DE69508290T2

DE69508290T2 - Energie-absorbierende Einrichtung mit axialer Führung für eine Kraftfahrzeuglenksäule

Info

Publication number: DE69508290T2
Application number: DE69508290T
Authority: DE
Inventors: Benoit Duval; Jean-Michel Fouquet; Pascal Millet
Original assignee: Lemfoerder Nacam SA
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Priority date: 1994-01-06
Filing date: 1995-01-03
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2015-01-04
Also published as: US5595399A; EP0662415B1; FR2714648B1; DE69508290D1; EP0662415A1; FR2714648A1; ES2128672T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieabsorptionsvorrichtung für die in der Tiefe und der Neigung verstellbare Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, deren Lenkwelle in einem Rohrkörper angebracht ist, welcher in einer gewünschten Position an der Karosserie gestützt und verriegelt ist.
Es sind zahlreiche Energieabsorptionsvorrichtungen bekannt, die an in der Höhe und der Neigung nicht verstellbare Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen angepaßt sind. Das Problem ist bei Lenkeinrichtungen, die in der Höhe und/oder der Neigung verstellbar sind, schwieriger. Eine derartige Vorrichtung, die an eine in der Neigung verstellbare Lenksäule anpassbar ist, ist im Dokument US-4 901 592 beschrieben. Sie weist eine U-förmige Platte auf, deren einer Schenkel am Ende mit der Lenksäule und deren anderer an einem an der Karosserie befestigten Träger angebracht ist. Die Energieabsorption erfolgt durch die Verschiebung und die Verformung des gebogenen Bereichs der U-förmigen Platte.
Bei gleichzeitig in der Tiefe und der Neigung verstellbaren Lenksäulen ist das Problem noch schwieriger. Es sind Stützen bekannt, die diese zweifache Verstellung ermöglichen. Um derartige Vorrichtung aus dem Stand der Technik darzulegen, seien insbesondere die in den Dokumenten DE-36 19 125 und GB-2 116 496 beschriebenen erwähnt. Jedoch weisen die in diesen Dokumenten beschriebenen Stützen kein Energieabsorptionssystem auf. Das Dokument GB-2 268 125 beschreibt eine Energieabsorptionsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1, das heißt, eine Vorrichtung, die an eine gleichzeitig in der Tiefe und der Neigung verstellbare Lenksäule anpassbar ist. Bei dieser Vorrichtung ist eine starre Stütze mit zwei parallel zur Lenksäulenachse verlaufenden Längsschlitzen mit dem Säulenrohr verbunden. Ein Bolzen verbindet die Stütze mit einer Konsole, die das Verstellen der Lenksäule ermöglicht. Dieser Bolzen ist mit einem verformbaren Band verbunden, das an die Stütze angeschweißt ist. Diese Vorrichtung absorbiert die Energie im Falle eines Stoßes durch Verschieben des Bolzens in Richtung der Außenseite der Längsschlitze, woraus eine Verschiebung des gebogenen Bereichs des deformierbaren Bandes resultiert. Das Absorptionssystem wirkt nicht bei der Verstellung der Säule oder in der ersten Phase des Stoßes.
Die bekannten Vorrichtungen ermöglichen keine Absorption einer vorbestimmten Kraft mit konstantem Wert unabhängig von der Einstellposition. Ferner halten diese Vorrichtungen bei einem Stoß die Lenksäule nicht in der vor dem Stoß innegehabten Winkelposition.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Energieabsorptionssystem für eine in der Tiefe und/oder Neigung verstellbare Lenksäule eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, das es ermöglicht, eine am Lenkrad aufgebrachte vorbestimmte Kraft zu absorbieren, und zwar ungeachtet der Einstellposition, wobei gleichzeitig die Lenksäule in der vor dem Stoß innegehabten Winkelposition gehalten wird.
Die Erfindung betrifft eine Energieabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule gemäß Patentanspruch 1.
Vorteilhafterweise ist das System zur Verriegelung des Rohrkörpers in der Stützeinrichtung, die zwei Streben aufweist, gebildet durch:
- eine Klemmstange, die zwei an jeder der Streben der Stütze angebrachte Klemmlaschen durchquert,
- ein Bewegungsumsetzungssystem, das auf der Außenseite einer der Streben am Ende der Klemmstange angebracht ist,
- eine axiale Halteeinrichtung, die auf der Außenseite der anderen Strebe am anderen Ende der Klemmstange angebracht ist,
- das Betätigungselement, das an dem Bewegungsumsetzungssystem derart angebracht ist, daß beim Drehen des Betätigungselements in der gewünschten Richtung um die Verriegelungsachse die gewünschte Verriegelung durch das Bewegungsumsetzungssystem erreicht wird.
Um den größten Vorteil aus diesem Aufbau zu ziehen, ist das Tiefeneinstellsystem durch eine in jeder der Streben ausgebildete Ausnehmung gebildet, wobei jede Ausnehmung im wesentlichen parallel zur Achse der Lenksäule verläuft und eine Breite hat, die geringfügig größer als der Durchmesser der Klemmstange ist, so daß diese jede der Ausnehmungen durchqueren und leicht in diesen gleiten kann.
