DE3908117C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lösbare Verbindung, insbesondere für eine Sicherheitsvorrichtung an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine gattungsgemäße lösbare Verbindung ist aus der DE-AS 23 00 216 bekannt. Nach dieser Druckschrift sind zwei dreh­ bare Verbindungselemente durch einen längs der Drehachse der beiden Verbindungselemente schaltbeweglichen Kupp­ lungskörper über eine Verzahnung verbunden. Der Kupp­ lungskörper ist in seiner Eingriffsstellung von einer Sensormasse gehalten. Sie läßt sich in radialer Richtung fliehkraftabhängig gegen eine vorgespannte Druckfeder verlagern, so daß der Kupplungskörper in axialer Richtung durch eine Federkraft belastet zum Lösen der beiden Ver­ bindungselemente eine Schaltbewegung ausführt. Die beiden Verbindungselemente werden demnach, abhängig von der Vor­ spannung der Druckfeder, bei einer vorgegebenen Flieh­ kraft voneinander gelöst.

Diese Anordnung besitzt jedoch den Nachteil, daß sie aus­ schließlich für drehbewegliche Verbindungselemente ver­ wendet werden kann.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß der Kupp­ lungskörper über die Verzahnung die an den Ver­ bindungselementen anliegende Kraft in axialer Richtung aufnimmt. Hierbei stützt er sich an der Sensormasse senk­ recht zu deren Auslösebewegung ab. Durch unterschiedlich hohe Lasten, die an der Verbindung übertragen werden, er­ fährt die Sensormasse einen lastabhängigen Reibkraft­ anteil, der eine genaue Einstellung zur Sensorauslösung unmöglich macht.

Die DE 37 23 376 A1 zeigt eine lösbare Verriegelungs­ einrichtung für eine in Fahrzeuglängsrichtung verlager­ bare Lenksäule eines Kraftfahrzeuges. Die vorbekannte Lö­ sung sieht hierfür einen Stützkörper für die Lenksäule vor, der in einer fahrzeugfesten Führung verschiebbar ge­ halten ist.

Beim normalen Betrieb des Fahrzeugs ist der Stützkörper in der fahrzeugfesten Führung verriegelt. Die Verriege­ lung erfolgt über mehrere Kugeln, die im Entriegelungs­ fall radial auswandern. Ein Sicherungsring, der in Fahr­ zeuglängsrichtung verschiebbar ist, blockiert im verrie­ gelten Zustand die Kugeln. Er wird von einem mit einer Trägheitsmasse verbundenen Schwenkbalken in dieser Lage gehalten. Des weiteren ist der Sicherungsring an einem Koppelelement befestigt, das federbelastet auf den Schwenkbalken drückt bzw. sich an diesem abstützt. Die Abstützrichtung verläuft dabei parallel zu der Richtung, in der sich die Trägheitsmasse bei einem Auffahrunfall bewegt.

Bei einem solchen Auffahrunfall versucht die Trägheits­ masse über eine Seilverbindung, den Schwenkbalken aus der zuvor beschriebenen Lage herauszudrehen, um so den Siche­ rungsring freizugeben und die Verriegelung aufzuheben. Da der Sicherungsring und das mit ihm verbundene Koppelele­ ment bei der Fahrzeugverzögerung ebenfalls Trägheitskräf­ ten unterworfen sind, drücken sie mit erheblicher Kraft auf den Schwenkbalken. Die von der eigentlichen Träg­ heitsmasse hervorgerufene Kraft muß diese Druckkraft überwinden und es ist aus diesem Grund nicht sicherge­ stellt, daß die Trägheitsmasse den Schwenkbalken in jedem Fall in die freigegebene Stellung zu drehen vermag.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße lösbare Verbindung so weiterzuentwickeln, daß sie bei ei­ nem Auffahrunfall sicher die miteinander verriegelten Bauteile freigibt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausge­ staltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Nach der Erfindung ist die Abstützrichtung senkrecht zur Beschleunigungsrichtung der Sensormasse gewählt. Dadurch wird bei einer starken Verzögerung des Fahrzeugs der Ver­ riegelungsmechanismus nicht zusätzlich mit den Kräften beaufschlagt, die aus den trägen Massen der an der Verriegelung beteiligten Elementen resultieren. Es wird daher eine sichere Entriegelung erzielt.

