DE68916450T2

DE68916450T2 - Lenkvorrichtungs-Tragkonstruktion eines Kraftfahrzeuges.

Info

Publication number: DE68916450T2
Application number: DE68916450T
Authority: DE
Inventors: Shimada Kaoru; Sakane Katsumi; Amatsu Kazunari; Ioka Tadashi; Suzuki Toshifumi
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1988-03-08
Filing date: 1989-03-07
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2009-03-08
Also published as: DE68916450D1; EP0332126A2; EP0332126B1; EP0332126A3; KR930007214B1; KR890014321A; US4946195A

Description

Hintergrund der Erfindung

(Bereich der Erfindung)

Die Erfindung bezieht sich auf einen Lenkanordnunghalteaufbau zur Fixierung einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges an der Fahrzeugkarosserie entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

(Beschreibung des Standes der Technik)

Ein Lenkanordnungshalteaufbau der vorgenannten Art ist aus der JP-A-62-149554 bekannt. Gemäß diesem Lenkhaltemechanismus ist das untere Ende der Lenksäule an ein Ende eines Hebelelementes angekoppelt, während das andere Ende an eine Lenkerklammer angekoppelt ist, um es an der Fahrzeugkarosserie zu befestigen.
Wenn eine Stoßbelastung auf die Fahrzeugkarosserie einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird der untere Endteil der Lenksäule von der Ankopplung mit dem Hebelelement freigesetzt. Diese Freisetzungswirkung tritt jedoch zu spät nach dem Beginn des Frontalzusammenstoßes ein, so dar der Motor das Getriebegehäuse am unteren Ende der Längssäule kontaktiert und eine Aufwärtsbewegung desselben verhindert.
Die DE-A-240793 beschreibt, daß die Halterung der Lenksäule freigesetzt wird, wenn der Sensor eine Kollision ermittelt. Infolge dieser Freisetzung dreht sich die Lenksäule insgesamt nach unten, oder nur das Lenkrad führt eine abwärts gerichtete Bewegung aus.
Im allgemeinen ist bei einem Lenkanordnungshalteaufbau eines Kraftfahrzeuges eine Lenkwelle, die die Drehkraft des Lenkrades auf ein Getreibegehäuse überträgt, drehbar an einer Lenksäule gehalten, die schräg nach oben verlaufend angeordnet ist, wobei ihr oberer und unterer Bereich an einem Element des Fahrzeuges karosserieseitig (beispielsweise Armaturenbrett) über eine Klammer gehalten sind (s. Us-Ps 4362319 und die japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 58-111668).
Verschiedene Standards sind für Motorfahrzeuge aufgestellt worden, von denen einer das Ausmaß der Bewegung eines Lenkrades in Richtung auf die Rückseite der Fahrerkabine bei einer Kollision festlegt (nachfolgend bezeichnet als "Ausmaß der Rückwärtsbewegung eines Lenkrades"). Das Ausmaß der Rückwärtsbewegung eines Lenkrades wird im allgemeinen als entsprechend dem Abstand der Horizontalbewegung des Lenkrades in Richtung auf die Rückseite der Fahrerkabine angesehen, verursacht durch das Zurückziehen von Hilfsmaschinenelementen wie etwa eines Motors im Motorraum im vorderen Bereich der Karosserie in Richtung auf die Fahrerkabine beispielsweise bei einer Frontalkollision.
Um solch ein Ausmaß an Rückwärtsbewegung des Steuerrades zu unterbinden, ist es bekannt, ein Halteelement vorzusehen, welches den unteren Teil der Lenksäule mit einem Element der Fahrzeugkarosserie in einer solchen Weise verbindet, daß der Verbindungsstatus der Lenksäule freigesetzt werden kann, so daß die Lenksäule sich bei einer Kollision nach oben bewegt durch eine Rotation der Lenksäule um einen Haltepunkt, der an der Karosserie befestigt ist durch eine Freisetzung des vorbestimmten Verbindungsstatus der Lenksäule (s. japanische Gebruchsmusterveröffentlichung Nr. 62-117169).
Die Freisetzung des Verbindungsstatus der Lenksäule an dem Halteelement ist doch so aufgebaut, daß dies geschieht durch die Bewegung des Armaturenbrettes, bei welchem es sich um ein karosserieseitiges Verbindungselement handelt, in Richtung auf die Fahrerkabine bei einer Kollision. Die Bewegung des Armaturenbrettes in Richtung auf die Fahrerkabine bei einer Kollision geht jedoch in einem ziemlich späten Stadium der Kollision vor sich,und dementsprechend bewegt sich das Armaturenbrett in manchen Fällen, wenn es kompliziert deformiert ist. In solchen Fällen kann die Freisetzung der Lenksäule nicht in gewünschter Weise ausgeführt werden.
Der Aufbau ist so, daß durch die Drehung der Lenksäule das Lenkrad nach oben bewegt wird, wobei aber verlangt wurde, daß das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des Lenkrades zu steuern ist, um somit die Sicherheit bei einer Kollision zu verbessern. Nimmt man in diesem Zusammenhang an, daß der Fahrer bei einer Kollision mit seinem Kopf auf das Lenkrad schlägt, ist es bei einem üblichen Kraftfahrzeug erstrebenswert, das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des Lenkrades zu vergrößern mit der Rotation der Lenksäule, so daß sein Kopf gegen den ringförmigen Griffteil schlägt, dessen Stabilität geringer ist als der Nabenteil (zentraler Teil) des Lenkrades. Andererseits ist bei Kraftfahrzeugen, die beispielsweise einen Airbag im Nabelteil des Steuerrades besitzen, es erforderlich, das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des Lenkrades mit der Drehung der Lenksäule zu verringern. Die Steuerung des Ausmaßes der Aufwärtsbewegung des Lenkrades kann durchgeführt werden durch die Abstimmung der Zeit der Freigabe des Verbindungsstatus der Lenksäule in dem Halteelement.

