DE9217184U1 - Rückholsystem für das Pedalsystem und/oder die Lenksäule von Kfz - Google Patents

Rückholsystem für das Pedalsystem und/oder die Lenksäule von Kfz

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Description

Rückholsystem für das Pedalsystem und/oder die Lenksäule von Kfz.
Die Erfindung betrifft ein Rückholsystem für das Pedalsystem und/oder die Lenksäule von PKW, LKW oder dergleichen Kfz. bei einem Frontalaufprall auf ein Hindernis.
In Kraftfahrzeugen, insbesondere in PKW, sind vielfältige Ausrüstungen zur Erhöhung der Insassensicherheit üblicher Stand der Technik. So werden beispielsweise Gurtstraffer eingebaut, die die Insassen bei einem Crashfall in den Sitz zurückziehen, also die Gurtlose beseitigen. Desweiteren sind sogenannte Airbags üblich und bekannt, die die Insassen im Crashfall zurückhalten und insbesondere dafür sorgen sollen, daß der Fahrer vor einem Kopfaufprall gegen den Lenkradkranz geschützt ist. Dies insbesondere deswegen, weil im Falle eines Frontalaufpralles oder eines annähernden Frontalaufpralles des Fahrzeuges auf ein Hindernis die Lenksäule mit dem Lenkrad in den Innenraum hinein verlagert wird.
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Es hat sich gezeigt, daß ein Airbag allein nicht immer vor Kopfaufschlag gegen das in den Innenraum hinein verschobene Lenkrad schützt.
Desweiteren haben Crashversuche gezeigt, daß insbesondere bei einem Frontalaufprall das Pedalsystem in den Fahrgastraum hineinstoßen und zu schweren Verletzungen führen kann.
Im Stand der Technik ist ein Lenksäulenrückholsystem bekannt, wobei dieses System mit einem Treibsatz arbeitet, welches sich einschließlich der zugehörigen Mechanik in dem Lenksäulenrohr befindet. Diese Ausbildung ist bisher nicht in die Praxis umgesetzt worden. Nachteilig an dieser Ausbildung ist, daß die gesamte Mechanik einschließlich des Treibsatzes in dem Lenksäulenrohr angeordnet ist, was einen erheblichen konstruktiven Aufwand mit sich bringt.
Ausgehend von dem eingangs bezeichneten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Rückholsystem gattungsgemäßer Art zu schaffen, welches
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einfach zu montieren und zu installieren ist, insbesondere auch bei vorhandenen Lenksäulensystemen und dergleichen, wobei dieses System sowohl zum Rückholen der Lenksäule, als auch zum Rückholen des Pedalsystems oder zum Rückholen beider Systeme geeignet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß an einem Teil des Vorbaus des Kfz. ein Hebel angelenkt ist, dessen Gelenkachse quer zur Fahrzeuglängsachse gerichtet ist, daß der Hebel mittels eines aufprallbedingt auslösenden Betätigungselementes in Vorwärtsfahrtrichtung des Kfz. verschwenkbar ist, daß am freien Ende des Hebels oder nahe des freien Endes des Hebels der zum Lenkrad oder dergleichen Steuerelement führende Lenksäulenteil und/oder Teile des Pedalsystems befestigt sind, so daß bei einer Vorwärtsbewegung des Hebels der Lenksäulenteil nebst Lenkrad oder dergleichen in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges aus dem Fahrgastraum des Kfz. wegbewegt und/oder das Pedalsystem aus dem Fußraum des Kfz. weggeschwenkt wird.
