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Die vorliegende Erfindung betrifft eine im Falle eines
Stoßes axial zurückziehbare Lenksäuleneinheit,
insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Die Sicherheit der Fahrgäste und insbesondere des
Fahrzeuglenkers ist ein ständiges Anliegen der
Kraftfahrzeugausstatter und -konstrukteure
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Zur Verringerung der Verletzungsgefahren für diese
Fahrgäste im Falle eines Aufpralls wurden nach dem Stand
der Technik zahlreiche Schutzsysteme für diese
entwickelt.
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So wurden zum Beispiel mehr oder weniger verbesserte
Sicherheitsgurtsysteme entwickelt, um die Fahrgäste in
einem Kraftfahrzeug bei einem Aufprall in ihrem Sitz zu
halten.
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Ebenso wurde vorgeschlagen, Airbag-Module zum Beispiel im
Mittelteil des Lenkrades des Fahrzeuges und in das
Armaturenbrett an der Seite des Beifahrers vor diesem
einzubauen.
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Es ist insbesondere offensichtlich, daß das Lenkrad im
Falle eines Aufpralls für den Lenker eines Fahrzeuges
besonders gefährlich werden kann.
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Tatsächlich stößt der Lenker bei einem Aufprall häufig
mit dem Kopf gegen das Lenkrad, und es kommt auch vor,
daß bei einem starken frontalen Aufprall sich die
Lenksäuleneinheit, die dieses Lenkrad trägt, in das
Innere der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs in Richtung
des Lenkers verschiebt, wodurch die Verletzungsgefahr für
diesen noch erhöht wird.
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In dem Versuch, diese Probleme zu lösen, wurden nun nach
dem Stand der Technik im Falle eines Stoßes axial
zurückziehbare Lenksäuleneinheiten entwickelt, die eine
Trägerkonstruktion umfassen, die an dem Fahrzeug
befestigt ist und an der die Enden eines Säulenkörpers
befestigt sind, in dem eine Lenkspindel angeordnet ist.
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Diese Säuleneinheiten umfassen auch Mittel zum axialen
Zurückziehen des Säulenkörpers und somit der Lenkspindel
im Falle eines Stoßes, um ein Zurückziehen dieses Körpers
in das Armaturenbrett des Fahrzeuges und somit ein
Entfernen des Lenkrades vom Lenker des Fahrzeuges im
Falle eines Stoßes herbeizuführen.
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Nach dem Stand der Technik bestehen die Mittel zum
Zurückziehen zum Beispiel aus einem oder mehreren
Zugseilen, die mit Getriebemitteln verbunden sind, wobei
eines der Enden des oder jedes Kabels mit dem Motor des
Fahrzeugs und das andere mit der Säuleneinheit verbunden
ist, um bei einem Stoß deren Zurückziehen als Reaktion
auf das Zurücksetzen des Motors herbeizuführen.
Diese Einheiten weisen jedoch einige Nachteile auf,
insbesondere in bezug auf ihre äußerst komplexe und
voluminöse Konstruktion, ihre Kosten und ihre
Zuverlässigkeit.
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Das Dokument WO-A-88 05 741 beschreibt eine Säuleneinheit
entsprechend dem einleitenden Teil von Anspruch 1.
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In diesem Dokument ist jedoch die
Krafterzeugungsvorrichtung zur Verschiebung des Körpers
und der Lenkspindel zur Vorderseite des Fahrzeugs
ausgebildet und es ist offensichtlich, daß dies einige
Probleme mit sich bringen kann, wenn irgendein Hindernis
diese Verschiebung der Körpers und der Spindel behindert
oder wenn irgendein Element des Fahrzeugs an diese stößt,
wodurch entweder das Zurückziehen der Säule verhindert
wird oder deren wiederaufsteigen in die Fahrgastzelle des
Fahrzeugs bewirkt wird.
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Die Aufgabe der Erfindung ist somit die Lösung dieser
Probleme, indem eine im Falle eines Stoßes axial
zurückziehbare Lenksäuleneinheit vorgeschlagen wird, die
einfach und zuverlässig ist.
