DE4438233A1 - Sicherheitslenksäulenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäulenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wie seit langem bekannt, stellen Lenksäulen in Kraftfahrzeugen, sofern man nicht besondere Maßnahmen trifft, eine erhebliche Verletzungsgefahr für den Fahrer im Falle eines Crashs dar. Ältere Sicherheitslenksäulen wurden daher in der Weise telesko­ pierend ausgebildet, daß sie bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad in Richtung ihrer Achse nachgaben und damit den Oberkörper des Fahrers mit einer in vielen Fällen noch erträg­ lichen Verzögerung auffingen. Mit dem nunmehr allgemeinen Gebrauch zusätzlicher Rückhaltevorrichtungen für den Fahrer, wie Sicherheitsgurte und Airbags, hat sich die Problematik und damit die Ausbildung von Sicherheitslenksäulenanordnungen von dem Ziel des unter Umsetzung von Bewegungsenergie erfolgenden Auffangens oder Abbremsens des Fahrers zum Ziel des Verhinderns der crash­ bedingten Bewegung des Lenkrads in Positionen relativ zum Fahrer verlagert, die trotz Ansprechens der erwähnten zusätzlichen Rückhaltevorrichtungen zur Verletzungsgefahr, beispielsweise infolge Aufschlagens der Stirn des Fahrers auf das Lenkrad, führen können.

So beschreibt die gattungbildende DE-OS 41 18 227, B62D 1/18, eine Sicherheitslenksäulenanordnung mit den Merkmalen des Ober­ begriffs des Patentanspruchs 1, bei der die definierte Einrich­ tung einen spritzwandfesten Lagerbock zur Bildung eines unteren, an einem Lenksäulenrohr angreifenden Lenksäulenlagers sowie ein als Strebe ausgebildetes mechanisches Steuerelement enthält, das sich zwischen der Fußschräge der Stirnwand und dem Lagerbock erstreckt und sich bei einer kritischen Verformung im Bereich der Fußschräge aufrichtet. Dabei schwenkt es den Lagerbock und damit das untere Lenksäulenlager etwas nach oben, wodurch eine sonst crashbedingt auftretende Neigungsänderung der Lenkradebene kompensationsartig vermieden wird. Bei diesem Stand der Technik ist der obere Lenksäulenteil in der Hülse axial unverschiebbar gehalten, so daß diese bekannte Konstruktion zwar unter Erfas­ sung der crashbedingten Änderung des Abstands zwischen Stirnwand und oberem Lenksäulenlager, wie dargelegt, die Neigung des Lenk­ rads wahrt, jedoch auch den Abstand zwischen Lenkrad und Fahrer, wie dies für airbagbestückte Lenkräder vorteilhaft ist, unver­ ändert läßt.

Die DE-OS 38 44 251, B62D 1/18, beschreibt eine Sicherheitslenk­ säulenanordnung mit einer dreiteiligen Sicherheitslenksäule, deren Bestandteile über Kardangelenke miteinander verbunden sind und deren unterster, dem Lenkgetriebe benachbarter Lenksäulen­ teil über eine Knickstrebe an der Stirnwand des Fahrzeugs abge­ stützt ist. Bei einer Längskrafteinwirkung auf das Lenkgetriebe erfolgt unter Verformung der Stützstrebe ein Ausbiegen der bei­ den unteren Lenksäulenteile relativ zueinander in einer senk­ rechten Ebene, wodurch eine Lenkradbewegung in Richtung Fahrer vermieden wird.

Aus der DE-OS 35 44 345, B62D 1/18, ist ferner eine Kraftfahr­ zeuglenkung mit einer Teleskoplenksäule bekannt, deren die crashbedingte Einnahme ungünstiger Lenkradpositionen verhindern­ de Einrichtung als wesentliche Bestandteile einen Crashsensor sowie einen Energiespeicher enthält, der mittels eines über eine Umlenkung geführten Zugseils die Lenksäule im Crashfall in eine vorgegebene Position bewegt. Diese Konstruktion erfordert also gleichsam eine zusätzliche Energie und einen elektrischen Strom­ kreis für den Crashsensor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Sicherheitslenksäulenanordnung zu schaffen, die mit einfachen mechanischen Mitteln unter Ausnutzung bei einem Crash auftreten­ der kinetischer Energie einen vorgegebenen Abstand zwischen Lenkrad und Fahrer einzustellen bzw. zu wahren gestattet. Eine Vergrößerung dieses Abstands ist bei Verwendung von Sicherheits­ gurten, eine Wahrung dieses Abstands bei Bestückung des Lenkrads mit einem Airbag vorteilhaft.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich mit ihr leicht gewünschte "Übersetzungsverhältnisse" zwi­ schen crashbedingten Bewegungen der Spritzwand auf den Fahrer zu und durch die Einrichtung hervorgerufenen Lenkradbewegungen ein­ stellen lassen. Eine aufwendige Unterteilung der Lenksäule in mehrere, über Universalgelenke verbundene Lenksäulenteile er­ übrigt sich. Ferner kann die Teleskopanordnung der Lenksäule so getroffen sein, daß sie auch bei einem crashbedingten Aufprall des Fahrerkörpers - wenn der Fahrer nicht angeschnallt ist oder der Airbag nicht angesprochen hat - in Richtung nach vorn nach­ gibt.

