DE3619540C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ein Deformationsglied enthaltenden, sich zwischen einem Lenkgetriebe und einem Lenkrad erstreckenden Lenksäule, die in der Nähe des Lenk­ rades an einem Halteteil des Fahrzeuges befestigt ist, wobei mindestens ein auf Zug beanspruchbares Glied zwi­ schen dem Halteteil und einem crashfesten Bereich des Fahrzeugbodens vorgesehen ist.

Eine derartige Lenkanordnung ist aus der DE-OS 26 25 756 bekannt. Sie ist an einer Stelle oberhalb der Lenksäule mittels des Halteteils am Fahrzeug befestigt und gegen Bewegungen in Richtung auf den Fahrer gesichert. Unter­ halb der Lenksäule greift an dem Halteteil das als Seil oder Zugstange ausgebildete, auf Zug beanspruchbare Glied an. Beim Aufprall erhöht das wirksam werdende Seil bzw. die Zugstange die Biegefestigkeit des Halteteils, wobei zusätzlich verhindert wird, daß das Lenkrad mit seinem unteren Bereich nach oben geschwenkt wird und so der Fahrer einer erhöhten Verletzungsgefahr ausgesetzt ist. Zur Optimierung der Biegefestigkeit des Halteteils ist schließlich vorgesehen, mehrere auf Zug beanspruchbare Glieder anzuordnen, die die Kräfte beim Aufprall auf­ nehmen. Die bekannte Lenkanordnung weist somit ein re­ lativ starres Halteteil auf, das sich beim Aufprall un­ wesentlich verformt, während die Deformationsenergie im wesentlichen vom Deformationsglied aufgenommen wird. Ein Aufprall führt schließlich dazu, daß die Lenksäule infolge mangelnder Führung im Bereich des Lenkgetriebes seitlich ausbrechen kann und das Lenkrad eine undefinierte Stellung zum Fahrer einnimmt.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung eine Lenkanordnung der genannten Art zu schaffen, bei der bei einem Aufprall mit Stirnwandrückverschiebung ein Hochdrehen des Lenkrades und ein seitliches Ausbrechen der Lenksäule und damit ein seitliches Verschwenken des Lenkrads verhindert wird, wobei gleichzeitig gewährleistet sein soll, daß auch das Halte­ teil des Fahrzeugs der Aufnahme der Deformationsenergie dient.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß das auf Zug beanspruch­ bare Glied als Schwinge ausgebildet ist und die Lenksäule im Bereich des dem Lenkgetriebe zugewandten Endes eine Hal­ terung aufweist, zwischen der und dem Fahrzeugboden eine weitere, längenveränderliche Schwinge angeordnet ist.

Die am Halteteil angreifende - hintere Schwinge - bewirkt bei einem Aufprall eine Führung des Halteteils auf einem Kreisbogen um den Drehpunkt der hinteren Schwinge im Fahr­ zeugboden, die an der Halterung angreifende - vordere Schwinge - ermöglicht es auf Grund deren Schwenkbarkeit und Längenveränderlichkeit die Lenksäule beim Aufprall definiert parallel zum Einbauzustand in Aufprallrichtung nach hinten zu verschieben. Je nach Fahrzeugvorbaude­ formation wird eine gezielte Verschiebung der Lenksäule durch die Veränderung der Länge der vorderen Schwinge er­ zielt, hierbei ist die Winkelstellung zwischen den beiden Drehpunkten der vorderen Schwinge von maßgeblicher Be­ deutung, um zusammen mit der Kinematik der hinteren Schwinge zu einer parallelen Verlagerung der Lenksäule zu gelangen.

