DE4438233C2 - Sicherheitslenksäulenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenksäulenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Lenksäulen in Kraftfahrzeugen können im Falle eines Crashs, sofern nicht besondere Schutzmaßnahmen getroffen werden, eine erhebliche Verletzungsgefahr für den Fahrer darstellen. Ältere Sicherheitslenksäulen wurden daher in der Weise teleskopierend 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 erträglichen Verzögerung auffingen. Mit dem nunmehr allgemeinen Gebrauch zusätzlicher Rückhaltevorrichtungen für den Fahrer, wie Sicherheitsgurten 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 zu dem Ziel des Verhinderns der crashbedingten 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.

Die DE 41 18 227 A1 offenbart eine Sicherheitslenksäulenanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, bei der die mechanische Einrichtung 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 dieser bekannten Sicherheitslenksäulenanordnung ist der obere Lenksäulenteil in der Hülse axial unverschiebbar gehalten, so daß diese Konstruktion zwar unter Erfassung der crashbedingten Änderung des Abstands zwischen Stirnwand und oberem Lenksäulenlager, die Neigung des Lenkrads wahrt, jedoch auch den Abstand zwischen dem Lenkrad und dem Fahrer unverändert läßt, wie dies für airbagbestückte Lenkräder vorteilhaft ist.

Die DE 38 44 251 A1 beschreibt eine Sicherheitslenksäulenanordnung mit einer dreiteiligen Sicherheitslenksäule, deren Bestandteile über Kardangelenke miteinander verbunden sind und deren unterster, dem Lenkgetriebe benachbarter Lenksäulenteil über eine Knickstrebe an der Stirnwand des Fahrzeugs abgestützt ist. Bei einer Längskrafteinwirkung auf das Lenkgetriebe erfolgt unter Verformung der Stützstrebe ein Ausbiegen der beiden unteren Lenksäulenteile relativ zueinander in einer senkrechten Ebene, wodurch eine Lenkradbewegung in Richtung Fahrer vermieden wird.

Aus der DE 35 44 345 A1 ist ferner eine Kraftfahrzeuglenkung mit einer Teleskoplenksäule bekannt, deren die crashbedingte Einnahme ungünstiger Lenkradpositionen verhindernde 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 Stromkreis für den Crashsensor.

Weiterhin ist aus der US 4,655,475 A eine Sicherheitslenksäulenanordnung bekannt, bei der die Verformung der Spritzwand mittels einer mechanischen Hebelanordnung in eine Schwenkbewegung der Lenksäule nach unten umgewandelt wird. Die mechanische Hebelanordnung umfaßt einen am Fahrzeugaufbau schwenkbar gelagerten Dreieckshebel, der an einem Ende mit der Lenksäule und an einem weiteren Ende mit einem Betätigungshebel gekoppelt ist. Der Betätigungshebel verbindet den Dreieckshebel mit der Spitzwand.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitslenksäulenanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen mechanischen Mitteln unter Ausnutzung der bei einem Crash auftretenden kinetischer Energie einen vorgegebenen Abstand zwischen dem Lenkrad und dem Fahrer einzustellen bzw. zu wahren gestattet. Eine Vergrößerung dieses Abstands ist bei Verwendung von Sicherheitsgurten, eine Wahrung dieses Abstands bei Bestückung des Lenkrads mit einem Airbag vorteilhaft.

Diese Aufgabe wird durch eine Sicherheitslenksäulenanordnung nach dem Patentanspruch 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, gewünschte "Übersetzungsverhältnisse" zwischen crashbedingten Bewegungen der Spritzwand auf den Fahrer zu und durch die Einrichtung hervorgerufenen Lenkradbewegungen einzustellen. Eine aufwendige Unterteilung der Lenksäule in mehrere, über Universalgelenke verbundene Lenksäulenteile erübrigt 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 nachgibt.

