DE4239999A1 - Lenksäulenanordnung für ein Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lenksäulenanordnung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 35 44 345 A1 ist eine gattungsgemäße telesko­ pierbare Lenksäule bekannt. Bei einem Fahrzeugcrash wird durch einen außerhalb der Lenksäule vorgesehenen Energie­ speicher das obere Lenksäulenteil vom Fahrer wegbewegt und zusätzlich in eine flachere Position verschwenkt, wo­ durch das Kopfaufprallrisiko für den Fahrer vermindert wird. Als Energiespeicher kommt beispielsweise ein Gas­ druckspeicher oder eine Drehfeder zum Einsatz.

Der baulich von der Lenksäule getrennte Energiespeicher wurde gewählt, um neben der Längsbewegung der Lenksäule auch eine Schwenkbewegung derselben zu ermöglichen. Die Verschwenkbarkeit der Lenksäule bedingt jedoch einen kom­ plizierten Aufbau mit einer Vielzahl von Gelenken, Ver­ schiebe- und Schwenklagern. Die Vielzahl der erforderli­ chen Komponenten sowie die hohe Reibung insbesondere im Verschiebelager können die Zuverlässigkeit der gattungs­ gemäßen Lenksäulenanordnung herabsetzen. Der große bauli­ che Aufwand schlägt sich zudem in beträchtlichen Mehrko­ sten und hohem Gewicht nieder. Außerdem wird die Ver­ schwenkbarkeit, unter Umständen aber auch eine daran ge­ koppelte Längsverschiebung der Lenksäule durch die Beweg­ lichkeit, die Abmessung und die Lage der Gelenkwelle und ihre Gelenke festgelegt bzw. begrenzt. Das Ausführungs­ beispiel gemäß Fig. 4 behebt zwar diesen Nachteil, zeichnet sich aber infolge der Verwendung pyrotechnischer Elemente durch hohen Aufwand und problematische Langzeit­ zuverlässigkeit aus.

Die Möglichkeit, die Lenksäulenverstellung auch zu Kom­ fortzwecken zu nutzen, ist als solche zwar erwähnt (Seite 9, mittlerer Absatz der DE 35 44 345 A1), jedoch nicht näher ausgeführt.

ufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lenksäulenanord­ nung, bei der das obere Lenksäulenteil zu Komfortzwecken in Längsrichtung verstellbar ausgeführt ist, derart wei­ terzubilden, daß mit wenigen zusätzlichen Bauteilen ein einfach aufgebauter Mechanismus geschaffen wird, der bei einem Fahrzeugcrash das Lenkrad zuverlässig vom Fahrer wegbewegt. Aus Gründen der Funktionssicherheit soll hier­ bei auf die Verschwenkbarkeit der Lenksäule verzichtet werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Sowohl das Lösen der Lenksäulenarretierung als auch die Eintauchbewegung des oberen Lenksäulenteils werden von einer gemeinsamen Übertragungseinrichtung bewerkstelligt. Diese Zwangskopplung reduziert den Bauaufwand und stellt den Funktionsablauf (zunächst Freigabe der Arretierung, anschließend Eintauchbewegung) sicher. Dadurch, daß sowohl für die Komforteinstellung als auch für den Gefah­ renfall dasselbe System zur Lösung der Arretierung der Lenksäule verwendet wird, ergibt sich eine geringe Anzahl von zusätzlichen Bauteilen, damit eine hohe Funktionssi­ cherheit bei geringem Mehraufwand, niedrigen Herstellko­ sten und geringem Gewicht. Das Eintauchen des oberen Lenksäulenteils im Falle eines Crashs ist in jeder ge­ wählten Lenkradposition, auch bei gelöster Arretierein­ richtung, sichergestellt.

Der außerhalb der Lenksäule vorgesehene Energiespeicher kann unter Ausnutzung von Freiräumen im Bereich der Lenk­ säule vorteilhaft plaziert werden. Die Auslösung des En­ ergiespeichers erfolgt durch einen Kollisionssensor, die Kraftübertragung durch geeignete Übertragungselemente (z. B. Stahlseil).

