DE4225671A1 - Lenksäule eines Kraftfahrzeugs mit einer Rückzugvorrichtung für den lenkradseitigen Endbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenksäule der im Oberbegriff des Patentanspruch 1 genannten und aus der DE-A-38 28 658 hervorgehenden Art.

Bei der in dieser Druckschrift offenbarten Lenkung be­ steht das Lenksäulenrohr aus zwei teleskopierbaren Ab­ schnitten, wobei der obere Abschnitt eine Ausnehmung auf­ weist, in die eine schwenkbar gelagerte und mit einer Steuerschulter versehene Sperrklinke verrastend ein­ greift, so daß das Lenksäulenrohr in Ruhelage in axialer Richtung festgelegt ist. Im Bereich der Sperrklinke ist der untere Abschnitt des Lenksäulenrohrs von einer sich an einem fahrzeugaufbaufesten Teil abstützenden Druckfe­ der umgeben, deren gegenüberliegender Endbereich mit Vor­ spannung gegen eine radial gerichtete Stützschulter des unteren Abschnitts des Lenksäulenrohrs wirkt. Dieser wird bei einem Fahrzeugcrash teleskopartig in den oberen Ab­ schnitt des Lenksäulenrohrs geschoben und gleitet dabei über die Steuerschulter der Sperrklinke, wodurch diese radial nach außen verlagert wird. Durch die Wirkung der sich dabei entspannenden Druckfeder wird der obere Ab­ schnitt des Lenksäulenrohrs zum Armaturenbrett hin verla­ gert, wobei auch die teleskopierbaren Abschnitte der Lenksäule ineinander geschoben werden. Die Sperrklinke muß jedoch sehr paßgenau hergestellt und eingebaut wer­ den, was arbeitsaufwendig und damit teuer ist.

Ferner geht aus der DE-C-22 46 078 eine weitgehend gleichartig gestaltete Lenkung hervor, bei der der obere Abschnitt des Lenksäulenrohrs von einer sich an seinem unteren Endbereich abstützenden Druckfeder umgeben ist, die mit ihrem gegenüberliegenden Ende am oberen Endbe­ reich des unteren Abschnittes des Lenksäulenrohrs mit Vorspannung anliegt. Dieser ist in seinem Längsmittelbe­ reich mit einem Längsschlitz versehen, in den eine schwenkbar gelagerte Sperrklinke eingreift. Über diese wird der obere Abschnitt des Lenksäulenrohrs in Ruhelage gehalten, während bei einem Fahrzeugcrash eine mit der Sperrklinke zusammenwirkende Einrichtung anspricht, wo­ durch die Sperrklinke ausgeschwenkt und dadurch der das Lenkrad tragende obere Abschnitt des Lenksäulenrohrs un­ ter Entspannung der Druckfeder vom Fahrer wegverlagert wird. Da sich die Druckfeder im teleskopierbaren Bereich des oberen und unteren Abschnitts des Lenksäulenrohrs be­ findet, muß der untere Abschnitt des Lenksäulenrohrs einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisen, wes­ halb das Lenksäulenrohr entsprechend schwer ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Rückzugvorrich­ tung einer Lenksäule der im Oberbegriff der Patentansprü­ che 1 und 7 genannten Art derart auszubilden, daß sie einfach und in kostengünstiger Weise herstellbare Einzel­ teile aufweist und dabei das Lenksäulenrohr ein ver­ gleichsweise geringes Gewicht hat.

Zur Lösung der Aufgabe sind die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 7 dargelegten Merkmale vorgese­ hen.