Vorzugsweise besteht das Neigungseinstellsystem aus einer Ausnehmung, die in jedem der Ansätze der Stützeinrichtung in einer Richtung, die eine Winkeleinstellung ermöglicht, ausgebildet ist, und die eine Breite hat, die geringfügig größer als der Durchmesser der Klemmstange ist, so daß diese in jeder Ausnehmung leicht gleiten kann, wobei die Blockierung gewährleistet bleibt.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verbindungssystem auf:
- ein fest mit der Klemmstange verbundenes gezahntes Teil,
- ein fest mit dem Energieabsorptionssystem verbundenes gezahntes Teil, wobei das gezahnte Teil mit einem länglichen Loch für den Durchgang der Klemmstange versehen ist, welches die Tiefeneinstellung ermöglicht,
- wobei die minimale Verschiebung zum Trennen der gezahnten Teile, das heißt zum Verschieben eines der Teile in bezug auf das andere Teil, kleiner äls der durch das Bewegungsumwandlungssystem gegebene Klemmweg der Klemmstange ist.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel weist das Verbindungssystem auf:
- ein mit der Stützeinrichtung verbundenes gezahntes Teil,
- ein fest mit dem Energieabsorptionssystem verbundenes gezahntes Teil, wobei das gezahnte Teil mit einem länglichen Loch für den Durchgang der Klemmstange versehen ist, welches die Tiefeneinstellung ermöglicht,
- ein mit der Betätigungseinrichtung des Verriegelungssystems verbundenes System zum Verbinden der beiden Teile, wobei der Löseweg des Verbindungssystems kürzer als der Löseweg des Verriegelungssystems ist.
Es sind verschiedene Möglichkeiten der Ausbildung der gezahnten Teile vorgesehen:
die gezahnten Teile können Zähne mit dreieckigem, rechteckigem oder quadratischem Querschnitt haben. Eines der gezahnten Teile kann einen einzelnen insbesondere dreieckigen Zahn aufweisen, während das andere gezahnte Teil mit Zähnen entsprechenden, nämlich dreieckigen Querschnitts versehen ist. Eines der gezahnten Teile kann quadratische Zähne und das andere gezahnte Teil einen kreisförmigen Vorsprung aufweisen. Eines der gezahnten Teile kann rechteckige Zähne und das andere gezahnte Teil einen rechteckigen Vorsprung mit einer Eintrittsschräge aufweisen. Nach einer Variante kann eines der gezahnten Teile gerundete Zähne und das andere gezahnte Teil einen kreisförmigen Vorsprung aufweisen.
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Energieabsorptionssystem ein Zugelement, das die Form eines flachen Elements aufweist, welches um eine transversale Stütze gewickelt ist, die derart an dem Rohrkörper angebracht ist, daß es einen ersten Bereich, dessen Ende mit dem gezahnten Teil verbunden ist und der in Verlängerung des gezahnten Teils vorgesehen ist, und einen zweiten Bereich in Form einer Rückstelleinrichtung nach der transversalen Stütze aufweist, so daß es bei einem Stoß unter einer vorgegebenen Kraft aufrollt, um die gewünschte Energie zu absorbieren.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht das Energieabsorptionssystem aus einem Dämpfungsorgan, das zwischen zwei Elementen angeordnet ist, die sich unter Einwirkung einer externen Kraft voneinander weg bewegen können, wobei das Organ im wesentlichen aus einem um eine Stütz achse gewickelten Draht besteht, wobei die Stützachse drehbar an dem Rohrkörper befestigt ist, wobei das Ende der Wicklung des Drahtes an der Stützachse angebracht ist, während das andere Ende des Drahtes an dem zweiten Element befestigt ist, wobei der zwischen den beiden Elementen verlaufende Teil des Drahtes sich im wesentlichen in der Richtung der Kraft erstreckt, derart, daß die bei einem Stoß auf den Draht ausgeübte Zugkraft durch Auseinanderbewegen der beiden Elemente das Aufrollen des um die Stützachse gewickelten Teils des Drahts und somit die Absorption der Kraft bewirkt.
Der Querschnitt des Drahtes kann konstant oder sich erweiternd sein. Gleichermaßen kann der Durchmesser der Wicklung des Drahtes auf der Stützachse konstant oder sich erweiternd sein.
Das Material des Drahtes muß derart gewählt sein, daß dieser erheblichen Zugkräften widerstehen kann. Der Draht kann daher metallisch, beispielsweise aus Stahl, oder aus Kunststoff sein.
Nach einem Ausführungsbeispiel ist das erste Element mit einem mit einem Teil versehen, das allgemein U-förmig ist, wobei sich eine Stange zwischen den Schenkeln des U erstreckt und daran befestigt ist sowie eine Hülse aufnimmt, um die der Draht gewickelt ist, wobei die Hülse auf der Stange drehen kann und das Ende der Wicklung an der Hülse befestigt ist.
Nach einer Variante kann der Draht direkt um die Stange gewickelt und sein Ende an der Stange befestigt sein.