Neben einem gattungsgemäßen separaten Energiespeicher mit Auslösung durch einen Kollisionssensor ist es ebenso denkbar, die bei einem Fahrzeugcrash auftretende Relativ­ bewegung zwischen Motor-/Getriebeblock und Karosserie auszunutzen, indem diese Verschiebung über eine Zugseilanordnung zum Lösen der Lenkradarretierung und der nachfolgenden Entfernung des oberen Lenksäulenteil vom Fahrer verwendet wird. Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE 33 37 231 C2 bekannt, wobei hier jedoch die gesamte Lenksäule vom Fahrer wegbewegt wird. Eine Komfortlängsverstellung der Lenksäule ist bei diesem System nicht vorgesehen. Fahrzeuge der Audi AG, Ingolstadt, die mit einer gemäß der oben genannten Pa­ tentschrift arbeitenden Sicherheitseinrichtung versehen sind, werden ab dem Modelljahr 1993 auf Wunsch mit einer zusätzlichen Komfortverstelleinrichtung für den oberen Lenksäulenteil ausgestattet. Im Crashfall erfolgt jedoch kein Eingriff in das Komfortverstellsystem, da über die Verlagerung des Motor-/Getriebeblockes nach wie vor die gesamte Lenksäule vom Fahrer wegbewegt wird.

Wird die Arretiervorrichtung nicht mit der Lenksäule mit­ bewegt, sondern gemäß Anspruch 2 fahrzeugfest angeordnet, so bietet sie ein Widerlager, an dem die mit dem Energie­ speicher verbundene Übertragungseinrichtung unmittelbar und genau definiert angreifen kann. Alternativ kann die gelöste Arretiervorrichtung aber auch mit dem oberen Lenksäulenteil mitbewegt werden, was allerdings mit einer Erhöhung der bewegten Masse verbunden ist.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 stellt einen Hebel zu Verfügung, der in Längsrichtung der Lenk­ säule verschwenkbar ist. Hierdurch wird ein einheitli­ cher, geradliniger Bewegungsablauf für die als Zugseil ausgebildete Übertragungseinrichtung erreicht. Das ver­ wendete Zugseil ist zudem kostengünstig, funktionssicher und ermöglicht eine weitestgehend freie Anordnung des En­ ergiespeichers.

Die Umlenkung des Zugseils gemäß Anspruch 4 ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Lenksäulenanordnung, da das Zugseil im oberen Bereich des oberen Lenksäulenteils angreifen kann und hierdurch ein großer Verschiebeweg nach unten zur Verfügung steht. Durch die kompakte Bauweise kann der in der Regel im Bereich der Lenksäule nur begrenzt vorhan­ dene freie Bauraum optimal genutzt werden. Die bei der Umlenkung entstehende Seilreibung ist unkritisch, da zum Lösen der Arretiereinrichtung lediglich verhältnismäßig geringe Zugkräfte notwendig sind.

Durch die vorteilhafte Ausbildung der Erfindung nach An­ spruch 5 begrenzt der Schwenkwinkel bzw. der Verschiebe­ weg des Hebels der Bedieneinrichtung den unter Umständen größeren Verschiebeweg des oberen Lenksäulenteils nicht. Die erfindungsgemäße Entkopplung ist vor allem bei fahr­ zeugfester Ausbildung der Arretiervorrichtung vorteil­ haft.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist ein mögliches Aus­ führungsbeispiel in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung in der Seitenansicht und

Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung von Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Lenksäulenanordnung ist in den Figu­ ren 1 und 2 schematisch dargestellt. Sie besteht unter anderem aus einem oberen und einem unteren Lenksäulenteil l bzw. 2, die über ein Vielzahnprofil 3 verschieblich, jedoch drehfest miteinander verbunden sind. Das obere Lenksäulenteil 1 trägt ein Lenkrad 4 sowie eine Lenksäu­ lenlagerung 5, welche das obere Lenksäulenteil 1 längs­ verschieblich am Fahrzeugaufbau 6 lagert. Ein baulich von der Lenksäule getrennter, fahrzeugfester Energiespeicher 7 ist über eine als Zugseil 8 ausgebildete Übertragungs­ einrichtung mit dem oberen Lenksäulenteil 1 und einer in ihrer Gesamtheit mit 9 bezeichneten Arretiereinrichtung in Verbindung. Die Arretiereinrichtung 9 besteht aus ei­ ner Feststelleinrichtung (Exzenterscheibe 10 mit fahr­ zeugfester Schwenkachse 11) und einer Bedieneinrichtung (schwenkbarer Hebel 12). Das Zugseil 8 ist über eine un­ tere und eine obere Gleitführung 13 bzw. 14 geführt. Am freien Ende des Zugseils 8 sowie in dem sich an die obere Gleitführung 14 anschließenden Bereich des Zugseils 8 ist jeweils ein Nippel 15 bzw. 16 mit dem Zugseil verpreßt. Der Nippel 15 greift in eine Aussparung 17 des Hebels 12 ein und kommt hierbei an einem Vorsprung 18 zur Anlage. Der Nippel 16 wirkt mit einem am Lenksäulenlager 5 ange­ ordneten Mitnehmer 19 zusammen.

Im normalen Betrieb des Fahrzeuges kann das obere Lenk­ säulenteil 1 und damit das Lenkrad 4 in Richtung des Dop­ pelpfeils 20, d. h. in Längsrichtung 21 der Lenksäule verstellt werden, indem der Hebel 12 der Arretierein­ richtung 9 in Richtung des Pfeils 22 verschwenkt wird, wodurch der Kraftschluß mit der Lenksäulenlagerung 5 auf­ gehoben wird. Nach erfolgter Längseinstellung des oberen Lenksäulenteils 1 wird der Hebel 12 aus seiner Lösestel­ lung wieder in die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Feststellposition zurückverschwenkt. Im dargestellten Beispiel befindet sich das obere Lenksäulenteil 1 bereits in der äußersten ausgefahrenen Position.

Bei Auftreten einer crashtypischen Verzögerung löst der Kollisionssensor 23 den Energiespeicher 7 aus, wodurch das Zugseil 8 blitzartig in Richtung des Pfeils 24 gezo­ gen wird. Über den Nippel 15, der am Vorsprung 18 an­ liegt, wird zunächst der Hebel 12 in Pfeilrichtung 22 analog der manuellen Verstellung verschwenkt und gibt so­ mit die Arretierung des oberen Lenksäulenteils 1 frei. Der hierfür erforderliche Verschwenkwinkel α entspricht einer Verschiebung des Seils um die Wegstrecke d. Diese Wegstrecke d entspricht dem Abstand des Nippels 16 zum Mitnehmer 19, wenn sich das obere Lenksäulenteil 1 in seiner ausgefahrenen Stellung befindet und der Energie­ speicher nicht ausgelöst wurde (wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt). Nachdem das Zugseil 8 den Verschwenkwin­ kel α bzw. die Wegstrecke d zurückgelegt hat, kommt der Nippel 16 am Mitnehmer 19 des Lenksäulenlagers 5 zur An­ lage und zieht das obere Lenksäulenteil 1 um den Ver­ schiebeweg s vom Fahrer weg. Gleichzeitig wird der Nippel 15 mit der Verschwenkung des Hebels 12 über den Ver­ schwenkwinkel α hinaus aus der Aussparung 17 ausgeklinkt und behindert somit den Verschiebeweg s des oberen Lenk­ säulenteils 1 nicht.

Der Energiespeicher 7 enthält beispielsweise eine vorge­ spannte Schraubenfeder oder ein unter Druck stehendes gasförmiges Medium. Ebenso ist ein pyrotechnischer An­ trieb denkbar. Der Kollisionssensor 23 ist derart be­ schaffen, daß er bei Auftreten einer crashtypischen Ver­ zögerung auf mechanischem oder elektrischem Weg den Ener­ giespeicher 7 freigibt.