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Zu diesem Zweck hat die Erfindung eine im Falle eines
Stoßes axial zurückziehbare Lenksäuleneinheit zum
Gegenstand, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend
eine Trägerkonstruktion, die an dem Fahrzeug befestigt
ist und an der die Enden eines Lenksäulenkörpers
befestigt sind, in dem eine Lenkspindel angeordnet ist,
sowie Mittel zum axialen Zurückziehen des Säulenkörpers
und somit der Lenkspindel im Falle eines Stoßes, wobei
diese Mittel zum Zurückziehen eine
Krafterzeugungsvorrichtung umfassen, die bei einem Stoß
ausgeklinkt wird, um den Körper in bezug auf die
Trägerkonstruktion zu verschieben, wobei diese
Erzeugungsvorrichtung zwei in bezug zueinander
verschiebbare Teile umfaßt, von welchen einer mit der
Trägerkonstruktion und der andere mit dem Körper in der
Nähe eines seiner Enden verbunden ist, wobei dieses Ende
des Körpers mit der Trägerkonstruktion durch beim
Ausklinken der Krafterzeugungsvorrichtung ausrückbare
Befestigungsmittel verbunden ist, und Führungsmittel
umfaßt, die zum Zusammenwirken mit den komplementären
Führungsmitteln der Trägerkonstruktion ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel des
anderen Endes des Körpers an der Trägerkonstruktion ein
Führungslager umfassen und daß der Lenksäulenkörper und
die Lenkspindel jeweils zwei teleskopische
ineinanderliegende Teile umfassen.
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Die Erfindung wird durch die folgende Beschreibung
verständlicher, die nur als Beispiel dient und auf die
beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, von welchen:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer
Lenksäuleneinheit gemäß der Erfindung in der
normalen Betriebsposition ist;
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Fig. 2 eine Teilschnittansicht von oben eines
Säulenkörpers ist, der Bestandteil der
Konstruktion der in Fig. 1 dargestellten
Lenksäuleneinheit ist.;
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Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III
von Fig. 1 ist;
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Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV von
Fig. 1 ist; und
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Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer
erfindungsgemäßen Lenksäuleneinheit in der
zurückgezogenen Position ist.
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Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, umfaßt eine im
Falle eines Stoßes axial zurückziehbare
Lenksäuleneinheit, insbesondere für ein Kraftfahrzeug,
gemäß der Erfindung eine Trägerkonstruktion, die
allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist und an dem
Fahrzeug (nicht dargestellt) befestigt ist, an der die
Enden eines Lenksäulenkörpers befestigt sind, der
allgemein mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet ist.
In diesem Säulenkörper 2 ist eine Lenkspindel 3
angeordnet.
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Diese Spindel ist in herkömmlicher Weise in diesem Körper
drehbar, aber in der Längsbewegung blockiert.
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Ein Ende des Lenk&äulenkörpers ist bei 4 an der
Trägerkonstruktion befestigt, während das andere Ende bei
5 an dieser Konstruktion befestigt ist.
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Eines der Enden der Lenkspindel ist zur Aufnahme eines
Lenkrades ausgebildet, während ihr anderes Ende zur
Verbindung bei 6 mit dem Rest 7 des Lenkmechanismus des
Fahrzeuges zum Beispiel über ein Kardangelenk ausgebildet
ist.
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Die Lenksäuleneinheit gemäß der Erfindung umfaßt ferner
auch Mittel zum axialen Zurückziehen des Körpers und
somit der Lenkspindel und des Lenkrades im Falle eines
Stoßes in bezug auf die Trägerkonstruktion.
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Diese Mittel zum Zurückziehen sind allgemein in dieser
Figur mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet und umfassen
eine Krafterzeugungsvorrichtung, die bei einem Stoß
ausgeklinkt wird, um den Körper 2 in bezug auf die
Trägerkonstruktion 1 in einer Gleitbewegung zu
verschieben.
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Im Prinzip umfaßt diese Krafterzeugungsvorrichtung zwei
Teile, zum Beispiel 9 und 10, die in bezug zueinander
verschiebbar sind, wobei der eine, zum Beispiel 9, mit
der Trägerkonstruktion 1 durch einen Anschlag 11
verbunden ist, und der andere, zum Beispiel 10, mit dem
Körper 2 zum Beispiel durch eine Verbindungsklemme 12
verbunden ist. Ein Ende dieser Verbindungsklemme 12 ist
an dem Teil 10 der Erzeugungsvorrichtung befestigt und
das andere ist mit dem Körper in der Nähe eines seiner
Enden verbunden und insbesondere mit seinem Ende, das dem
Lenkrad, welches von der Spindel getragen wird, in dem
dargestellten Beispiel am nächsten ist.
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Die Krafterzeugungsvorrichtung kann von jeder geeigneten
Art sein, wie zum Beispiel eine pyrotechnische
Erzeugungsvorrichtung, eine Gaserzeugungsvorrichtung oder
auch eine Erzeugungsvorrichtung, die ein elastisches
gespanntes Element umfaßt, dessen Ausklinken zum Beispiel
durch die übrigen Schaltungen des Fahrzeugs beim Erfassen
eines Stoßes gewährleistet wird.
