DE3805869C2 - Sicherheitslenksäule für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäule für ein Fahrzeug gemäß dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

In der DE-OS 16 55 587 ist eine Sicherheitseinrichtung bekannt geworden, durch die bei einem Frontalaufprall das Lenkrad mittels eines über eine Umlenkvorrich­ tung geführten Seiles aus dem möglichen Kopfaufschlagbereich in Richtung des Armaturenbrettes weggezogen wird. Dieses System zeigt auch die Fig. 1 der DE- OS 33 37 232.

Aus der US-PS 37 91 233 ist bereits eine Sicherheitslenksäule für Fahrzeuge be­ kannt, die aus zwei zusammenschiebbaren Lenksäulenteilen mit einer beschleuni­ gungssensitiven Sensor- und Entriegelungseinrichtung besteht und die die Unfall­ folgen eines Aufpralls des Kopfes auf das Lenkrad mindert.

Aus Versuchen mit Dummies und den gemessenen HIC-Werten schließt man, daß der harte Aufprall des Kopfes in einem Unfall auf das starre Lenkrad die Verlet­ zungsschwere ungünstig beeinflußt. Deshalb sind auch die o. g. Sicherheitsein­ richtung und das aufblasbare Luftkissen (Airbag) im Lenkrad in den Markt einge­ führt worden.

Ein ungünstiges Verletzungskriterium ergibt sich aber nicht nur aus dem Kopfauf­ prall allein. Auch die übermäßige Kopfrotation (Kinn schlägt gegen die Brust) mit der möglichen Überdehnung der Halswirbelsäule kann für einen angegurteten In­ sassen im Unfall unangenehme Folgen haben. Hier entsteht ein Interessenskonflikt. Was ist ungünstiger: Ein Kopfaufprall auf ein starres Lenkrad oder eine übermäßige Kopfrotation, wenn das Lenkrad vor dem Kopfaufprall durch die geschilderte Si­ cherheitseinrichtung weggezogen wird?

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Gegensatz zu dem erheblichen Auf­ wand - insbesondere in kostenmäßiger Hinsicht - der für ein über ein Seil weg­ ziehbares Lenkrad erforderlich ist, mit einfachen Mitteln eine Sicherheitseinrichtung zu schaffen, die in günstigen Kostenbereichen liegt und somit eine breite serien­ mäßige Anwendung gestattet, die allen Autofahrern zugute kommt.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen eines der Ansprüche 1 oder 4 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprü­ che.

Bei den pyrotechnischen Antriebseinheiten stellt der auf Zug beanspruchte Linear­ zylinder die einfachste und kostengünstigste Alternative dar. Das Wegtauchen des Lenkrades im Gefahrenfall kann so auf eine einfache Art und Weise gelöst werden. Die Steuerung zur Aktivierung des Wegtauchvorganges wird von einem Crashsen­ sor übernommen, der bei Überschreitung einer vorgegebenen Verzögerungs­ schwelle im Unfall (z. B. ab ca 10 g) einen Zündimplus an die Treibladung durch­ schaltet. Crashsensoren sind heutzutage ausgereift und in Großserien kostengün­ stig zu beschaffen.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt die beiden zu­ sammenschiebbaren Lenksäulen, die von einem pyrotechnischen Linearzylinder in Position zueinander gehalten werden.

Im normalen Gebrauchszustand muß das Lenkrad 2 Drehmomente sowie Zug- und Druckkräfte übertagen. Die Drehmomente können beispielsweise über ein Feder- Nut-System 24/25 von der Lenksäule 1a in die Lenksäule 1b übertragen werden. Zur Übertragung der Zug- und Druckkräfte kann einfacherweise der pyrotechnische Linearzylinder 20 selbst herangezogen werden, wenn ein nicht näher dargestellter Verriegelungsmechanismus 22 bewirkt, daß die Kolbenstange 27 und der Zylinder 26 gegeneinander unverschiebbar verriegelt sind. Ein solcher Verriegelungsme­ chanisms wirkt entweder zwischen Kolben 21 und Zylinderinnenwandung 26, oder er wirkt vom Zylinder 26 auf die Kolbenstange 27 ein. Hierfür bieten sich beispiels­ weise Klemmelemente an, wie sie in ähnlicher Weise in der DE 37 38 797 A1 be­ schrieben sind.