Nachdem das außerhalb des Lenksäulenrohrs liegende Feder­ element gemäß den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 durch ein am Fahrzeugaufbau und am Lenksäulenrohr festgelegtes Spannseil oder dergleichen vorgespannt ist, kann dieses bei einem Fahrzeugcrash in einfacher Weise durch ein aus einem Schneidmesser oder dergleichen bestehendes Trennelement durchgetrennt wer­ den, so daß der obere Endbereich des Lenksäulenrohrs und mit diesem das Lenkrad durch die Wirkung des sich hierbei entspannenden Federelements zur Spritzwand hin - also von Fahrer weg - gezogen und dadurch die Verletzungsgefahr vermindert wird. Dabei kann das Lenksäulenrohr einen ver­ gleichweise kleinen Durchmesser aufweisen.

Bei einem mit einem Airbag ausgerüsteten Fahrzeug kann das Trennelement in einfacher und kostengünstiger Weise durch einen Impuls der zentralen Auslöseelektronik des Airbags aktiviert werden. Falls das Fahrzeug keinen Air­ bag hat, so wird das Trennelement zweckmäßigerweise durch eine beschleunigungssensitive Einrichtung aktiviert (Merkmale der Patentansprüche 2 und 3).

Am Lenksäulenrohr ist ein Aufnahmeteil vorgesehen, von dem zwei im Abstand voneinander liegende Halteplatten zum Armaturenbrett hin abstehen, wobei von diesem sich ein Z-förmiges Halteteil nach unten erstreckt. An diesem und an einer Halteplatte des Aufnahmeteils liegt eine Druckfeder mit Vorspannung an, die von einem aus Metall oder Kunst­ stoff bestehenden Spannseil durchsetzt ist. Dabei ist zwischen den beiden Halteplatten des Aufnahmeteils das aus einem meißelartigen Schneidmesser und aus einer Ge­ genplatte bestehende Trennelement vorgesehen, wobei das Schneidmesser zweckmäßigerweise mit eine pyrotechnischen Einrichtung in Verbindung steht (Merkmale der Pa­ tentansprüche 4 und 5).

Damit das Lenksäulenrohr bei einem Fahrzeugcrash behinde­ rungsfrei zur Spritzwand hin verlagert werden kann, liegt an dem untenliegenden Schenkel des Z-förmigen Halteteils eine Führungsplatte des Aufnahmeteils und eine mit diesem verbundene Befestigungsplatte des Führungsteils reib­ schlüssig an (Merkmale des Patentanspruchs 6).

Gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 7 kann eine gat­ tungsgemäße Rückzugvorrichtung für eine Lenksäule auch darin bestehen, daß eine Druckfeder in Ruhelage gegen einen Sicherungsstift wirkt, der seinerseits in die Ga­ belzinken eines gabelförmigen, radial vom Lenksäulenrohr abstehenden Aufnahmeteils lösbar eingesetzt ist, wobei der Sicherungsstift bei einem Fahrzeugcrash durch eine beschleunigungssensitive Einrichtung oder durch einen elektrischen Impuls der zentralen Auslöseelektronik des Airbags aus dem Aufnahmeteil herausgezogen wird und sich dadurch die Druckfeder unter Beaufschlagung des Aufnahme­ teils entspannt. Hierbei wird das Lenksäulenrohr und das Lenkrad vom Fahrer weggezogen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Diese zeigt eine Lenkung eines Personenkraftwagens und ein am Lenksäulenrohr vorgesehenes Aufnahmeteil, das von einer vorgespannten Druckfeder beaufschlagt ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Lenkung eines Personen­ kraftwagens weist einen ersten Lenksäulenabschnitt 1 und einen mit diesem über eine Kerbverzahnung in drehfester, aber längsverschiebbarer Verbindung stehenden, zweiten Lenksäulenabschnitt 2 auf. Dieser steht mit einem nicht dargestellten Lenkgetriebe in drehfester Verbindung, wäh­ rend der erste Lenksäulenabschnitt 1 mit einem Lenkrad 3 drehfest verbunden ist. Dabei ist der erste Lenksäulenab­ schnitt 1 in einem Lenksäulenrohr 4 drehbar gelagert und steht mit diesem in schubfester Verbindung. Schließlich durchsetzt das Lenksäulenrohr 4 eine Spritzwand 5 und ist in dessen Lager 6 drehbar, jedoch in den Richtungen des Doppelpfeils a längsverschiebbar gelagert.

