DE2911021C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäule nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Sicherheitslenksäule ist aus der DE-AS 17 55 211 bekannt. Beim Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad wird zunächst die Verformungsmöglichkeit des dem Lenkrad zugeordneten Pralltopfs ausgenutzt. Wird hierbei nicht ausreichend viel Aufprallenergie absorbiert, kann schließlich noch von dem Stoßabsorptionsglied Aufprall­ energie aufgenommen werden, indem das Stoßabsorptionsglied gestreckt wird. Bei der bekannten Sicherheitslenksäule weist das Stoßabsorptionsglied über seine gesamte Länge gleichförmige Wellungen mit demzufolge gleichen Steifig­ keitswerten auf. Erwünscht ist in der Regel jedoch eine überproportionale Zunahme der zur Verformung des Absorp­ tionsglieds aufzubringende Kraft; den bei einem linearen Kraft/Weg-Diagramm muß der obere Bereich für sehr hohe Kräfte gleichsam als Sicherheitsbereich ausgelegt werden, weil anschließend an die vollständige Streckung des Stoß­ absorptionsglieds überhaupt keine Aufprallenergie mehr vernichtet werden kann. Deshalb ist dann im unteren Be­ reich des Kraft/Weg-Diagramms bereits eine sehr große Kraft notwendig, um das Stoßabsorptionsglied ein kleines Stück zu strecken.

Aus der DE-AS 25 05 340 ist eine Sicherheitslenksäule bekannt, bei der das Stoßabsorptionsglied auf verschiedenen Axialabschnitten unterschiedliche Steifigkeitswerte auf­ weist. Zweck dieser Maßnahme ist es, das Energieaufnahme­ vermögen des Stoßabsorptionsglieds durch weitgehende Konstanthaltung der Laufkraft nahe der zulässigen Maxi­ malkraft zu erhöhen. Als spezielles Ausführungsbeispiel ist in der DE-AS 25 05 340 eine Sicherheitslenksäule mit einem Stoß­ absorptionsglied gezeigt, welches drei Stufen von Steifig­ keitswerten aufweist. An den Übergängen der Steifigkeits­ wert-Stufen ergeben sich beim Aufprall, also drei Kraft- Sprünge, die jeweils nur mit einer bestimmten Mindestkraft überwunden werden können. Der gemäß obiger Erläuterung angestrebte gleichförmige Verlauf der Kraft/Weg-Kennlinie ist also nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheits­ lenksäule der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sich einerseits ein sanfter, weitgehend amplituden­ freier, etwa parabelförmiger Kurvenverlauf im Kraft/Weg- Diagramm ergibt, andererseits jedoch ein praktisch stufen­ los progressiv zunehmender Widerstand des Stoßabsorptions­ glieds erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Er­ findung gelöst. Bei der erfindungsgemäßen Lenksäule wird der praktisch stufenlose Verlauf der Widerstandszunahme des Stoßabsorptionsglieds dadurch erreicht, daß sich die Steifigkeitswerte von Wellung zu Wellung ändern. In Ver­ bindung mit dem Auf-Zug-Beanspruchen des Stoßabsorptions­ glieds erhält man also einen ziemlich glatten, parabel­ förmigen Kurvenverlauf.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Zeich­ nungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Lenksäulenanordnung in schematicher Seitenansicht, teilweise im Schnitt;

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung ein mit einem Stütz- und Distanzrohr verbundenes Stoß­ absorptionsglied in vertikalem Längsschnitt;

Fig. 3 in vertikalem Längsschnitt ein Stoßabsorp­ tionsglied gemäß einer weiteren Ausführungs­ form im Ausgangszustand und auf Block zu­ sammengedrückt;

Fig. 4 in vertikalem Längsschnitt ein Stoßabsorp­ tionsglied gemäß einer dritten Ausführungs­ form im nicht zusammengedrückten Ausgangs­ zustand und

Fig. 5 ebenfalls in vertikalem Längsschnitt ein Stoßabsorptionsglied gemäß einer vierten Ausführungsform im nicht zusammengedrückten Ausgangszustand.

Die Fig. 1 läßt ein Lenkrad 1 mit einem integrierten Pralltopf 2 erkennen. Zwischen dem Pralltopf 2 und dem Lenkge­ triebe 3 ist eine sowohl radial ausknickbare als auch längen­ veränderbare Lenkwelle 4 angeordnet. Das Ausknicken ist durch eine Kardangelenkanordnung 5 und die Längenveränderung durch zwei koaxial zusammengesteckte Teleskoprohre 6 und 7 gegeben.