Das andere Ende des Drahtes ist mit dem zweiten Element durch beliebige Mittel verbunden. Beispielsweise kann eine Befestigungsplatte am Ende des Drahtes angeschweißt sein, wenn dieser aus Metall besteht, wobei die Platte ein Durchgangsloch für eine Einrichtung zum Befestigen an dem zweiten Element aufweist.
Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in der von der Anmelderin am gleichen Tag eingereichten europäischen Patentanmeldung mit dem Titel "Organe d'absorption dsunergie, notamment pour colonne des direction de vsuhicule automobile".
Es liegt im Rahmen der Erfindung und dient der Verbesserung der Struktur der erfindungsgemäßen Energieabsorptionsvorrichtung, daß der Rohrkörper mit einer Positionshaltevorrichtung versehen sein kann, die zwei V-förmige Klemmeinrichtungen aufweist, welche jeweils zwischen einer der Streben und dem Rohrkörper angeordnet sind, wobei die beiden Flächen jeder V-förmigen Einrichtung an dem Rohrkörper derart anliegen, daß bei der Neigungseinstellung des Rohrkörpers jede der V-förmigen Einrichtungen der Bewegung des Rohrkörpers folgt, indem sie entlang der Anlagewand der entsprechenden Klemmlasche gleitet, während der Rohrkörper bei der Tiefenverstellung in den V- förmigen Klemmeinrichtungen gleitet. Das Haltesystem weist ein System zur Winkelführung jeder der V-förmigen Klemmeinrichtungen in der entsprechenden Strebe auf und es besteht aus einem Stift, der auf der Außenfläche jeder der V-förmigen Klemmeinrichtungen getragen ist und der in einen Schlitz in der entsprechenden Klemmlasche eingreift und gleitet. Jeder der Schlitze ist in bezug auf die Achse der Lenksäule derart geneigt, daß er im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrers bei einem Aufprall verläuft.
Ferner ist bei diesem Haltesystem ein System zum Verhindern des Drehens des Rohrkörpers um seine Achse vorgesehen, das aus einer unter dem Rohrkörper befestigten Platte besteht, die zwei zu den Streben jeweils parallele Schenkel aufweist, wobei der Abstand zwischen den Außenflächen geringfügig kleiner ist als der Abstand zwischen den Anlagewänden der Klemmlaschen. Bei diesem Anti-Rotationssystem sind die Schenkel der Platte von der Achse des Verriegelungssystems durchsetzt. Nach einer Ausbildungsvariante besteht das Anti- Rotationssystem aus einem unter dem Rohrkörper befestigten zentralen Element besteht, wobei das zentrale Element von der Stange des Verriegelungssystems durchsetzt ist.
Die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung für eine in der Tiefe und/oder der Neigung einstellbare Lenksäule eines Kraftfahrzeugs hat somit den Vorteil ungeachtet der Winkelposition stets die am Lenkrad aufgebrachte Kraft zu absorbieren. Andererseits bewahrt diese Vorrichtung die Winkelstellung der Säule bei einem Aufprall.
Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von nicht einschränkende Ausführungsbeispielen unter Bezugnahem auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:
Fig. 1 - eine längsgerichtete Ansicht in axialer Richtung einer erfindungsgemäßen Energieabsorptionsvorrichtung für eine Lenksäule.
Fig. 2 - einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 bis 8 - Schnittdarstellungen verschiedener Varianten des erfindungsgemäßen Verbindungssystems.
Fig. 9 - eine Schnittdarstellung der verschiedenen Phasen des Verbindens.
Fig. 10 - eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Energieabsorptionssystems.
Fig. 11 - eine Ansicht entlang der Linie XI-XI der Fig. 10.
Wie in den Fig. 1 und 2 ersichtlich, wird die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung auf einer in der Tiefe und/oder der Neigung einstellbare Lenksäule eines Fahrzeugs angebracht. Diese Lenksäule weist eine Lenkwelle auf, die in einem Rohrkörper 10 angebracht ist. Dieser Rohrkörper 10 wird seinerseits in der gewünschten Position an der Karosserie gestützt und verriegelt.
Die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung weist im wesentlichen auf:
- eine mit der Karosserie verbundene und den Rohrkörper 10 aufnehmende Stützeinrichtung 11,
- ein System zum Verriegeln des Rohrkörpers 10 in der Stützeinrichtung 11, wobei die Verriegelungsachse des Systems senkrecht zur Achse der Lenksäule verläuft und das Verrieglungssystem über ein Betätigungselement 4 wirkt,
- ein mit dem Verriegelungssystem zusammenwirkenden Tiefeneinstellsystem,
- ein mit dem Verriegelungssystem zusammenwirkenden Neigungseinstellsystem,
- ein zwischen dem Rohrkörper 10 und dem Betätigungselement 4 angeordneten Energieabsorptionssystem, das in einer im wesentlichen parallel zur Achse der Lenksäule verlaufenden Richtung wirkt;
wobei das Energieabsorptionssystem verbunden ist:
einerseits mit der gegenüberliegenden Seite des Endes des Rohrkörpers 10, das dem Lenkrad entgegengesetzt ist, und
andererseits mit einem System zur Verbindung mit einem festen Element in der Verriegelungsposition der Lenksäule.