Zusammenfassung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit bei einer Kollision zu verhindern durch zeitliche und positive Freisetzung des Verbindungsstatus der Lenksäule durch das Halteelement, um somit das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Lenkrades zu begrenzen und außerdem das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des Lenkrades in geeigneter Weise zu steuern.
Zur Lösung dieser Aufgabe umfaßt der Aufbau gemäß der Erfindung eine Freigabeeinrichtung, die einen vorbestimmten Kollisionsstatus bei einem Fahrzeugaufprall ermittelt und die Freigabe des zweiten Lenksäulenhalteelementes einleitet, bevor das Getriebegehäuse am unteren Ende der Lenksäule durch die Kollision in Mitleidenschaft gezogen ist.
Bei dem vorgenannten Aufbau wird zur Zeit der Kollision der Motorfahrzeuge durch die Freigabeeinrichtung, die einen vorbestimmten Status der Kollision ermittelt, der Verbindungsstatus der Lenksäule durch das zweite Lenksäulenhalteelement, welches den unteren Teil der Lenksäule abstützt, zwangsläufig und genau freigegebene und die Lenksäule dreht sich um das erste Lenksäulenhalteelement, welches den oberen Teil der Lenksäule abstützt, als Drehpunkt. Somit kann das Ausmaß der Rückwärtsbewegung der Lenksäule so weit wie möglich und genau begrenzt werden. Da der Zeitpunkt der Freigabe des Verbindungsstatus durch die Freigabeein richtung auf einen wahlweisen Kollisionsstatus bei einer Kollision eingestellt werden kann, läßt sich das Ausmaß der Aufwärtsbewegung des Lenkrades durch die Drehung der Lenksäule genau einstellen- und die Sicherheit kann verbessert werden.
Die oben genannten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die beigefügten Zeichnungen geben bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wieder:
Figur 1 bis Figur 6 zeigen jeweils eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Figur 1 einen groben Querschnitt darstellt, der den Lenkanordnungshalteaufbau eines Kraftfahrzeuges wiedergibt.
Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des in Figur 1 gezeigten Aufbaues.
Figur 3 ist ein Aufriß, gesehen von der Rückseite der Fahrerkabine.
Figur 4 und Figur 5 sind Seitenansichten im Längsschnitt, die den Aufbau des zweiten Lenksäulenhalteelementes wiedergeben, wobei Figur 4 den Verbindungsstatus der Lenksäule zeigt und Figur 5 den Status der Lenksäule wiedergibt, nachdem der Verbindungsstatus freigesetzt wurde.
Figur 6 ist ein Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A der Figur 4.
Figur 7 bis Figur 11 zeigen jeweils eine zweite Ausführungsform der Erfindung, wobei die Figur 7 der Figur 1 entspricht. Die Figur 8 entpsricht der Figur 3. Figur 9 ist ein Querschnitt in einem vergrößerten Maßstab entlang der Schnittlinie B-B der Figur 7. Figur 10 und Figur 11 zeigen einen Querschnitt entlang der Schnittlinie C-C bzw. der Schnittlinie D-D in Figur 9.
Figur 12 bis Figur 15 zeigen jeweils eine dritte Ausführungsform der Erfindung, wobei Figur 12 der Figur 1 entspricht. Die Figur 13 entspricht der Figur 3. Die Figur 14 ist ein Querschnitt entlang der Schnittlinie E-E der Figur 12. Die Figur 15 ist eine perspektivische Ansicht des Teiles F in Figur 14.
Figur 16 bis Figur 21 zeigen jeweils eine vierte Ausführungsform der Erfindung, wobei Figur 16 der Figur 1 entspricht. Die Figur 17 entspricht der Figur 3. Die Figur 18 ist ein Querschnitt in vergrößertem Maßstab entlang der Schnittlinie D-D der Figur 16. Die Figur 19 und die Figur 20 zeigen Querschnitte entlang der Schnittlinie H-H bzw. der Schnittlinie I-I in Figur 2,und Figur 21 ist eine perspektivische Darstellung gesehen von dem Pfeil J in Figur 18.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen.
Nachfolgend werden Beschreibungen der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gegeben auf der Basis der beifügten Zeichnungen.
Figur 1 bis Figur 3 zeigen einen Lenkanordnungshalteaufbau für ein Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Bezugsziffer 1 bezeichnet ein unteres Armaturenbrett, welches den Motorraum 2 von der Fahrerkabine 3 abteilt. Die Bezugsziffer 4 bezeichnet ein oberes Armaturenbrett, welches mit dem oberen Ende des unteren Armaturenbrettes 1 verbunden ist. Das obere Armaturenbrett 4 bildet zusammen mit einem Haubenblech 5, welches hierüber angeordnet ist, eine Haubenkammer 6 mit geschlossenem Querschnitt, die sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt. Die Bezugsziffern 7 und 8 bezeichnen jeweils einen Motor und ein Getriebe, die im Motorraum 2 angeordnet sind. Die Bezugsziffer 9 bezeichnet eine Vakuumverstärkungseinrichtung zur Verstärkung der Bremspedalkraft und ist am oberen Teil des unteren Armaturenbrettes 1 befestigt. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet eine Haube, die den oberen Teil des Motorraumes 2 öffnet und verschließt. Die Bezugsziffer 11 bezeichnet eine vordere Windschutzscheibe. Die Bezugsziffer 12 bezeichnet eine Lenksäule, die schräg nach oben vorne in der Fahrerkabine 3 angeordnet ist. Eine Hauptlenkwelle 13 durchgreift drehbar die Lenksäule 12. Während ein Lenkrad 14 am oberen Ende der Hauptlenkwelle 13 befestigt ist, ist ein Getriebegehäuse 16 am unteren Ende der Hauptlenkwelle 13 über eine Verbindungswelle 15 angeschlossen. Das Getriebegehäuse 16 besitzt eine Getriebegehäusekammer 16a, welche an einer Verstärkung 28 befestigt ist, die mit dem unteren Teil des unteren Armaturenbrettes 1 in einer solchen Weise in Verbindung steht, daß sie dem Maschinenraum 2 gegenüberliegt, während sich eine Ritzelwelle 16b von der Getriebegehäusekammer 16a nach oben erstreckt. An das obere Ende der Ritzelwelle 16b ist eine Verbindungswelle 15 angeschlossen, während am unteren Ende der Ritzelwelle 16b ein Ritzel (in der Zeichnung nicht dargestellt) angeordnet ist, welches mit einer Zahnstange in Eingriff steht, die innerhalb der Getriebegehäusekammer 16a in Querrichtung des Fahrzeuges angeordnet ist. Die Verbindungs welle 15 ist in einer solchen Weise angeordnet, daß sie in stärkerem Maße nach vorne und stärker nach unten geneigt ist, als die Hauptlenkwelle 13, wobei sie das untere Armaturenbrett 1 durchgreift. Eine Verbindung zwischen der Hauptlenkwelle 13 und der Verbindungswelle 15 und eine Verbindung zwischen der Verbindungswelle 15 und der Ritzelwelle 16b des Getriebegehäuse 16 wird durch ein Kreuzgelenk 29a bzw. ein Kreuzgelenk 29b gebildet. Die Drehkraft des Lenkrades 14 wird auf das Getriebegehäuse 16 über eine Lenkwelle 101 übertragen, die durch die Hauptlenkwelle 13 und die Verbindungswelle 15 gebildet wird und weiter auf das rechte und das linke Vorderrad über eine Spurstange oder ähnliches (in der Zeichnung nicht dargestellt), wodurch beide Vorderräder nach rechts und links gelenkt werden. Eine Airbageinrichtung 102, die verhindert, daß der Fahrer mit seinem Kopf unmittelbar auf das Lenkrad 14 bei einer Kollision aufschlägt, ist im Nabenbereich oder einem zentralen Bereich des Lenkrades 14 angeordnet (Verbindungsteil zur Hauptsteuerwelle 13).
Die Lenkwelle 12 wird an zwei Bereichen (einem oberen und einem unteren Bereich) an der Fahrzeugkarosserie über ein erstes Lenksäulenhalteelement 17 und ein zweites Lenksäulenhalteelement 15 gehalten. Von diesen beiden Halteelementen 17, 18 umfaßt das erste Lenksäulenhalteelement 17, welches den oberen Teil der Lenksäule trägt, ein stabförmiges Element, das sich in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt, wobei das rechte und das linke Ende jeweils an den Haubenblechseiten 103 angeschlossen sind, während der mittlere Teil an einem Tunnelteil 105a des Kraftfahrzeugbodens 105 befestigt ist. Die Lenksäule 12 wird in hängendem Zustand von dem Lenksäulenhalteelement 17 über eine Klammer 19 abgestützt.
Andererseits ist, wie in Figur 4 bis Figur 6 wiedergegeben ist, das zweite Lenksäulenhalteelement 18, das den unteren Teil der Lenksäule 12 abstützt, mit einem Gleitelement 21 versehen, das in Axialrichtung verschiebbar auf dem äußeren Umfang der Lenksäule 12 auf Rollen 20 montiert ist, wobei ein Anschlagelement 22, das die Gleitposition des Gleitelementes 21 auf der Vorderseite in Axialrichtung eingrenzt, eine Feder 23, die das Gleitelement 21 andrückt und es in Kontakt mit dem Anschlagelement 22 hält, sowie ein Halteelement 24 mit einer Halteöffnung 24a vorgesehen, in welche ein Eingriffsbereich 21a des Gleitelementes 21 eingreift. Das Halteelement 24 ist mittels einer Schraube 106 an einer Pedallasche 25 befestigt zur Abstützung der Pedale wie etwa des Bremspedals. Die Pedalklammer 25 ist an dem unteren Armaturenbrett 1 befestigt sowie an dem oberen Armaturenbrett 4 der Haubenkammer 6. Sie ist so aufgebaut, daß durch den Eingriff des Eingriffbereiches 21a des Gleitelementes 21 in die Halteöffnung 24a des Halteelementes 24 das zweite Lenksäulenhalteelement 18 die Lenksäule 12 an der Pedalklammer 25 befestigt, bei welcher es sich um ein Element an der Fahrzeuge karosserie handelt, wobei durch die Freigabe des Eingriffsbereiches 21a von dem Eingriff in die Halteöffnung 24a der Verbindungsstatus der Lenksäule 12 freigegeben wird.
In Figur 1 bezeichnet die Bezugsziffer 26 ein Hebelelement, bei welchem es sich um ein Freigabeelement zur Freigabe des Verbindungsstatus der Lenksäule in dem Lenksäulenhalteelement 18 handelt. Das Hebelelement 26 umfaßt ein Rohr,und ein Kernstab 26a (s. Figur 4 und Figur 5) ist in Längsrichtung der Fahrzeugkarosserie angeordnet und durchgreift das untere Armaturenbrett 1. Das Vorderende des Hebelelementes 26 befindet sich in der Nähe der Rückseite des Motors 7 und besitzt einen Kontaktbereich 26c. Andererseits ist, wie die Figur 4 und die Figur 5 zeigen, das rückwärtige Ende des Hebelelementes 26 mit dem Anschlagelement 22 des zweiten Lenksäulenhalteelementes 18 verbunden, und der Kernstab 26a steht in Kontakt mit dem Gleitelement 21 über eine Öffnung 27 in dem