WO2001094187A1 - Energieabsorbierendes lagergehäuse - Google Patents

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WO2001094187A1
WO2001094187A1 PCT/AT2001/000177 AT0100177W WO0194187A1 WO 2001094187 A1 WO2001094187 A1 WO 2001094187A1 AT 0100177 W AT0100177 W AT 0100177W WO 0194187 A1 WO0194187 A1 WO 0194187A1
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WO
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bearing housing
deformation
arrangement
housing according
fastening
Prior art date
Application number
PCT/AT2001/000177
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Heiml
Original Assignee
Stiwa-Fertigungstechnik Sticht Gesellschaft M.B.H.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stiwa-Fertigungstechnik Sticht Gesellschaft M.B.H. filed Critical Stiwa-Fertigungstechnik Sticht Gesellschaft M.B.H.
Priority to AU2001273725A priority Critical patent/AU2001273725A1/en
Publication of WO2001094187A1 publication Critical patent/WO2001094187A1/de

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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
    • B62D1/195—Yieldable supports for the steering column

Definitions

  • the invention relates to a bearing housing for a steering shaft of a steering device of a motor vehicle, a deformation arrangement and a body or body part as described in the preambles of claims 1, 28 and 37.
  • a bearing housing with an energy-absorbing deformation arrangement is known, which is arranged between a casing tube supporting the steering shaft and the body of the vehicle and after a vehicle impact and / or an impact of the driver on the steering wheel, the kinetic energy or the impact energy generated by a deformation and / or displacement of the bearing housing relative to. Attachment of the deformation arrangement to the body absorbed.
  • the deformation arrangements arranged on both sides at a distance from the steering shaft are received via a mounting plate connected to the tubular casing of the steering shaft.
  • the deformation arrangements form, for example, strip-shaped deformation devices between the mounting plate and a holder associated therewith, the deformation devices oriented in the longitudinal extent of the steering shaft being connected at one end region to the locking device of the body and a further end region distanced from this being connected to a holder of the mounting plate.
  • the deformation devices are folded in multiple layers in the longitudinal direction in such a way that an approximately meandering cross section is formed
  • Deformation arrangement is formed by two opposing deformation devices which run parallel to the longitudinal extension of the steering shaft and which are arranged on a mounting plate connecting them.
  • the mounting plate has two slot arrangements assigned to the deformation devices for receiving an U-shaped energy-absorbing intermediate area of the deformation devices projecting into them, one in the U-shaped intermediate area is positioned transversely to the longitudinal extension of the bearing housing, is connected to the mounting plate and is held in position bending intermediate region of the deformation devices.
  • the deformation arrangement which has a large number of individual components, requires additional means for fastening it to the jacket tube, which, due to the high kinetic energy or impact energy released during a vehicle impact, require a robust construction, which leads to an increase in the total weight of the steering device and the material and Manufacturing costs are coming.
  • a further bearing housing for a motor vehicle with a deformation arrangement which absorbs at least a fraction of the energy or impact energy released after a vehicle impact and / or after a driver impact on the steering wheel is known from US Pat. No. 5,738,377 A.
  • the deformation devices of the deformation arrangement opposite on both sides of the steering shaft run parallel to the longitudinal extension of the steering shaft and have notches arranged in a recessed manner in the longitudinal extension, so that a shock movement causes a relative movement between the deformation device connected to the casing tube and the body of the vehicle.
  • the deformation device which essentially has a tear tab, is torn open during the vehicle impact in the direction of the impact along the notches, as a result of which at least some of the energy is absorbed.
  • An edge zone surrounding the pull tab is fixedly connected to the body.
  • Such a bearing housing has only very low transverse rigidity, as a result of which an action of force directed obliquely to the steering shaft, a displacement or
  • the present invention has for its object to produce a structurally simple, space-saving and energy-absorbing bearing housing for a steering shaft of a steering device of a motor vehicle with observing the narrowest tolerance limits and at low manufacturing costs with a few manufacturing steps.
  • a one-piece molded body is created from rectangular cut and / or punched and / or bent parts using a folding machine, which in the area of its end faces in a plane perpendicular to its longitudinal extent, for example tubular or polygonal etc.
  • a folding machine which in the area of its end faces in a plane perpendicular to its longitudinal extent, for example tubular or polygonal etc.
