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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein im Falle einer Erschütterung
einziehbares Kolonnen-Ensemble für
ein Kraftfahrzeug, vom Typ umfassend:
- – eine Lenkspindel,
die sich entlang einer Längsrichtung
erstreckt und die im Falle einer Erschütterung einziehbar ist;
- – ein
Lager der Lenkspindel und des Ensemble-Zusammenbaus in einem Kraftfahrzeug, wobei
dieses Lager mindestens einen ersten starren Teil und einen zweiten
starren Teil umfasst, die der Länge
nach voneinander beabstandet sind, und einen verformbaren Zwischenteil,
der sich der Länge
nach zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil befindet, wobei
der erste Teil, der zweite Teil und der Zwischenteil aus dem gleichen
Material sind, und der Zwischenteil dazu ausgelegt ist, um sich
im Falle einer Erschütterung
zu verformen, um die Annäherung
des ersten Teils und des zweiten Teils entlang der Längsrichtung
zu ermöglichen;
und
- – Querverstärkungsmittel
des Zwischenteils.
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Ein
solches Kolonnen-Ensemble erlaubt es, die Sicherheit des Fahrers
eines Kraftfahrzeugs bei einem Unfall zu erhöhen.
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Im
Falle einer Erschütterung
ermöglicht
die Verformung des Kolonnen-Ensembles in Längsrichtung einerseits ein
Eindringen der Kolonne in die Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs zu
verhindern und andererseits den Zusammenstoß des Kraftfahrers mit dem
Lenkrad abzudämpfen.
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Unter
normalen Umständen
ist es wünschenswert,
dass das Kolonnen-Ensemble eine ausreichende Starrheit aufweist,
insbesondere um den Anstieg der Schwingungen in Richtung des Lenkrads zu
verhindern. Der verformbare Zwischenteil besitzt eine geringere
Starrheit gegenüber
der der starren Teile, und begünstigt
den Wiederanstieg der Schwingungen. Die Querverstärkungsmittel
des Zwischenteils sind vorgesehen, um das Lager transversal in Längsrichtung
der Lenkspindel zu versteifen.
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Das
Dokument
FR 2 785 863 beschreibt
ein Ensemble vom vorstehend genannten Typ. Nichtsdestotrotz weist
dieses Kolonnen-Ensemble aufgrund seiner Kompliziertheit einen erhöhten Herstellungspreis
auf.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein im Falle einer Erschütterung
einziehbares Kolonnen-Ensemble mit gesenkten Herstellungskosten bereitzustellen.
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Aus
diesem Grund stellt die Erfindung ein Kolonnen-Ensemble vom vorstehend
genannten Typ bereit, dadurch gekennzeichnet, dass die Querverstärkungsmittel
mindestens eine Halterung aus demselben Material wie einer der ersten
und zweiten Teile umfassen, und sich in Richtung des anderen dieser ersten
und zweiten Teile erstrecken, wobei sich ein Endstück der Halterung
auf diesen anderen Teil stützt.
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Gemäß weiteren
Ausführungsformen
umfasst das Kolonnen-Ensemble eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften,
einzeln ausgewählt
oder gemäß allen
möglichen
technischen Kombinationen:
- – die Querverstärkungsmittel
umfassen zwei Halterungen, die, bezogen auf die Achse der Lenkspindel,
diametral entgegengesetzt sind;
- – die
Querverstärkungsmittel
umfassen Mittel zur Querblockierung des Endstücks der oder jeder Halterung
auf dem Teil, auf den das Endstück
gestützt
ist;
- – die
Mittel zur Blockierung sind aus dem gleichen Material wie der Teil,
auf den das Endstück
gestützt
ist;
- – die
Mittel zur Blockierung umfassen mindestens einen durch Zuschneiden
und Falzen gebildeten Haken in dem Teil, auf den das Endstück gestützt ist;
- – der
oder jeder Haken ist um eine Längskante
der Halterung gefaltet;
- – der
oder jeder Haken ist in einem Längsbereich des
Endstücks
des Teils, auf den das Endstück gestützt ist,
ausgebildet;
- – die
Querverstärkungsmittel
umfassen mindestens eine erste Halterung, die aus dem gleichen Material
ist wie der erste Teil und sich in Richtung des zweiten Teils erstreckt,
wobei sich ein Endstück
der ersten Halterung auf den zweiten Teil stützt, und eine zweite Halterung,
die aus dem gleichen Material ist wie der zweite Teil, sich in Richtung
des ersten Teils erstreckt, wobei sich ein Endstück der zweiten Halterung auf
den ersten Teil stützt.