Weiter ergibt sich ganz allgemein der Vorteil, daß die Auslösebewegung einer Sensormasse unabhängig von der Höhe der Übertragungskräfte an der Verbindung erfolgt. Damit läßt sich eine Sensormasse mit geringem Gewicht und Bau­ raum vorsehen.

Bei einer Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist eines von zwei Verbindungselementen bei gelöster Ver­ bindung in Beschleunigungsrichtung der Sensormasse verlagerbar, die, abhängig von der Höhe der Beschleunigung, die Verbindung löst. Auf diese Weise werden die beiden Verbindungselemente, unterstützt durch die Beschleunigungskraft, sehr schnell zueinander verlagert. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die lösbare Verbindung beispielsweise für eine Sicherheitsvorrichtung an einem Kraftfahrzeug vorgesehen ist.

In weiterer Ausgestaltung dieses Ausführungsbeispieles besitzt das durch die Beschleunigungskraft beaufschlagte Verbindungselement mit einem schaltbeweglichen Kupp­ lungskörper eine Abweisfläche zur Übertragung der Beschleunigungskraft in Schaltbewegungsrichtung des Kupplungskörpers. Demzufolge wirkt die Beschleunigungs­ kraft in vorteilhafter Weise unterstützend beim Ent­ riegelungsvorgang der beiden Verbindungselemente.

In einer platzsparenden Bauweise nach dem letztgenannten Ausgestaltungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist das erste Verbindungselement als Außenzylinder ausge­ bildet, der auf einem als zweites Verbindungselement ausgebildeten, ortsfesten Innenzylinder verschiebbar sitzt. Die Abweisfläche befindet sich an einer in Umfangsrichtung verlaufenden Innennut des Außenzylinders zur teilweisen Aufnahme mindestens einer als Kupplungs­ körper dienenden Kugel. Diese ist fixiert in einer größer als die Kugel aufweisenden Öffnung des Innen­ zylinders und an einer Umfangsfläche eines Übertra­ gungsorganes, das, als Kolben ausgebildet, innerhalb des Innenzylinders verschiebbar angeordnet ist. Der Kolben besitzt eine Außennut, die mindestens die gleich große radiale Erstreckung aufweist wie die Innennut. Weiterhin liegt der Kolben über eine zweiarmige, drehbar am Innenzylinder gelagerte Klinke federvorgespannt an einem als Sensormasse ausgebildeten Ringkörper an, der den Innenzylinder umschließt. Dabei beaufschlagt der Kolben den Ringkörper in radialer Richtung. Er ist durch eine vorgespannte Schraubenfeder am Innenzylinder in axialer Richtung positioniert und verlagerbar.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen­ standes sieht das in Beschleunigungsrichtung verlager­ bare, erste Verbindungselement an der Lenksäule eines Kraftfahrzeuges angeordnet vor, wobei sich das zweite Verbindungselement ortsfest abstützt. Damit wird eine Anordnung erreicht, bei der sich das Lenkrad beispiels­ weise bei einer Frontalkollision des Kraftfahrzeuges vom Körper des Insassen wegverlagert. Diese Bewegung ist in vorteilhafter Weise unabhängig von der Kraft, mit der sich der Insasse am Lenkrad abstützt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung mit ihrer einzigen Figur näher dargestellt.

Eine Lenksäule 1 mit einem Lenkrad 2 ist, wie andeu­ tungsweise wiedergegeben, am Fahrzeugaufbau in radialer Richtung gelagert. In axialer Richtung stützt sich die Lenksäule 1 an einem Axiallager 3 ab. Als Widerlager dient ein Stützarm 4 mit einem daran fest angebrachten Außenzylinder 5, der Bestandteil einer lösbaren Ver­ bindung 6 ist. Der Übersichtlichkeit halber ist die lösbare Verbindung 6 gegenüber dem Lenkrad 2 mit der Lenksäule 1 vergrößert dargestellt.