Durch die große Führungslänge der Lenksäule zwischen dem Halteteil und der Halterung wird ein seitliches Ausbrechen der Lenksäule verhindert. Beim Aufprall nimmt auch das Halteteil Deformationsenergie auf, die hintere Schwinge schwenkt dabei entsprechend dem Verschiebeweg des Halte­ teils, die vordere Schwinge führt die Lenksäule beim Aufprall. Die erfindungsgemäße Lösung sollte bevorzugt dort gewählt werden, wo beim Fehlen einer eindeutigen Teleskopiervor­ richtung, wie beim Teleskopmantelrohr und -spindel gegeben, die Lenksäule unkontrolliert seitlich ausbrechen kann, wie es etwa bei der Zwischenschaltung von Kreuzgelenken oder starrem, mit der Karosserie fest verbundenem Mantelrohr gegeben ist. Neben der optimierten Kontrolle der Lenk­ säulenrückbewegung beim Aufprall durch die Anordnung zweier Schwingen ist insbesondere durch die hintere Schwinge eine höhere Strukturstabilität bei vermindertem Aufwand bei der Stirnwand- und Trägerstruktur zu verzeichnen. Auch ist ein universeller Einsatz der erfindungsgemäßen Ausführungsform bei üblichen Lenksäulenkonstruktionen möglich.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die vordere Schwinge als Teleskopzylinder ausgebildet, dessen Kolbenstange bei Überschreiten definierter, beim Aufprall auftretender Kräfte so weit ausgefahren wird, daß eine parallele und seitliche Führung der Lenksäule durch den Teleskopzylinder gewährleistet ist. Es können hierzu Reibelemente vorgesehen sein, die bei Überschreiten bestimmter Reibkräfte eine Verlängerung des Teleskopzylinders um eine bestimmte Länge zulassen.

Vorteilhaft ist mindestens eine der Schwingen, insbesondere die hintere Schwinge, als Doppelschwinge ausgebildet, wobei die Schwingen der Doppelschwinge ggfs. einen gleichen Dreh­ punkt im Fahrzeugboden aufweisen und die Lenksäule umgeben sowie mit dem Halteteil bzw. der Halterung verbunden sind. Statt der Ausbildung in Art einer Doppelschwinge ist es gleichfalls denkbar, mindestens eine der Schwingen als zweischenklige Schwinge auszubilden, wobei die Schenkel der Schwinge die Lenksäule umgeben und mit dem Halteteil bzw. der Halterung verbunden sind. Durch die genannte Ausbildung der Schwingen läßt sich die Steifigkeit der Anordnung be­ trächtlich erhöhen.

Zweckmäßig ist die Lenksäule von einem Mantelrohr umgeben, das im Bereich des Lenkrads am Halteteil befestigt ist und es fungiert das dem Lenkgetriebe zugewandte Ende des Mantel­ rohrs als Halterung, an der die vordere Schwinge angreift.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung können aus den Unteransprüchen sowie der Zeichnung und der zugehörigen Zeichnungsbeschreibung entnommen werden. Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung und zwar:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungs­ form einer Lenkanordnung im Einbauzustand, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 die Lenkanordnung gemäß Fig. 1 nach einer durch einen Frontalzusammenstoß hervor­ gerufenen Deformation,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungs­ form einer Lenkanordnung im Einbauzustand, teilweise im Schnitt,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 3 in vereinfachter Darstellung ohne die Lenksäule,

Fig. 5 eine gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 geringfügig abgewandelte Aus­ führungsform in einem Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 3, und

Fig. 6 eine Lenkanordnung gemäß den Fig. 3 bis 5 nach der Deformation.

Die Fig. 1 bis 3 und 6 zeigen den die Lenkanordnung be­ treffenden Teil eines Kraftfahrzeuges. Unterhalb des Armaturen­ bretts 11 des Fahrzeugs befindet sich die Lenksäule 1, die aus dem Lenkrad 2, aus einem Mantelrohr 3 und der mit dem Lenkgetriebe 5 verbundenen Teleskopspindel 6 besteht. Das Mantelrohr 3 ist im Bereich des Lenkrads 2 mit einem Halte­ bügel 10 an einem unter dem Armaturenbrett 11 angeordneten Halteteil 12 befestigt. Im Bereich des dem Lenkgetriebe 5 zugewandten vorderen Endes des Mantelrohres 3 ist an dessen Unterseite an einem Ansatz 32 ein Teleskopzylinder 33 mit seiner Kolbenstange 34 um eine Achse 35 schwenkbar ange­ ordnet, das untere Ende des Gehäuses 36 des Teleskopzylinders 33 ist entsprechend am Getriebetunnel 18 des Fahrzeugs um eine Achse 37 schwenkbar. Am Getriebetunnel 18 ist weiter hinten eine zweite Schwinge 17 mit ihrem unteren Ende um eine Achse 19 schwenkbar, das obere Ende der Schwinge 17 ist am Halteteil 12 befestigt. Eine Konsole 31 verdeckt die Schwingen 17 und 33, so daß sie vom Innenraum des Fahrzeugs aus nicht sichtbar sind.