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Durch diese Ausbildung ist es möglich, in einfacher Art und Weise und ohne Veränderung bestehender Lenksäulen oder Pedalsysteme ein solches Rückholsystem einzusetzen und einzubauen. Die Anordn'ung dieses Systems ermöglicht es auch, entweder das System zur Rückholung der Lenksäule oder zur Rückholung des Pedalsystems oder zur Rückholung beider Systeme einzusetzen. Die Anlenkung des Hebels erfolgt in einem solchen Bereich des Vorbaus des Kfz., der außerhalb der Knautschzone liegt, also zwischen Knautschzone und Fahrgastzelle angeordnet ist. Im Falle eines Frontalaufpralls oder dergleichen Crash-Zustand ist zu Beginn der Aufprallsituation die Lenksäule starr und die Pedale befinden sich in Normalposition. In einem nächsten Zeitabschnitt wird der Wagenvorbau (Knautschzone) teilweise deformiert und es beginnt die Deformation der Spritzwand oder eines ähnlich steifen Bauteiles, welches zur Aktivierung des aufprallbedingt auslösenden Betätigungselementes benutzt wird. Durch das Betätigungselement wird der Hebel in Vorwärtsfahrtrichtung des Kfz. verschwenkt, wobei gleichzeitig die am freien Ende des Hebels angekuppelten Systeme (Lenksäule und/oder Pedalsystem) bewegt werden,
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wobei die Lenksäule entsprechend der eintstellbaren Hebelbewegung beispielsweise um 120 mm zurückgezogen wird und das Pedalsystem aus dem Fußweg des Fahrers weggezogen wird.
Das Ansprechen des Betätigungselementes kann durch die Deformation der Spritzwand des Fahrzeuges erreicht werden, jedoch kann dieses Betätigungselement auch durch eine Verschiebung des Motors (bei Frontmotoranordnung) aktiviert werden. In üblicher Weise kann die Lenksäule mehrfach abgewinkelt und geknickt sein, so daß der dem vorderen Ende des Fahrzeuges benachbarte Bereich der Lenksäule im Crashfall abknicken kann. Die Lenksäule kann, wie dies üblich ist, eine gitterförmige Deformationszone aufweisen, die crashbedingt und/oder durch die Hebelbewegung bedingt deformiert werden kann.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß der Hebel und das Betätigungselement neben der Lenksäule oder neben Lenksäulenteilen angeordnet und gehaltert ist.
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Diese Anordnung erlaubt eine möglichst nahe Zuordnung der entsprechenden Elemente zur Lenksäule, ohne daß die Lenksäule selbst hinsichtlich ihrer Ausbildung und Einbaulage verändert werden müßte.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Hebel an der dem vorderen Fahrzeugende abgewandten Seite einer Spritzwand oder dergleichen steifen Bauteil angelenkt ist.
Eine besonders bevorzugte Weiterbildung, die konstruktiv einfach zu verwirklichen und besonders funktionell ist, wird darin gesehen, daß das freie Hebelende an den zurückziehbaren Teil der Lenksäule angelenkt ist, wobei das Lagerauge des Hebels vorzugsweise als in Hebellängsrichtung zielendes Langloch ausgebildet ist.
Weiterhin ist eine bevorzugte Ausbildung dadurch gekennzeichnet, daß am freien Hebelende ein Seilzug oder dergleichen Zugelement befestigt ist, der bzw. das mit dem Pedalsystem in Wirkverbindung steht.
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Vorzugsweise ist ferner vorgesehen, daß die Pedalerie hängend angeordnete Pedale aufweist, wobei das Zugelement oder der Seilzug am dem Pedal abgewandten Ende des Pedalhebels befestigt ist, und daß der Pedalhebel vorzugsweise in einer Führung geführt ist, so daß er bei einer crashbedingten Zugkraft des Zugelementes aus dem Fußraum gleichgerichtet zur Auftrittskraft einer Bedienungsperon wegschwenkt.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß das Betätigungselement aus einem crashbedingt auslösenden pyrotechnischen Treibsatz mit einem Schlagbolzen, der mechanisch im Crashfall freigegeben wird, Zündkartusche und einem mittels der Treibgase verschiebbaren Arbeitskolben besteht.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird darin gesehen, daß das Betätigungselement mit einer Schubstange aktivierbar ist, die im Crashfall von in Richtung auf die Fahrgastzelle verschobenen Karosserie-, Rahmen- oder Aufbauteilen längsverschiebbar ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des
Rückholsystems in unterschiedlichen Zeitzuständen nach einem Aufprall;
Fig. 2 und 3 ein Ausführungsbeispiel in der
Normalposition und in ausgelöster Position;
Fig. 4 bis 6 Ausführungsvarianten in Ansicht.