Ferner befindet sich unterhalb des Armaturenbretts ein fahrzeugaufbaufestes Karosserieblech 8, von dem ein an diesem befestigtes, Z-förmiges Halteteil 9 nach unten ab­ steht. Dieses weist einen Steg 9′ und einen untenliegen­ den, zur Spritzwand 5 hin verlaufenden Abschnitt 9′′ auf. Wie in der Zeichnung ersichtlich, ist das Lenksäulenrohr 4 von einem mit einer entsprechenden Durchgangsbohrung versehenen Aufnahmeteil 10 umgeben, das einen parallel zur Rotationsachse des Lenksäulenrohrs 4 verlaufenden Längsschlitz 11 aufweist; in diesen greift ein vom Lenk­ säulenrohr 4 abstehender Führungsbolzen 12 ein. Ferner ist das Aufnahmeteil 10 mit einer abstandsparallel zum Lenksäulenrohr 4 verlaufenden Führungsplatte 13 versehen, von der zwei, im Abstand voneinander liegende Halteplat­ ten 14 und 15 zum Karosserieblech 8 hin abstehen. Dabei ist die lenkradseitige Halteplatte 15 von einer Durch­ gangsbohrung 16 durchsetzt. Zwischen dem Steg 9′ des Hal­ teteils 9 und der Halteplatte 15 des Aufnahmeteils 10 ist eine Druckfeder 17 angeordnet, die gleichermaßen wie die Durchgangsbohrung 16 der Halteplatte 15 von einem aus Me­ tall oder Kunststoff bestehenden Spannseil 18 durchsetzt ist. Dieses ist am Steg 9′ des Halteteils 9 und an der lenkgetriebeseitigen Halteplatte 14 des Aufnahmeteils 10 befestigt und hat eine solche Längserstreckung, daß die Druckfeder 17 in der in der Zeichnung dargestellten Ru­ helage des Aufnahmeteils 10 mit Vorspannung gegen dessen Halteplatte 15 wirkt. Schließlich ist zwischen den beiden Halteplatten 14 und 15 des Aufnahmeteils 10 ein von die­ sem gehaltenes, pyrotechnisches Kraftelement (nicht dar­ gestellt) vorgesehen, das seinerseits ein meißelartiges Schneidmesser 19 enthält, wobei das Kraftelement bei ei­ nem Fahrzeugcrash - wie im folgenden erläutert wird - auf einer unmittelbar unterhalb des Spannseils 18 liegenden Gegenplatte 20 aufliegt.