  • a steering device with the bearing housing and the steering shaft etc. can be manufactured in a largely automated assembly line with the highest precision at low manufacturing costs and short throughput times. Furthermore, the bearing housing simultaneously forms a bearing receiving point on the two opposite end faces for the bearing on both sides
  • Steering shaft which can also be produced in one piece in the final production, in particular the folding of a blank part. Furthermore, there is the advantage that a high transverse rigidity can be achieved by the arrangement of the steering shafts and the bearing points even with small wall thicknesses.
  • prefabricated standardized components can be used for the production of a bearing housing.
  • An embodiment according to claim 3 is also advantageous, since pre-fabricated one- or multi-part deformation arrangements can be connected to the bearing housing, as a result of which the number of changeover processes for shaping the blank part into its final design can be reduced.
  • An embodiment according to claim 5 is also advantageous, since a crosswise to the longitudinal axis of the steering shaft is achieved by the arrangement of the bearing mounting points on the face side and by the arrangement of the deformation arrangements between the two opposite bearing mounting points Directed buckling can be avoided and the kinetic energy can be largely absorbed in the longitudinal direction of the steering shaft via the deformation arrangement.
  • An embodiment according to claim 7 is also advantageous because it allows adaptation to predetermined installation conditions.
  • Another embodiment according to claim 8 is also advantageous, since the dimensions of the pipe sections can already be matched to known dimensions of standardized, inexpensive bearings, as a result of which the manufacturing costs can be kept low.
  • part of the kinetic energy is absorbed by the deformation arrangement by overlapping and / or overlapping of the legs as a result of a friction between the two legs lying against one another in regions and the rest of the kinetic energy is absorbed by the deformation arrangement becomes.
  • an embodiment according to claim 13 is also advantageous because it provides a space between the body and the molded tube, for example for laying electrical supply lines, etc.
  • the embodiment according to claim 14 enables a small-sized structural design of the bearing housing.
  • the development according to claim 18 ensures that a higher proportion of kinetic energy, in particular impact energy, can be absorbed by increasing the rigidity and an associated increase in the deformation resistance.
  • an embodiment according to claim 20 is also advantageous, as a result of which an essentially seamless, robust tube section with high rigidity is produced.
  • a positive connection can be made without any filler material.
  • the embodiment according to claim 22 is advantageous, as a result of which a course formed by the outline enables the edges and grooves to be simply joined together to form a tube section.
  • the object of the invention is also achieved by the features of claim 28.
  • the surprising advantage resulting from the features of the characterizing part of claim 28 is that, for example, a possibly one-piece molded body is created from a rectangular blank and / or stamped and / or bent part, which one
  • the energy-absorbing deformation arrangement can be produced inexpensively, without great mechanical effort and with high manufacturing accuracy. Furthermore, the screw arrangement or fastening arrangement held and fixed in its initial position can be moved by a relative movement between the fastening arrangement and the deformation arrangement on a short displacement or
  • Displacement paths are absorbed by the restraining elements spaced from one another and from each other, a large part or the entire proportion of the kinetic energy during a vehicle impact.
  • a further embodiment according to claim 29 is also advantageous, since the use of simply constructed tools makes it possible to produce the deformation arrangement in a simplified manner.
  • a configuration according to claim 30 is also advantageous, since the opening area, which has essentially multiple functions, and / or the retaining elements, on the one hand, hold and / or fix the fastening arrangement in its starting position, and, on the other hand, due to the tapering or narrowing of the opening area during a vehicle impact, an energy-absorbing material displacement is achieved.
  • An embodiment according to claim 34 is also advantageous because the screw arrangements designed with a diameter essentially form the molded body displacing the material of the retaining elements by the screw arrangement locking the bearing housing to the body.
  • a difference is formed by the difference in the diameter and the sum of the heights of the retaining elements, in which the displaced material is placed during a vehicle impact, thereby creating a sliding surface or plane for the screw arrangement or bolt arrangement etc. forming a screw arrangement or fastening arrangement displacing during a vehicle impact. This enables jerk-free, steadily growing energy absorption to be achieved.
  • the object of the invention is also achieved by the features described in the characterizing part of claim 37.
  • the advantage here is that a simply constructed, multi-function bearing housing, which essentially forms a component, is created with the body, which is inexpensive and easy to manufacture.
  • FIG. 1 shows a bearing housing according to the invention in a view from below and in a highly simplified, schematic representation
  • Figure 2 shows the bearing housing according to the invention in an end view and in a simplified, schematic representation.