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Wie insbesondere in Fig. 3 erkennbar ist, umfaßt das Ende
des Körpers 2, mit dem die Krafterzeugungsvorrichtung und
insbesondere deren Teil 10 durch die Verbindungsklemme 12
verbunden ist, zum Beispiel eine Befestigungsklemme 13,
die mit seitlichen Flügeln 14 und 15 versehen ist, deren
Enden zum Beispiel Gleitschuhe 16 und 17 tragen, die für
das Zusammenwirken mit komplementären Gleitschienen 18
und 19 der Trägerkonstruktion 1 bei der Verschiebung des
Körpers in bezug auf die Trägerstruktur ausgebildet sind,
um diese Verschiebung zu lenken.
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In der normalen Betriebsposition ist dieses Ende des
Körpers jedoch an der Trägerkonstruktion 1 durch
ausrückbare Befestigungsmittel befestigt, die zum
Beispiel aus Reibungssperrmitteln oder Abscherbolzen 20
und 21 oder anderen gebildet werden.
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Wie in der Folge ausführlicher beschrieben wird, brechen
diese Glieder 20 und 21 beim Ausklinken der
Krafterzeugungsvorrichtung.
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Wie in Fig. 4 dargestellt, umfassen die
Befestigungsmittel des anderen Endes des Körpers an der
Trägerkonstruktion, die bei 5 angeordnet sind, ihrerseits
ein Führungslager 22 zum Gleiten beim Ausklinken der
Krafterzeugungsvorrichtung.
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Mit Bezugnahme auf diese Figur 4 ist ersichtlich, daß der
Körper 2 zum Beispiel einen vorstehenden Teil 2a umfassen
kann, der zum Zusammenwirken mit komplementären
Anschlagsoberflächen dieses Lagers ausgebildet ist, um
eine Diebstahlsicherungsfunktion beim Fahrzeug zu bieten.
Dieses Lager kann zum Beispiel aus Kunststoff bestehen.
Es umfaßt vorzugsweise zwei vorstehende Seitenteile 23
und 24, die für den Eingriff mit Verbindungsbuchsen 25
und 26 von Flanschen 27 und 28 der Trägerkonstruktion 1
ausgebildet sind.
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Die Funktionsweise der soeben beschriebenen Einheit ist
wie folgt.
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Zunächst wird festgestellt, daß das soeben beschriebene
Ausführungsbeispiel sich auf eine in der Position
festgestellte Lenksäuleneinheit bezieht, das heißt, daß
sie vom Benutzer nicht in der Position reguliert werden
kann.
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Es ist jedoch offensichtlich, daß diese Möglichkeit
vorgesehen sein kann, in dem einfach die Konstruktion der
mit Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen
Befestigungsklemme 13 verändert wird, und indem in dieser
Körperführungsschlit ze und Positionsverriegelungsmittel
vorgesehen werden, die vom Benutzer betätigt werden
können, wie dies nach dem Stand der Technik bekannt ist.
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Im normalen Betriebszustand der Lenksäuleneinheit ist die
Krafterzeugungsvorrichtung 8 nicht ausgeklinkt und das
entsprechende Ende des Körpers an der Trägerkonstruktion
durch Bolzen 20 und 21 befestigt.
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Das andere Ende des Körpers wird durch das Lager 22 in
Position gehalten.
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Im Falle eines Stoßes, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist,
wird die Krafterzeugungsvorrichtung 8 zum Beispiel vom
dem Rest der Schaltungen des Fahrzeuges ausgeklinkt.
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Während ihr Teil 9 auf dem Anschlag 11 der
Trägerkonstruktion aufliegt, wird der Teil 10 dieser
Krafterzeugungsvorrichtung in bezug auf die
Trägerkonstruktion zurückgesetzt, wobei der
Lenksäulenkörper 2 über die Verbindungsklemme 12
mitgenommen wird.
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Diese Anzugskraft führt zu einem Bruch der Abscherbolzen
20 und 21 und somit zur Freigabe dieses Endes des Körpers
in bezug auf die Trägerkonstruktion.
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Der Bruch dieser Abscherbolzen 20 und 21 ermöglicht somit
eine Gleitverschiebung des Lenksäulenkörpers und somit
der Lenkspindel in bezug auf die Trägerkonstruktion,
wobei diese Gleitbewegung einerseits von den
komplementären Führungsmitteln dieses Körperendes, die
aus den Gleitschuhen 16, 17 der seitlichen Flügel 14 und
15 der Befestigungsklemme und den Gleitschienen 18 und 19
der Trägerkonstruktion bestehen, und andererseits von dem
Führungslager 22 des anderen Endes des Körpers geführt
wird.