- – der
Zwischenteil umfasst mehrere Laschen, die sich im Wesentlichen in
Längsrichtung
zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil erstrecken, wobei
die Laschen radial vorgeformt sind, um die Verformung des Zwischenteils
in Längsrichtung zu
kontrollieren.
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Die
Erfindung betrifft ebenfalls ein Kraftfahrzeug umfassend ein Kolonnen-Ensemble,
derart wie vorstehend festgelegt.
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Die
Erfindung und ihre Vorteile werden bei Durchsicht der folgenden
Beschreibung besser verstanden, die nur als Beispiel gegeben ist,
und in Bezug auf die angehängten
Zeichnungen gemacht wird, in denen:
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die 1 eine
perspektivische Ansicht eines Kolonnen-Ensembles in Übereinstimmung
mit der Erfindung ist;
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die 2 ein
Querschnitt gemäß II-II
des Kolonnen-Ensembles der 1 ist;
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die 3 eine
Draufsicht des Kolonnen-Ensembles der 1 ist; und
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die 4 eine
Draufsicht eines zugeschnittenen Blechs ist, welches durch Rollen
eine Halterung des Ensembles der 1 bilden
soll.
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Die 1 veranschaulicht
eine ein Kolonnen-Ensemble 2 umfassende Lenkspindel 4,
die sich entlang einer Längsrichtung
L erstreckt, und ein Lager 6 der Lenkspindel und des Ensemblezusammenbaus
in einem Kraftfahrzeug.
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Die
Lenkspindel 4 ist dafür
vorgesehen, mit einem hinteren Endstück oberhalb eines Lenkrades und
mit einem gegenüberliegenden
Endstück
mit einem Lenksystem verbunden zu werden, was erlaubt, die Räder des
Kraftfahrzeugs zu blockieren.
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Die
Lenkspindel 4 ist im Falle einer Erschütterung entlang ihrer Längsrichtung
L einziehbar.
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Aus
diesem Grund umfasst die Lenkspindel 4 ein erstes Rohr 8 und
ein zweites Rohr 10, die teleskopisch aufeinander angebracht
sind, wobei jedes Rohr frei entlang der Richtung L entlang des anderen Rohres
gleiten kann.
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Die
Rohre 8 und 10 sind drehbar miteinander um die
Richtung L verbunden, beispielsweise mit Hilfe von nicht dargestellten
Rillen.
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Das
Lager 6 besitzt eine allgemeine Röhrenform und erstreckt sich
entlang der Längsrichtung
L.
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Die
Lenkspindel 4 ist drehbar um die Längsachse L geleitet, im Inneren
des Lagers 6, mit Hilfe von Leitmitteln 12, die
zwischen der Lenkspindel 4 und dem Lager 6 angeordnet
sind, beispielsweise Achslager, insbesondere Kugellager.
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Das
Lager 6 umfasst einen ersten hinteren starren röhrenförmigen Teil 14 und
einen zweiten vorderen starren röhrenförmigen Teil 16.
Der erste Teil 14 und der zweite Teil 16 sind
entlang der Längsrichtung
L voneinander beabstandet.
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Das
Lager 6 umfasst einen verformbaren Zwischenteil 18,
der sich der Länge
nach zwischen dem ersten Teil 14 und dem zweiten Teil 16 befindet.
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Der
Zwischenteil 18 stellt sich in Form von Laschen 20 dar,
die aus dem gleichen Material sind wie der erste Teil 14 und
der zweite Teil 16, und die sich deutlich in Längsrichtung
zwischen einer vorderen Kante 22 des ersten Teils 14 und
einer hinteren Kante 24 des zweiten Teils 16 erstrecken.
Die Laschen 20 sind beispielsweise 4 Stück, wobei nur 3 davon in der 1 zu
sehen sind.
