DE7503823U - Sicherheitslenksaeule fuer personenkraftwagen - Google Patents
Sicherheitslenksaeule fuer personenkraftwagenInfo
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- DE7503823U DE7503823U DE7503823U DE7503823U DE7503823U DE 7503823 U DE7503823 U DE 7503823U DE 7503823 U DE7503823 U DE 7503823U DE 7503823 U DE7503823 U DE 7503823U DE 7503823 U DE7503823 U DE 7503823U
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
- B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
- B62D1/192—Yieldable or collapsible columns
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
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Description
• · a · ι
•ti »· «t t··
Φ · * ι
Daimler-Bens Aktiengesellschaft
Stuttgart-UntertUrkheim
Stuttgart-UntertUrkheim
Palm
Io
5.2.75
Sicherheitslenksa'ule für Personenkraftwagen
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäule für Per
sonenkraftwagen mit einer axial zusatmnendrückbaren Lenkwelle
und einem die Lenkwelle umgebenden einerseits an einem karosseriefesten Punkt axial abgestützten und andererseits
von einem mit dem axialbeweglichen Teil der Lenkwelle verbundenen Anlageteil axial beaufschlagbaren
stoßabsorbierenden ein Wellrohr enthaltenden Deformationsglied , welches auf unterschiedlichen Axialabschnitten
unterschiedliche Werte der Axialsteifigkeit aufweist.
Eine solche Sicherheitslenksäule ist z. B. aus der DT-OS 2 okk B>7k bekannt. Die unterschiedliche Steifigkeit des
Defortnationsgliedes ist dazu vorgesehen, den aus praxisnahen Versuchen beobachteten ungleichmäßigen Kraftverlauf
im Kraft/Weg-Diagramm der Deformation bei herkömmlichen
Deformationsgliedern auszugleichen und die Flächen unter der Kraft/Weg-Kennlinie, welche gleich dem Arbeitsaufnahmevermögen
ist, bei
7503823 11.08.77
- 2 - Daim Io d2l/(»
vorgegebener Maximalkraft möglichst groß zu gestalten, d. h. der Kennlinie im mittleren Bereich einen möglichst
konstanten Verlauf zu geben. Dabei besteht eine Ausführungsvariante des Deformationsgliedes unterschiedli-
\
eher Steifigkeit der oben genannten vorbekannten Sicher
heitslenksäule aus einem Wellrohr konstanter Wellung und aus einer durch Scherstifte gesicherten Vorlaufstrecke.
Nachteilig hieran ist, daß die Steifigkeit des Deformationsgliedes nur zwei Steifigkeitswerte aufweist und daß
das Arbeitsaufnahmevermögen der Vorlaufstrecke im wesentlichen durch die der Scherstifte bestimmt, also relativ
klein und auf einen sehr kurzen Veg beschränkt ist. Das Arbeitsaufnahmevermögen der Vorlaufstrecke entzieht sich
gewissermaßen einer Auslegung.
Es gibt eine andere Art von Sicherheitelenksäulen (vgl. DT-OS 2 o52 3o6), bei denen die Lenkwelle selber wenigstens teilweise ebenfalls als stoßabsorbierendes Deformationsglied, nämlich als Wellrohr ausgebildet ist, so
daß zwei konzentrisch ineinanderliegend angeordnete Wellrohre in der Lenksäule vorhanden sind. Dabei ist
das Lenkwellen-Wellrohr derart ausgebildet bzw. angeordnet, daß es zunächst alleine die Stoßenergie aufzunehmen
hat, weil ea zunächst alleine im Kraftfluß liegt. Erst nach einer gewissen Defortnationsstrecke kommt auch das
äußere Wellrohr zum Anliegen im Kraftfluß und trägt zur Stoßabsorption mit bei. Diese Ausgestaltung läßt sich
nach dor oben genannten Veröffentlichung auch noch dahingehend modifizieren, daß das eine der Wellrohre, nämlich das Lenkwellen-Wellrohr über eine Sollbruchstelle,
7503823 11.08.77
- 3 - Daiai Io
ζ. D. einen Scherotift an die eine Abstützung angehängt
ist und ab einem bestimmten Kraftwert diese Sollbruchstelle nachgibt, »o daß bei Überschreiten der Bruchkraft
nur noch eines der Wellrohre im Kraftfluß angeordnet ist und die Deformationsenergie alleine aufnehmen muß. Zwar
bietet diese Lenksäule gegenüber der vorex~wähnten den Vorteil einer gezielten Auslegung der beiden Stufen der
Energieabsorption, jedoch weist sie den Nachteil auf, daß dazu zwei verschiedene Wellrohre erforderlich sind.
Außerdem sind die Wellrohre nicht gegen Knicken abgesichert, so daß die größere Wahrscheinlichkeit besteht,
daß nach einer kleinen Deformation der Wellrohre diese unkontrolliert seitlich ausknicken. Hierbei wird vor allem ein weit geringerer Betrag an Stoßenergie absorbiert
als bei knickfreier axialer Deformation.