Anschlagelement 22. Wenn der Motor 7 als Hilfsmaschinenelement sich in Richtung auf die Fahrerkabine 3 bei einem Fahrzeugunfall bewegt, tritt der Kontaktbereich 26c am extremen Ende des Hebelelementes 26 mit dem Motor 7 in Kontakt, und das Hebelelement 26 bewegt sich nach rückwärts, wodurch der Kollisionszustand ermittelt wird. Mit der Rückwärtsbewegung des Hebelelementes 26 verschiebt der Kernstab 26a das Gleitelement 21 des zweiten Lenksäulenhalteelementes 18 in Richtung auf die Rückseite in Axialrichtung der Steuersäule 12 gegen die Druckkraft der Feder 23, wodurch der Eingriff des Eingriffsbereiches 21a des Gleitelementes 21 in die Halteöffnung 24a des Halteelementes 24 freigegeben wird, und dementsprechend der Verbindungsstatus der Lenksäule 12 freigesetzt wird. Die Freigabe des Verbindungsstatus der Lenksäule 12 durch das Hebelelement 26 wird auf einen Kollisionszustand eingestellt, bevor der Motor 7 und das Getriebe 8 gegen den Vakuumbremsverstärker 9 oder das Getriebegehäuse 16 auf der Seite des unteren Armaturenbrettes 1 aufschlagen im Hinblick auf die Anordnung der Airbageinrichtung 102 am Lenkrad 14.
Eine Erläuterung der Wirkung und Auswirkung der obigen Ausführungsform soll nachfolgend gegeben werden.
Wenn beispielsweise bei einer Frontalkollision der Motor 7 und das Ge-triebe 8 sich in Richtung auf die Fahrerkabine 3 hinbewegen, zieht sich, bevor der Motor 7 und das Getriebe 8 gegen die Vakuumbremsverstärkereinrichtung 9 oder das Getriebegehäuse 16 am unteren Armaturenbrett 1 anschlagen, das Hebelelement 26 aufgrund des Kontaktteils 26c, welches mit dem Motor 7 in Anlage kommt, durch die Bewegung des Motors 7 zurück. Beim Zurückziehen des Hebelelementes 26 schiebt dessen Kernstab 26a das Gleitelement 21 des zweiten Lenksäulenhalteelementes 18 zur Rückseite in Axialrichtung der Lenksäule 12 gegen die Druckkraft der Feder 23, und der Eingriff des Eingriffsteiles 21a des Gleitelementes 21 in der Halteöffnung 24a des Halteelementes 24 wird freigegeben, worauf wiederum der Verbindungsstatus der Lenksäule 12 und der Pedalklammer 35 durch das zweite Lenksäulenhalteelement 18 freigegeben wird. Somit wird die Lenksäule 12 in eine Einpunkt-Abstützung versetzt, d. h. sie wird in ihrem oberen Bereich nur durch das erste Lenksäulenhalteelement 17 abgestützt. Da in diesem Stadium die Pedalklammer 25 noch nicht durch den Aufprall deformiert wirden ist, kann die Freigabe des vorgenannten Verbindungsstatus akkurat ausgeführt werden.
Wenn sich der Motor 7 und das Getriebe 8 in Richtung auf die Fahrerkabine 3 zu bewegen bis zu einer Position, die durch strichpunktierte Linien in Figur 1 wiedergegeben ist, trifft das Getriebe 8, welches sich auf der Rückseite des Motors 7 befindet, zuerst auf das Getriebegehäuse 16 auf, und der Aufprall wird von dem Getriebegehäuse 16 auf die Hauptsteuerwelle 13 über die Verbindungswelle 15 übertragen. Da zu dieser Zeit die Verbindungswelle 15 schrägabwärts zur Hauptsteuerwelle 13 geneigt ist, wirkt durch den Aufprall, der von der Verbindungswelle 15 übertragen wird, das Moment auf die Hauptsteuerwelle 13 und die Lenksäule 12 (im Uhrzeigersinn in der Zeichnung) um das erste Lenksäulenhalteelement 17 herum, wodurch das Steuerrad 14 sich nach unten bewegt. Zu diesem Zeitpunkt ermittelt die Airbageinrichtung 102 den Aufprall, der auf die Hauptlenkwelle 13 übertragen wird, und der Airbag 102a bläst sich automatisch auf, wie dies durch die strichpunktierte Linie in Figur 1 wiedergegeben ist.
Wenn sich der Motor 7 und das Getriebe 8 weiter in Richtung auf die Fahrerkabine 3 zubewegen, trifft der Motor 7 auf die Vakuumbremsverstärkereinrichtung 9, und der Aufprall wirkt von der Vakuumbremsverstärkereinrichtung 9 auf die Pedalklammer 25 über das untere Armaturenbrett 1 als rückwärts gerichtete Aufschlagsbelastung. Zu dieser Zeit bewegt sich die Pedalklammer 25 horizontal in Richtung auf die Rückseite der Fahrerkabine 3 durch die rückwärts gerichtete Aufschlagsbelastung, wobei jedoch die Lenksäule 12 schon von dem Verbindungsstatus mit der Pedalklammer 25 durch das zweite Lenksäulenhalteelement 18 freigegeben ist, so daß die Lenksäule 12 sich (im Gegenuhrzeigersinn in der Zeichnung) mit dem ersten Lenksäulenhalteelement 17 als Zentrum dreht, wodurch das Lenkrad 14 nach oben geführt wird, so daß das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Lenkrades 14 so weit wie möglich reduziert werden kann.
Bei dem zuvor beschriebenen Kollisionsstatus schlägt der Fahrer mit seinem Kopf auf das Lenkrad aufgrund der Reaktion des Impulses. Um dieses Übel zu verhindern, ist bei dieser Ausführungsform die Airbageinrichtung 102 im zentralen Teil (Nabenteil) des Steuerrades 14 vorgesehen. Wenn in diesem Fall das Steuerrad 14 den Aufschlag von der Seite des Getriebegehäuses 16 erhält, bewegt es sich nach unten, jedoch nach oben, wenn es den Aufschlag von der Vakuumbremsverstärkereinrichtung 9 erhält. Wenn dementsprechend der Fahrer mit seinem Kopf auf den aufgeblasenen Airbag 102a der Airbageinrichtung 102 am Lenkrad 14 aufschlägt, befindet sich das Lenkrad 14 in nahezu der gleichen Position wie vor der Kollision. Somit ist die Position, an welcher der Fahrer mit seinem Kopf auf den Airbag 102 am Lenkrad 14 aufschlägt, der zentrale Teil des Airbags 102a entsprechend dem zentralen Bereich des Lenkrades 14. Dies zeigt eine bessere Effektivität des Verhinderungseffekteds durch den Airbag 102a.