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Die
Laschen 20 sind radial nach außen hin vorgeformt, und sind
dabei beispielsweise leicht gekrümmt
oder deutlich zu ihrer Mitte gefaltet.
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Die
Leitmittel 12 sind einerseits zwischen dem Teil 14 und
dem Rohr 8 und andererseits zwischen dem Endstück vor dem
Teil 16 und dem Rohr 10 angeordnet. Auf an sich
bekannte Art und Weise ist jedes Rohr 8, 10, im
Falle einer Erschütterung,
axial mit dem Teil 14 bzw. 16 mit Hilfe von Lenkmitteln 12 verbunden,
deren axiale Verbindung mit den Rohren 8, 10 und
mit den Teilen 14, 16 durch eine ausreichende
Halterung oder beispielsweise mit Hilfe von axialen Anschlägen sichergestellt
ist.
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Die
teleskopische Verbindung zwischen den Rohren 8, 10 befindet
sich im Inneren des Lagers 6 in Längsrichtung zwischen den Leitmitteln 12.
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Das
Lager 6 umfasst Querverstärkungsmittel 26 des
Zwischenteils 18.
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Die
Querverstärkungsmittel 26 umfassen mindestens
eine Halterung 28 aus dem gleichen Material wie der erste
Teil 14 und erstrecken sich von der vorderen Kante 22 in
Richtung des zweiten Teils 16. Wie in 2 klarer
ersichtlich, umfasst das Lager 6 zwei Halterungen 28,
die bezogen auf die Längrichtung
L, diametral entgegengesetzt sind.
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Ein
Endstück 30 einer
jeden Halterung 28, die entgegengesetzt des ersten Teils 14 ist,
stützt sich
auf den zweiten Teil 16, in einem Bereich des Endstücks, der
sich in der Nähe
seiner vorderen Kante 24 befindet.
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Das
Lager 6 umfasst Mittel zur Blockierung 32 des
Endstücks 30,
bezogen auf den zweiten Teil 16, entlang einer Querrichtung
in die Längsrichtung L.
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Die
Mittel zur Blockierung 32 umfassen zugeschnittene Haken 34 in
der Kante 24 des zweiten Teils 16, die in L-Form
gefalzt sind, derart um mit der äußeren Oberfläche 36 des
zweiten Teils 16 einen länglichen Kanal zu definieren,
in den das Endstück 30 eingeführt ist.
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Jede
Halterung 28 gelangt ohne radiales Spiel auf die äußere Oberfläche 36 des
zweiten Teils 16 in Auflage und die Haken 34 sind über dem
Endstück 30 gefaltet.
Alternativ gelangt die Halterung 28 auf die innere Oberfläche 38 des
zweiten Teils 16 in Auflage und die Haken 34 laufen
unterhalb des Endstücks 30 hindurch.
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Jede
Halterung 28 befindet sich kreisförmig zwischen zwei Laschen 20.
Die Halterung 28 und die Laschen 20, hier insgesamt
6 Stück,
sind regelmäßig um die
Achse L verteilt.
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Jede
Halterung 28 besitzt einen radial nach außen oder
nach innen zurückversetzten
Teil 40, der es der Halterung 28 erlaubt, in Auflage
auf die äußere oder
innere Oberfläche 36 des
Teils 16 zu gelangen. Der zurückversetzte Teil 40 befindet
sich beispielsweise im proximalen Endstück (bezogen auf den Teil 14)
einer jeden Halterung 28.
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Bei
Abwesenheit einer Erschütterung
verleihen die Laschen 20 dem Lager 6 eine ausreichende längliche
Starrheit. Außerdem
verleihen die Laschen 20 dem Lager 6 eine transversale
Starrheit, die durch die Gegenwart der Halterungen 28 erhöht wird,
die mit dem Teil 14 in Verbindung stehen und mit dem Teil 15 zusammenwirken.
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Wie
durch die Pfeile F1 in der 3 veranschaulicht,
gleiten die Rohre 8, 10 im Falle einer Erschütterung,
die eine Kraft in Längsrichtung
auf die Lenkspindel 4 auslöst, eines in das andere, um
das Zurückziehen
der Lenkspindel 4 zu erlauben.
