, so that the action characteristics of the deformation element depends on the Avoidance vehicle can be "controlled" very easily. The rolling plate requires little installation space, but still allows on the other hand, a large evasive avenue. From the latter, in turn, it follows that the steering device on The reaction force exerted by the driver after the impact is reduced. In the normal state, however, is the The steering column is sufficiently firmly connected to the vehicle structure via its supporting part that even larger ones are attached to the Attachment exerted transverse and torsional forces are safely absorbed, for example when the vehicle driver gets in or by tearing the steering wheel at about that
Zündschloß blockierter Lenkung auftreten können. Schließzusätzlich Ignition lock blocked steering can occur. Locking additionally
lieh kann das Rollblech - beispielsweise/zu bereits vorhandenen Deformationselementen - auch ohne größere grundlegende konstruktive Änderungen bei bereits bestehenden Lenkeinrichtungen eingebaut v/erden.can be borrowed the roll plate - for example / to already existing Deformation elements - even without major fundamental design changes to existing ones Ground steering devices installed.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung, die Gegenstand von Uhteransprüchen sind, sind im folgenden anhand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen dieFurther details and refinements of the invention, which are the subject of dependent claims, are given below described in more detail with reference to several embodiments shown in the drawing. It show the
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Fig. 1 die Befestigung einer im Normalzustand starr mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Lenksäule mit dem neuen Deformationselement,Fig. 1 the attachment of a steering column rigidly connected to the vehicle body in the normal state with the new deformation element,
Fig. 2 die Befestigung einer Lenksäule, die in ihrer Achsrichtung verstellt werden kann,Fig. 2 shows the attachment of a steering column that can be adjusted in its axial direction,
Fig. 3 eine Teildraufsicht auf die in Fig. 2 gezeigte Lenksäule,Fig. 3 is a partial plan view of the steering column shown in Fig. 2,
Fig. 4a und 4b zwei Ausführungsformen eines in der erfindungsgemäßen Sicherheitslenkung verwendbaren Rollbleches,4a and 4b show two embodiments of one that can be used in the safety steering system according to the invention Rolling plate,
Fig. 5 einen Schnitt in der Achse einer das Rollblech mit dem Fahrzeugaufbau verbindenden Befestigungsschraube ,5 shows a section in the axis of a fastening screw connecting the roller plate to the vehicle body ,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der neuen Sicherheitslenkung undFig. 6 shows a further embodiment of the new safety steering and
Fig. 7 eine Detaildarstellung des in Fig. 6 gezeigten, die Lenksäule mit dem Ρ3ΐΐΓΖ6υυΒμΛΒυ verbindenden Lenkers.7 shows a detailed representation of the one shown in FIG. 6, which connects the steering column with the Ρ3ΐΐΓΖ6υυΒμΛΒυ Handlebar.
Die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Lenkeinrichtung einer Sicherheitslenkung weicht unter Deformation eines energieverzehrenden Elementes bei Überschreiten einer bestimmten, auf sie einwirkenden Aufprallkraft etwa in Längsrichtung der Lenkwelle 1 aus. Ein flanschartiges Tragteil 2 der die Lenkwelle 1 lagernden Lenksäule 3 ist mit dem Fahrzeugaufbau 4 bei Quer- oder Torsions-"belastung der Lenksäule 3 fest, bei Überschreiten einer gewissen Belastung zum (in der Zeichnung nicht darge-The steering device shown in Fig. 1 of the drawing of a safety steering gives way with deformation of a energy-consuming element when a certain, impact force acting on them approximately in the longitudinal direction of the steering shaft 1. A flange-like one Support part 2 of the steering column 3 supporting the steering shaft 1 is with the vehicle body 4 in the event of transverse or torsional loads of the steering column 3, if a certain load is exceeded (not shown in the drawing)
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stellten) Lenkgetriebe hin jedoch verschiebbar verbunden. Das energieverzehrende Element ist ein etwa U-förmig umgebogenes Rollblech 5, dessen Blechschenkel 6 und 7 annähernd parallel zur Lenkwelle 1 gerichtet und am Fahrzeugaufbau 4 bzw. an der Lenksäule 3 befestigt sind.set) but slidably connected to the steering gear. The energy-consuming element is an approximately U-shaped bent Rolling plate 5, whose sheet metal legs 6 and 7 are directed approximately parallel to the steering shaft 1 and on the vehicle body 4 or are attached to the steering column 3.