Der Außenzylinder 5 umschließt einen Innenzylinder 7 und ist daran axialbeweglich durch eine Kugel 8 gesichert. Ein oberer Abschnitt der Kugel 8 greift hierzu in eine in Umfangsrichtung verlaufende Innennut 9 des Außen­ zylinders 5 ein. Eine radial durchgehende Öffnung 10 nimmt einen unteren Abschnitt der Kugel 8 auf. Dabei weist die Öffnung 10 einen größeren Durchmesser auf als die Kugel 8. In Richtung der Erdbeschleunigung liegt die Kugel 8 an einer Umfangsfläche 11 eines im Innenzylinder 7 gelagerten, verschiebbaren Kolbens 12 an.

Der Innenzylinder 7 besitzt einen im Durchmesser ver­ größerten axialen Abschnitt 14, der zusammen mit einem Sicherungsring 13 auf dem Innenzylinder 7 einen Halte­ ring 15 in axialer Richtung festlegt. Dieser stützt sich wie andeutungsweise wiedergegeben, am Fahrzeugaufbau ab. Der Haltering 15 nimmt somit die in Längsrichtung der Lenksäule 1 wirkenden Kräfte auf.

Am rechten Ende des Abschnittes 14 befindet sich ein radial nach außen gerichteter Ringfortsatz 16. Zwischen dem Haltering 15 und dem Ringfortsatz 16 befindet sich ein auf dem Abschnitt 14 verschiebbarer Ringkörper 17 und eine vorgespannte Schraubenfeder 18. Sie stützt sich an ihrem linken Ende am Haltering 15 und an ihrem rechten Ende am Ringkörper 17 ab, der am Ringabsatz 16 anliegt.

Der Abschnitt 14 weist an seinem rechten Ende eine sich in Umfangsrichtung und in axialer Richtung erstreckende Aussparung 19 auf zur Aufnahme einer Klinke 20, die an einem Lagerbolzen 21 des Ringfortsatzes 16 drehbeweglich gelagert ist. Ein Schwenkarm 22 der Klinke 20 erstreckt sich in axialer Richtung und weist an seinem linken Ende einen Rollkörper 23 auf, der an der Innenfläche des Ringkörpers 17 anliegt. Ein zweiter, sich in radialer Richtung erstreckender Schwenkarm 24 der Klinke 20 liegt an einem Ringabsatz 26 des Kolbens 12 an.

Am linken Ende des Kolbens 12 greift in nicht näher dargestellter Weise eine Zugfeder 27 an, die sich über eine Schraubverbindung 25 in einer Halteplatte 28 am Innenzylinder 7 abstützt. Dabei steht die Zugfeder 27 unter Vorspannung, so daß der Kolben 11 mit seinem Ringabsatz 26 über die Klinke 20 an die Innenfläche des Ringkörpers 17 anliegt. Auf diese Weise ist der Kolben 12 in axialer Richtung fest positioniert.

Bei einem Frontaufprall des Kraftfahrzeuges in Richtung des Pfeiles 29 verlagert sich der Ringkörper 17 unter Überwindung der Federkraft der Schraubenfeder 18 nach links, so daß der Rollkörper 23 von dem Ringkörper 17 freikommt. Durch die Kraft der Zugfeder 27, die über den Ringabsatz 26 auf die Klinke 20 wirkt, dreht sich diese im Uhrzeigersinn um den Lagerbolzen 21. Die Klinke 20 gibt damit den Kolben 12 für eine Bewegung nach links frei, die erzeugt wird durch die Vorspannung der Zug­ feder 27 und durch die auf den Kolben 12 einwirkende Fahrzeugverzögerung in Richtung des Pfeiles 29. Bei dieser Bewegung des Kolbens 12 dient eine Außennut 30 des Kolbens 12 zur Aufnahme des unteren Abschnittes der Kugel 8. Der Außenzylinder 5, sowie die Lenksäule 1 mit dem Lenkrad 2 erzeugen als träge Masse bei der Fahrzeug­ verzögerung an einer Abweisfläche 9a der Innennut 9 eine Kraft in radialer Richtung, die die Kugel 8 in die Außennut 30 des nach links geschobenen Kolbens 12 drückt. Dadurch verlagert sich der Außenzylinder 5, das Axiallager 3 und damit die Lenksäule 1 mit dem Lenkrad 2 nach links.

