DE4138239A1 - Stossfangeinrichtung, insbesondere an der lenksaeule eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßfangeinrichtung, insbe­ sondere an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Mit der Stoßfangeinrichtung kann beispielsweise ein un­ fallbedingter Aufprall des Fahrzeuglenkers eines Kraft­ fahrzeugs auf das Lenkrad gedämpft werden, um Ver­ letzungen zu vermeiden.

Eine derartige Stoßfangeinrichtung ist durch die DE-OS 22 32 836 bekannt, die zwei koaxial hintereinander angeordnete röhrenförmige Elemente aufweist, die zur Energieabsorption durch plastische Verformung des schwä­ cheren Elements axial ineinanderschiebbar sind. In die rohrförmigen Elemente können Deformationen eingebracht und ihre Querschnitte unterschiedlich ausgebildet sein, um eine gewünschte Kraft beim Zusammenschieben der Ele­ mente zu erreichen. Besonders nachteilig ist, daß die Kraft beim Zusammenschieben der rohrförmigen Elemente etwa konstant ist und deshalb nicht berücksichtigt werden kann, wenn ein im Verstellweg der Lenksäule oder der rohrförmigen Elemente angeordnetes Fahrzeugteil eine die Nachgiebigkeit des Lenkrades vermindernde Widerstands­ kraft bewirkt, die beim Aufprall des Fahrzeuglenkers auf das Lenkrad Verletzungen verursachen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stoßfang­ einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die im Zusammenwirken des Innenteiles mit dem Außenteil eine nahezu beliebige Widerstandskraft ermög­ licht, um auch bei im Verstellweg der Stoßfangeinrichtung angeordneten Bauteilen eine gleiche oder gleichmäßig sich ändernde Nachgiebigkeit der Stoßfangeinrichtung zu errei­ chen.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Pa­ tentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besonders vorteilhaft ist, daß mit der beliebig vorgebbaren Kurven­ bahn eine von dem Innen- und Außenteil erzeugte Wider­ standskraft zu erreichen ist, die andere Widerstands­ kräfte, die beispielsweise durch im Verstellbereich der Stoßfangeinrichtung angeordnete Bauteile verursacht sein können, so ausgleichen kann, daß die Abstützkraft an dem Prallelement etwa gleich bleibt, oder sich weitgehend gleichmäßig ändert. Die von dem Innenteil und dem Außen­ teil erzeugte Widerstandskraft kann in Abhängigkeit von der nachgebenden Stoßfangeinrichtung sowohl zu- als auch wieder abnehmen. Die mit einer gleichen oder gleichmäßig sich ändernden Abstützkraft verbundene Nachgiebigkeit der Stoßfangeinrichtung kann bei einer Verwendung an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs Verletzungen des Fahr­ zeuglenkers beim Aufprall auf das Lenkrad auch dann ver­ meiden, wenn Bauteile beispielsweise im Verstellbereich der Lenksäule, der Lenkwelle oder des Lenkrades angeord­ net sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen­ stand von Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht der Lenksäule eines Kraft­ fahrzeugs,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das in einem Außenteil axial verstellbare Innenteil und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von dem Außen- und dem Innenteil.

Die in Fig. 1 abgebildete Stoßfangeinrichtung ist an der in Seitenansicht dargestellten Lenksäule 1 eines Kraft­ fahrzeugs vorgesehen und weist ein an der Fahrzeugkaros­ serie 2 fest angeordnetes Außenteil 3 und ein darin etwa parallel zur Achse 4 einer oberen Lenkwelle 5 verschieb­ bares Innenteil 6 auf. Die obere Lenkwelle 5 ist mit einem Lenkrad 7 verbunden und beispielsweise über eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung zur Anpassung an den Fahrzeuglenker axial verstellbar an der Lenksäule 1 abgestützt. Die Lenksäule 1 ist bei dem Ausführungsbei­ spiel an Befestigungsstellen 8, 8′ derart mit der Fahr­ zeugkarosserie 2 verbunden, daß die Lenksäule 1 bei einem unfallbedingten Aufprall (Kraft F) des Fahrzeuglenkers auf das Lenkrad 7 um das Maß S axial nachgeben kann. Ist die Lenksäule 7 um das Maß S nach vorne verlagert, so be­ findet sich das Lenkrad 7 in seiner durch eine ausgezo­ gene Umrißlinie 7′ dargestellten Lage ebenfalls um das Maß S weiter vorne.