Das Rückholsystem für das Pedalsystem 10 und/oder die Lenksäule 6 eines Kraftfahrzeuges bei einem Frontalaufprall auf ein Hindernis besteht im wesentlichen aus einem an einem Teil 11 des Vorbaus des Kfz. angelenkten Hebel 12, dessen Gelenkachse 13 im Ausführungsbeispiel quer zur Fahrzeuglängsachse und
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horizontal gerichtet ist, einem aufprallbedingt auslösenden Betätigungselement 14, mittels dessen der Hebel 12 im Falle eines Aufpralles auf ein Hindernis in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges (in Figur 2 und 3 nach links) verschwenkbar ist, sowie der am freien Ende des Hebels 12 oder nahe seines freien Endes befestigten zum Lenkrad oder Steuerelement führenden Lenksäulenteil 6 und Pedalsystem 10. Bei einer Vorwärtsbewegung des Hebels 12 aus der Position gemäß Figur 2 in die in Figur 3 gestrichelt gezeigte Position wird das Lenksäulenteil 6 nebst Lenkrad in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges aus dem Fahrzeugraum des Kfz. wegbewegt und das Pedalsystem 10 aus dem Fußraum des Kfz. weggeschwenkt, wie ebenfalls aus der Darstellung in Figur 2 und 3 ersichtlich ist.
Der Hebel 12 und das Betätigungselement 14 sind neben der Lenksäule 6 oder neben Lenksäulenteilen angeordnet und gehaltert. Der Hebel ist an der dem vorderen Fahrzeugende abgewandten Seite einer Spritzwand (Teil 11 des Vorbaus) angelenkt. Das freie Hebelende ist an dem zurückziehbaren Teil der Lenksäule 6
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angelenkt, wobei das Lagerauge 15 des Hebels 12 als in Hebellängsrichtung zielendes Langloch ausgebildet ist. Auf diese Weise wird der beim Verschieben der Lenksäule 6 in deren Achsrichtung benötigte Spielraum zwischen der Gelenkstelle und dem Lagerauge 15 sichergestellt.
Am freien Hebelende ist zusätzlich ein Seilzug 8 oder ein ähnliches Zug- oder Stellelement befestigt, daß mit dem Pedalsystem 10 in Wirkverbindung steht. Im Ausführungsbeispiel ist der Seilzug 8 über Umlenkrollen 16 zu einem Befestigungspunkt am oberen Ende 17 des Pedales 18 des Pedalsystemes 10 geführt. Bei einer Schwenkbewegung des Hebels 12 aus der in Figur 3 in durchgezogenen Linien gezeigten Position in die in Figur 3 in gestrichelten Linien gezeigte Position wird der Hebel 18 durch das angreifende Zugseil 8 aus der Position gemäß durchgezogenen Linien in die Position gemäß gestrichelten Linien überführt, wozu an der Pedalhalterung 7 eine Umlenkung 9 für den Pedalhebel des Pedales 18 ausgebildet ist. Das Pedalsystem weist hängend angeordnete Pedale 18 auf, wobei das Zugelement
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(der Seilzug 8 oder dergleichen) an dem Pedal abgewandten Ende des Pedalhebels befestigt ist. Der Pedalhebel 18 ist vorzugsweise in einer Führung geführt, so daß er
bei einer crashbedingten Zugkraft des Zugelementes
(Stahlseil 8) aus dem Fußraum gleichgerichtet zur
Auftrittskraft einer Bedienungsperson wegschwenkt.
Das Betätigungselement 14 besteht aus einem crashbedingt auslösenden pyrotechnischen Treibsatz mit einem
Schlagbolzen 19, der durch eine vorgespannte
Druckfeder 20 beaufschlagt ist und der mechanisch im
Crashfall freigegeben wird, einer Zündkartusche 4 und einem mittels der Treibgase der Zündkartusche
verschiebbaren Arbeitskolben 5. Der Arbeitskolben 5
ist etwa mittig der Längserstreckung des Hebels 12 an diesem angelenkt.
Das Betätigungselement ist mit einer Schubstange 21
aktivierbar, die im Crashfall von in Richtung auf die Fahrgastzelle verschobenen Karosserie-, Rahmen- oder Aufbauteilen längsverschiebbar ist. Im
Ausführungsbeispiel erfolgt die mögliche Verschiebung durch crashbedingte Bewegung des Teiles 11.
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In der Figur 1 ist das Rückholsystem in unterschiedlichen Zeitzuständen in Grashsituationen dargestellt.