Das Verbindungssystem und das Verriegelungssystem sind derart ausgebildet, daß beim Lösen des Verriegelungssystems durch das Betätigungsorgan 4 der Betätigungshebel 4 ein Lösen des Verbindungssystems bewirkt.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht die Stützeinrichtung 11 aus zwei mit 12 und 13 bezeichneten Streben, die miteinander durch ein oberes Verbindungselement verbunden sind. Ferner sind an jeder Strebe 12 und 13 zwei Ausnehmungen vorgesehen, um eine Klemmlasche 8 an der Strebe 12 und eine Klemmlasche 9 an der Strebe 13 anbringen zu können. Schließlich sind in jeder der Klemmlaschen 8 und 9 jeweils mit 19 bezeichnete Ausnehmungen vorgesehen. Diese Ausnehmungen 19 dienen der Aufnahme des Verriegelungssystems und ermöglichen die Neigungseinstellung.
Der Rohrkörper 10 weist ein vierkantiges Verstärkungsteil auf, das von zwei Streben gebildet ist, die miteinander durch ein unteres Verbindungsteil verbunden sind. Das vierkantige Verstärkungsteil ist mit dem Rohrkörper 10 verschweißt. Ferner weist jede Strebe eine Ausnehmung auf Diese Ausnehmungen dienen der Aufnahme des Verriegelungssystems und dem Ermöglichen der Tiefeneinstellung der Lenksäule.
Das System zum Verriegeln des Rohrkörpers 10 in der Stütze 11 ist durch eine Klemmstange 3 gebildet. Diese Klemmstange 3 durchquert die beiden Klemmlaschen 8 und 9, die in den Streben 12 und 13 der Stütze 11 angeordnet sind.
Ein Bewegungsumsetzungssystem 90 ist auf der Außenseite einer der Streben 13, das heißt am Ende der Klemmstange 3, angebracht. Eine axiale Halteeinrichtung 93 ist auf der Außenseite der anderen Strebe 12 am anderen Ende der Klemmstange 3 montiert. Schließlich ist das Betätigungsorgan 4 an dem Bewegungsumsetzungssystem 90 derart angebracht, daß durch ein Drehen des Betätigungsorgans 4 in der gewünschten Richtung um die Verriegelungsachse durch das Bewegungsumsetzungssystem 90 die gewünschte Verriegelung erreicht wird.
Das Tiefeneinstellsystem besteht aus Ausnehmungen, die in jeder der Streben der kantigen Verstärkungseinrichtung ausgebildet sind. Jede dieser Ausnehmungen verläuft im wesentlichen parallel zur Achse der Lenksäule und weist eine Breite auf, die geringfügig größer als der Durchmesser der Klemmstange 3 ist, derart, daß diese Klemmstange 3 jede der Ausnehmungen leicht durchqueren und leicht in diesen gleiten kann.
Das Neigungseinstellsystem besteht aus den Ausnehmungen 19, die in jeder Lasche 8 und 9 der Stütze 11 ausgebildet sind. Jede der Ausnehmungen 19 weist eine Ausrichtung auf, die eine Winkeleinstellung der Säule ermöglicht. Ferner weisen diese Ausnehmungen 19 eine Breite auf, die geringfügig größer als der Durchmesser der Klemmstange 3 ist, damit die Klemmstange 3 in jeder der Ausnehmungen 19 gleiten kann, wobei die Verriegelung der Lenksäule gewährleistet ist.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Verbindungssystem weist ein gezahntes Teil 91, das in axialer Richtung der Klemmstange 3 fest mit dieser verbunden ist, und ein gezahntes Teil 92 auf, das fest mit dem Energieabsorptionssystem verbunden ist. Das gezahnte Teil 92 ist mit einem Langloch 94 zum Durchgang der Klemmstange 3 versehen, um einen Tiefeneinstellweg zu ermöglichen. Die gezahnten Teile 91 und 92 sind derart angeordnet, daß die minimale Verschiebung der Klemmstange 3 in axialer Richtung, die das Trennen der Teile voneinander bewirkt, das heißt die Verschiebung des Teils 91 in bezug auf das Teil 92, kürzer als der Klemmweg der Klemmstange 3 ist, der von dem Bewegungsumsetzungssystem 90 vorgegeben ist.
Ein in den Figuren nicht dargestelltes anderes Verbindungssystem weist ein mit der Stütze 11 verbundenes gezahntes Teil und ein fest mit dem Energieabsorptionssystem verbundenes gezahntes Teil auf. Das letztgenannte gezahnte Teil ist mit einem für den Durchtritt der Stange 3 vorgesehenen Langloch versehen, das den Tiefeneinstellweg ermöglicht. Das System zum Verbinden der beiden gezahnten Teile ist mit der Betätigungseinrichtung des Verriegelungssystems derart verbunden, daß der Löseweg des Verbindungssystems kürzer als der Löseweg des Verriegelungssystems ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Energieabsorptionssystems ist in der Fig. 1 dargestellt und besteht aus einem Zugelement 95, das die Form eines flachen, um eine querverlaufende Stütze 96 gewundenen Elements aufweist. Diese querverlaufende Stütze 96 ist an dem Rohrkörper 10 angebracht. Das Zugelement 95 weist einen ersten Teil auf, dessen Ende mit dem gezahnten Teil 92 verbunden ist und sich in der Verlängerung des gezahnten Teils 92 befindet. Das Zugelement 95 hat einen hinter der querverlaufenden Stütze 96 angeordneten zweiten Teil, der als Rückstellelement ausgebildet ist, so daß sich das Zugelement 95 bei einem Aufprall unter einer bestimmten Kraft aufrollt, um die gewünschte Energie zu absorbieren.
