DE3619472A1 - Lenkanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei der zwischen einem Lenkgetriebe und einem Lenkrad eine Lenksäule angeordnet ist, die an einem Halteteil des Fahrzeugs befestigt ist und bei der ein das Lenkrad tragender Schwenkkopf vertikal kippbar an der Lenksäule angelenkt ist, so daß das Lenkrad verschiedene, wählbare Höhenlagen zum Fahrer einnehmen kann.

Bei einer derartigen bekannten Lenkanordnung können die Höhenlagen des Lenkrads durch Rastpositionen oder mittels einer Reibkupplung frei wählbaren Positionen über den ge­ samten Schwenkbereich des Lenkrads eingestellt werden, um so dem Fahrer eine ergonomisch günstige Handhabung des Lenkrads zu ermöglichen. Es hat sich gezeigt, daß eine der­ artige Lenkradkonzeption in Verbindung mit einem Air-Bag- System aus Gründen der Sicherheit für den Fahrer beim Un­ fallgeschehen in Art eines Aufpralls mit Stirnwandrück­ verschiebung nicht zu empfehlen ist. Ein aus Bequemlich­ keitsgründen für den Fahrer zu hoch oder zu tief einge­ stelltes Lenkrad entfaltet beim Unfallgeschehen den Luft­ sack des Air-Bag-Systems in einer Stellung, die bei zu hoher Lenkradposition ein Durchrutschen des Fahrers nach unten und bei zu tiefer Position ein Darübergleiten des Fahrers bezüglich des Luftsackes ermöglicht. Es wird da­ durch die Verletzungsgefahr erhöht und die Funktion des Air-Bag-Systems teilweise aufgehoben. Die bekannte Lenk­ anordnung weist ferner den Nachteil auf, daß bei einem Frontalaufprall mit einer Rückverschiebung des Lenksäulen­ systems die Lenksäule mit ihrem lenkradseitigen Ende un­ kontrolliert nach oben geschwenkt wird und auch aus diesem Grund der Fahrer einer erhöhten Verletzungsgefahr ausge­ setzt ist.

Aus der DE-OS 26 25 756 ist eine Lenkanordnung mit einem nicht verstellbaren Lenkrad bekannt, bei der am Halteteil ein im Fahrzeug gelagertes, auf Zug beanspruchbares Glied in Form einer Zugstange angreift. Beim Aufprall erhöht die wirksam werdende Zugstange die Biegefestigkeit des Halte­ teils an dem die Lenksäule befestigt ist und verhindert, daß das Lenkrad mit seinem unteren Bereich nach oben ge­ schwenkt wird.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung eine Lenkanordnung der genannten Art zu schaffen, bei der beim Unfallgeschehen in Art eines Aufpralles mit Stirnwandrückverschiebung die Lenksäule kontrolliert geführt wird und das Lenkrad eine optimale Position zum Fahrer einnimmt, um so dessen Ge­ fährdung beim Unfall erheblich zu reduzieren.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß eine Schwinge mit einem Ende am Fahrzeugboden fest und schwenkbar, und mit dem anderen Ende am Halteteil lose und schwenkbar gela­ gert ist, sowie zwischen dem Schwenkkopf der Lenksäule und der Schwinge jeweils im Abstand vom Schwenkpunkt des Schwenkkopfes und dem Anlenkpunkt der Schwinge eine Steuer­ stange angelenkt ist.