  • 3 shows the bearing housing, cut along the lines III-LTI in Fig. 1.
  • FIG. 4 shows a further embodiment variant of the deformation arrangement according to the invention in a front view and a greatly simplified, schematic representation
  • FIG. 5 shows a further embodiment variant of the deformation arrangement according to the invention in a front view and a greatly simplified, schematic representation
  • FIG. 6 shows a further embodiment variant of the deformation arrangement according to the invention in a front view and in a greatly simplified, schematic representation
  • FIG. 8 shows a further embodiment variant of the deformation arrangement according to the invention in a slightly deformed state after a vehicle impact in a side view and in a simplified, schematic representation
  • FIG. 9 shows a further embodiment variant of the deformation arrangement according to the invention with a mounting plate in an end view, partially in section and in a greatly simplified, schematic representation;
  • FIG. 10 shows a partial area of the bearing housing in a top view with the deformation arrangement according to the invention in a simplified, schematic representation.
  • the bearing housing 1 which extends at least over part of the length of the steering shaft 2 or covers it, represents, for example, an imaginary cylindrical molded tube 5 which at least partially surrounds the steering shaft 2 and forms a bearing receiving point 8, 9 on its opposite end faces 6, 7 ,
  • the molded tube 4, which is expediently formed with a diameter 10, consists of the two ends, with one
  • Width 11 executed bearing receiving points 8 and 9 and an intermediate, in the direction of a longitudinal axis 12 of the molded tube 4 opening 13, are formed on the transverse direction of the longitudinal direction two opposite, perpendicular or oblique to a plane perpendicular to the longitudinal axis 12 deforming devices 4 and on which are spaced apart by one or more fastening tongues 14, which extend horizontally in the longitudinal direction according to the diameter 9 and which project beyond the circumference of the bearing housing 1 and are closer to the steering wheel.
  • the fastening tongues 14 equipped with fastening bores 15 preferably lie plane-parallel on the two opposite sides 16, 17 on the circumference of the molded tube 5.
  • the opening 13 expediently extends over half the circumference of the bearing housing 1.
  • An intermediate tube section 18 formed between the bearing receiving points 8, 9 has a plane perpendicular to its longitudinal extent, a semicircular or polygonal cross section, and the base 19 of the intermediate tube section 18 runs with the longitudinal axis 12 congruent and plane-parallel.
  • the pipe sections 20, 21 which are longitudinally oriented across the width 11 of the bearing receiving points 8 and 9 and expediently cylindrical, forming the bearing receiving points 8 and 9 and which have at least one joint 22 located on the circumference, at which edges 23 and cavities 24 which are present via a connecting element are combined with one another, can of course also form a polygonal cross section.
  • the bearings for the steering shaft 2 are arranged. These can, for example, be pressed in, glued, etc. All joining methods known from the prior art, for example gluing, riveting, welding, stapling or form-fitting connections etc., can be used as connecting elements.
  • the energy-absorbing deformation arrangement 3, which has deformation devices 4, is at least parallel or obliquely formed by at least two spaced-apart in the longitudinal direction of the shaped tube 4, at the two opposite end regions 25, 26 of the intermediate tube section 18, and integrally formed on the imaginary shaped tube 5 an axis of symmetry 27 is formed in a direction opposite to the body or in the direction of the extending straps 28.
  • Legs 29 spaced apart from one another in the longitudinal extent of the intermediate tube section 18 are at least partially covered and / or overlapped by the advancing and opposing legs 30 and on a side 31 opposite the opening 13 with a fastening cheek which is arranged approximately perpendicular to the leg 30 and forms a connecting leg 32 33 joined together in the same material.
  • a radius is formed between the mutually facing narrow side surfaces of the legs 29 and the intermediate tube section 18 and the legs 30 and the connecting leg 32, as a result of which stress peaks during an energy impact due to a vehicle impact can be avoided.
  • the connecting leg 32 forming part of the locking device or the fastening cheek 33, which can optionally also connect the legs 30, is fixedly connected to the body.
  • the deformation tabs 28 can also extend in the direction of the body.
  • a multiple change of direction of the legs 29 and 30 that overlap or overlap at least in regions is also possible.
  • the legs 29, 30 can be brought into an at least regionally simple or multiple overlap or overlap position.
  • the fastening cheeks 33 equipped with fastening bores 34 are fixedly connected to the body not shown in this figure.