Im lenkradnahen Bereich durchsetzt der obere Abschnitt 8 der Lenkwelle 4 ein im wesentlichen zylindrisches Stütz- und Distanzrohr 9 mit erheblichem Spiel. Im lenkradnahen Ende 10 des Stütz- und Distanzrohrs 9 ist eine Drehlagerung 11 für die Lenkwelle 4 vorgesehen.

Wie bei gemeinsamer Betrachtung der Fig. 1 und 2 zu er­ kennen ist, wird das lenkradferne Ende 12 des Stütz- und Distanz­ rohrs 9 von einem auf Block zusammengedrückten gewellten Stoß­ absorptionsglied 13 umhüllt. Das Stoßabsorptionsglied 13 setzt sich aus zwei zylindrischen Endhülsen 14, 15 und mehreren zwi­ schen den Endhülsen 14, 15 angeordneten Wellungen 16 bis 24 zusammen. Hierbei ist ersichtlich, daß von der Endhülse 14 aus­ gehend die radiale Erstreckung jeder Wellung 16 bis 24 in Längs­ richtung des Stoßabsorptionsglieds 13 von Wellung 16 und fol­ gende zu Wellung 17 und folgende zunimmt. Das Stoßabsorptions­ glied 13 besitzt auf diese Weise über die Länge gesehen von Wellung 16 und folgende zu Wellung 17 und folgende unterschied­ liche Steifigkeitswerte. Den größten Steifigkeitswert weist die der Endhülse 14 benachbarte Wellung 16 auf, während die der End­ hülse 15 benachbarte Wellung 24 den geringsten Steifigkeitswert besitzt.

Ferner läßt insbesondere Fig. 2 erkennen, daß die End­ hülse 15 des Stoßabsorptionsglieds 13 an das lenkradferne Ende 12 des Stütz- und Distanzrohrs 9 angeschweißt ist. Der Innen­ durchmesser der Endhülse 15 entspricht im wesentlichen dem Außendurchmesser des Stütz- und Distanzrohrs 9 in diesem lenk­ radfernen Ende 12. Die einzelnen Wellungen 16 bis 24 stützen sich ebenfalls auf diesem Längenabschnitt 12 des Stütz- und Distanzrohrs 9 ab. Im Bereich der lenkradnahen Endhülse 14 ist das Stütz- und Distanzrohr 9 etwa um Wanddicke im Durchmesser verkleinert, so daß die Endhülse 14 diesen Abschnitt 25 des Stütz- und Distanzrohrs 9 mit großem Spiel übergreift. An der Endhülse 14 sind Langlöcher 26 aufweisende Laschen 27 radial abstehend befestigt, mit denen das Stoßabsorptionsglied 13 und damit auch mittelbar das Stütz- und Distanzrohr 9 an der Karos­ serie 28 festgelegt werden kann (siehe auch Fig. 1).

Nachzutragen wäre noch, daß das Stoßabsorptionsglied 13 gemäß den Fig. 1 und 2 über seine Gesamtlänge eine gleichblei­ bende Wanddicke besitzt. Auch der Abstand von zwei benachbarten Wellungen, zum Beispiel 16, 17 oder 20, 21, ist gleich.

In Fig. 3 ist ein Stoßabsorptionsglied 29 veranschau­ licht, bei welchem die radiale Erstreckung der Wellungen 30 bis 32 von den beiden zylindrischen Endhülsen 33, 33′ ausgehend in Rich­ tung zum mittleren Längenbereich zunimmt. Auch hierbei ist die Wanddicke über die Länge des Stoßabsorptionsglieds 29 gleich. Fer­ ner ist der Abstand von zwei benachbarten Wellungen 30, 31 oder 31, 32 gleichbleibend. Mit ausgezogenen Linien ist das auf Block zusammengedrückte und in strichpunktierter Linienführung das nicht zusammengedrückte Stoßabsorptionsglied 29 dargestellt, welches um den Weg s unter Anwendung der Kraft F vor dem Einbau in eine Sicherheitslenksäule zusammengedrückt wird.

