DE2821707A1

DE2821707A1 - Zusammenschiebbare steuersaeule

Info

Publication number: DE2821707A1
Application number: DE19782821707
Authority: DE
Inventors: Leslie George Withers
Original assignee: Accles and Pollock Ltd
Current assignee: Accles and Pollock Ltd
Priority date: 1977-05-18
Filing date: 1978-05-18
Publication date: 1978-11-23
Also published as: FR2391101A1; GB1584984A

Description

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Die Erfindung betrifft eine zusammenschiebbare Steuersäule für Straßenfahrzeuge, welche mit der Fahrzeugkarosserie über einen energieabsorbierenden Metallstreifen in U-Form, dessen Schenkel im wesentlichen in Richtung der "5 Zusammenschiebung angeordnet sind, verbunden ist, wobei das freie Ende eines der Schenkel mit der Steuersäule und das freie Ende des anderen Schenkels mit der Karosserie verbunden ist.

Es sind bereits zahlreiche Vorschläge bekannt, um die Steuersäule eines Fahrzeugs so anzuordnen, daß sie im Fall eines Unfalls, d.h. wenn sie an ihrem unteren Ende von einem anderen Fahrzeug getroffen wird und/oder an ihrem oberen Ende durch die Brust des Fahrers, in gesteuerter Art und Weise unter Energieverbrauch verschoben wird. Bei einigen dieser Vorschläge ist es die stationäre äußere Steuersäule, welche die Energie aufnimmt, wobei die eigentliche Steuerwelle, welche das Steuerdrehmoment überträgt, einfach zusammengeschoben wird oder auch aus ihrer Lagerung gelöst wird. Bei anderen Vorschlägen ist die Welle selbst so ausgebildet, daß sie beim Zusammenschieben Energie absorbiert, das entweder anstelle oder auch zusätzlich zur äußeren Steuersäule.

Vorliegende Erfindung betrifft den ersten der genannten Fälle, d.h. diejenigen, bei welchen eine Bewegung der äußeren Steuersäule in Bezug zum Rahmen des Fahrzeugs bei einem Aufprall Energie absorbiert.

Es sind bereits etliche Vorschläge in dieser Richtung bekannt geworden. Aus der US-Patentschrift 3 006 971 ist beispielsweise eine Anordnung bekannt, bei welcher

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zwei Schleifen eines Metallstreifens, die haarnadelförmig ausgebildet sind, außen mit Abstand zueinander an der Steuersäule angebracht sind, wobei ein Ende jedes Streifens mit der Steuersäule und das andere Ende mit dem Fahrzeugrahmen verbunden ist. Bei einem Aufprall, durch welchen die Steuersäule in Bezug zum Rahmen nach vorne und abwärts verschoben wird, werden die Schleifen aufgezogen, indem sie unter Energieverbrauch plastisch verformt werden und wenigstens bis zu einem gewissen Grad eine abrollende Bewegung ausführen. Gemäß der britischen Patentschrift 1 296 527 werden U-förmige Streifen verwandt, die beim Ausdehnen zerreissen. In der deutschen Offenlegungsschrift 2 604 214 ist ein Aufbau ähnlich der vorgenannten US-Patentschrift gezeigt, d.h. ein U-förmiger Blechstreifen, dessen Schenkel einerseits mit der Steuersäule und andererseits mit dem Fahrzeug verbunden ist, wird unter Energieverbrauch abrollend verformt, wenn durch einen Aufprall die Steuersäule verschoben wird.

In der britischen Patentschrift 1 120 799 ist schließlich eine Anordnung gezeigt, bei der zwei Streifen an den einander gegenüberliegenden Seiten der Steuersäule befestigt und über Rollen geführt sind, mittels derer die Streifen gebogen werden und auf diese Weise Energie absorbieren.