  • the two approximately strip-shaped legs 30 connected via the connecting leg 32 have a cross-sectional increase in the direction of the fastening cheek 33, as is the case, for example, with a U-shaped cross section with parallel end faces 35 at the ends.
  • FIGS. 4 to 7 show further embodiment variants of the deformation arrangement 3 according to the invention with the deformation device 4 and its deformation tabs 28. shows, which have stiffening elements 36 in a region opposite the connecting leg 32, which are designed, for example, as windings 37 and / or serpentine and / or meandering covering regions etc.
  • the legs 29, 30 formed by the deformation tabs 28, for example in the form of coils etc., are rolled up in the form of turns 37 up to approximately 360 ° into a side facing and / or facing away from the axis of symmetry 27.
  • the meandering and / or serpentine etc. stiffening elements 36 overlap one or more times and, if necessary, are folded one on top of the other, as a result of which the legs 29, 30 at least partially overlap.
  • the legs 29 and 30 of the deformation tabs 28 can also extend between the body and the bearing housing 1.
  • An increase in rigidity can be achieved by such designs.
  • a material with sufficient toughness and strength such as metals, non-ferrous metals, plastics, composite materials etc. or also clad materials, in particular clad metal sheets, or by attaching beads, a further increase in load capacity can be achieved.
  • Another advantage of the design of the deformation tabs 28 results from the small, space-saving design.
  • Another training is that e.g. the legs 29 formed by the deformation tabs 28; 30 via one or more connecting elements designed with or without a predetermined breaking point, in particular screws, bolts, rivets, transverse to the longitudinal extension of the legs 29; 30 are connected.
  • the two opposite end faces 35 of the legs 29; 30 local connections, such as can be carried out by spot welding, etc., which require a certain amount of energy when subjected to force, and therefore absorb energy in order to deform or break this connection.
  • FIG. 6 A further embodiment of the deformation arrangement 3 is shown in FIG. 6.
  • tear tabs 38 in the region of the legs 29; 30 trained turning point 39, which represents a stiffening element 36 enveloping the circumference on all sides to increase the resistance to deformation and forms an approximately hook-shaped element at its two end regions for the mutual connection of the two mutually aligned end regions.
  • the molded stiffening elements 36 can also be specially manufactured and attached using a frictional and / or form-fitting connection known from the prior art, for example welding, gluing, soldering, riveting, etc.
  • the bearing housing 1 consists of a one-piece, possibly material-uniform stamping and / or bending and / or cutting part 41, which is manufactured, for example, from a rectangular sheet metal.
  • the appropriately symmetrically formed stamping and / or bending and / or cutting part 41 essentially consists of three areas, the first area closer to the steering wheel representing the ring-shaped or polygonal etc. bearing receiving point 8 and the two opposite, for example rectangularly shaped fastening tongues 13 are arranged transversely to its longitudinal extent, the second area forms the band-like or strip-shaped deformation devices 4 for the deformation arrangements 3 with its fastening cheeks 33 and the third area forms the ring-shaped or polygonal etc.
  • the two opposite end-side bearing receiving points 8 and 9 form, at their two opposite, transversely to the longitudinal extension and facing away from each other, approximately trapezoidal edges 23, which have slightly larger dimensions than the edges 23 due to the intervening cavities 24 , are separated from one another, so that at least one edge 23 can hook into at least one cavity 24 and form a meandering or serpentine etc. joint 22.
  • the imaginary trapezoidal recesses 44 which are placed against one another in the area of the turning point 39, have a rounding in their transition area opposite in the direction of the longitudinal axis 12.
  • the approximately rectangular side wings 43 have two each with the longer one
  • the deformation arrangement 3 is formed by two opposite, spaced-apart side wings 43, between which a transition region 42, which may form the semicircular intermediate tube section 18, is arranged.
  • the cross section formed transversely to the longitudinal axis 12 by a recess 44 runs in a direction of the two imaginary trapezoids inclined towards each other.
  • a suitably rectangular transition area 42 parallel to the longitudinal axis 12 distances the two opposite side wings 43 provided with the recess 44.
  • Another embodiment variant consists in that the bearing housing 1, with which the possibly multi-part deformation arrangements 3, in particular the deformation devices 4, are connected in a positive and / or non-positive manner, is of multi-part design.