Wie ersichtlich, ist der lenkradseitige Endabschnitt des Lenksäulenrohrs 4 von einem eine entsprechende Durch­ gangsbohrung aufweisenden Führungsteil 21 umgeben, an dem eine abstandsparallel zum Lenksäulenrohr 4 verlaufende Befestigungsplatte 22 angebracht ist. Diese hat zwei rechtwinklig nach oben abstehende Anschläge 22′ und 22′′, wobei der Anschlag 22′ an der Führungsplatte 13 befestigt ist. In der dargestellten Ruhelage des Lenksäulenrohrs 4 befindet sich dabei der vordere Anschlag 22′ im Bereich des freien Endes des untenliegenden Abschnitts 9′′ des Halteteils 9, während hierbei der dem Lenkrad 3 zuge­ wandte Anschlag 22′′ um ein Maß b vom Steg 9′ des Halte­ teils 9 entfernt ist; das Maß b entspricht etwa dem Ver­ lagerungsweg des Lenksäulenrohrs 4 und damit des Lenkrads 3 bei einem Fahrzeugcrash. Das Führungsteil 21 weist schließlich einen entsprechend der Längserstreckung des Lenksäulenrohrs 4 verlaufenden Längsschlitz 11′ auf, der etwa gleich lang ist wie der Längsschlitz 11 im Aufnahme­ teil 10. Dabei ist der Längsschlitz 11′ von einer in das Lenksäulenrohr 4 eingeschraubten Klemmschraube durch­ setzt, die mit einem Schwenkhebel 23 verbunden ist. Bei gelöstem Schwenkhebel 23 kann das Lenksäulenrohr 4 in den Richtungen des Doppelpfeils a entsprechend der Längser­ streckung der Längsschlitze 11 und 11′ längsverlagert und damit das Lenkrad 3 für den Fahrer individuell einge­ stellt werden. Hierbei wird der erste Lenksäulenabschnitt 1 mitverlagert, während dabei der zweite, seinerseits mit dem Lenkgetriebe in Verbindung stehende Lenksäulenab­ schnitt 2 in Ruhelage verbleibt. In Feststellage des Schwenkhebels 23 - wie dargestellt - ist das Lenksäulen­ rohr 4 verschiebesicher festgelegt. Sowohl bei gelöstem als auch bei festgelegtem Schwenkhebel 23 liegt die Füh­ rungsplatte 13′ und die Befestigungsplatte 22 am untenlie­ genden Abschnitt 9′′ des Halteteiles 9 an.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Rückzugvorrich­ tung ist folgende:

Bei einem Fahrzeugcrash wird ab einem vorgegebenen Verzö­ gerungswert das meißelartige Schneidmesser 19 durch eine im Fahrzeug installierte beschleunigungssensitive Ein­ richtung oder durch einen elektrischen Impuls der zentra­ len Auslöseelektronik 24 des Airbags und/oder Gurt­ straffers aktiviert, wobei das meißelartige Schneidmesser 19 die Gegenplatte 20 beaufschlagt und dabei das Spann­ seil 18 durchtrennt. Hierbei entspannt sich die vorge­ spannte Druckfeder 17 und beaufschlagt die Halteplatte 15 des Aufnahmeteils 10, so daß über dieses das Lenksäulen­ rohr 4 (durch Eingriff des Führungsbolzens 12 in den Längsschlitz 11), der erste Lenksäulenabschnitt 1 und da­ mit das Lenkrad 3 sowie die Befestigungsplatte 22 und da­ mit das Führungsteil 21 etwa um das Maß b in Pfeilrich­ tung c - also zum Armaturenbrett und zur Spritzwand 5 hin - verlagert werden. Schließlich liegt der Anschlag 22′′ der Befestigungsplatte 22 am Steg 9′ des Halteteils 9 an. Beim erwähnten Verlagern des Lenkrads 3 wird das Verlet­ zungsrisiko für den Fahrer erheblich vermindert.

Claims (7)

1. Lenksäule eines Kraftfahrzeugs mit einer Rückzugvor­ richtung für den lenkradseitigen Endbereich, wobei

• - die mit einem Lenkrad versehene Lenksäule in einem seinerseits axial verschiebbaren Lenksäu­ lenrohr drehbar gelagert ist und aus mindestens zwei teleskopierbaren Abschnitten besteht, wäh­ rend
• - an einem fahrzeugaufbaufesten Teil mindestens ein Federelement anliegt, das mit Vorspannung derart gegen das Lenksäulenrohr wirkt, daß ab einem vorgegebenen Verzögerungswert des Fahr­ zeugs der lenkradseitige Endbereich unter Ent­ spannung des Federelements zum Armaturenbrett hin verlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (Druckfeder 17) durch einen am fahrzeugaufbaufesten Teil (Karosserieblech 8) und am Lenksäulenrohr (4) festgelegten Verbindungsstrang (Spannseil 18) vorge­ spannt ist, der bei einem Fahrzeugcrash über ein Trennelement (meißelartiges Schneidmesser 19 und Ge­ genplatte 20) durchgetrennt wird.

2. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (meißelartiges Schneidmesser 19 und Gegenplatte 20) durch eine beschleunigungssensi­ tive Einrichtung aktiviert wird.