Durch die erfindungsgemäße Verbindung der Steuerstange mit der Schwinge führt eine Veränderung der Position des Lenk­ rades zu einer Schwenkbewegung der Schwinge bzw. eine Ver­ änderung der Position der Schwinge zu einer Schwenkbewe­ gung des Lenkrads. So kann der Fahrer das Lenkrad zusammen mit dem Schwenkkopf in eine ihm genehme Position überführen, was eine definierte Stellung der Schwinge bedingt, in der die Schwinge einrastet bzw. durch eine Reibkupplung fest­ gelegt wird. Andererseits bewirkt beim Unfallgeschehen die Verschiebung der Schwinge über die Steuerstange eine Schwenk­ bewegung des Schwenkkopfes und damit des Lenkrades. Durch die Wahl bestimmter Abmessungen von Schwinge, Steuerstange, Schwenkkopf und der Angriffspunkte der Steuerstange an der Schwinge und dem Schwenkkopf läßt sich sicherstellen, daß beim Aufprall das Lenkrad in eine Position überführt wird, in der das Air-Bag-System voll zur Entfaltung kommen kann, somit ein Durchrutschen des Fahrers nach unten bzw. ein Gleiten des Fahrers über den Luftsack wirksam verhindert wird. Die Verwendung der zwischen dem Fahrzeugboden und dem Halteteil angeordneten Schwinge bewirkt zudem, daß beim Auf­ prall mit einer Rückverschiebung des Lenksäulensystems die Lenksäule kontrolliert geführt wird.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß sich der Anlenkpunkt der Schwinge vor dem Loslager befindet. Hierdurch erfolgt bei einer Rückver­ schiebung des Lenksäulensystems ein geringfügiges Abdrehen der Lenksäule und damit des Lenkrades. Es liegt jedoch gleichfalls im Rahmen der Erfindung den Anlenkpunkt der Schwinge hinter dem Loslager anzuordnen, was zu einem ge­ ringfügigen Aufdrehen der Lenksäule und des Lenkrades führen würde. Das Auf- bzw. Abdrehen der Lenksäule wird dabei zu­ sätzlich durch den Neigungswinkel der Schwinge beeinflußt.

Vorteilhaft weist der Schwenkkopf einen zum Fahrzeugboden hin gerichteten Ansatz auf, wobei zwischen dem freien Ende des Ansatzes und der Schwinge die Steuerstange angeordnet ist. Um einen ausreichenden Schwenkwinkel des Lenkrades zu ermöglichen, sollte die Schubstange in der Hälfte der Schwinge angreifen, in der sich das Loslager befindet. Da­ mit eine einfache Führung der Schwinge im Halteteil ge­ geben ist, ist das Loslager der Schwinge vorteilhaft als Kulissenführung ausgebildet, in der ein fest mit dem Halte­ teil verbundener Bolzen zwischen den Kulissenenden gleiten kann.

Die Erfindung ist nicht nur auf die Anordnung einer Schwinge beschränkt. Zur Erhöhung der Stabilität der Lenkanordnung sieht eine zweckmäßige Ausgestaltung vor zwei, einen gleichen fahrzeugbodenseitigen Drehpunkt aufweisende Schwingen vor­ zusehen, wobei eine die Schwingen verbindende Stange das den Schwingen zugewandte Ende der Steuerstange durchsetzt. Die kinematischen Verhältnisse entsprechen dabei den zuvor ge­ schilderten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können aus den Unteransprüchen sowie der Zeichnung und der beigefügten Zeichnungsbeschreibung entnommen werden. Die Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel und zwar:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Lenkanordnung im Einbauzustand, teilweise im Schnitt und

Fig. 2 die Lenkanordnung gemäß Fig. 1 nach einer durch einen Aufprall hervorgerufenen De­ formation, bei der der Vorgang nur qualita­ tiv und nicht maßstabsgetreu dargestellt ist.

Die Figuren zeigen den die Lenkanordnung betreffenden Teil eines Fahrzeugs. Unterhalb des Armaturenbretts 11 des Fahr­ zeugs befindet sich die Lenksäule 1, die aus dem Lenkrad 2, dem Schwenkkopf 45, den beiden teleskopartig ineinander­ greifenden Mantelrohren 3 und 4 und der mit dem Lenkgetriebe 5 verbundenen Teleskopspindel 6 besteht. Das äußere Mantel­ rohr 3 ist mit einem Haltebügel 10 an dem unter dem Armaturen­ brett 11 angeordneten Halteteil 12 befestigt. Das innere Mantelrohr 4 ist über eine Schraubverbindung 25 gleichfalls am Halteteil 12 befestigt. Die Schraube 25 verbindet dabei eine am Mantelrohr 4 angebrachte Lasche 26 mit einer am Halteteil 12 angebrachten Lasche 27.