  • the connection can be formed using all frictional and / or positive connections known from the prior art, for example welded, adhesive, soldered, riveted, screwed connections, etc.
  • the shock-absorbing bearing housing 1 acts in a rear-end collision in the following manner that the shock that acts on the body of the vehicle occupant or on the steering wheel is reduced.
  • the bearing housing 1 with the rotatable, possibly length-adjustable steering shaft 2 mounted therein is displaced or displaced in the direction of the passenger compartment relative to a fastening arrangement 47 which is locked in place on a body 46 or a body part.
  • the fastening arrangement 47 can be formed, for example, by a screw arrangement, bolt arrangement, etc., which holds the bearing housing 1 equipped with fastening cheeks 33 in position.
  • the force impulse or the kinetic energy acting in the first moment is at least largely absorbed by the energy-absorbing deformation arrangement 3, in particular the deformation devices 4, by plastic deformation of the legs 29 originally oriented approximately perpendicularly to the longitudinal axis 12, by the energy required for the deformation being achieved by the the impact force absorbs energy generated.
  • the remaining energy portion is absorbed by the upsetting process of the same molded tube 5, which occurs at least in some areas.
  • the bearing housing 1 with at least one radially circumferential expansion can be reproduced in a defined manner.
  • plastic deformation behavior is equipped, which essentially favors the compression or collapse of the molded tube 5 in itself with an axially acting force - according to arrow 45.
  • An expansion 48 arranged between the bearing receiving points 8, 9 is preferably dimensioned with a larger diameter 49 than a diameter 10 formed by the bearing housing 1, since such an expansion 48, which can be produced in a bending die, can be produced quickly and inexpensively in a single operation.
  • the depression not shown further, is also arranged between the two opposite bearing receiving points 8 and 9.
  • several widenings 48 and / or depressions can also be arranged one behind the other.
  • the expansion 48 and / or the depression receives the desired plastic deformation behavior, it is heat-treated, in particular partially annealed.
  • the impact energy generated in a vehicle impact is absorbed by the deformation devices 4 and by the widening 48 and / or depression, in that the bearing housing 1 is deformed or shifted or displaced for the time being and then shortened or compressed in its length.
  • the expansion 48 preferably has a slightly higher strength and / or toughness than the deformation tabs 28 of the deformation device 4.
  • the bearing housing 1 collapses in itself before the deformation tabs 28 are deformed until the upsetting process reaches the yield point of the collapsed shaped tube 5 to can grow to an upper yield point of the deformation tabs 28 and triggers the deformation or displacement of the deformation tabs 28 in the direction of loading.
  • Such a combination of the deformation of the deformation devices 4 and the shortening of the shaped tube 5 can be achieved despite the thin-walled and small-sized design of the bearing housing 1, a large plastic deformation path of the bearing housing 1 relative to the fastening arrangement 47 and a high energy absorption associated therewith.
  • FIG. 9 shows an advantageous further development, as can also be transferred to FIGS. 1 to 8.
  • At least one preferably flat mounting plate 50 which extends at least over part of the length of the bearing housing 5, is arranged between the body 46 or body part and the bearing housing 1.
  • a height 51 formed by the deformation tabs 28 and the fastening cheeks 33 is indicated by a height
  • the mounting plate 50 which is in linear contact with the imaginary molded tube 5 in the longitudinal direction, and the bearing housing 1 with the fastening arrangement 47 are connected to the body.
  • a bottom 53 of the mounting plate 50 which faces the bearing housing 1 and is oriented perpendicular to the axis of symmetry 27 and forms a longitudinal guide 52, supports the bearing housing 1 which deforms and / or collapses in the event of a vehicle impact.
  • the surface facing the bearing housing 1 can also be coated, for example, with a plastic.
  • an integral structural unit consisting essentially of at least two components can be connected as such to the body 46 or the body part.
  • the assembly effort for the installation of such bearing housings 1 can be substantially minimized, which is particularly advantageous if they are to be installed in an assembly line by means of robots, handling systems, etc.
  • the arrangement proposed according to the invention for energy absorption requires few components and is extremely compact in construction and requires little installation space. Furthermore, precise and reproducible and thus safe energy absorption in the event of a vehicle impact is possible.
  • FIG. 10 shows a partial area of a further embodiment variant of the bearing housing 1, which can be used with advantage both in connection with the deformation arrangement 3 according to the invention according to the embodiment as described in FIGS. 1 to 9, but also its own , can form an independent innovative solution.