Die Position A entspricht der Zeit t = 0 , nämlich der Ausgangsstellung bei Crashbeginn. Die Lenksäule ist starr und die Pedale sind in Normalfahrposition. Die Stellung B entspricht der Zeit t = 40 ms nach Crashbeginn.
Der Wagenvorbau (Knautschzone) hat sich teilweise deformiert. Es beginnt eine Spritzwanddeformation und damit die Aktivierung des Rückholsystems über die Schubstange 21. Die Position und Stabilität für den Fahrerairbag, der in dem Pralltopf des Lenkrades 22 angeordnet ist, ist gewährleistet.
Die Darstellung C entspricht der Zeit t = 42 ms nach dem Aufprall. Die Schubstange 21 löst die pyrotechnische Rückzugseinheit aus. Der Kolben 5 bewegt sich nach vorn (in der Zeichnung nach links).
Die Abbildung D entspricht der Zeit t = 50 ms nach dem Aufprall.
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Der Kolben 5 ist ganz ausgefahren und das Lenkrad ist infolge der Hebelbewegung 12 um ca. 120 bis 150 mm zurückgezogen.
Die Position E entspricht der Zeit t> 50 ms. Bei weiterer Bewegung des Fahrzeugvorbaus wird das Lenkrad nicht weiter verschoben und die Pedale sind aus dem Fußraum entfernt.
In Figur 2 und 3 sind Einzelheiten des Systemes ersichtlich. Ein Beschleunigungsensor 1 gibt bei einer Verzögerung von ca. 6g eine Verriegelung 2 für den Schlagbolzen 19 frei. Die Verriegelung 2 wird durch die Schubstange 21 betätigt. Bei einer Deformation des Wandungsteiles 11 wird die Schubstange 21 aus der Position gemäß Figur 2 nach rechts verschoben, so daß die Verriegelung 2 Kugeln 3 freigibt, die aus Wandungsöffnungen einer Wandung herausfallen können, die den Schlagbolzen 19 umgibt. Damit ist der Schlagbolzen 19 freigegeben und wird aufgrund der Wirkung der vorgespannten Schraubendruckfeder 20 in Richtung auf die Kartusche 4 beschleunigt.
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Der Schlagbolzen 19 schlägt auf die Kartusche auf, worauf deren Ladung zündet und das Arbeitsgas freigibt. Hierdurch wird der Kolben 5 aufgrund des Druckanstieges in der Zeichnung nach links bewegt. Diese Kolbenbewegung hat eine Verschwenkung des Hebels 12 um die Anlenkstelle 13 zur Folge, wobei die Lenksäule 6 im Bereich der unteren Anlenkung des Hebels mitgenommen und gestaucht wird. Der Schwenkweg des Hebels entspricht damit dem Weg, um welchen die Lenksäule gestaucht wird. Das Lenkrad 22 wird entsprechend vom Fahrer weggezogen. Gleichzeitig zieht das an der Pedalhalterung 7 bzw. am Hebel 18 angelenkte oder befestigte Drahtseil 8 oder ein anderes Zugelement die sich abscherende Halterung des Pedales 18 über eine Umlenkung 9 nach schräg oben (in der Zeichnung nach rechts) weg.
In den Zeichnungsfiguren 4 bis 6 sind unterschiedliche Ausführungsformen für das Pedalrückholsystem gezeigt. Das Pedalsystem 10 weist bei der Ausführungsform Figur 4 einen Pedalhebel 18 auf, der in einem Pedallager 23 gelagert ist. Das Pedallager 23 ist über Abscherstifte 24 mit karosseriefesten Teilen verbunden.
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Das angreifende Zugseil 8 ist in der Zeichnung oben ersichtlich. Die Zugrichtung ist mit 25 angegeben. Nach Auslösung des Betätigungselementes 14 wird in Richtung des Pfeiles 15 Zugkraft auf das Drahtseil 8 ausgeübt, wodurch das Pedal 18 samt Pedallager 23 von den karosseriefesten Bestandteilen getrennt wird, indem die Abscherstifte 24 abgeschert werden. Das Pedal kann dann in die gestrichelte Position gemäß Figur 4 durch Zugeinwirkung am Drahtseil 8 verschoben werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist das Pedal 18 über eine Pedalachse 26 in dem Pedallager 23 gelagert. Die Achse 26 ist in eine oben offene U-förmige Ausnehmung des Pedallagers eingesetzt, welche Ausnehmung mündungsseitig durch Abscherstifte 24 verschlossen ist. Bei entsprechender Zugeinwirkung an dem Drahtseil 8 wird der Abscherstift 24 abgeschert und das Pedal 18 kann sich aus der Position, die in durchgezogenen Linien gezeigt ist, in die Position, die in gestrichelten Linien gezeigt ist, bewegen (infolge der Zugkrafteinwirkung).