Wie anhand von Fig. 2 erkennbar ist, wird bei diesem axialen Nachgeben der Lenksäule bzw. des Lenkrades das im vorderen Bereich bei 9 über nicht dargestellte Verbin­ dungsmittel mit der Lenksäule 1 verbundene Innenteil 6 um das Maß S in einer Durchtrittsöffnung 10 des ortsfesten Außenteiles 3 nach vorne verlagert. Durch die bei 9 vor­ dere Befestigung des Innenteiles 6 an der Lenksäule wird erreicht, daß das Innenteil 6 beim Nachgeben der Lenk­ säule von der Lenksäule zugbelastet ist und dadurch nicht ausknicken kann. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Innenteil 6 als zungenartiger Flachkörper gebildet und in dem Verstellbereich S an beiden Schmalseiten jeweils mit einer Kurvenbahn 11, 11′ versehen, die zur Längsachse 12 des Innenteiles 6 symmetrisch ausgebildet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel weist die Durchtrittsöffnung 10 eine umlaufende oder lediglich in dem mit der Kurvenbahn 11, 11′ zusammenwirkenden Bereich eine Einlaufschräge 14 auf. Außerdem weist die Durchtrittsöffnung 10 auf der den Kur­ venbahnen 11, 11′ abgewandten Seite eine umlaufende oder lediglich im Verstellbereich der Kurvenbahnen 11, 11′ vorgesehene kegelförmige Erweiterung 15 auf. Die Kurven­ bahn 11 bzw. 11′ ist gegenüber der engsten Stelle 13 der Durchtrittsöffnung 10 radial erweitert und wird im Zusam­ menwirken mit dem Außenteil 3 bei einer Verlagerung des Innenteiles 6 um das Maß S plastisch verformt, um den Aufprall des Fahrzeuglenkers auf das Lenkrad zu dämpfen. Die Kurvenbahnen 11, 11′ sind so ausgebildet, daß durch die plastische Verformung beim Nachgeben der Lenksäule eine gewünschte Widerstandskraft erreicht wird, die zu­ sammen mit der von einem nicht dargestellten Bauteil im Verstellweg der Lenksäule, des Lenkrades oder der Lenk­ welle bewirkten Widerstandskraft eine gleiche oder gleichmäßig sich ändernde Abstützkraft an dem nach­ gebenden Lenkrad bewirkt. Die Kurvenbahn 11 bzw. 11′ kann hierzu beliebig geformt sein und ein- oder mehrmals eine zunehmende und/oder abnehmende und/oder eine bereichs­ weise gleiche Widerstandskraft in dem Verstellweg bewir­ ken. Bei der beschriebenen Ausführung ist durch einen von dem Außenteil 3 nach innen abstehenden Steg 16, der in eine in der breiten Seitenfläche des Innenteiles 6 ausge­ bildete Führungsbahn 17 eingreift, eine Längsführung ge­ bildet, die beim Nachgeben der Lenksäule bzw. des Lenkra­ des das Innenteil 6 zusätzlich gegenüber dem Außenteil 3 führt. Um ein Verklemmen bei einer Relativverlagerung des Steges 16 in der Führungsbahn 17 zu vermeiden, ist die Führungsbahn 17 bei dieser Ausführung seitlich und zur Längsachse 12 symmetrisch zu den Kurvenbahnen 11, 11′ freigeschnitten. Die Führungsbahn 17 durchdringt bei dem Ausführungsbeispiel das Innenteil 6 und könnte ebenso durch eine Vertiefung in dem Innenteil gebildet sein.

Aus der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 3 ist der bei der beschriebenen Ausführung jeweils rechteckförmige Querschnitt des Innenteiles 6 und des Außenteiles 3 er­ kennbar. Zur Verdeutlichung der Lage der Teile zueinander sind weiter Bezugszeichen für die Führungsbahn 17, die Kurvenbahnen 11, 11′ und die bei 9 gewählte Befestigungs­ stelle des Innenteiles an der Lenksäule angegeben.