Die Fig. 3 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der gezahnten Teile 91 und 92. In Fig. 3 haben die gezahnten Teile 91 und 92 Zähne mit dreieckigem Querschnitt. In der Fig. 4 weisen die gezahnten Teile 91 und 92 Zähne mit quadratischem Querschnitt auf. In der Fig. 5 hat das gezahnte Teil 91 einen einzigen dreieckigen Zahn, während das gezahnte Teil 92 mit Zähnen von dreieckigem Querschnitt versehen ist. Die Fig. 6 zeigt ein Teil 92 mit quadratischen Zähnen und ein Teil 91 mit einem einzelnen kreisförmigen Vorsprung. Fig. 7 zeigt das Teil 91 mit einem rechteckigen Vorsprung mit einer Eintrittsschräge, während das Teil 92 mit rechteckigen Zähnen versehen ist. Schließlich zeigt die Fig. 8 das Teil 91 mit einem kreisförmigen Vorsprung und das Teil 92 mit abgerundeten Zähnen.
Das Energieabsorptionssystem ist derart aufgebaut, daß es bei Einwirkung einer Zugkraft eine konstante Kraft durch Verformung absorbiert. Die gezahnten Teile 91 und 92 sind derart ausgebildet, daß sie ineinandergreifen wie zwei ineinandergreifende Zahnstangen. Im gezahnten Teil 92 ist das Langloch 94 mit einem Durchmesser ausgebildet, der geringfügig größer als derjenige der Klemmstange 3 ist. Das Langloch 94 hat eine Länge, die es der Klemmstange 3 ermöglicht, sich um einen Betrag zu verschieben, der gleich dem Tiefeneinstellweg der Lenksäule ist. Die zum Trenne der gezahnten Teile 91 und 92 und zum Verschieben des gezahnten Teils 91 in bezug zum gezahnten Teil 92 erforderliche minimale Verschiebung in senkrechter Richtung ist mit c bezeichnet. Das Bewegungsumsetzungssystem 90 wird beim Einstellen der Säule verwendet und dient dem Umsetzen der Bewegung des vom Bediener betätigten Betätigungsorgans 4 in eine Verschiebung d der Klemmstange 3 entlang deren Achse. Diese Verschiebung d dient dem Halten der Lenksäule in ihrer Position, sobald die Einstellphase der Lenksäule abgeschlossen ist, indem die Klemmlaschen 8 und 9 den Rohrkörper 10 klemmend aufeinander zu bewegt werden. Das Klemmsystem der Lenksäule ist von dem beschriebenen System unabhängig, da die Verschiebung d der Klemmstange lediglich ihrer Achse folgt, und zwar über die Verschiebung c, die für das Trennen der gezahnten Teile 91 und 92 erforderlich ist. Gleichermaßen ist das Energieabsorptionssystem von dem beschriebenen System unabhängig. Es ist einzig das an dem beispielsweise durch das Zugelement 95 gebildete Energieabsorptionssystem angebrachte gezahnte Teil 92 berücksichtigt.
Das durch das Zugelement 95 gebildete Energieabsorptionsvorrichtung ist mittels der querverlaufenden Stütze 96 fest mit dem Rohrkörper 10 verbunden. Das gezahnte Teil 91 ist starr an der Klemmstange 3 angebracht. In der Ruhe stellung, das heißt, wenn die eingestellte Lenksäule in der Winkel- und/oder Tiefenposition durch das Klemmsystem gehalten ist, sind die gezahnten Teile 91 und 92 aneinandergedrückt. Beim Einstellen der Säule verschiebt sich die Klemmstange 3 beim Lösen des Betätigungsorgans 4 um einen Betrag d, wobei das gezahnte Teil 91 einstückig mitgenommen wird. Das gezahnte Teil 91 löst sich vom gezahnten Teil 92. Die beiden gezahnten Teile 91 und 92 sind relativ zueinander frei und die Lenksäule kann in der Tiefe und in der Neigung eingestellt werden. Die für die Einstellung erforderliche Kraft ist somit ausschließlich auf die zum Verschieben der Teile relativ zueinander zurückzuführen. Beim Klemmen des Betätigungsorgans 4 nimmt die Klemmstange 3 das Teil 91 in einer zu der zuvor beschriebenen Bewegung umgekehrten Bewegung mit und die beiden gezahnten Teile 91 und 92 werden wieder fest miteinander verbunden.
Die gesamte in Richtung der Lenksäulenachse aufgebrachte Kraft wird somit vom Verriegelungssystem aufgenommen. Wenn die aufgebrachte Kraft die Kapazität des Verriegelungssystems übersteigt, neigt der Rohrkörper 10 dazu zu gleiten, wobei er in seiner Bewegung ein Ende der durch das Zugelement 95 gebildeten Energieabsorptionsvorrichtung mitnimmt. Das andere Ende des Zugelements 95 ist am gezahnten Teil 92 angebracht, das somit fest mit dem gezahnten Teil 91 verbunden ist, das seinerseits fest an der in Querrichtung nicht verschiebbar Klemmstange 3 angebracht ist. Die von dem Zugelement 95 gebildete Energieabsorptionsvorrichtung ist somit einerseits am in Querrichtung verschiebbaren Rohrkörper und andererseits an einem in Querrichtung nicht verschiebbaren Teil der Lenksäule angebracht. Das Zugelement 95 der Energieabsorptionsvorrichtung wird somit aktiviert und es absorbiert soviel Energie wie aufgebrachte Kraft vorhanden ist. Es sei darauf hingewiesen, daß die Absorp tion der Energie quasi sofort erfolgt, ungeachtet der Tiefen- oder Neigungsposition des Säule.