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist wiederum
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das Pedal 18 mit einer Achse 26 in entsprechenden Lagerbohrungen des Pedallagers 23 gehalten. In durchgezogenen Linien ist in Normalposition gezeigt, in welcher das- Pedal 18 normal betätigbar ist. Bei crashbedingten Zugkräften in Richtung des,Pfeiles 25, die am Zugseil 8 angreifen, wird das Pedal 18 längsverschoben, wozu das Pedal eine in seiner Längsrichtung verlaufende Langlochausbildung 27 aufweist Das Pedal kann damit in die in gestrichelten Linien gezeigte Position überführt werden.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (8)

Schmidt 10904/92 - 17 - Schutzansprüche:
1. Riickholsystem für das Pedalsystem und/oder die Lenksäule von PKW, LKW oder dergleichen Kfz. bei einem Frontalauf-prall auf ein Hindernis, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Teil (11) des Vorbaus des Kfz. ein Hebel (12) angelenkt ist, dessen Gelenkachse (13) quer zur Fahrzeuglängsachse gerichtet ist, daß der Heb;el (12) mittels eines aufprallbedingt auslösenden Betätigungselementes in Vorwärtsfahrtriahtung des Kfz. verschwenkbar ist, daß am freien En'de des Hebels (12) oder nahe des freien Endes des Hebels (12) der zum Lenkrad oder dergleichen Steuerelement führende Lenksäulenteil (6) und/oder Teile des Pedalsystems (10) befestigt sind, so daß bei einer Vorwärtsbewegung des Hebels (12) der Lenksäulenteil (6) nebst Lenkrad (22) oder dergleichen in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges aus dem Fahrgastraum des Kfz. wegbewegt und/oder das Pedalsystem (10) aus dem Fußraum des Kfz. weggeschwenkt wird.
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2. Rückholsystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (12) und das Betätigungselement (14) neben der Lenksäule (6) oder neben Lenksäulenteilen angeordnet und gehaltert ist.
3. Rückholsystem nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (12) an der dem vorderen Fahrzeugende abgewandten Seite einer Spritzwand oder dergleichen steifen Bauteil (11) angelenkt ist.
4. Rückholsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Hebelende an dem zurückziehbaren Teil der Lenksäule (6) angelenkt ist, wobei das Lagerauge (15) des Hebels (12) vorzugsweise als in Hebellängsrichtung zielendes Langloch ausgebildet ist.
5. Rückholsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Hebelende ein Seilzug (8) oder dergleichen Zugelement befestigt ist, der bzw. das mit dem Pedalsystem (10) in Wirkverbindung steht.
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6. Rückholsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pedalerie hängend angeordnete Pedale (18) aufweist, wobei das Zugelement (8) oder der Seilzug am dem Pedal (18) abgewandten Ende des Pedalhebels befestigt ist, und daß der Pedalhebel vorzugsweise in einer Führung geführt ist, so daß er bei einer crashbedingten Zugkraft des Zugelementes (8) aus dem Fußraum gleichgerichtet zur Auftrittskraft einer Bedienungsperson wegschwenkt.
7. Rückholsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (14) aus einem crashbedingt auslösenden pyrotechnischen Treibsatz mit einem Schlagbolzen (19), der mechanisch im Crashfall freigegeben wird, Zündkartusche (5) und einem mittels der Treibgase verschiebbaren Arbeitskolben (5) besteht.
8. Rückholsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (14) mit einer Schubstange (12) aktivierbar ist, die im Crashfall von in Richtung auf die Fahrgastzelle verschobenen Karosserie-, Rahmen oder Aufbauteilen (11) längsyerschiebbar ist.
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