Ein Nachteil der bekannten Anordnungen liegt darin, daß eine vorgebogene Schleife, die einfach mit einem Ende an der Steuersäule und mit dem anderen Ende am Fahrzeugrahmen befestigt ist, sich im F.-Ol eines Aufpralls in beliebiger Art und Weise verformen kann. Beispielsweise kann sie an einer Stelle scharf abbiegen oder abknicken, während sie an anderen Stellen überhaupt nicht gebogen

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wird. Ein wirkliches Abrollen ist nur sehi schwer zu erreichen, so daß der Bewegungsablauf der Steuersäule für den Fall eines Aufschlages nur schwer mit Sicherheit vorausgesagt werden kann. '

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine energieabsorbierende Befestigung einer Steuersäule von einfachem Aufbau, niedrigen Gestehungskosten und vorhersagbarer und zuverlässiger Funktion zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Steuersäule der eingangs bezeichneten Art dadurch gelöst, daß der Streifen in einem Kasten eingeschlossen ist und daß seine Schenkel an einander gegenüberliegenden Seiten des Kastens anliegen, so daß der Rollradius des Streifens bei seiner Verformung definiert und gesteuert wird.

Der Kasten weist vorzugsweise einen länglichen rechtwinkligen Querschnitt auf und seine Breite ist nur geringfügig größer als die Breite des Streifens. Es können jedoch auch Kästen anderer Querschnittsform wie quadratisch oder rund verwendet werden.

Vorzugsweise ist der Kasten an neiden Enden offen und ragt die Schleife des Streilens aus einem Ende des Kastens hinaus, während wenigstens einer der Schenkel aus dem anderen Ende herausragt.

Der Kasten kann mittels eines U-förmigen Preßprofils gebildet werden, welches drei Seitenwände definiert, während die vierte Seitenwand von der Außenfläche der Steuersäule selbst gebildet wird.

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Anstelle der Verwendung eines Streifens mit einfacher U-Form kann auch eine vollständige Schleife verwendet werden, die ein Paar von anderen gegenüberliegenden U-förmigen Streifen aufweist, wobei die freien Enden einander zugeordneter Schenkel miteinander verbunden sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nachfolgend sind Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform, wobei ein Teil der äuße

ren Steuersäule mit darin angeordneter Steuerwolle aargestellt ist.

Fig. 2 eine Seitenansicht der Steuersäule nach Fig. 1 bei Normalbetrieb, d.h. vor einem

Zusammenstoß,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, jedoch nach

einem Zusammenprall, 25

Fig. 4 die perspektivische Ansicht einer zweiten

Ausführungsform,

Fig. 5 eine bei der Ausführungsform nach Fig. 4 verwendete Kasteneinheit,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 4 vor einem Zusammenstoß,

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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform, und

Fig. 8 eine Seitenansicht der dritten Ausführungsform vor einem Zusammenstoß.

Gemäß Fig. 1 ist in einer hohlen, nicht-drehbar ausgebildeten äußeren Steuersäule 1 eines Motorfahrzeugs drehbar eine Steuerwelle 2 gelagert, deren oberes Ende 3 so ausgebildet ist, daß auf ihm ein Steuerrad (nicht gezeigt) befestigt werden kann. Am unteren Ende der Welle sind teleskopierbare oder auf andere Weise zusammendrückbare bzw. zusammenschiebbare Vorrichtungen (nicht gezeigt) angeordnet, die jedoch kein Τ··ϋ der vorliegenden Erfindung darstellen. Die äußere Steuersäule 1 ist an der Fahrzeugkarosserie mittels eines Bügels 4 befestigt, der preßgeformt ist und einen mittleren halbzylxndrischen Bereich aufweist, in welchem die Steuersäule gelagert ist und weiterhin zwei Flügel 5, jeweils in Form eines hohlen, beidseitig offenen Kastens mit im wesentlichen rechtwinkligem Querschnitt. Die zwei Flügel 5 sind an einander entgegengesetzten Seiten der Steuersäule 1 angebracht.