Der Tragteil 2 der Lenksäule 3 ist mit Schrauben 8 und Muttern 9 am Fahrzeugaufbau 4 befestigt. Die Schrauben 8 durchsetzen am Fahrzeugaufbau 4 und am Tragteil 2 vorgesehene offene Schlitze 10 und 10' derart, daß die Lenksäule 3 sich in Ausweichrichtung A vom Fahrzeugaufbau 4 lösen kann (siehe auch Fig. 3).The support part 2 of the steering column 3 is fastened to the vehicle body 4 with screws 8 and nuts 9. Put the screws 8 through on the vehicle body 4 and on the support part 2 provided open slots 10 and 10 'such that the steering column 3 can solve in evasive direction A from the vehicle body 4 (see also Fig. 3).
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der neuen Sicherheitslenkung ist das Lenkrad 11 den individuellen Bedürfnissen des Fahrzeuglenkers entsprechend zusammen mit der Lenksäule 3 in Achsrichtung der Lenkwelle verstellbar. Die Lenksäule 3 kann gegenüber dem von ihr getrennten Tragteil 2' durch eine Klemmeinrichtung K fixiert werden. Mit dem Fahrzeugaufbau 4 steht die Lenksäule 3 weiterhin über zwei Lenker 12 in Verbindung.In the embodiment shown in Fig. 2 of new safety steering, the steering wheel 11 is composed according to the individual needs of the vehicle driver adjustable with the steering column 3 in the axial direction of the steering shaft. The steering column 3 can be compared to that of her separate support part 2 'are fixed by a clamping device K. The steering column 3 is stationary with the vehicle body 4 continue to be connected via two links 12.
In Fig. 3 ist zu erkennen, daß der Tragteil 2' auf einer vergleichsweise sehr breiten Basis mit großem Querabstand der Schrauben 8 mit dem Fahrzeugaufbau 4 verbunden ist. Hierdurch ist eine im Normalzustand besonders gegen Quer- und Torsionskräfte stabile Halterung der Lenksäule 3 gewährleistet. Bei Überschreiten einer bestimmten auf das Lenkrad 11 und damit auch auf die Lenksäule 3 und den Tragteil 2! im Falle eines Uhfalls vom Fahrer ausgeübten Aufprallkraft kann sich der Tragteil 2T gegenüber dem Fahrzeugaufbau 4 etwa in Richtung zum (nicht dargestellten) Lenkgetriebe hin verschieben. Der Tragteil 21 löst sich dabei von den gemäß Fig. 3 beiden rechten Schrauben 8, dieIn Fig. 3 it can be seen that the support part 2 'is connected to the vehicle body 4 on a comparatively very wide base with a large transverse spacing of the screws 8. This ensures that the steering column 3 is held stable in the normal state, particularly against transverse and torsional forces. When a certain amount is exceeded, the steering wheel 11 and thus also the steering column 3 and the support part 2 ! in the event of an impact force exerted by the driver, the support part 2 T can move relative to the vehicle body 4 approximately in the direction of the steering gear (not shown). The support part 2 1 is released from the two right screws 8 according to FIG. 3, the
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am Fahrzeugaufbau 4 verbleiben, während die linke Schraube 8 zusammen mit dem Tragteil 2· nach links bewegt wird. Nach Heraustreten der Schrauben 8 aus den einseitig offenen Schlitzen 10, 10' übt allein das Rollblech 5 noch eine gewisse halternde Funktion für die Lenksäule 3 aus. Bis dahin und im weiteren Verlauf des Ausweichens des Lenkrades 11 dient das Rollblech 5 jedoch vornehmlich zur Aufnahme und Vernichtung der vom Fahrer auf das Lenkrad 11 übertragenen Aufprallenergie. Im Verlauf der Verformung verkürzt sich dabei der nur mit seinem Ende mit dem Fahrzeugaufbau 4 verbundene Schenkel 6 des Rollbleches 5, während sich der andere Schenkel 7 verlängert.remain on the vehicle body 4, while the left screw 8 together with the support part 2 · to the left is moved. After the screws 8 have emerged from the slots 10, 10 'which are open on one side, exercise alone the roller plate 5 still has a certain retaining function for the steering column 3. Until then and in the further course the evasion of the steering wheel 11, however, the roller plate 5 is primarily used for receiving and destroying the impact energy transmitted by the driver to the steering wheel 11. In the course of the deformation it is shortened the leg 6 of the roller plate 5 connected only at its end to the vehicle body 4, while the other legs 7 extended.