Zwar ist aus der DE 33 37 231 C2 bereits eine Sicherheitseinrichtung bekannt, die ein zwischen einem fahrerseitigen 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 dort zur "Aktivierung" dieser Sicherheitseinrichtung nicht eine crashbedingte Änderung des Abstands zwischen Spritzwand und oberem Lenksäulenlager, sondern die Verschiebung des Antriebsaggregats, so daß Teile der bekannten Sicherheitseinrichtung bis in den Aggregatraum geführt werden müssen. Demgegenüber können alle Bestandteile der erfindungsgemäßen Einrichtung fahrgastraumseitig in unmittelbarer Nähe der Spritzwand untergebracht werden, was sich besonders dann positiv bemerkbar macht, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der zweiarmige Knick- oder Schwenkhebel zusätzlich dazu ausgenutzt wird, über ein weiteres Zugseil Betätigungspedale (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 39 04 616 A1 mit dem Ziel nicht aus, zusätzlich zur Einstellung oder Wahrung "crashoptimaler" Lenkradstellungen auch crashoptimale Pedalstellungen zu gewährleisten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in ihrer einzigen Figur einen Längsschnitt durch den hier interessierenden Spritzwandbereich eines Kraftfahrzeugs in schematischer Darstellung.

Die Spritzwand ist allgemein mit 1 bezeichnet. Im Fahrgastraum 2 erkennt man das Lenkrad 3, das über die allgemein mit 4 bezeichnete 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 vorgegebenen Axialkraft längs verschiebbar von der Hülse 7 aufgenommen ist, sowie den Lenksäulenteil 8 mit der beschriebenen Gelenkgabel 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 Lenksäulenlager 9 und der Spritzwand 1 besteht also im Normalfall ein vorgegebener Abstand.

Zwischen der Spritzwand 1 und dem oberen 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 (4), deren ein Lenkrad (3) tragender oberer Lenksäulenteil (6) drehbar von einer Hülse (7) aufgenommen ist, die fest mit einem von einer Spritzwand (1) des Fahrzeugs unabhängigen starren oberen Lenksäulenlager (9) verbunden ist, sowie mit einer an der Spritzwand (1) und der Lenksäule (4) angreifenden mechanischen Einrichtung zur Sicherstellung einer vorgegebenen Lenkradposition bei crashbedingter Verformung der Spritzwand, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Einrichtung einen zweiarmigen Knick- oder Gelenkhebel (10) aufweist, der zwischen der Spritzwand (1) und dem oberen Lenksäulenlager (9) eingekoppelt ist und bei einer unfallbedingten Relativbewegung zwischen der Spritzwand (1) und dem oberen Lenksäulenlager (9) an der Verbindungsstelle seiner Hebelarme (11, 12) ausknickt bzw. ausschwenkt, sowie weiterhin ein Zugorgan, das mit dem Knick- oder Gelenkhebel (10) und mit dem oberen Lenksäulenteil (6) verbunden und derart angeordnet ist, daß bei Überschreitung einer vorgegebenen Betätigungskraft die Ausknick- oder Ausschwenkbewegung des Knick- oder Gelenkhebels (10) in eine nach vorn gerichtete, axiale Zugbewegung an dem oberen Lenksäulenteil (6) umgesetzt wird, um dadurch das Lenkrad (3) von einem Fahrerkörper zu entfernen.

2. Sicherheitslenksäulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle der Hebelarme (11, 12) des Knick- oder Gelenkhebels (10) nach oben weist und einen Scheitel (13) ausbildet, an dem das Zugorgan (16) angelenkt ist.

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

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

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

6. Sicherheitslenksäulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebelarme (11, 12) des Gelenkhebels (10) miteinander sowie mit der Spritzwand (1) und dem oberen Lenksäulenlager (9) in einer senkrechten Schwenkebene schwenkbar verbunden sind.

7. Sicherheitslenksäulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Knick- oder Schwenkhebel (10) mittels eines weiteren Zugorgans, insbesondere Zugseils (18) mit mindestens einem Pedal (20) eines Fußhebelwerkes gekoppelt ist.

8. Sicherheitslenksäulenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Zugorgan mit dem Scheitel (13) des Knick- oder Schwenkhebels (10) in Verbindung steht, und daß das mindestens eine Pedal (20) schwenkbar gelagert ist.