Am Getriebetunnel 18 ist im Bereich des äußeren Mantelrohrs 3 eine Schwinge 17 mit ihrem unteren Ende um eine horizontale Achse 19 schwenkbar. Das obere Ende der Schwinge 17 weist eine sich kreisbogenförmig zur Achse 19 erstreckende Kulissenführung 46 auf, in der ein fest mit dem Halteteil 12 verbundener Bolzen 47 zwischen den Kulissenenden gleiten kann, wobei sich die Achse 19 der Schwinge 17 vor dem Bol­ zen 47 der Kulissenführung 46 befindet. Der Schwenkkopf 45 ist am lenkradseitigen Ende des Mantelrohrs 3 um eine zur Achse 19 parallel verlaufende Achse 48 schwenkbar und be­ sitzt einen zum Fahrzeugboden gerichteten Hebel 49. Zwischen dem freien Ende des Hebels 49 und der Schwinge 17 ist eine Druckstange 50 angeordnet, die Verbindung der Druckstange 50 mit dem Hebel 49 bzw. mit der Schwinge 17 erfolgt durch parallel zur Achse 19 befindliche Bolzen 51 bzw. 52. Der Anlenkpunkt der Druckstange 50 an der Schwinge 17 befindet sich dabei in der Hälfte der Schwinge 17, in der die Ku­ lissenführung 46 angeordnet ist. Eine Konsole 31 verdeckt die Schwinge 17 und die Druckstange, so daß sie vom lnnen­ raum des Fahrzeugs aus nicht sichtbar sind. Nicht näher dar­ gestellt ist der Mechanismus zum Einrasten des Lenkrads in einer bestimmten Position.

Nachfolgend sei die Wirkungsweise der Lenkanordnung be­ schrieben:

Wie der Darstellung der Fig. 1 zu entnehmen ist, läßt sich das Lenkrad 2 in den Positionen 0, I und II einrasten, wobei mit 0 die Normalstellung, mit I die nach unten gekippte und mit II die nach oben gekippte Stellung bezeichnet ist. Die Verbindung des Lenkrads 2 über den Schwenkkopf 45 mit dem Hebel 49 und die Druckstange 50 mit der Schwinge 17 be­ wirkt, daß in der 0-Stellung der Bolzen 47 sich in der Mitte der Kulissenführung 46 befindet und in der Stellung I das hintere Ende der Kulissenführung 46, in der Stellung II das vordere Ende der Kulissenführung 46 am Bolzen 47 anliegt und in der jeweiligen Rastposition verbleibt, in der das Lenkrad 2 gehandhabt werden kann.