Nachfolgend wird auf die einzelnen Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen; in ihrer Funktion übereinstim­ mende Teile sind der Einfachheit halber mit gleichen Be­ zugsziffern bezeichnet.

Die Ausführungsform nach der Fig. 1 zeigt eine einzige Schwinge 17, die seitlich am Mantelrohr 3 vorbeigeführt ist und mittels zweier Schrauben 15 und 16 am Halteteil 12 befestigt ist. Die Schwinge 17 besitzt eine Aussparung 20, in die ein vorderer Schlitz 21 für die Schraube 15 mündet. Der Schlitz 21 erstreckt sich in etwa senkrecht zur Ver­ bindungsachse der Schrauben 15 und 16 in Richtung des Fahrzeugbodens, die Schraube 16 durchsetzt eine übliche Bohrung.

Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 zeigt eine Doppelschwinge 17, zwischen der das Mantelrohr 3 angeordnet ist. Die unteren Enden der Doppelschwinge 17 sind an gegen­ überliegenden Seiten des Getriebetunnels 18 um Achsen 19 schwenkbar, das Teil 38 der Doppelschwinge 17 ist ent­ sprechend der Schwinge gemäß der Ausführungsform nach der Fig. 1 ausgebildet, weist jedoch im Unterschied dazu eine Kröpfung 42 auf; das der Achse 19 abgewandte Ende des anderen Teils 39 der Doppelschwinge 17 ist mittels einer einzigen, eine Bohrung im Teil 39 durchsetzenden Schraube 16 am Halteteil 12 befestigt.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 5 ist die Schwinge 17 zweischenklig ausgebildet, bei einem gemeinsamen getriebe­ tunnelseitigen Drehpunkt, der durch die Achse 19 gebildet ist. Zwischen den beiden Schenkeln 40 und 41 der Schwinge 17 ist das Mantelrohr 3 angeordnet, die Verbindung der unteren Enden der beiden Schenkel 40 und 41 erfolgt mittels zweier Schraub­ verbindungen 43. Die seitliche Anordnung der beiden Schenkel 40 und 41 erfolgt bei dieser Variante entsprechend der An­ ordnung der Teile 38, 39 der Doppelschwinge 17 gemäß der Darstellung in Fig. 3.