Die Fig. 4 zeigt ein Stoßabsorptionsglied 34, bei wel­ chem die radiale Erstreckung der Wellungen 35 bis 37 von den zylindrischen Endhülsen 38, 38′ ausgehend in Richtung auf den mitt­ leren Längenabschnitt zu abnimmt. Die Wanddicke des Stoßabsorp­ tionsglieds 34 ist über die gesamte Länge gleich und auch der Abstand der einander benachbarten Wellungen 35, 36 oder 36, 37 ist untereinander gleich. Das Stoßabsorptionsglied 34 ist in Fig. 4 in nicht zusammengedrücktem Zustand dargestellt.

Aus der Fig. 5 ist ein Stoßabsorptionsglied 39 ersicht­ lich, bei welchem die radiale Erstreckung der Wellungen 40 bis 45 über die gesamte Länge des Stoßabsorptionsglieds 39 gleich bleibt. Auch die Wanddicke bleibt gleich. Indessen ist zu er­ kennen, daß, ausgehend von der der Endhülse 46 benachbarten Wellung 40, der Abstand der einander benachbarten Wellungen 41, 42 usw. kontinuierlich zunimmt, so daß auch auf diese Weise ein Stoßabsorptionsglied 39 mit über die Länge unter­ schiedlichen Steifigkeitswerten erzielt wird. Das Stoßabsorp­ tionsglied 39 ist ebenfalls in nicht zusammengedrücktem Zu­ stand veranschaulicht.

Claims (6)

1. Sicherheitslenksäule für Kraftwagen, mit einer längenveränderbaren Lenkwelle, die einen dem Lenkrad zugeordneten Pralltopf mit dem Lenkgetriebe verbindet und im lenkradnahen Bereich ein mit geringem Abstand zum Pralltopf angeordnetes, etwa zylindrisches Stütz- und Distanzrohr relativ drehbar durchsetzt, welches von einem gewellten, auf Block zusammengedrückten Stoß­ absorptionsglied umhüllt ist, dessen lenkradfernes Ende mit dem lenkradfernern Ende des Stütz- und Distanzrohrs verbunden und dessen lenkradnahes Ende an der Karosserie befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßabsorptionsglied (13; 29; 34; 39) mit über seiner Länge unterschiedlichen Steifigkeitswerten aus­ gebildet ist, wozu sich die Steifigkeitswerte von Wellung zu Wellung des Stoßabsorptions­ glieds ändern.

2. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte des Stoßabsorptionsglieds (13; 29; 34; 39) als zylindrische Hülsen (14, 15; 33, 33′; 38, 38′; 46, 46′) ausgebildet sind, wobei die lenkradferne Endhülse (15; 33′; 38′; 46′) unter formschlüssiger Anlage an das Stütz- und Distanz­ rohr (9) angeschweißt ist und die über radial abstehende Laschen (27) lösbar an der Karosserie (28) befestigte, lenkradnahe Endhülse (14; 33; 38; 46) das in diesem Be­ reich (25) eingeschnürte Stütz- und Distanzrohr (9) mit Abstand umfaßt.

3. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stoßab­ sorptionsglied (13; 39) von Wellung (16; 40) zu Wellung (17; 41) gleichmäßig zunehmende Steifigkeitswerte aufweist, wobei das der Wellung (24; 45) mit dem geringsten Steifig­ keitswert benachbarte Ende (15; 46′) des Stoßabsorptions­ glieds (13; 39) an das lenkradferne Ende (12) des Stütz- und Distanzrohrs (9) angeschweißt und das andere Ende (14 bzw. 46) an der Karosserie (28) befestigt sind.

4. Sicherheitslenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch in gleich­ mäßigem Abstand auf Block zusammengedrückte Wellungen (16 bis 24) gleichbleibender Wanddicke mit über die Länge von Wellung zu Wellung zunehmender Wellungshöhe und zylindrischen Hülsenenden (14, 15).

5. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch in ungleichmäßigem Abstand auf Block zusammengedrückte Wellungen (40 bis 45) mit über die Länge von Wellung zu Wellung zu­ nehmendem Abstand, jedoch gleichbleibender Wanddicke und gleichbleibender Wellungshöhe und mit zylindrischen Hülsen­ ende (46, 46′).

6. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 2, ge­ kennzeichnet durch in gleichmäßigem Abstand auf Block zusammengedrückte Wellungen (30 bis 32; 35 bis 37) mit von beiden zylindrischen Hülsenenden (33, 33′; 38, 38′) her von Wellung zu Wellung zunehmender oder abnehmender Wellungshöhe und gleich­ bleibender Wanddicke.