Findet bei einer Frontalkollision durch die Krafteinwirkung in Richtung des Pfeils 28 eine starke Vorbauverformung und eine Verformung der Stirnwand 29 statt, wie sie in Fig. 2 verdeutlicht ist, dann werden die Teleskopteile der Lenk­ säule 1, nämlich die Mantelrohre 3, 4, sowie die beiden Teile der Teleskopspindel 6 ineinandergeschoben und das Halteteil 12 in die Stellung 12′, die Stirnwand 29 in die Stellung 29′ und die Schwinge 17 in Richtung des Pfeils 28 um den crash­ festen Drehpunkt 19 in die Stellung 17′ bewegt. Der in Fig. 2 dargestellte Endzustand ergibt sich dabei aus einer Über­ lagerung mehrerer Bewegungsabläufe: So ist davon auszugehen, daß durch die Einwirkung der Kräfte im Bereich des Lenkge­ triebes 5 eine Drehbewegung der Lenksäule 1 entgegen dem Uhrzeigersinn gegeben ist, so daß die Lenksäule 1 theoretisch eine steilere Position einnehmen müßte. Durch die Schwenkbe­ wegung der Schwinge 17 in die Stellung 17′ wird aber gleich­ zeitig die Halterung 12 geringfügig auf einem Kreisbogen nach unten gezogen, was zu einer Schwenkbewegung der Lenk­ säule 1 im Uhrzeigersinn führt und damit die erstgenannte Bewegung mehr als kompensiert wird, so daß insgesamt die Lenksäule 1 in gewissem Umfang im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Gleichzeitig mit der Schwenkbewegung der Lenksäule 1 erfolgt die Schwenkbewegung der Schwinge 17 im Uhrzeigersinn. Befindet sich vor dem Aufprall das Lenkrad 2 in der Position I, d.h. der Bolzen 47 befindet sich in Anlage mit dem hinteren Ende der Kulissenführung 46, so bewirkt die Schwenkbewegung der Schwinge 17 in die Stellung 17′, daß der Bolzen 47 in Anlage mit dem vorderen Ende der Kulissenführung 46 gelangt. Dies hat zur Folge, daß das Lenkrad 2 von der Stellung I in die Stellung II verschwenkt wird. Durch die zuvor geschilderte Abschwenkbewegung der Lenksäule 1 ergibt sich somit im End­ zustand eine Position des Lenkrades 2, bei dem es sich in der Position 0 befindet, demnach in der Normalstellung, in der der Luftsack des Air-Bag-Systems sich, ohne daß die Verlet­ zungsgefahr für den Fahrer erhöht ist, in der gewünschten, optimalen Position entfalten kann. Befindet sich das Lenk­ rad 2 vor dem Aufprall bereits in der Position II, so führt die nach unten gerichtete Schwenkbewegung der Lenk­ säule 1 dazu, daß das Lenkrad 2 im Endzustand gleichfalls die Position 0 einnimmt. Entsprechendes gilt für die Posi­ tion 0 vor dem Aufprall, hier wird beim Aufprall das Lenk­ rad 2 in die Position II überführt, durch die überlagerte Schwenkbewegung der Lenksäule stellt sich die Endposition 0 ein. Die zuvor geschilderten Bewegungsabläufe lassen sich dabei auf einfache Art und Weise durch die kinematische Aus­ legung der Schwinge 17, der Druckstange 50, des Schwenk­ kopfes 45 sowie die Wahl der Punkte 19, 47; 51, 52; 48, 51 erzielen.

Claims (7)

1. Lenkanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bei der zwischen einem Lenkgetriebe und einem Lenk­ rad eine Lenksäule angeordnet ist, die an einem Halte­ teil des Fahrzeugs befestigt ist und bei der ein das Lenkrad tragender Schwenkkopf vertikal kippbar an der Lenksäule angelenkt ist, so daß das Lenkrad verschiedene, wählbare Höhenlagen zum Fahrer einnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwinge (17) mit einem Ende (19) am Fahrzeugboden (18) fest und schwenk­ bar, und mit dem anderen Ende (46) im Halteteil (12) lose und schwenkbar gelagert ist, sowie zwischen dem Schwenkkopf (45) der Lenksäule (1) und der Schwinge (17) jeweils im Abstand vom Schwenkpunkt (48) des Schwenk­ kopfes (45) und dem Anlenkpunkt (19) der Schwinge (17) eine Steuerstange (50) angelenkt ist.

2. Lenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkpunkt (19) der Schwinge (17) sich vor dem Loslager (46, 47) befindet.

3. Lenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwenkkopf (45) einen zum Fahrzeug­ boden (19) hin gerichteten Ansatz (49) aufweist, wobei zwischen dem freien Ende (51) des Ansatzes (49) und der Schwinge (17) die Steuerstange (50) angeordnet ist.

4. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstange (50) in der Hälfte der Schwinge (17) angreift, in der sich das Loslager (46, 47) befindet.

5. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das Loslager (46, 47) der Schwinge (17) als Kulissenführung ausgebildet ist, in der ein fest mit dem Halteteil (12) verbundener Bolzen (47) zwischen den Kulissenenden gleiten kann.

6. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenksäule (1) ein Mantelrohr (3, 4) aufweist, in das eine Teleskopspindel (6) einge­ setzt ist, wobei das Mantelrohr (3) am Halteteil (12) befestigt und an dessen lenkradseitigem Ende der Schwenk­ kopf (45) angelenkt ist.

7. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei, einen gleichen fahrzeugboden­ seitigen Drehpunkt aufweisende Schwingen vorgesehen sind, wobei eine die Schwingen verbindende Stange das den Schwingen zugewandte Ende der Steuerstange durch­ setzt.