Claims (5)

1. Lösbare Verbindung, insbesondere für eine Sicherheits­ vorrichtung an einem Kraftfahrzeug, für zwei Ver­ bindungselemente mit einer Sensormasse, die gegen eine vorgespannte Feder in Richtung einer Beschleunigung verlagerbar ist und mit einem kraftübertragenden, schaltbeweglichen Kupplungskörper für die Verbindungs­ elemente, der in einer Eingriffsstellung von der Sensor­ masse gehalten ist, wobei die Verlagerung der Sensor­ masse federvorgespannte Mittel freigibt, die eine eingriffslose Stellung des Kupplungskörpers bewirken, und die beiden Verbindungselemente zueinander ver­ schiebbar sind, die federvorgespannten Mittel aus einem in Beschleunigungsrichtung verschiebbaren Übertragungs­ organ, einem beweglichen Umlenkelement und einem zwischen dem ersten der beiden Verbindungselemente und dem Übertragungsorgan vorgespannten Federelement be­ stehen, und die Sensormasse bei ihrer Verlagerung das Umlenkelement und damit das Übertragungsorgan ver­ schiebbar freigibt, wobei der Kupplungskörper im wesent­ lichen senkrecht zur Beschleunigungsrichtung schaltbe­ weglich von der Lage des Übertragungsorganes gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Übertragungs­ organ (Kolben 12) mit der Kraft des Federelementes (Zugfeder 27) über das Umlenkelement (Klinke 20) senkrecht zur Beschleunigungsrichtung an der Sensormasse (Ringkörper 17) abstützt.

2. Lösbare Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eines der beiden Verbindungselemente (Außenzylinder 5, Innenzylinder 7) bei gelöster Verbindung (6) in Beschleunigungsrichtung verlager­ bar ist.

3. Lösbare Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das mit Beschleunigungskraft beauf­ schlagte, verlagerbare Verbindungselement (Außen­ zylinder 5) mit dem Kupplungskörper (Kugel 8) eine Abweisfläche (9a) aufweist, die gegenüber der Schaltbewegungsrichtung des Kupplungskörpers (Kugel 8) und der Beschleunigungsrichtung geneigt ist.

4. Lösbare Verbindung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Verbindungselement als Außenzylinder (5) ausgebildet ist, der einen als zweites Verbindungselement ausgebildeten, orts­ festen Innenzylinder (7) umschließt und eine die Abweisfläche (9a) aufweisende, in Umfangsrichtung verlaufende Innennut (9) zur abschnittsweisen Aufnahme mindestens einer als Kupplungskörper dienenden Kugel (8) besitzt, die in einer größer als die Kugel (8) aufweisenden Öffnung (10) des Innenzylinders (7) und an einer Umfangsfläche (11) des innerhalb des Innenzylinders (7) verschiebbaren Übertragungsorganes fixiert ist, das als Kolben (12) ausgebildet ist und zur Schaltbewegung der Kugel (8) eine Außennut (30) aufweist, die minde­ stens die gleich große radiale Erstreckung aufweist wie die Innennut (9), daß der Kolben (12) feder­ vorgespannt an dem Innenzylinder (7) gegen einen ersten Schwenkarm (22) einer drehbar am Innen­ zylinder (7) gelagerten Klinke (20) anliegt, die mit einem zweiten Schwenkarm (24) einen als Sensor­ masse ausgebildeten und dem Innenzylinder (7) umschließenden Ringkörper (17) in radialer Richtung beaufschlagt, und der Ringkörper (17) in axialer Richtung am Innenzylinder (7) gegen eine vorge­ spannte Feder (Schraubenfeder 18) verlagerbar ist.

5. Lösbare Verbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Verbin­ dungselement (Außenzylinder 5) mit der Lenksäule (1) eines Kraftfahrzeuges verbunden ist und das zweite Verbindungselement (Innenzylinder 7) sich ortsfest abstützt.