Weiterhin ist es an Sicherheitslenksäulen bekannt, wellrohrähnliche Deformationsglieder mit in Axialrichtung unterschiedlicher Steifigkeit anzuordnen, sogenannte konische Pralltöpfe (vgl. DT-PS 1 229 86o oder DT-OS 1 9o3 255)
Hierbei wird eine Progression in der Kraft/Weg-Kennlinie der Deformationsglieder erzielt, die dazu dient, mit zunehmender Deformation der Dewegung einen zunehmenden Widerstand entgegenzusetzen. Die eine dieser zuletzt genannten Veröffentlichungen zeigt einen ungeführten ausknickenden Pralltopf; die andere zeigt ein auf Zug beanspruchtes
Deformationsglied.
7503823 1i.oa77 _
Daim Io k2l/k
Itf
Weiterhin ist im Zusammenhang mit Sicherheitslenksäulen bekannt (vgl. z. B* DT-OS 2 l4o 221), daß durch
die Abmessungen eines Wellrohres, wie Länge und Tiefe
der Wellen« Materialdicke und Materialgüte die Steifigkeit in weiten Grenzen variiert werden kann, um
eine bestimmte Charakteristik der plastischen Verformung zu erzielen. Daneben ist es auch bekannt (vgl.
DT-AS 1 630 857), durch Schlitze in den Wellrohren, und zwar durch deren Tiefe und Anzahl die Charakteristik der Wellrohre bei deren Verformung zu beeinflussen.
Aufbauend auf diesem Stand der Technik wird zur Erhöhung des Arbeitsaufnahmevermögens durch weitgehende Konstanthaltung der Laufkraft nahe der zulässigen Maximalkraft
erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei der Sicherheitelenksäule der eingangs genannten Art die unterschiedlichen Steifigkeitswerte in an sich bekannter Weise am
Wellrohr selber vorgesehen sind. Hierbei können vorteilhafterweise die Steifigkeitswerte über die Länge des
Wellrohres stufenweise geändert sein. In fertigungsgünstiger Weise kann vorgesehen sein, daß die Wandstärke
und die Materialeigenschaft über die Länge des Wellrohres - wie an sich bekannt - unverändert ist, daß aber
die Wellentiefe bzw. -höhe und/oder die Wellenlänge über der Länge des Wellrohres geändert sind.
Die Erfindung ist anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispieles im folgenden näher erläutert; es zeigen:
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Daim Io k2l/k
eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitslenkung, teilweise im Schnitt,
einen Axialschnitt durch das gestufte Well« rohr.
Die in der Zeichnung dargestellte Sicherheitslenkung weist ein Lenkhandrad 1 mit einem sogenannten Pralltopf 2 und
eine sich daran anschließende, zweiteilig ausgebildete Lenkspindel 3 auf, die die Verbindung mit dem Lenkgetriebe k
herstellt. Die Lenkspindel 3 ist durch zwei Lager 5 und 6
innerhalb eines Mantelrohres 7 gelagert, das sich lediglieh über einen Teil der Länge der Lenkspindel 3 erstreckt und
das seinerseits über eine Lasche 8 mit einer Langlochführung 9 durch abscherbare Stifte oder Bolzen Io an einem
fahrzeugfesten Teil 11 gehalten ist. Im Bereich zwischen
dieser Mantelrohrbefestigung und dem lenkradfernen Endbereich des Mantelrohres 7 ist auf dieses ein axial mit stufenweise
geänderten Wellenabmessungen versehenes Wellrohr cufgeschoben, dessen Innendurchmesser nur wenig größer ale
der Außendurchmesser des Mantelrohres 7 ist. Dadurch ist das Wellrohr gegen seitliches Ausknicken geführt und die axiale
Deformationsenergie des Wellrohres kann ungeschmälert zur Geltung kommen. Das lenkradferne Endο des Wellrohres 12 ist
an einem fahrzeugfesten Teil 13 abgestützt, das im Abstand von der Stirnwand lk angeordnet ist, so daß bei einem Unfall
eintretende Verformungen der .Stirnwand lk sich nicht auf das
Wellrohr 12 auswirken können·
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• ···· ·· »··« MMIMI
Daim Io 421/4
Dae in Fig. 2 vergrößert und einseift dargestellte Wellrohr
mit gestufter Vellung weist drei Abschnitte I, XI
und III auf, in denen die Axialsteifigkeit der Wellen unterschiedlich ausgebildet ist. In fertigungsgllnstiger
Weise ist der Werkstoff und die Materialdicke sowie der Innendurchmesser d± über die ganze Lange des Wellrohres
konstant beibehalten· Jedoch ist in den Abschnitten It
II und III der Außendurchsnesser des Wellrohres d_, djjt
dTIT bzw. die entsprechende Wellenhöhe stufenweise variiert·
Desgleichen ist die Wellenlänge 1-, 1» und Ij1j
stufenweise variiert· Der Abschnitt mit der größten Wellenhöhe in der Welle - der Abschnitt III - ist der am
wenigsten steife Abschnitt· Bei Deformation wird er sich zunächst mit vorbestimmter Kraft deformieren, bis ddc
Wellen einen praktisch nicht mehr deformierbaren Block bilden. Gegen Ende dieser ersten Deformationsphase wird