Die dabei von dem Rollblech 5 erzeugte Reaktionskraft kann abhängig vom Grad des Ausweichens variiert werden, indem das Rollblech 5 gegen eine Verformung quer zur Schenkelrichtung ein unterschiedliches Biegewiderstandsmoment aufweist. Hierzu kann in dem Rollblech wenigstens eine zwischen seinen Befestigungsenden verlaufende, entweder in den Breitenabmessungen oder in der Tiefe variierende Längssicke ausgebildet sein. Gemäß Fig. 4a ist es aber auch möglich, das Rollblech 5 zwischen seinen Enden unterschiedlich breit zu gestalten und/oder (Fig. 4$ in ihm eine Durchbrechung 13 mit unterschiedlicher V.eite W vorzusehen. In den Fig. 4a und 4b, die zwei Rollbleche 5, 5' im flachliegenden Zustand zeigen, ist zu erkennen, daß diese Rollbleche sehr einfache Stanzteile sein können.The reaction force generated by the rolling plate 5 can be varied depending on the degree of evasion, by the rolling plate 5 against a deformation transversely to the leg direction a different bending resistance moment having. For this purpose, at least one running between its fastening ends, either be formed in the width dimensions or in the depth varying longitudinal bead. According to Fig. 4a but it is also possible to make the roll plate 5 different widths between its ends and / or (Fig. 4 $ in it an opening 13 with a different V.eite W to be provided. 4a and 4b, which show two roller plates 5, 5 'in the flat state, can be seen that these roller plates can be very simple stamped parts.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen ist der Steg des U-förmig gebogenen Rollbleches 5 dem Lenkrad 11 zugekehrt. Ferner ist die Verbindung des Rollbleches 5 mit dem Fahrzeugaufbau 4 eine Schweißverbindung. In the embodiments shown in the drawing, the web of the U-shaped curved rolling plate 5 is the Steering wheel 11 facing. Furthermore, the connection of the roller plate 5 to the vehicle body 4 is a welded connection.
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Wie in Fig. 6 zu erkennen ist, kann der mit dem Tragteil 2' der (nicht dargestellten) Lenksäule verbundene Schenkel 7' des Rollbleches 5" verlängert, zum Fahrzeugaufbau 4 zurückgebogen und mit diesem ebenfalls verbunden sein-. Die Verlängerung 14 ist wie das übrige Rollblech 5" einmal im Normalzustand und zum anderen - in strichpunktierten Linien - im verformten Zustand dargestellt. As can be seen in Fig. 6, the with the support part 2 'of the steering column (not shown) connected legs 7' of the rolling plate 5 "extended, to the vehicle body 4 bent back and also be connected to this. The extension 14 is like the rest of the rolling plate 5 "is shown once in the normal state and on the other - in dash-dotted lines - in the deformed state.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zweckmäßig in die Schlitze 10, 10' im Tragteil 2, 2' bzw. im Fahrzeugaufbau 4 von den Schrauben 8 durchdrungene Gleitscheiben 15 eingesetzt, die mit radial vorstehenden Ringbunden 16 die Schlitzränder übergreifen (Fig. 5)· Die vorteilhaft aus Kunststoff bestehenden Gleitscheiben 15 ermöglichen ein Ausweichen des Tragteiles 2, 2' und damit der Lenksäuel 3 bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad 11 schon nach Überwinden einer verhältnismäßig geringen Losbrechkraft.In a further embodiment of the invention, slots 10, 10 'in the support part 2, 2' or in the vehicle body are expediently inserted 4 inserted by the screws 8 penetrated sliding washers 15 with radially protruding Ring collars 16 overlap the slot edges (Fig. 5) · The sliding washers, which are advantageously made of plastic 15 allow the support part 2, 2 'and thus the steering column 3 to evade in the event of a collision with the driver on the steering wheel 11 after overcoming a relatively low breakaway force.