Findet bei einer Frontalkollision durch die Krafteinwirkung in Richtung des Pfeiles 28 eine starke Vorbauverformung und eine Verformung der Stirnwand 29 statt, wie sie in den Fig. 2 und 4 dargestellt ist, dann werden die Teleskopteile der Lenksäule 1, nämlich das Mantelrohr 3 sowie die beiden Teile der Teleskopspindel 6 ineinandergeschoben und das Halteteil 12 in die Stellung 12′ gedrückt (Fig. 2, 4). Das Halteteil 12 verschwenkt die einzige Schwinge 17 (Fig. 2) bzw. die Doppel­ schwinge 17 (Fig. 4) bzw. die zweischenklige Schwinge 17 (Fig. 4) und es weicht bei der einzigen Schwinge 17 bzw. beim Teil 38 die Schraube 15 in den Schlitz 21 aus. Die einzige Schwinge 17 bzw. das Teil 38 gelangt dabei in die Stellung 17′ bzw. 38′, die Schraube 15 in die Stellung 15′ und die Schraube 16 in die Stellung 16′. Bei der Doppelschwinge 17 bzw. der zweischenkligen Schwinge 17 gelangt das Teil 39 in die Stellung 39′ und die das Teil 39 durchsetzende Schraube 16 in die Stellung 16′. Gleichzeitig mit der Schwenkbewegung der Schwinge 17 schwenkt der Teleskopzylinder 33 um die Achse 37 in die Stellung 33′ und führt dabei das lenkgetriebe­ seitige Ende des Mantelrohrs 3. Entsprechend der Verschiebung der Achse 37 in die Stellung 37′ auf die Achse 19 zu er­ fährt der Teleskopzylinder 33 entgegen einer Reibungskraft eine Verlängerung, die in erster Linie von der Ausgangsstel­ lung, insbesondere der Winkellage des Teleskopzylinders 33 und der Verschiebung des Halteteils 12 abhängt. Die Reibungs­ kraft, gegen die die Verlängerung erfolgt, kann dabei bei­ spielsweise durch eine definierte Presspassung zwischen dem nicht näher dargestellten Kolben des Teleskopzylinders 33 und der Gehäuseinnenwandung des Gehäuses 36 erzeugt werden. Der Teleskopzylinder 33 und die Schwinge 17 bewirken damit beim Frontalaufprall einerseits eine verbesserte seitliche Führung der Lenksäule 1, sie unterstützen andererseits deren Parallelverschiebung, indem die Schwinge 17 beim Aufprall eine nach unten gerichtete Kraft auf das Halteteil ausübt und der Teleskopzylinder 33 das vordere Ende der Lenksäule 1 führt, wie es aus der Darstellung der Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 hervorgeht, denen ein gleichbleibender Lenksäulen­ winkel 30 zu entnehmen ist.

Claims (8)

1. Lenkanordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ein Deformationsglied enthaltenden, sich zwischen einem Lenkgetriebe und einem Lenkrad er­ streckenden Lenksäule, die in der Nähe des Lenkrades an einem Halteteil des Fahrzeuges befestigt ist, wobei mindestens ein auf Zug beanspruchbares Glied zwischen dem Halteteil und einem crashfesten Bereich des Fahr­ zeugbodens vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Zug beanspruchbare Glied als Schwinge (17) ausgebildet ist und die Lenk­ säule (1) im Bereich des dem Lenkgetriebe (5) zuge­ wandten Endes (3) eine Halterung aufweist, zwischen der und dem Fahrzeugboden (18) eine weitere, längenver­ änderliche Schwinge (33) angeordnet ist.

2. Lenkanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Schwinge als Teleskopzylinder (33) aus­ gebildet ist.

3. Lenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine der Schwingen (17) als Doppelschwinge (38, 39) ausgebildet ist, wobei die Lenksäule (1) zwischen der Doppelschwinge (38, 39) ange­ ordnet ist.

4. Lenkanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelschwinge gleiche fahrzeugbodenseitige Drehpunkte aufweist.

5. Lenkanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine der Schwingen (17) zwei­ schenklig ausgebildet und die Lenksäule (1) zwischen den beiden Schenkeln (38, 39) der Schwinge (17) angeordnet ist.

6. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenksäule (1) von einem Mantel­ rohr (3) umgeben ist, das im Bereich des Lenkrads (2) am Halteteil (12) befestigt ist, wobei das dem Lenkge­ triebe (5) zugewandte Ende des Mantelrohrs (3) als Halterung fungiert, an der die weitere Schwinge (33) schwenkbar angreift.

7. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (17, 33) um am Getriebe­ tunnel (18) des Fahrzeugbodens angebrachte Achsen (19, 37) schwenkbar gelagert sind.

8. Lenkanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Schwinge (17) mittels zweier Schrauben (15, 16) am Halteteil (12) be­ festigt ist, wobei die lenkgetriebeseitige Schraube (15) des Halteteils (12) einen Schlitz (21) der Schwinge (17) durchsetzt, der sich senkrecht zur Verbindungsachse der beiden Schrauben (15, 16) nach unten erstreckt.