Entgegen der Darstellung in Fig. 1 können Energiespei­ cher 7 und Kollisionssensor 23 in einer Baueinheit zusam­ mengefaßt werden. Damit ist es möglich, eine Baugruppe zu verwenden, die von ihrem Aufbau her mit den bei modernen Personenkraftwagen eingesetzten Gurtstrammechanismen ver­ gleichbar ist. Derartige Gurtstrammechanismen bestehen beispielsweise aus einer vorgespannten Schraubenfeder, die über ein Hebelwerk von einem Massensensor freigegeben wird, sobald ein bestimmter Verzögerungswert bei entspre­ chendem Verlauf erreicht wird. Bei Verwendung solcher Gleichteile ergeben sich entsprechend hohe Stückzahlen und damit niedrige Herstellkosten für den Energiespeicher 7 und den Kollisionssensor 23, wodurch die erfindungsge­ mäße Lenksäulenanordnung kostengünstig hergestellt und auch bei Fahrzeugen der unteren Preiskategorien einge­ setzt werden kann.

Claims (5)

1. Lenksäulenanordnung für ein Fahrzeug, mit einem un­ teren Lenksäulenteil und einem ein Lenkrad tragenden oberen Lenksäulenteil, das gegenüber dem unteren Lenksäulenteil in Längsrichtung der Lenksäule ver­ schieblich und mittels einer Arretiereinrichtung feststellbar ist sowie einen baulich von der Lenk­ säule getrennten Energiespeicher, der bei einem Fahrzeugcrash durch einen Kollisionssensor ausgelöst wird und mittels einer Übertragungseinrichtung das obere Lenksäulenteil in Richtung des unteren Lenk­ säulenteils bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungseinrich­ tung sowohl an der Arretiereinrichtung (9) als auch am oberen Lenksäulenteil (1) angreift und daß die Übertragungseinrichtung bei einem Fahrzeugcrash in einem ersten Schritt die Arretiereinrichtung (9) in ihre Lösestellung bringt und in einem zweiten Schritt das obere Lenksäulenteil (1) in Richtung des unteren Lenksäulenteils (2) bewegt.

2. Lenksäulenanordnung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiereinrichtung (9) fahrzeugfest ausgebildet ist und aus einer auf das obere Lenksäulenteil (1) form- und/oder kraftschlüssig wirkenden Feststelleinrichtung (Exzenterscheibe (10)) und einer vom Benutzer zu be­ tätigenden Bedieneinrichtung (Hebel (12)) besteht.

3. Lenksäulenanordnung für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, mit einer als Zugseil ausgebil­ deten Übertragungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedieneinrichtung aus einem schwenkbaren Hebel (12) mit einer zumin­ dest annähernd quer zur Längsachse (21) der Lenk­ säule angeordneten Schwenkachse (11) besteht.

4. Lenksäulenanordnung für ein Fahrzeug nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, mit einer als Zug­ seil ausgebildeten Übertragungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (8) im Be­ reich der Lenksäule zumindest annähernd parallel zur Längsachse (21) der Lenksäule verläuft, der Hebel (12) der Bedieneinrichtung zur Überführung in die Lösestellung in Richtung des oberen Lenksäulenteils (1) verschwenkbar oder verschiebbar ist, das energie­ speicherabgewandte Ende des Zugseils (8) in Zugrich­ tung (nach oben zum Lenkrad (4) hin) form-/oder kraftschlüssig mit dem Hebel (12) verbunden ist, das Zugseil (8) oberhalb des Hebels (12) um etwa 180° umgelenkt wird und im weiteren Verlauf in Zugrich­ tung (nach unten vom Lenkrad (4) weg) nach erfolgtem Lösen der Arretiereinrichtung (9) form- und/oder kraftschlüssig mit dem oberen Lenksäulenteil (1) in Verbindung tritt.

5. Lenksäulenanordnung für ein Fahrzeug nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Überführung des Hebels (12) der Bedieneinrichtung in die Lösestel­ lung das energiespeicherabgewandte Ende des Zugseils (8) vom Hebel (12) selbsttätig getrennt wird.