Das obere Ende jedes Flügels 5, d.h. dasjenige Ende, das näher am Steuerrad liegt, weist in seiner oberen Wand eine Aussparung auf, in die ein Block 6 aus hartem Kunststoff eingesetzt ist, welcher von einem Bolzen 7 durchsetzt wird, mit dessen Hilfe der Bügel an der Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) befestigt werden kann. Im Fall einer starken abwärts gerichteten Belastung auf die Steuersäule in Richtung ihrer Achse, beispielsweise

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als Resultat eines Aufschiagens des Fahrers auf das Steuerrad bei einem Unfall, können sich die Flügel 5 aus den Blöcken 6 lösen, in welchen sie nur durch Reibschluß in den Aussparungen am Ende der Flügel gehalten sind. Diese Anordnung ist aus der britischen Pa-¹ tentschrift 1 300 284 bekannt.

In jedem Flügel 5 befindet sich ein Streifen 8 aus einem verformbaren Metall, z.B. Weicheisen, der in U-Form gebogen ist, wobei die Schleife 9 jedes Streifens gerade eben aus dem unteren Ende jedes Flügels herausragt. Der obere Schenkel jedes Streifens liegt an der Innenseite der oberen Wand des Flügels an und sein freies Ende ist mit dieser Wand mittels eines Bolzens 10 fest verbunden. Der untere Schenkel jedes Streifens ist längs der Bodenwand des Flügels bzw. der den Flügel bildenden Kastenform angeordnet, sein freies Ende ragt aus dem Flügel nach außen, wobei der Flügel an dieser Stelle weggeschnitten ist, wie mit Bezugszeichen 11 gezeigt ist.

Dieses Ende des Streifens ist unter dem Kopf des Bolzens 7 fixiert und damit starr am Fahrzeugaufbau befestigt. Der Kopf des Bolzens 7 und Block 6 sind durch eine Büchse 12 in bestimmtem Abstand zueinander gehalten.

Im Falle eines Aufschlages, welcher bewirkt, daß die Säule 1 axial nach unten verschoben wird, verformt sich jeder Streifen, indem er quasi abrollt, wobei Bereiche des oberen Schenkels die Schleifenkrümmung durchlaufen und Teil des unteren Schenkels werden. Die Grenzlage ist in Fig. 3 dargestellt. Die schließlich entstehende Verformung, das Biegen und anschließende Wiederstrecken aufeinanderfolgender Bereiche des Streifens absorbiert

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Energie und bringt die Steuersäule in kontrollierter Art und Weise zum Stillstand. Im Gegensatz zu Anordnungen, bei denen eine nicht in eine bestimmte Form gezwängte Schleife verwendet wird, stellt der Flügel 5 sicher, daß die Verformung glatt und allmählich erfolgt, wobei beide Schenkel des Streifens 8 im wesentlichen gerade gehalten werden und der Rollradius der Schleife 9 auf einen bestimmten Wert begrenzt wird. Die Seiten des einen Flügel bildenden Kastens verhindern eine übermäßige seitliche Verlagerung, so daß sichergestellt wird, daß sich die Säule im Bezug zur Fahrzeugkarosserie ohne übermäßige seitliche Verschiebung nach abwärts bewegt.

In Fig. 4 ist eine Anordnung gezeigt, die ähnlich der in den Fig. 1 bis 3 ist, außer daß der Bügel, der mit 4¹ gekennzeichnet ist, flache flanschartige Flügel 5' aufweist, an denen separate Kastenprofile 13 mit offenen Enden mittels Bolzen 14 befestigt sind. Wie in Fig.

gezeigt, ist in diesem Fall der untere Schenkel des Streifens 8¹ an dem Kastenprofil 13 mittels eines Bolzens 10¹ befestigt. Der obere Schenkel ist unter dem Kopf des Bolzens 7 ohne Zwischenschaltung einer Büchse fixiert. Wie bei der vorbeschriebenen Ausführungsform begrenzt und steuert das Kastenprofil den Rollradius des Streifens.

Bei der in Fig. 4, 5 und 6 gezeigten Ausführungsform ist es auch möglich, die energieabsorbierenden Einheiten, also das Kastenprofil 13 und die Streifen 8' nach einem Unfall auszuwechseln, wenn die flanschartigen Flügel 5' nicht beschädigt wurden. Bei der zu-

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erst beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, die Streifen 8 alleine auszuwechseln, falls die Flügel 5 nicht beschädigt sind.