Da eine Entriegelung nur im Aktivierungsfall, also in einem schwereren Unfall ab ca. 10 g, stattzufinden braucht, kann die Entriegelungskraft aus dem Druckaufbau der gezündeten Treibladung 23 entnommen werden. Dies ist ein einfacher und au­ tomatisch ablaufender Vorgang, der keiner extra Steuerung oder Übertragungsglie­ der bedarf. Die Zündung der Treibladung 23 wird von einem handelsüblichen Crashsensor aus gesteuert.

Im Gegensatz zum Hauptpatent ist also bei dieser Ausführung keine extra Kupp­ lung zwischen der oberen Lenksäule 1a und der unteren Lenksäule 1b erforderlich. Das Verriegelungselement (Kupplung) ist im Linearzylinder 20 integriert. Dort rea­ giert es auch nur indirekt beschleunigungssensitiv über einen Crashsensor.

Der Lösungsvorschlag ist sehr einfach und kostengünstig mit wenigen, kleinvolumi­ gen Bauteilen ausführbar. Die Mehrkosten dieses Systems sind bei einer serien­ mäßigen Anwendung so gering, daß ein standardmäßiger Einbau in alle Fahrzeuge realisierbar erscheint. Der Nutzen-Kosten-Effekt dieser Sicherheitseinrichtung ist sehr vorteilhaft.

Statt des pyrotechnisch arbeitenden Linearzylinders 20 kann zwischen den beiden Lenksäulenabschnitten 1a und 1b auch eine starke Zugfeder eingesetzt werden, die mit der beschleunigungssensitiven Kupplung 4 gem. dem Hauptpatent 38 03 401 zusammenwirkt. Das Wegtauchen des Lenkrades 2 wird dadurch - wie beim Linearzylinder 20 auch - beschleunigt ausgeführt.

Im Gegensatz zur Ausführung bei dem Hauptpatent sind hier also keine Mittel für eine Energiesabsorption bei einem möglichen Kopfaufprall vorgesehen. In den Fällen, wo im Lenkrad 2 zusätzlich ein Airbag vorgesehen wird, ist diese Ausfüh­ rung sinnvoll. Hier kann ein Airbag mit einem kleineren Aufblasvolumen zum Ein­ satz gelangen, da die Abbremskraft für den sich nach vorne bewegenden Kopf des Fahrers aufgrund des Wegtauchens des Lenkrades geringer ist. Ein kleineres Auf­ blasvolumen kann einem kleineren Gasgenerator entnommen werden, der kosten­ günstiger ist.

Claims (6)

1. Sicherheitslenksäule für Fahrzeuge nach Patent 38 03 401, die den Aufprall des Kopfes auf das Lenkrad zu vermeiden hilft, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Lenksäule (1a) mit dem Lenkrad (2) und dem Pralltopf (3) ab einem vorgegebenen Verzögerungswert in Fahrtrichtung (v) von einem pyrotech­ nisch gezündeten Linearzylinder (20) um einen Betrag (I) in die untere Lenksäule (1b) eingezogen wird.

2. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus (22) für die Arretierung der ineinander verschiebbar angeordneten Lenksäulenabschnitte (1a und 1b) im Kol­ ben (21) des pyrotechnischen Linearzylinders (20) angeordnet ist oder auf die Kolbenstange (27) einwirkt.

3. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verriegelungsmechanismus (22) im Linearzylinder (20) bei der Zün­ dung der Treibladung (23) durch Druckaufbau vor Hubbeginn entriegelt wird.

4. Sicherheitslenksäule für Fahrzeuge nach Patent 38 03 401, dadurch gekennzeichnet, daß eine starke Zugfeder (30) zwischen den beiden Lenksäulenabschitten (1a und 1b) angordnet ist, die das beschleunigte Wegtauchen der oberen Lenksäule (1a) nach einer verzögerungssensi­ tiven Entriegelung einer Kupplung (4) bewerkstelligt.

5. Sicherheitslenksäule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß auf den letzten 10% des Weges (I) eine Endlagendämpfung vorgesehen ist.

6. Sicherheitslenksäule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in dem wegtauchbaren Lenkrad (2) ein Air­ bag eingebaut ist.