der Bereich II sich deformieren, bis auch dessen Wellen bis auf "Block" zusammengedrückt sind, und schließlich
wird der Bereich I zusammengedrückt, bis das gesamte Wellrohr auf Blocklänge deformiert ist.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Sicherheitslenkung
ist derart, daß bei einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkhandrad 1 zuerst der Verformungsweg des eich
daran anschließenden Pralltopfes 2 verbraucht wird. Falls dadurch nicht genügend Aufprallenergie absorbiert ist,
wird danach die Verbindung 9, Io des Mantelrohres 7 mit dem fahrzeugfernsten Teil 11 gelöst und die Lenkspindel
3 wird zusammen mit dem Mantelrohr 7 in Richtung vom Fahrer veg verschoben. Da-
·' Drf'im Io Ί21/Ί
bei läuft die nit den Mantelrohr 7 fest verbunden« Lasche 8 auf das Ende des Wellrohres 12 auf und drückt
dieses zusammen, wobei das Mantelrohr 7 als Führung gegen ein seitliches Ausweichen des Mantelrohres 12 wähnend
des Verformungsvorgangs dient. Durch den im Konstruktionszustand vorgesehenen Abstand 15 zwischen der Lasche
und dem oberen Ende des Wellrohres 12 wird erreicht, daß erst die zum Lösen der Verbindung der Lasche 8 mit dem
fahrzeugfesten Teil 11 erforderliche Kraft aufgebracht werden kann, ohne daß gleichzeitig schon die Verformung
des Wellrohres 12 einsetzt, was zu einer unerwünschten Kraftspitze geführt hatte.
Der Aufprall des Körpers des Fahrers auf das Lenkrad im KoIlisionsfall kann dadurch herabgemildert werden, daß
zunächst die zur Beschleunigung der Lenksäulenmassen erforderlichen Kräfte weitgehend alleine das Auffangen des
Körpers und somit die Aufprallhärte bestimmen und die Energieabaorption durch Deformationeglieder zunächst nur
tuüiJig, und zwar im Maße des Nachlassens der Beschleunigungskräfte einsetzen. Hierdurch kann die Kraftspitze am
Beginn des Aufschlages des Körpers auch unter verschärften Unfallbedingungen auf erträgliches oder zulässiges
Maß abgebaut und die anschließende Zeit unter Aufrechterhaltung dieser Rückhalte- oder Auffangkraft in gleicher Höhe zur raschen und wirksamen Energieabsorption
herangezogen werden. Die Fläche unter unter dem Kraft/ Weg-Diagramm, das heißt das Ausmaß der Energieabsorption
ist maximal groß.
Claims (2)
- Ansprüche1* SicherheitslenksHule für Personenkraftwagen mit einer axial zusamuendrUckbaren Lenkwelle und einem die Lenkwelle umgebenden einerseits an einem karosseriefesten Punkt axial abgestützten und andererseits von einem mit dem axialbeweglichen Teil der Lenkwelle verbundenen Anlageteil axial beaufschlagbaren stoßabsorbierenden ein Wellrohr enthaltenden Deformationsglied, welches auf unterschiedlichen Axialabschnitten unterschiedliche Werte der Axialsteifigkeit aufweist« dadurch gekennzeichnet , daß die unterschiedlichen Steifigkeitswerte in an sich bekannter Weise am Wellrohr (12) selber vorgesehen sind.
- 2. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die Steifigkeitswerte über die Länge des Wellrohres (12) stufenweise (I, II, III) geändert sind.Lenksäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Wandstärke und die Materialeigenschaft über die Länge des Wellrohres (12) - wie an sich bekannt - unverändert ist, daß aber die Wellentiefe bzw. -höhe (dj - d., dj^ - d., djjj " ^i^ und/oder die Wellenlänge (Iy,1TT ^1TTt) über der Länge des Wellrohres (12) geändert sind.7503823 11.08:77
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE7503823U DE7503823U (de) | 1975-02-08 | 1975-02-08 | Sicherheitslenksaeule fuer personenkraftwagen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE7503823U DE7503823U (de) | 1975-02-08 | 1975-02-08 | Sicherheitslenksaeule fuer personenkraftwagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7503823U true DE7503823U (de) | 1977-08-11 |
Family
ID=31958708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE7503823U Expired DE7503823U (de) | 1975-02-08 | 1975-02-08 | Sicherheitslenksaeule fuer personenkraftwagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7503823U (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4341952B4 (de) * | 1992-12-18 | 2010-01-21 | Volkswagen Ag | Fahrzeugsitz mit einer ganz oder teilweise klappbaren Rückenlehne |
-
1975
- 1975-02-08 DE DE7503823U patent/DE7503823U/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4341952B4 (de) * | 1992-12-18 | 2010-01-21 | Volkswagen Ag | Fahrzeugsitz mit einer ganz oder teilweise klappbaren Rückenlehne |
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