Die verschiedenen Phasen der Verbindung der gezahnten Teile 91 und 92 sind in der Fig. 9 dargestellt. In der Fig. 9A befindet sich das System in der Einstellphase, während in der Fig. 9B die Zähne der Teile 91 und 92 zu Beginn des Klemmens des Betätigungsorgans 4 einander berühren. Nach einem kurzen Weg a, der in Fig. 9B zu sehen ist, ist die physische Verbindung gemäß Fig. 9C erreicht:
Die erfindungsgemäße Energieabsorptionsvorrichtung hat somit den Vorteil, für eine in der Tiefe und/oder der Neigung einstellbare Lenksäule geeignet zu sein, und weist andererseits das Merkmal auf, bei einem Aufprall am Lenkrad eine konstante Kraft über einen definierten Weg zu absorbieren, ungeachtet der Einstellposition der Säule, und daß diese Kraft bereits nach einer sehr kurzen Verschiebung des Lenkrades erreicht wird.
Ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Energieabsorptionssystems ist in den Fig. 10 und 11 dargestellt. Dieses Energieabsorptionssystem besteht aus einem Draht 71 mit einer Wicklung 72 und einem geraden Teil 73. Der Teil 72 ist um eine Halteachse 74 gewickelt. Die Halteachse 74 ist am Rohrkörper 10 befestigt, wobei das freie Ende des geraden Teils 73 am gezahnten Teil 92 derart befestigt ist, daß das Teil 73 im wesentlichen in derselben Richtung verläuft wie die zu dämpfende Kraft. Somit bewirkt ein Aufprall die erforderliche Zugkraft zum Abwickeln der Wicklung 72 des Drahtes 71, um den Draht 71 aus einer gewickelten Form in eine quasi gerade Form zu bringen und so die nötige Energie zu absorbieren.
Bei diesem Energieabsorptionssystem kann der Querschnitt des Drahtes 71 konstant oder sich erweiternd sein, und der Durchmesser der Wicklung des Drahts 71 kann somit ebenfalls konstant oder sich erweiternd sein. Der Draht 71 kann je nach den Anforderungen aus Metall oder aus Kunststoff bestehen. Um das Energieabsorptionssystem zu verbessern, besteht die Achse aus einer Hülse oder einem Zwischenstück 75, das zwischen den beiden Trageinrichtungen 76 und 77 des Rohrkörpers 10 angeordnet ist. Das Zwischenstück 75 und die beiden Trageinrichtungen 76 und 77 sind mit Löchern versehen, die von einem Bolzen 81 durchsetzt sind, der die Einheit in ihrer Position hält. Das Ende der Wicklung 72 kann an dem Zwischenstück 75 befestigt sein. Eine am Ende des Teils 73 des Drahts 71 angeschweißte Verbindungsplatte 82 ist mit dem gezahnten Teil 92 verbunden.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, erfolgt das Halten des Rohrkörpers 10 der Lenksäule durch zwei V-förmige Klemmeinrichtungen 50 und 51. Diese beiden V-förmigen Klemmeinrichtungen 50 und 51 sind jeweils zwischen einer der Streben 12 und 13 und dem Rohrkörper 10 angeordnet, wobei die beiden Flächen jeder V-förmigen Klemmeinrichtung an dem Rohrkörper 10 derart anliegen, daß bei einer Neigungseinstellung jede der V-förmigen Klemmeinrichtungen 50 und 51 der Bewegung des Rohrkörpers 10 folgt, indem sie entlang den Anlagewänden 52 und 53 der Klemmlaschen 8 und 9 gleitet, und der Rohrkörper 10 bei einer Tiefeneinstellung 10 in den V-förmigen Klemmeinrichtungen 50, 51 gleitet.
Dieser Aufbau weist ein System zur Winkelführung jeder V-förmigen Klemmeinrichtung 50 und 51 in der entsprechenden Strebe 12 und 13 auf. Dieses Winkelführungssystem besteht aus einem von der Außenseite 54 und 55 jeder der V-förmigen Klemmeinrichtungen 50 und 51 getragenen Stift 57. Jeder dieser Stifte 57 ragt in einen Schlitz 59 in der jeweiligen Klemmlasche 8 und 9 und gleitet in diesem. Jeder dieser Schlitze 59 ist in bezug zur Achse der Lenksäule derart geneigt, daß er im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrers bei einem Aufprall gerichtet ist, wobei diese im Voraus in einem Versuch mit einem Dummy ermittelt werden kann.
Ferner weist der Aufbau Anti-Rotationssystem für den Rohrkörper 10 auf, das aus einer unter dem Rohrkörper 10 befestigten Platte 64 besteht. Diese Platte 64 weist zwei parallel zu den jeweiligen Streben 12 und 13 verlaufende Schenkel 60 und 61 auf. Der Abstand zwischen den Außenflächen 62 und 63 der Schenkel 60 und 61 ist geringfügig kleiner als der Abstand zwischen den Anlagewänden 52 und 53 der Klemmlaschen 8 und 9. Ferner weist die Platte 64 des Anti- Rotationssystems seine Schenkel 60 und 61 auf, die von der Achse 3 des Verriegelungssystems durchsetzt sind. Ein anderes Ausführungsbeispiel des Anti- Rotationssystems, das nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, besteht aus einem unter dem Rohrkörper angebrachten zentralen Element, das von der Achse des Anti-Blockiersystems durchsetzt ist.
Die nach den in den Patentansprüchen genannten technischen Merkmalen eingefügten Bezugszeichen dienen lediglich dem besseren Verständnis derselben und schränken deren Umfang in keiner Weise ein.