In Fig. 6 der Zeichnung ist eine etwa der Bauart nach Fig. 2 entsprechende Sicherheitslenkung mit einer axial verstellbaren Lenksäule wiedergegeben, die über eine Klemmeinrichtung und zwei Lenker 17 am Fahrzeugaufbau 4 befestigt ist. Vorzugsweise löst sich dabei wenigstens eine der Anlenkungen 18, 19 jedes Lenkers 17 bei Überschreiten einer bestimmten Zugkraft im Lenker. Auf diese Weise v/ird vermieden, daß der Lenker 17 den Ausweichweg der Lenksäule dann begrenzt, wenn er in eine annähernd parallel zur Lenkwellenachse gerichtete Stellung gelangt. Die Lösbarkeit beispielsweise der Anlenkung 19 des Lenkers 17 kann gemäß Fig.. 7 dadurch errreicht werden, daß ein von der Lagerbohrung 20 des Lenkers 17 zu dessen Ende hin offener Schlitz 21 vorgesehen ist. Nach Erreichen einer bestimmten Zugkraft im Lenker 17 weitet sich derIn Fig. 6 of the drawing is an approximately the type of Fig. 2 corresponding safety steering with an axial reproduced adjustable steering column, which via a clamping device and two links 17 on the vehicle body 4 is attached. Preferably, at least one of the articulations 18, 19 of each link 17 is released when it is exceeded a certain pulling force in the handlebars. In this way it is avoided that the handlebar 17 takes the evasive route the steering column is limited when it comes into a position directed approximately parallel to the steering shaft axis. The releasability, for example, of the articulation 19 of the link 17 can be achieved according to FIG. 7 in that a slot 21, which is open towards the end of the bearing bore 20 of the link 17, is provided. After reaching a certain tensile force in the handlebar 17 expands
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Schlitz 21 auf und gibt den der Lagerbohrung 20 zugeordneten Lagerzapfen 22 frei. Die Lösekraft für den Lenker 17 läßt sich noch genauer definieren, wenn der Schlitz 21' sich gemäß Fig. 6 von der Lagerbohrung 20' etwa tangential ausgehend zu seinem offenen Ende hin konisch verengt. Dabei kann vorzugsweise zwischen Lagerzapfen 22 und Lagerbohrung 20' des Lenkers 17 eine zweckmäßig aus Kunststoff bestehende Buchse 23 mit einem achsparallelen, den konischen Schlitz 21' ausfüllenden Aasatz 24 eingesetzt sein. Es wird hierdurch ein besonders "weiches" Lösen des Lenerks 17 von seiner Anlenkung 19 ermöglicht, so daß die Lenksäule während des Ausweichens bei einem Aufprall keine merklich höheren durch Überwindung der Lösekraft verursachten Reaktionskraftspitzen erzeugt.Slot 21 and releases the bearing pin 22 assigned to the bearing bore 20. The solvency for the link 17 can be defined even more precisely when the slot 21 'is shown in FIG. 6 from the bearing bore 20 'narrows conically starting approximately tangentially towards its open end. It can preferably be between Bearing pin 22 and bearing bore 20 'of the handlebar 17 a appropriately made of plastic socket 23 with a axially parallel, the conical slot 21 'filling Aasatz 24 be used. This results in a particularly "soft" release of the handlebar 17 from its articulation 19 allows so that the steering column during evasive action in the event of a collision is not noticeably higher generated by overcoming the release force caused reaction force peaks.
Wenn im Vorangegangenen von einem Rollblech die Rede war, so schließt dies trotzdem auch die Verwendung eines U-förmig gebogenen Profilstahles oder Rundstahles als Deformationselement mit ein.If a roll plate was mentioned above, this also includes the use of one U-shaped bent profile steel or round steel as a deformation element.
Patentansprüche;Claims;
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Claims (14)
ORIGINAL INSPECTED709832/0 0-6 6
ORIGINAL INSPECTED
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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