Figur 7 bis Figur 11 zeigen zeigen den Lenkanordnungshalteaufbau in bezug auf die zweite Ausführungsform der Erfindung. Im Falle dieser zweiten Ausführungsform ist ein zweites Lenksäulenhaltelement 30, welches den unteren Teil der Lenksäule 12 mit der Pedalklammer 25 verbindet. mit einer Halteplatte 31 versehen, die zwischen einem Paar von rechten und linken Armen 25a, die an der Pedalklammer 25 ausgebildet sind, montiert ist und die Lenksäule 12 von der Unterseite abstützt, während ein Paar von Klemmelementen 32 mit einem Ende 32b über ein Gelenk an der Halteplatte 31 befestigt ist zum Anklemmen der Lenksäule 12 an die Halteplatte 31, wobei ein Verbindungsstift 33, der durch die anderen Enden bzw. die Gelenkbereiche 32a beider Klemmelemente 32 geführt ist, zur Verbindung der beiden vorgesehen ist. Durch die Freigabe des Verbindungsstatus beider Klemmelemente durch das Herausziehen des Verbindungsstiftes 33 wird die Verbindung der Lenksäule 12 mit der Pedalklammer 25 freigegeben.
Eine Freigabeeinrichtung zur Freigabe der Lenksäule 12 von dem Verbindungsstatus durch Ausziehen des Verbindungsstiftes 33 innerhalb des zweiten Lenksäulenhalteelementes 30 besteht aus einem Draht. Der Draht 34 ist über den Motorraum 2 und die Fahrerkabine 3 gelegt, wobei er von Rollen 35 gehalten ist. Ein Endbereich 34a des Drahtes 34 auf der Motorraumseite steht mit dem oberen Teil des Motors 7 in Verbindung, während der andere Endbereich 34b auf der Seite der Fahrerkabine an den Verbindungsstift 33 des zweiten Lenksäulenhalteelementes 30 auf der Seite des ersten Lenksäulenhalteelementes 17 angelenkt ist, d. h. von hinten. Bei einem Auffahrunfall wird, bevor der Motor 7 und das Getriebe 8 auf die Vakuumbremsverstärkereinrichtung 9 oder das Getriebegehäuse 16 am unteren Armaturenbrett 1 aufschlagen, die Kollision durch den Draht 34 ermittelt infolge der Zugkraft, die durch die Bewegung des Motors 7 in Richtung auf die Fahrerkabine 3 entsteht, und die Lenksäule 12 wird von dem Verbindungsstatus freigegeben durch das Herausziehen des Verbindungsstiftes 33 aus dem zweiten Lenksäulenhalteelement 30. Die übrigen Bestandteile des Lenkanordnungshalteaufbaues sind die gleichen wie im Fall der ersten Auführungsform.
Gleiche Bezugsziffern beziehen sich auf gleiche Elemente und deren Erläuterung wird weggelassen.
Figur 12 bis Figur 15 zeigen den Lenkanordnungshalteaufbau in bezug auf die dritte Ausführungsform der Erfindung. Im Fall dieser Ausführungsform ist ein zweites Lenksäulenhalteelement 40, welches den unteren Teil der Lenksäule 12 mit der Pedalklammer 25 verbindet, mit einer Klammer 41 auf der Seite der Säule versehen, welche an der Lenksäule 12 befestigt ist, während ein Verbindungsstab 42, der zwischen einem Paar von rechten und linken Armbereichen 41a, die in Richtung auf die Seite der Pedalklammer 25 vorspringen, montiert ist und erstreckt sich in Querrichtung des Fahrzeuges, wobei die Axiallinie der Steuersäule 12 in einem rechten Winkel überkreuzt wird. Ein Paar von Aufnahmeelementen 25d, die den Verbindungsstab 42 von der Unter-Seite abstützen, ist materialeinheitlich mit der Pedalklammer 25 ausgebildet und stellt die Bauelemente des Lenksäulenhalteelementes 40 dar. Ein Halteelement 43, welches den Verbindungs stab 42, der von den Aufnahmeelementen 25b von der Unterseite abgestützt wird, festhält, ist an der Pedalklammer 25 schwenkbar über eine Stützachse 44 gehalten. Das Halteelement 43 wird immer von einer Feder 45 unter Druck gesetzt, um den Verbindungsstab 42 auf den Aufnahmeelementen 25b zu hälten.
Verbunden mit dem Halteelement 43 ist ein Ende eines Hebelelementes 46 als Freigabeelement. Das andere Ende des Hebelelementes 46 erstreckt sich nahezu bis zur Rückseite des Motors 7 und durchgreift das untere Armaturenbrett 1. Bei einem Unfall ermittelt, bevor der Motor 7 und das Getriebe 8 gegen die Vankuumbremsverstärkung 9 oder das Getriebegehäuse 16 am unteren Armaturenbrett 1 schlagen, das Hebelelement 46 die Kollision durch die Rückwärtsbewegung des Motors 7 zur Fahrerkabine 3, und der Haltezustand des Verbindungsstabes 42 auf den Aufnahmeelementen 25b der Pedalklammer 25 wird durch Drehung des Halteelementes 43 in Freigaberichtung (im Uhrzeigersinn in Figur 12) um die Halteachse 44 herum gegen die Kraft der Feder 45 freigegeben, und somit wird die Lenksäule 12 von der Verbindung mit der Pedalklammer 25 freigesetzt.