Zwar ist aus der DE-PS 33 37 231, B62D 1/18, bereits eine Sicherheitseinrichtung bekannt, die ein zwischen einem fahrer­ seitigen Bereich einer Lenksäule und einem Antriebsaggregat des Fahrzeugs über eine Umlenkrolle gespanntes Zugseil enthält, das bei einer crashbedingten Verlagerung des Antriebsaggregats in Richtung nach hinten das Lenkrad vom Fahrer wegzieht, jedoch dient hier zur "Aktivierung" dieser Sicherheitseinrichtung nicht eine crashbedingte Änderung des Abstands zwischen Spritzwand und oberem Lenksäulenlager, sondern die Verschiebung des Antriebsag­ gregats, so daß Teile der bekannten Sicherheitseinrichtung bis in den Aggregatraum geführt werden müssen. Demgegenüber können alle Bestandteile der erfindungsgemäßen Einrichtung fahrgast­ raumseitig in unmittelbarer Nähe der Spritzwand untergebracht werden, was sich besonders dann positiv bemerkbar macht, wenn gemäß Anspruch 3 der zweiarmige Knick- oder Schwenkhebel mit dazu ausgenutzt wird, über ein weiteres Zugseil Betätigungspe­ dale (Brems- oder Kupplungspedal) im Crashfall in eine Position zu schwenken, in der sie zu Verletzungen des Fahrers praktisch nicht Anlaß geben.

Dies schließt jedoch eine andere Lageranordnung von Pedalhebeln etwa gemäß der DE-OS 39 04 616, B60T 7/06, mit dem Ziel nicht aus, zusätzlich zur Einstellung oder Wahrung "crashoptimaler" Lenkradstellungen auch crashoptimale Pedalstellungen zu gewähr­ leisten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die schematisch einen Längsschnitt durch den hier interessierenden Spritzwandbereich des Fahrzeugs zeigt.

Die Spritzwand ist allgemein mit 1 bezeichnet. Im Fahrgastraum 2 erkennt man das Lenkrad 3, das über die allgemein mit 4 bezeich­ nete Teleskoplenksäule über ein mit seiner Eingangswelle an der Gelenkgabel 5 befestigtes Lenkgetriebe den jeweils gewünschten Lenkausschlag der Vorderräder des Fahrzeugs sicherstellen. Die Lenksäule 4 enthält den das Lenkrad 3 drehfest tragenden oberen Lenksäulenteil 6, der drehbar und bei Überschreiten einer vorge­ gebenen Axialkraft längs verschiebbar von der Hülse 7 aufgenom­ men ist, sowie den Lenksäulenteil 8 mit der beschriebenen Ge­ lenkgabel 5. Die Hülse 7 ist starr an dem oberen Lenksäulenlager 9 gehalten, das beispielsweise durch einen fest eingebauten Querträger des Fahrzeugs gebildet ist; zwischen dem oberen Lenk­ säulenlager 9 und der Spritzwand 1 besteht also im Normalfall ein vorgegebener Abstand.

Zwischen Spritzwand 1 und oberem Lenksäulenträger 9 ist der zweiarmige Gelenkhebel 10 angeordnet, dessen beide Hebelarme 11 und 12 miteinander bei 13 sowie mit der Spritzwand und dem obe­ ren Lenksäulenlager bei 14 bzw. 15 gelenkig so verbunden sind, daß sie in einer senkrechten Ebene schwenkbar sind. Wie unmit­ telbar aus der Zeichnung ersichtlich, schließen die beiden He­ belarme 11 und 12 einen nach unten offenen Winkel verschieden von 180° ein, so daß man den Ort des Schwenklagers 13 auch als Scheitel des Hebels 10 bezeichnen kann. Dieser Scheitel 13 steht über das Zugseil 16, das bei 17 an der Hülse 7 parallel zur Achsrichtung der Lenksäule 4 umgelenkt ist, mit dem oberen Lenk­ säulenteil 6 in Verbindung, so daß bei einer crashbedingten Ver­ ringerung des Abstands zwischen Spritzwand 1 und oberem Lenk­ säulenlager 9 der Winkel zwischen den beiden Hebelarmen 11 und 12 kleiner wird und das Zugseil 16 im Sinne der Pfeile den oberen Lenksäulenteil 6 mit dem Lenkrad 3 nach vorne zieht. Diese Axialbewegung des Lenkrads 3 kann so groß sein, daß das Lenkrad im Crashfall vom Fahrerkörper entfernt wird; bei Ausrü­ stung des Lenkrads 3 mit einem üblichen Airbag kann es jedoch zweckmäßig sein, die Axialbewegung des oberen Lenksäulenteils 6 auf einen Wert zu reduzieren, der bei allen zu erwartenden Ver­ formungen im Bereich der Spritzwand und der Abstützung des oberen Lenksäulenlagers 9 die Einhaltung der vorgegebenen Lenkradposition sicherstellt.