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Der Körper und die Spindel und somit das von dieser
getragene Lenkrad werden nun in bezug auf die
Trägerkonstruktion bis in eine zurückgezogene
Sicherheitsposition, die in Fig. 5 dargestellt ist,
zurückgesetzt.
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Bei der Funktionsweise, die soeben beschrieben wurde,
wird vorausgesetzt, daß die Rückzugsbewegung dieses
Körpers durch kein Hindernis in der Höhe des
Kardangelenks der Lenkspindel auf den übrigen
Lenkmechanismus des Fahrzeuges behindert wird.
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Zur Lösung der Probleme bei einem Hindernis in dieser
Höhe oder bei einem Wiederaufsteigen irgendeines Elements
des Fahrzeuges, daß an dieses Ende der Spindel oder des
Säulenkörpers stoßen könnte, so daß dieser wieder in
seine normale Position aufsteigt, können die Lenkspindel
und der Lenksäulenkörper vorzugsweise jeweils aus zwei
teleskopischen Teilen bestehen, wobei einer im anderen
angeordnet ist, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
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Aus dieser Figur geht hervor, daß die Lenkspindel 3 im
Prinzip aus zwei teleskopischen Teilen 30 und 31 besteht
und daß der Lenksäulenkörper 2 ebenso aus zwei
teleskopischen Teilen 32 und 33 besteht, wobei die
entsprechenden Teile der Spindel und des Körpers in
Längsrichtung in ihrer Position in bezug zueinander auf
herkömmliche Weise verriegelt sind.
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Es ist daher offensichtlich, daß bei einer Behinderung
der Rückzugsbewegung des Säulenkörpers durch ein
Hindernis, wobei zum Beispiel das Ende der Lenkspindel,
das mit dem Kardangelenk verbunden ist, blockiert wird,
die Rückzugsbewegung der Einheit trotzdem stattfinden
kann, insoferne, als die Teile der Spindel und des
Körpers sich aufeinander oder ineinander verschieben
können.
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Wenn daher zum Beispiel der Spindelteil 31 und der
Körperteil 33 in der Position blockiert sind und nicht
zurückgezogen werden können, können der Spindelteil 30
und der Körperteil 32 um und in diese Teile der Spindel
und des Körpers verschoben werden, um eine
Rückzugsbewegung der Einheit zu garantieren.
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Diese teleskopische Verschiebung der Spindel- und
Körperteile ist auch in dem Fall möglich, in dem der
Körper nach dem Ausklinken der Krafterzeugungsvorrichtung
in die zurückgezogene Position verschoben wurde und
irgendein Element des Fahrzeugs auf das Kardangelenk oder
das entsprechende Ende des Säulenkörpers stößt, wodurch
die Einheit wieder in die normale Position aufsteigen
könnte.
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In diesem Fall sind die Teile der Spindel 30 und des
Körpers 32 in der Position zum Beispiel durch die
Krafterzeugungsvorrichtung blockiert, die nun mit
Rückbewegungssicherungsmitteln der herkömmlichen Art
ausgestattet ist, und die Teile der Spindel 31 und des
Körpers 33 verschieben sich nun um und in die
entsprechenden Teile der Spindel und des Körpers 30 und
32, um dieses Wiederaufsteigen zu verhindern.
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Natürlich kann diese Verriegelung der Teile der Spindel
30 und des Körpers 32 in ihrer Position auch durch andere
Mittel wie zum Beispiel Gleitstufen der
Trägerkonstruktion gewährleistet sein, um die Schuhe der
Flügel der Befestigungsklemme des Körpers zu blockieren.
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Es ist offensichtlich, daß diese
Rückbewegungssicherungsmittel in beiden zuvor
beschriebenen Ausführungsbeispielen der Spindel und des
Körpers vorgesehen sein können, um ein Wiederaufsteigen
des Körpers vollständig auszuschließen.
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Schließlich können andere Ausführungsformen der
Führungsmittel des Körpers und der Trägerkonstruktion in
Betracht gezogen werden.
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In der vorangehenden Beschreibung wurden Führungsmittel
beschrieben, die Gleitschuhe am Körper umfassen, die für
das Zusammenwirken mit den Gleitschienen der
Trägerkonstruktion ausgebildet sind, aber es können auch
Führungsmittel in Betracht gezogen werden, die zum
Beispiel die Form einer an den Körper und an der
Trägerkonstruktion angelenkten Verbindungsklemme
aufweisen.
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In diesem Fall wird beim Ausklinken der
Krafterzeugungsvorrichtung die Gleitverschiebung des
Körpers ist bezug auf die Trägerkonstruktion mit deren
winkeliger Verschiebung kombiniert.