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Das
Lager 6, dessen Teile 14 und 16 axial
mit den Rohren 8 bzw. 10 verbunden sind, zieht
sich ebenfalls durch Verformung seines Zwischenteils 18 zurück.
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Um
die Verformung des Lagers 6 auf klassische Art und Weise
zu erlauben, ist der zweite Teil 16 beispielsweise starr
auf der Struktur des Fahrzeugs befestigt, und der erste Teil 14 ist
mit dieser Struktur durch Verbindungsmittel verbunden, nicht dargestellt,
die im Falle einer Erschütterung
ausziehbar sind.
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Die
Laschen 20 verformen sich radial nach außen hin,
wie durch die Pfeile F2 veranschaulicht. Diese vorprogrammierte
Verformung erlaubt die Annäherung
des ersten Teils 14 und des zweiten Teils 16 mit
einer durchdachten Energieaufnahme, um ein Trauma abzuschwächen, das
vom Kraftfahrer beim Aufprall auf das Lenkrad erlitten wird.
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Dafür wiederum
sind die Halterungen 28 frei, um zwischen den Haken 34 und
auf der äußeren Oberfläche 36 zu
gleiten, ohne in Längsrichtung
zurückgehalten
zu werden (wie durch den Pfeil F3 veranschaulicht). Somit interferieren
die Halterungen 28 nicht mit der vorprogrammierten Verformung
der Laschen 20.
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Die
Halterungen 28 und die Haken 34 bilden des Weiteren
bei der Verformung des Lagers 6 längliche Leitmittel zwischen
den Teilen 14 und 16, wobei eine zufriedenstellende
Verformung der Laschen 20 sichergestellt wird.
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Wie
in der 4 veranschaulicht, ist das Lager 6 beispielsweise
ausgehend von einem Blech 43 hergestellt, das die Evolute
um die Längsrichtung
L des Lagers 6 darstellt.
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Das
Blech 43 weist eine allgemein rechteckige Form auf und
umfasst ein zugeschnittenes Zwischenband, um die Laschen 20 und
die Halterungen 28 zu bilden. Die Teile 14 und 16 befinden
sich auf beiden Seiten dieses Bandes.
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Die
Haken 34 sind durch Verschmelzung der Zuschnitte in T-Form 44 auf
der hinteren Kante 24 des Teils 16 hinsichtlich
der Halterungen 28 gebildet. Ein Zuschnitt in T-Form ist durch eine
längliche
Spalte, die den Fuß des
T bildet und in der Kante 24 des zweiten Teils 16 mündet, und
eine transversale Spalte gebildet.
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Das
zugeschnittene Blech 43 wird sodann durch Rollen um die
Längsrichtung
L gefaltet, bis es die Längskanten 46, 48 gegenüber des
Blechs 43 erreicht, und bis es sie aufeinander fixiert,
beispielsweise durch Schweißen
entlang einer Naht oder durch Einsatz von nicht dargestellten Erhöhungen.
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Sodann,
die Haken 34 sind offen, werden die Halterungen 28 verformt,
um die zurückversetzten Teile 40 zu
erhalten, anschließend
werden die Laschen 20 ihrerseits vorgeformt. Dieser letzte
Arbeitsvorgang stellt eine Annäherung
der Teile 14 und 16 in Längsrichtung bereit, derart,
dass die Endstücke 30 der
Halterungen 28 in Auflage auf die Kante 24 zwischen
den Haken 34 gelangen. Die Haken 34 werden sodann
um die Längskanten 42 der
Halterungen 28 gefaltet.
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In
den möglichen
Varianten:
- – ist eine erste Halterung 28 aus
dem gleichen Material wie der Teil 14 und stützt sich
auf den Teil 16, und eine zweite Halterung 28 ist
aus dem gleichen Material wie der Teil 16 und stützt sich
auf den Teil 14;
- – ein
einziger Haken 34 ist für
jede Halterung 28 vorgesehen. Ein solcher Haken ist beispielsweise durch
einen Zuschnitt in L-Form gebildet;
- – die
Haken 34 sind mit Abstand zu der Kante 24 gebildet.
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Die
Anzahl und die Anordnung der Halterungen 28 und der Laschen 20 variiert
in Abhängigkeit der
Dämpfung
in Längsrichtung
und der gewünschten
Querverstärkung.