Mit dem Scheitel 13 des Hebels 10 steht das weitere Zugseil 18 in Verbindung, das zu dem bei 19 schwenkbar gelagerten Pedal 20 führt; bei einer crashbedingten Verringerung des Abstands zwi­ schen den Teilen 1 und 9 wird daher das Pedal 20 in Richtung nach oben in eine für die Füße des Fahrers ungefährliche Stel­ lung verschwenkt.

Zwischen den beiden teleskopierenden Lenksäulenteilen 6 und 8 wird man in üblicher Weise eine axiale Arretierung vorsehen, die nur durch crashbedingte Kräfte überwunden werden kann. Bei Ver­ ringerung des Winkels zwischen den Hebelarmen 11 und 12 werden diese Kräfte durch das Zugseil 16 ausgeübt. Grundsätzlich bietet die Erfindung jedoch auch den Vorteil, daß ein Teleskopieren der beiden Lenksäulenteile 6 und 8 durch das Aufschlagen des Fahrer­ körpers auf das Lenkrad 3 erfolgt, insbesondere dann, wenn der Fahrer nicht angeschnallt ist.

Mit der Erfindung ist demgemäß eine gattungsgemäße Sicherheits­ lenksäulenanordnung geschaffen, die mit minimalem Aufwand an mechanischen Teilen eine gewünschte Lenkradposition im Crash sicherzustellen gestattet.

Claims (8)

1. Sicherheitslenksäulenanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Teleskoplenksäule, deren ein Lenkrad tragender oberer Lenksäulenteil drehbar von einer Hülse aufgenommen ist, die fest mit einem von einer Spritzwand des Fahrzeugs unabhängi­ gen starren oberen Lenksäulenlager verbunden ist, sowie mit einer an der Spritzwand und der Lenksäule angreifenden mecha­ nischen Einrichtung zur Sicherstellung einer vorgegebenen Lenkradposition bei crashbedingter Verformung der Spritzwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein durch eine unfallbedingte Relativbewegung zwischen der Spritzwand (1) und dem oberen Lenksäulenlager (9) aktivierbares Stellglied (Knick- oder Schwenkhebel 10) aufweist, durch das mittels eines Übertragungsgliedes (Zugseil 16) der obere Lenksäulen­ teil (6) bei Überschreitung einer vorgegebenen, von dem Stellglied (Knick- oder Schwenkhebel 10) ausgehenden Betäti­ gungskraft gegenüber der Spritzwand (1) verstellbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied durch einen sich zwischen Spritzwand und oberem Lenksäulenlager erstreckenden, nach oben weisend vorgeformten zweiarmigen Knick- oder Schwenkhebel (10) gebildet ist, an dessen Scheitel (13) das Übertragungsglied (Zugseil 16) an­ gelenkt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsglied ein Zugseil (16) ist.

4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (16) von dem Scheitel (13) ausgehend über eine Umlenkung (17) zu dem oberen Lenksäulenteil (6) geführt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Hülse (7) gelagerte obere Lenksäulenteil (6) bei Über­ schreiten einer vorgegebenen, als Betätigungskraft wirksamen Längskraft in Richtung Spritzwand (1) längsverschiebbar ist.

6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel ein Schwenkhebel (10) ist, dessen Hebelarme (11, 12) miteinander sowie mit der Spritzwand (1) und dem oberen Lenksäulenlager (9) in einer senkrechten Schwenkebene schwenkbar verbunden sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (Knick- oder Schwenkhebel 10) mittels eines weiteren Übertragungsgliedes Zugseil (18) an wenigstens ein Pedal eines Fußhebelwerkes gekoppelt ist.

8. Anordnung nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem Scheitel (13) des Hebels (10) ein weiteres Zugseil (18) in Verbindung steht, das zu zumindest einem schwenkbar gelagerten Pedal (20) führt.