3. Lenksäule nach Anspruch 1, mit einem durch eine zen­ trale Auslöseelektronik gesteuerten Airbag, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennelement (meißelartiges Schneidmesser 19 und Gegenplatte 20) durch einen Im­ puls der zentralen Auslöseelektronik (24) des Air­ bags aktiviert wird.

4. Lenksäule nach Anspruch 2 oder 3, wobei gegen das Lenksäulenrohr eine Druckfeder mit wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß

• - am Lenksäulenrohr (4) ein Aufnahmeteil (10) vorgesehen ist, von dem zwei im Abstand vonein­ ander liegende Halteplatten (14 und 15) nach oben abstehen, wobei das Lenksäulenrohr relativ zum Aufnahmeteil längsverschiebbar ist (Richtungen des Doppelpfeils a),
• - von einem im Bereich des Armaturenbretts lie­ genden Karosserieblech (8) ein Z-förmiges Hal­ teteil (9) nach unten absteht, wobei
• - am Steg (9′) des Halteteils (9) und an der lenkradseitigen Halteplatte (15) des Aufnahme­ teils (10) die Druckfeder (17) mit Vorspannung anliegt, wobei die Druckfeder sowie eine Durch­ gangsbohrung (16) in der lenkradseitigen Halte­ platte (15) von einem am Steg des Halteteils und an der lenkgetriebeseitigen Halteplatte (14) befestigten Spannseil (18) durchsetzt sind, durch das die Druckfeder vorgespannt ist.

5. Lenksäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der lenkgetriebeseitigen und der lenkradseitigen Halteplatte (14 und 15) des Aufnah­ meteils (10) das aus einem meißelartigen Schneidmes­ ser (19) und einer unterhalb des Spannseils (18) liegenden Gegenplatte (20) bestehende Trennelement vorgesehen ist, wobei das Schneidmesser mit einer pyrotechnischen Einrichtung in Verbindung steht.

6. Lenksäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (10) eine parallel zum Lenksäu­ lenrohr (4) verlaufende sowie auf dem untenliegenden Abschnitt (9′′) des Z-förmigen Halteteils (9) auflie­ gende Führungsplatte (13) aufweist und am lenkrad­ seitigen Endbereich des Lenksäulenrohrs an einem dieses umgebenden Führungsteil (21) eine Befesti­ gungsplatte (22) vorgesehen ist, die am untenliegen­ den Abschnitt des Halteteils anliegt und über einen etwa rechtwinklig abstehenden Anschlag (22′) mit der Führungsplatte verbunden ist.

7. Lenksäule eines Kraftfahrzeugs mit einer Rückzugvor­ richtung für den lenkradseitigen Endbereich, wobei

• - die mit einem Lenkrad versehene Lenksäule in einem seinerseits axial verschiebbaren Lenksäu­ lenrohr drehbar gelagert ist und aus mindestens zwei teleskopierbaren Abschnitten besteht, wäh­ rend sich
• - an einem fahrzeugaufbaufesten Teil mindestens eine Druckfeder abstützt, die mit Vorspannung derart gegen das Lenksäulenrohr wirkt, daß ab einem vorgegebenen Verzögerungswert des Fahr­ zeugs der lenkradseitige Endbereich unter Ent­ spannung der Druckfeder zum Armaturenbrett hin verlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an einem fahrzeugaufbaufesten Teil ab­ stützende Druckfeder in Ruhelage gegen einen in ein Aufnahmeteil des Lenksäulenrohrs lösbar eingesetzten Sicherungsstift wirkt, der bei einem Fahrzeugcrash durch eine beschleunigungssensitive Einrichtung oder durch einen Impuls der zentralen Auslöseelektronik des Airbags aus dem Aufnahmeteil herausgezogen wird und sich dadurch die Druckfeder unter Beaufschlagung des Aufnahmeteils entspannt.