Claims

1. Energieabsorptionsvorrichtung für die in der Tiefe und der Neigung verstellbare Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, deren Lenkwelle in einem Rohrkörper (10) angebracht ist, welcher in einer gewünschten Position an der Karosserie gestützt und verriegelt ist, mit:

- einer mit der Karosserie verbundenen und den Rohrkörper (10) aufnehmenden Stützeinrichtung (11),

- einem System zum Verriegeln des Rohrkörpers in der Stützeinrichtung, wobei die Verriegelungsachse des Systems senkrecht zur Achse der Lenksäule verläuft und das Verrieglungssystem über ein Betätigungselement (4) wirkt,

- einem mit dem Verriegelungssystem zusammenwirkenden Tiefeneinstellsystem,

- einem mit dem Verriegelungssystem zusammenwirkenden Neigungseinstellsystem,

- einem zwischen dem Rohrkörper (10) und dem Betätigungselement (4) angeordneten Energieabsorptionssystem (95; 71, 72, 73), das in einer im wesentlichen parallel zur Achse der Lenksäule verlaufenden Richtung wirkt;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Energieabsorptionssystem verbunden ist:

einerseits mit der gegenüberliegenden Seite des Endes des Rohrkörpers (10), das dem Lenkrad entgegengesetzt ist, und

andererseits mit einem System (91, 92) zur Verbindung mit einem festen Element in der Verriegelungsposition der Lenksäule,

- wobei das Verbindungssystem und das Verriegelungssystem derart ausgebildet sind, daß beim Lösen des Verriegelungssystems durch das Betätigungsorgan (4) dieses ein Lösen des Verbindungssystems bewirkt.

2. Energieabsorptionsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das System zur Verriegelung des Rohrkörpers (10) in der Stützeinrichtung (11), die zwei Streben (12, 13) aufweist, gebildet ist durch:

- eine Klemmstange (3), die zwei an jeder der Streben (12, 13) der Stütze (11) angebrachte Klemmlaschen (8, 9) durchquert,

- ein Bewegungsumsetzungssystem (90), das auf der Außenseite einer der Streben (13) am Ende der Klemmstange (3) angebracht ist,

- eine axiale Halteeinrichtung (93), die auf der Außenseite der anderen Strebe (12) am anderen Ende der Klemmstange (3) angebracht ist,

- das Betätigungselement (4), das an dem Bewegungsumsetzungssystem (90) derart angebracht ist, daß beim Drehen des Betätigungselements (4) in der gewünschten Richtung um die Verriegelungsachse die gewünschte Verriegelung durch das Bewegungsumsetzungssystem (90) erreicht wird.

3. Energieabsorptionsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungssystem aufweist:

- ein in axialer Richtung der Klemmstange (3) fest mit der Klemmstange (3) verbundenes gezahntes Teil (91),

- ein fest mit dem Energieabsorptionssystem verbundenes gezahntes Teil (92), wobei das gezahnte Teil (92) mit einem länglichen Loch (94) für den Durchgang der Klemmstange (3) versehen ist, welches die Tiefeneinstellung ermöglicht,

- wobei die minimale Verschiebung zum Trennen der gezahnten Teile (91, 92), das heißt zum Verschieben des Teils (91) in bezug auf das andere Teil (92), kleiner als der durch das Bewegungsumwandlungssystem (90) gegebene Klemmweg der Klemmstange (3) ist.

4. Energieabsorptionsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungssystem aufweist:

- ein mit der Stützeinrichtung (11) verbundenes gezahntes Teil,

- ein fest mit dem Energieabsorptionssystem verbundenes gezahntes Teil, wobei das gezahnte Teil mit einem länglichen Loch für den Durchgang der Klemmstange (3) versehen ist, welches die Tiefeneinstellung ermöglicht,

- ein mit der Betätigungseinrichtung des Verriegelungssystems verbundenes System zum Verbinden der beiden Teile, wobei der Löseweg des Verbindungssystems kürzer als der Löseweg des Verriegelungssystems ist.

5. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gezahnten Teile (91, 92) Zähne mit dreieckigem, recheckigem oder quadratischem Querschnitt haben.

6. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der gezahnten Teile (91) einen einzelnen insbesondere dreieckigen Zahn aufweist, während das andere gezahnte Teil (92) mit Zähnen entsprechenden, nämlich dreieckigen Querschnitts versehen ist.

7. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der gezahnten Teile (92) quadratische Zähne und das andere gezahnte Teil (91) einen kreisförmigen Vorsprung aufweist.

8. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der gezahnten Teile (92) rechteckige Zähne und das andere gezahnte Teil (91) einen rechteckigen Vorsprung mit einer Eintrittsschräge aufweist.

9. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eines der gezahnten Teile (92) gerundete Zähne und das andere gezahnte Teil (91) einen kreisförmigen Vorsprung aufweist.

10. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieabsorptionssystem ein Zugelement (95) ist, das die Form eines flachen Elements aufweist, welches derart um eine an dem Rohrkörper (10) angebrachte transversale Stütze (96) gewickelt ist, daß es einen ersten Bereich, dessen Ende mit dem gezahnten Teil (92) verbunden ist und der in Verlängerung des gezahnten Teils (92) vorgesehen ist, und einen zweiten Bereich in Form einer Rückstelleinrichtung nach der transversalen Stütze (96) aufweist, so daß es bei einem Stoß unter einer vorgegebenen Kraft aufrollt, um die gewünschte Energie zu absorbieren.

11. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Energieabsorptionssystem aus einem Draht (71) mit einer Wicklung (72) um eine am Rohrkörper (10) befestigte Stützachs und mit einem geraden Teil (72) besteht, dessen freies Ende an dem gezahnten Teil (92) befestigt ist, wobei der Teil (73) sich im wesentlichen in derselben Richtung wie die aufzunehmende Kraft erstreckt, derart, daß diese bei einem Stoß die Zugkraft bewirkt, die zum Aufrollen der Wicklung (72) des Drahts (71) erforderlich ist, um den Draht (71) aus einer aufgewickelten Form in eine quasi gestreckte Form zu überführen und so die zu absorbieren erforderliche Energie aufzunehmen.

12. Energieabsorptionsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Drahtes (71) konstant oder sich erweiternd ist.

13. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Wicklung (72) des Drahtes (71) konstant oder sich erweiternd ist.

14. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (71) metallisch oder aus Kunststoff ist.

15. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse durch eine Hülse (75) gebildet ist, die zwischen zwei Trageinrichtungen (76, 77) des Rohrkörpers (10) angebracht ist, wobei die Hülse (75) und die beiden Trageinrichtungen (76, 77) mit Löchern versehen sind, durch welche sich ein die Anordnung in ihrer Position haltender Bolzen (81) erstreckt.

16. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befestigungsplatte (82) am Ende des Teils (73) des Drahtes (71) angeschweißt und mit dem gezahnten Teil (92) verbunden ist.

17. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefeneinstellsystem durch eine in jeder der Streben ausgebildete Ausnehmung gebildet ist, wobei jede Ausnehmung im wesentlichen parallel zur Achse der Lenksäule verläuft und eine Breite hat, die geringfügig größer als der Durchmesser der Klemmstange (3) ist, so daß diese jede der Ausnehmungen durchqueren und leicht in diesen gleiten kann.

18. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Neigungseinstellsystem aus einer Ausnehmung (19) besteht, die in jedem der Ansätze (8, 9) der Stützeinrichtung (11) ausgebildet ist, und die eine Breite hat, die geringfügig größer als der Durchmesser der Klemmstange (3) ist, so daß diese in jeder Ausnehmung leicht gleiten kann.

19. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (10) durch zwei V-förmige Klemmeinrichtungen (50, 51) in Position gehalten ist, welche jeweils zwischen einer der Streben (12, 13) und dem Rohrkörper (10) gehalten sind, wobei die beiden Flächen jeder V-förmigen Einrichtung an dem Rohrkörper (10) derart anliegen, daß bei der Neigungseinstellung jede der V-förmigen Einrichtungen (50, 51) der Bewegung des Rohrkörpers (10) folgt, indem sie entlang der Anlagewand (52, 53) der entsprechenden Klemmlasche (8, 9) gleitet, während der Rohrkörper (10) bei der Tiefenverstellung in den V-förmigen Klemmeinrichtungen (50, 51) gleitet.

20. Energieabsorptionsvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein System zur Winkelführung jeder der V-förmigen Klemmeinrichtungen (50, 51) in der entsprechenden Strebe (12, 13) aufweist.

21. Energieabsorptionsvorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelführungssystem aus einem Stift (57) besteht, der auf der Außenfläche (54, 55) jeder der V-förmigen Klemmeinrichtungen (50, 51) getragen ist und der in einen Schlitz (59) in der entsprechenden Klemmlasche (8, 9) eingreift und gleitet.

22. Energieabsorptionsvorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schlitze (59) in bezug auf die Achse der Lenksäule derart geneigt, daß sie im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrers verläuft, wie sie mittels eines Dummies bei einem Aufprallversuch festgestellt werden kann.

23. Energieabsorptionsvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein System zum Verhindern des Drehens des Rohrkörpers (10) um seine Achse aufweist.

24. Energieabsorptionsvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Anti-Rotationssystem aus einer an dem Rohrkörper (10) befestigten Platte (64) besteht, die zwei zu den Streben (12, 13) jeweils parallele Schenkel (60, 61) aufweist, und bei der der Abstand zwischen den Außenflächen (62, 63) geringfügig kleiner ist als der Abstand zwischen den Anlagewänden (52, 53) der Klemmlaschen (8, 9).

25. Energieabsorptionsvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (64) des Anti-Rotationssystems Schenkel (60, 61) aufweist, welche von der Stange (3) des Verriegelungssystems durchsetzt sind.

26. Energieabsorptionsvorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Anti-Rotationssystem aus einem an dem Rohrkörper (10) befestigten zentralen Element besteht, wobei das zentrale Element von der Stange (3) des Verriegelungssystems durchsetzt ist.