In den Fig. 7 und 8 ist eine dritte Ausführungsform gezeigt, bei welcher die energieabsorbierende Einrichtung getrennt vom Befestigungsbügel ausgeführt ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuersäule 1 in einen formgepreßten Bügel 4¹ eingelegt, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 4. Seine Flügel 5¹ sind mittels "Sollbruch"-Blocks 6 an Bolzen 7 und damit an der Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) befestigt. Ein abrollbarer energieabsorbierender Streifen 15 ist in einen im wesentlichen rechtwinkligen Kasten mit offenen Enden eingeschlossen, der von einem U-förmig gepreßten Profil 16 gebildet wird, das an der Außenfläche der Steuersäule 1 angeschweißt ist. Der untere Schenkel des Streifens 15 ist mit seinem freien Ende an der Außenseite der Steuersäule bei 17 angeschweißt. Sein oberes Ende ragt aus dem oberen Ende des Profils nach außen und ist mittels eines nicht-gezeigten Bolzens, der vom Bolzen 7 verschieden ist, mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. In diesem Fall ist somit der energieabsorbierende Streifen von der Sollbruch-Befestigungseinrichtung getrennt ausgeführt, jedoch wie auch in den vorbeschriebenen Fällen in einem Kasten eingeschlossen, dessen obere und untere Wände den Rollradius des Streifens bei seiner Verformung begrenzen und steuern. Da auch die Breite des Streifens etwa der inneren Weite des Kastenprofils entspricht, wird der Streifen durch die Seitenwände geführt, wodurch seitliche Verlagerungen der Steuersäule wenigstens über den größten Teil ihrer Bewegung beim Zusammenschieben verhindert werden.

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Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen insbesondere für axial zusammenschiebbare Steuersäulen Verwendung finden, kann die Erfindung auch bei Steuersäulen angewandt werden, die nicht axial kollabieren. In diesen Fällen werden die Schenkel des U-förmigen Metallstreifens, wie auch die Achse des Kastens im wesentlichen in Richtung des Zusammenschiebens der Säule angeordnet.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE DR. KADOR & DR. KLU NKER

K 12 351/7S

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TI ACCLES & POLLOCK LIIlITED

Oldbury, Warley

West Midlands; B69 2DF

Großbritannien

Zusammenschiebbare Steuersäule

Patentansprüche

hl Zusammenschiebbar Steuersäule für ein Straßenfahzeug, welche mit der Fahrzeugkarcsserie über einen enarj gieabsorbierenden Metallstreifen in U-Form, dessen Scher kel im wesentlichen in Richtung der Zusammenschiebung angeordnet sind, verbunden ist, wobei das freie Ende eines der Schenkel mit der Steuersäule und das freie Ende des anderen Schenkels mit der Karosserie verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (8, 8¹} in einem Kasten (5, 13, 16) eingeschlossen ist und die Schenkel des Streifens an einander gegenüberliegenden Seiten des Kastens anliegen und somit den Rollradius des Streifens bei seiner Verformung begrenzen und steuern.
2. Steuersäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kasten (5, 13, 16) einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, dessen Breite nur geringfügig größer als diejenige des Streifens ist.

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3. Steuersäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kasten (5, 13, 16) an beiden Enden offen ist.
4. Steuersäule nach einem der Anspruch^ 1 bis 3, dadurch gekennzeichne ι , daß der Kasten (5) von einem Teil eines Bügels (4) gebildet wird, mittels dessen die Steuersäule (1) lösbar am Fahrzeugrahmen befestigt ist.
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5. Steuersäule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kasten (13) lösbar an einem Bügel (4) befestig ist, mittels dessen die Steuersäule (1) lösbar am Fahrzeugrahmen befestigt ist.
6. Steuersäule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Kasten (16) von einem U-förmigen Preßprofil gebildet wird, das an der Außenseite der Steuersäule (1) befestigt ist und daß eine Wand des Kastens von der Oberfläche der Steuersäule selbst gebildet ist.
7. Steuersäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Metallstreifen (3, 8') in Form einer geschlossenen Schleife vorliegt.

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