Figur 16 bis Figur 21 zeigen den Lenkanordnungshalteaufbau in bezug auf die vierte Ausführungsform der Erfindung. Im Fall dieser Ausführungsform ist ein zweites Lenksäulenhalteelement 50 vorgesehen, welches den unteren Teil der Lenksäule 12 mit der Pedalklammer 25 verbindet, ähnlich wie im Fall der zweiten Ausführungsform, wobei eine Stützplatte 51, die zwischen den Armteilen 25a der Pedalklammer 25 montiert ist, die Lenksäule 12 von der Unterseite abstützt, während ein Paar von Klemmelementen 52 mit ihrem einen Ende 52b an der Stützplatte 51 über ein Gelenk gehalten sind zum Anklemmen der Lenksäule 12 an der Stützplatte 51, und ein Verbindungsstift 53 zum Anschluß der Gelenkteile 52a an den anderen Enden der beiden Klemmelemente 52 vorgesehen ist.
Eine Freigabeeinrichtung 54 ist mit einer Stützachse 55 versehen, die zwischen der rechten und der linken Wand 25d der Pedalklammer 25 montiert ist, während eine Eingriffsstange 56, die von der Stützachse 55 mit dem Gelenkstift. 53 des zweiten Lenksäulenhalteelementes 50 in Eingriff steht. An ein Ende der Stützachse 55 ist über ein Hebelelement 58 ein kugelförmiges Gewicht 57 angeschlossen, das zusammen mit der Stützachse 55 gedreht wird. Andererseits ist eine Mutter 59 zur Unterbindung der Drehung der Stützachse 55 auf einen Gewindeteil 55a, der auf der Stützachse 55 ausgebildet ist, aufgeschraubt und wird mit der erforderlichen Haltekraft hiermit verbunden. Bei einem Unfall drehen sich das Gewicht 57 und die Stützachse 55 um die Achse der letzteren durch die Trägheitskraft, die auf das Gewicht 57 wirkt, gegen die Haltekraft der Mutter 59, wodurch der Eingriffsstab 56 gedreht und der Gelenkstift 53 aus dem zweiten Lenksäulenhalteelement 50 herausgezogen wird. Somit wird der Verbindungsstatus der Lenksäule freigegeben.
In jedem Fall der zweiten, dritten und vierten Ausführungsform wird bei einem Unfall, bevor der Motor 7 und das Getriebe 8 auf die Vakuumbremsverstärkungsreinrichtung 9 oder das Getriebegehäuse 16 aufschlagen, der Verbindungsstatus der Lenksäule 12 durch das zweite Lenksäulenhalteelement 30, 40, 50 präzise durch die Freigabeeinrichtung 34, 46, 54 freigegeben. Dann dreht sich die Lenksäule 12 mit dem ersten Lenksäulenhalteelement 17 als Drehzentrum durch den Aufschlag von der Seite des Getriebegehäuses 16, gegen welches das Getriebe 8 schlägt, und das Lenkrad 14 bewegt sich nach unten, aber bald nach oben mit der Drehung der Lenksäule 12, die verursacht wird durch den Aufschlag von der Seite der Vakuumbremsverstärkungseinrichtung 9. Dies kann soweit wie möglich das Ausmaß der Rückwärtsbewegung des Lenkrades 14 verhindern und stellt außerdem einen wirkungsvollen Schutzeffekt dar (der Fahrer wird beschützt vor dem Aufschlag seines Kopfes gegen das Lenkrad 14).
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die erste, zweite, dritte und vierte Ausführungsform, die zuvor beschrieben wurden, beschränkt, sondern schließt auch verschiedene andere Modifikationen ein. So wird beispielsweise bei jeder der obigen Ausführungsformen die Erfindung für den Fall des Lenkanordnungshalteaufbaues eines Kraftfahrzeuges angewendet, welches mit einer Airbageinrichtung 102 am Lenkrad 14 versehen ist, wobei sie jedoch auch anwendbar ist auf den Fall, wenn der Lenkanordnungshalteaufbau des Fahrzeuges keine Airbageinrichtung 102 aufweist. Wenn man in diesem Fall annnimmt, daß der Fahrer mit seinem Kopf auf das Lenkrad 14 durch die Reaktion der Kollision aufschlägt, ist ein Griffbereich, dessen umlaufende Kante eine geringe Stabilität besitzt, besser als ein mittlerer Nabenteil hoher Steifigkeit, als ein Bereich, auf welchen der Kopf auftifft. Dementsprechend wird im Fall der ersten Ausführungsform die Freigabezeiteinstellung, bei welcher der Verbindungsstatus der Lenksäule 12 mit dem zweiten Lenksäulenhalteelement 18 freigesetzt wird, so vorgenommen, daß die Freigabein einem Kollisionsstatus erfolgt unmittelbar bevor der Motor 7 auf die Vakuumbremsverstärkereinrichtung 9 aufschlägt, nachdem das Getriebe 8 auf das Getriebegehäuse 16 aufgetroffen ist, so daß das Lenkrad 14 durch die Drehung der Lenksäule 12 nur nach oben bewegt wird.
Bei jeder der obigen Ausführungsformen sind die zweiten Lenksäulenhalteelemente 18, 30, 40, 50, die den unteren Teil der Lenksäule 12 mit der Fahrzeugkarosserie (Pedalklammer 25) verbinden und die lösbare Verbindung darstellen, sowie die Freigabeeinrichtungen 26, 34, 46, 54, die den Verbindungsstatus der Lenksäule durch die Lenksäulenhalteelemente 18, 30, 40, 50 freigeben, mechanisch aufgebaut, wobei sie jedoch auch beispielsweise elektrisch aufgebaut sein können, derart, daß die Lenksäule an den Fahrzeugkarosserieelementen über einen Elektromagnet gehalten wird und der Kollisionsstatus durch einen Sensor wie etwa ein Meßgerät gehalten wird und beim Empfang eines Signals von dem Sensor der elektrische Anschluß an den Elektromagneten unterbrochen wird, um den Verbindungsstatus der Lenksäule freizugeben.