Die Erfindung wurde anhand eines einzigen Ausführungsbei­ spiels erläutert, auf das der Erfindungsgegenstand nicht eingeschränkt ist. Die Form des Innenteiles und des Außenteiles ist an sich beliebig. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine mit dem Ausführungsbeispiel vergleichbare flache Bauweise, da diese den erforderlichen Bauraum kaum erhöht. Das Innenteil und/oder das Außenteil können durch zusätzliche Bauteile oder durch ohnehin vorhandene Fahr­ zeugteile wie beispielsweise eine obere und eine untere Lenkwelle gebildet sein, die axial ineinanderschiebbar sind. Eine Kurvenbahn kann sowohl an dem Innenteil als auch an dem Außenteil entsprechend radial nach innen oder nach außen vorstehend gebildet sein. Ist das eine radiale Erweiterung bildende Innenteil und/oder das eine radiale Verengung bildende Außenteil ein separates Teil, so läßt sich dieses leicht austauschen und durch ein angepaßtes Teil, beispielsweise bei unterschiedlichen Fahrzeugen eines Fahrzeugherstellers, durch ein an das jeweilige Fahrzeug angepaßtes Teil ersetzen. Die bei dem Ausführungsbeispiel durch einen von dem Außenteil abste­ henden Steg und eine Führungsbahn in dem Innenteil gebil­ dete Führung kann auch auf andere Weise gebildet sein oder entfallen. Mit der Stoßfangeinrichtung kann die Ab­ stützkraft eines Aufprallelements in einem weiten Bereich vorgegeben werden, beispielsweise um unfallbedingte Ver­ letzungen zu vermeiden. Die Stoßfangeinrichtung ist viel­ seitig anwendbar und nicht auf die Anwendung an einem vorderen oder hinteren Stoßfänger, bzw. eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs beschränkt. Zur Energieabsorption kann das Außenteil und/oder das Innenteil plastisch ver­ formbar sein.

Claims (7)

1. Stoßfangeinrichtung, insbesondere an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, mit einer Stütze, an der ein mit einem Prallelement verbundener Halter abgestützt ist, und die Stütze ab einer vorgegebenen Belastung des Prallelements in Belastungsrichtung nachgibt, wodurch sich ein mit einer radialen Erweiterung ver­ sehenes Innenteil gegenüber einem radial kleineren Außenteil relativ zueinander axial verlagern und da­ bei eine plastische Verformung des Innenteiles und/oder des Außenteiles bewirken, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die radiale Erweiterung an dem Innen­ teil (6) und/oder eine radiale Verengung an dem Außenteil durch eine Kurvenbahn (11, 11′) gebildet ist, die im Zusammenwirken mit dem anderen Teil, dem Innen- oder Außenteil (6), in Abhängigkeit von dem Verstellweg der nachgebenden Stütze (Lenksäule 1) einen vorgegebenen Kraftverlauf und damit eine gleichmäßigere Abstützkraft an dem Prallelement (Lenkrad 7) bewirkt.

2. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Innenteil (6) ein Flachkörper ist und an einer schmalen Seitenfläche des Flachkörpers (Innenteil 6) die Kurvenbahn (11, 11′) ausgebildet ist.

3. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an beiden schmalen Seitenflächen des Flachkörpers (Innenteil 6) symmetrisch zur Längsachse (12) jeweils eine Kurvenbahn (11, 11′) vorgesehen ist.

4. Stoßfangeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (3) ka­ rosseriefest angeordnet ist und eine etwa parallel zur Verstellrichtung der Stütze (Lenksäule 1) ver­ laufende Durchtrittsöffnung (10) für das Innenteil (6) aufweist und die Innenweite der Durchtrittsöff­ nung (10) im wesentlichen kleiner als die Breite des Innenteiles (6) im Bereich der Kurvenbahn (11, 11′) ist.

5. Stoßfangeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (6) von dem Prallelement (Lenkrad 7) abgewandt vor dem Außenteil (3) mit der Stütze (Lenksäule 1) verbunden ist, die dadurch beim axialen Nachgeben das Innen­ teil (6) zugbelastet.

6. Stoßfangeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer breiten Sei­ tenfläche des Flachkörpers (Innenteil 6) eine Füh­ rungsbahn (17) ausgebildet ist, in die ein von dem Außenteil (3) nach innen abstehender Steg (16) ein­ greift, der beim axialen Nachgeben der Stütze (Lenksäule 1) das Innenteil (6) gegenüber dem Außen­ teil (3) zusätzlich führt.

7. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsbahn (17) das Innenteil (6) durchdringt und zur Kurvenbahn (11, 11′) derart freigeschnitten ist, daß bei einer plastischen Ver­ formung des Innenteiles (6) und/oder des Außenteiles der Steg (16) in der Führungsbahn (17) nicht ver­ klemmt.