Claims

1. Lenkanordnungshalteaufbau eines Kraftfahrzeuges mit einer Lenksäule (12), die sich schräg nach oben erstreckt und drehbar eine Lenkwelle (13) hält, wobei die Lenkwelle die Drehkraft eines Lenkrades (14) auf ein Getriebegehäuse (16) überträgt,

einem ersten Lenksäulenhalteelement (17), welches an der Fahrzeugkarosserje befestigt ist und einen oberen Teil der Lenksäule (12) in einer vorbestimmten Position hält, und

einem zweiten Lenksäulenhalteelement (18, 30, 40, 50), welches einen unteren Teil der Lenksäule (12) an einem Element (25) der Fahrzeugkarosserie hält und eine lösbare Verbindung der Lenksäule (12) darstellt,

wobei die Lenkwelle eine Hauptlenkwelle (12) sowie eine Verbindungswelle (15) zur Verbindung der Hauptlenkwelle mit dem Getriebegehäuse (16) umfaßt, wobei die Verbindungswelle (15) in bezug auf die Hauptlenkwelle (12) nach unten geneigt ist,

und die Verbindung zwischen der Hauptlenkwelle (12) und der Verbindungswelle (15) sowie die Verbindung zwischen der Verbindungswelle (15) und dem Getriebegehäuse (16) durch ein Kreuzgelenk (29a, 29b) gebildet werden, gekennzeichnet durch

eine Freigabeeinrichtung (21, 21a, 24, 26; 32, 33, 34; 43, 44, 45, 46; 52, 53, 54, 55), die einen vorbestimmten Kollisionsstatus bei einem Unfall ermittelt und die Freigabe des zweiten Lenksäulenhalteelementes (18,30, 40, 50) einleitet, bevor das Getriebegehäuse (16) am unteren Ende der Lenksäule (12) durch die Kollision beeinflußt wird.

2. Lenkanordnungshalteaufbau gemäß Anspruch 1, bei welchem der Kollisionsstatus ermittelt wird durch die Bewegung eines Hilfsmaschinenelementes (7), welches im Motorraum (2) angeordnet ist.

3. Lenkanordnugnshalteaufbau nach Anspruch 2, bei welchem das Milfsmaschinenelement ein Motor (7) ist.

4. Lenkanordnugnshalteaufbau nach Anspruch 2, bei welchem die Freigabeeinrichtung (26) mit ihrem einen Ende an das Hilfsmaschinenelement (7) angeschlossen ist, während das andere Ende an das zweite Lenksäulenhalteelement (50) angeschlossen ist.

5. Lenkanordnungshalteaufbau nach Anspruch 1, bei welchem die Freigabeeinrichtung (54) an ein Gewichtelement (57) angeschlossen ist, welches derart ausgelegt ist, daß bei einem Unfall das Gewichtselement (57) durch die Trägheit bewegt wird und den Verbindungsstatus der Lenksäule (12) durch das zweite Lenksäulenhalteelement (18) freigibt.

6. Lenkanordnugnshalteaufbau nach Anspruch 1, bei welchem das Getriebegehäuse eine Ritzelwelle (16b) trägt, die von dem Getriebegehäuse (16a) nach oben vorragt und die Verbindungswelle (15) an das obere Ende der Ritzelwelle (16b) angeschlossen ist.

7. Lenkanordnungshalteaufbau nach Anspruch 1, bei welchem sich ein erstes Lenksäulenhalteelement (17) in Querrichtung des Fahrzeuges erstreckt und mit beiden Enden an eine Haubenkammer angeschlossen ist.

8. Lenkanordnungshalteaufbau nach Anspruch 1, bei welchem das zweite Lenksäulenhalteelement (18) an eine Klammer (25) angeschlossen ist, die mit einer Haubenkammer (6) in Verbindung steht, welche sich in Querrichtung zur Lenksäule (12) erstreckt.

9. Lenkanordnungshalteaufbau nach Anspruch 1, der derart aufgebaut ist, daß das zweite Lenksäulenhalteelement (18) mit einem Gleitelement (21) versehen ist, welches verschiebbar auf dem äußeren Umfang der Lenksäule (12) montiert ist, wobei die Lenksäule (12) an ein Element der Fahrzeugkarosserie durch die Befestigung eines Eingriffsteils (21a) des Gleitelementes (21) an einen Halteteil (24a), der an einem Element (24) der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, angeschlossen ist, und der Verbindungsstatus der Lenksäule (12) freigegeben wird durch die Freigabe des Befestigungsstatus des Eingriffsteiles (21a).

10. Lenkanordnungshalteaufbau nach Anspruch 1, der derart aufgebaut ist, daß das zweite Lenksäulenhalteelement (30) mit einem Paar von Klemmelementen (32) versehen ist, die drehbar mit einem Ende an einem Element der Fahrzeugkarosserie gehalten sind und die Lenksäule (12) einklemmen, und ein Verbindungsstift (33) die anderen Enden beider Klemmelemente (32)zur Verbindung der beiden durchgreift, wobei der Verbindungsstatus der Lenksäule (12) freigegeben wird durch die Freigabe des Verbindungsstatus beider Klemmelemente (32).

11. Lenkanordnungshalteaufbau nach Anspruch 1, bei welchem das zweite Lenksäulenhalteelement (40) mit einem Verbindungsstab (42) versehen ist, der an der Lenksäule (12) in Querrichtung des Fahrzeuges und in einem rechten Winkel zur Achse der Lenksäule (12) angeordnet ist, wobei ein Aufnahmeelement (25b) an einem Element der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist und den Verbindungsstab (42) von der Unterseite abstützt, während ein Halteelement (43), welches schwenkbar an einem Element der Fahrzeugkarosserle befestigt ist, den Verbindungsstab (42), der von dem Aufnahmeelement (25b) abgestützt ist, von der Oberseite hält.

12. Lenkanordnungshalteaufbau gemäß Anpsruch 1, der derart aufgebaut ist, daß das zweite Lenksäulenhalteelement (50) mit einem Paar von Klemmelementen (52) versehen ist, die drehbar mit ihrem einen Ende an einem Element der Fahrzeugkarosserie gehalten sind und die Lenksäule (12) einklemmen, während ein Verbindungsstift (53) die anderen Enden beider Klemmelemente (52) zu deren Verbindung durchgreift, wobei die Freigabeeinrichtung mit einem Verschiebeelement (58) versehen ist, welches durch die Trägheitsbewegung eines Gewichtselementes (57) bei einem Unfall verschoben wird und der Verbindungsstatus der Lenksäule freigegeben wird durch das Herausziehen des Verbindungsstiftes (53) des zweiten Lenksäulenhalteelementes (so) durch die Bewegung des Bewegungselementes.

13. Lenkanordnungshalteaufbau gemäß Anspruch 1, bei welchem die Freigabeeinrichtung ein Hebelelement (26) ist, dessen eines Ende nahe an der rückseitigen Oberfläche eines Hilfsmaschinenelementes (7) innerhalb des Maschinenraumes (2) angeordnet ist und sein anderes Ende in Kontakt mit dem Gleitelement (21) des zweiten Lenksäulenhalteelementes (18) steht, wobei das Hebelelement (26) sich mit der Bewegung des Hilfsmaschinenelementes (7) bei einem Unfall zurückzieht, wodurch das Gleitelement zum Gleiten veranlaßt wird und der Befestigungsstatus seines Eingriffsteiles freigegeben wird.

14. Lenkanordnungshalteaufbau gemäß Anspruch 10, bei welchem das Freigabeelement ein Draht (34) ist, dessen eines Ende an das Hilfsmaschinenelement (7) innerhalb des Motorraumes (2) von oben angeschlossen ist, und dessen anderes Ende an einem Verbindungsstift (38) des zweiten Lenksäulenhalteelementes von hinten befestigt ist, wobei der Draht (34) derart angeordnet ist, daß er bei einem Unfall durch die Bewegung des Hilfsmaschinenelementes (7) angezogen wird, und den Verbindungsstift 833) herauszieht.

15. Lenkanordnungshalteaufbau gemäß Anspruch 11, bei welchem das Freigabeelement ein Hebelelement (46) ist, dessen eines Ende sich in der Nähe der hinteren Oberfläche des Hilfsmaschinenelementes (7), welches innerhalb des Motorraumes (2) angeordnet ist, befindet, und dessen anderes Ende mit einem Halteelement (43) des zweiten Lenksäulenhalteelementes (40) verbunden ist, wobei das Hebelelement mit der Bewegung des Hilfsmaschinenelementes (7) bei einem Unfall zurückgezogen wird und das Halteelement (43) dreht zur Freigabe des Haltezustandes des Verbindungsstabes (42) am Aufnahmeelement (25b).