  • FIG. 10 shows a portion of the stamped and / or bent and / or cut part 41 forming the bearing housing 1, which preferably has in the fastening cheeks 33 of the side wing 43 a long, preferably extending in the direction of the longitudinal axis of the steering shaft 2 has hole-shaped recess 54 which expediently forms approximately a longitudinal groove 55.
  • the fastening cheeks 33 and / or mounting plates 50 connecting the deformation tabs 28 and having at least one recess 54 penetrated by the fastening arrangement 47, in particular a screw arrangement 56, are fixedly connected to the body (not shown further).
  • the recess 54 extends from an initial region 57, which in the starting position is penetrated by the screw arrangement 56, to an end region 58 opposite this, into which the screw arrangement 56 is possibly placed after a vehicle impact.
  • An intermediate region 59 spacing the appropriately circular starting region 57 and the appropriately circular end region 58 has a plurality of retaining elements 61 which are arranged one behind the other and symmetrically about a central axis 60 and protrude into the recess 54 and which essentially form the deformation arrangement 3.
  • the recess 54, in particular the retaining elements 61 are preferably produced from a one-piece, flat, stamped and / or bent and / or cut part 41 in one production step, in particular stamping.
  • the retaining elements 61 preferably have a sawtooth-like cross-sectional profile transverse to the central axis 60.
  • Retaining elements 61 form on the side facing the initial area 57 approximately perpendicular to the central axis 60 first wall parts 62 and further, in particular convex wall portions 63 facing the initial area 57, their height 64 measured perpendicular to the central axis 60 with increasing distance in the direction of the end area 58 if necessary is enlarged.
  • a cavity 65 delimited by the first wall part 62 and by the further wall part 63 can advantageously be enlarged, as a result of which the material of the former restraining element 61 arranged upstream from a further restraining element 61 is brought into the cavity 65 and, so to speak, a sliding surface for forming the displacing screw assembly 56.
  • the fastening arrangement 47 is therefore guided over the entire length of the intermediate region 59.
  • the deformation arrangement 3, in particular the recess 54 can also be interposed by a locking device of the steering device and / or by the body and / or one interposed between the bearing housing 1 and the body 46
  • Mounting plate 50, etc. of a motor vehicle are formed.
  • a transition region arranged between the retaining elements 61 and which distances the retaining elements 61 from one another has, in the longitudinal direction or in the loading direction — according to arrow 45 — with respect to the central axis 60 two opposing and co-aligned nisch widening wall parts 66, which are interrupted by the cavities 65 which are spaced one behind the other and are delimited by the start region 57 and the end region 58. Due to the inclined wall configurations of the wall parts 66, the deformation behavior or the size of the energy to be absorbed can be significantly influenced.
  • the pairs of retaining elements 61 arranged one behind the other in the longitudinal direction can have lower or identical or higher strength and / or toughness characteristics.
  • the wall parts 66 can also run parallel to one another.
  • An opening area 67 and / or the retaining elements (61) have wall configurations which expand concavely to one another in the direction of loading - according to arrow 45.
  • the screw arrangement 56 arranged in the starting area 57 or opening area 67 forms, at least in some areas, a linear frictional engagement between the concave wall formations or wall parts of the opening area 67 and the wall formation or wall parts of the starting area 57, as a result of which the screw arrangements 56 form the fastening cheeks 33 in are positioned essentially free of play and held fixed.
  • Screw arrangement 56 and the retaining elements 61 are displaced into the cavities 65 adjacent to the retaining elements 61. If a division formed between two retaining elements 61 spaced apart in the longitudinal direction is designed to be small, the impact energy can be converted evenly and without jerks into deformation energy and possibly thermal energy.
  • a particular advantage of this embodiment is that by varying the length of the intermediate region 59 and / or the number of retaining elements 61, the energy portion to be absorbed can be predetermined.
  • An intermediate element in particular a plastic disc, is expediently arranged on a surface of the fastening cheeks 33 facing away from the body 46 between the screw heads of the screw arrangements 56, so that there is no risk of the components being placed or the screw head being pressed into the surface of the fastening cheeks within the fastening arrangement 57 33 exists.
  • a particular advantage of this embodiment is that the screw assemblies 56 are held and fixed essentially free of play exclusively by the concave wall formations of the starting area 57 or opening area 67, so that the bearing housing 1 does not have to be preloaded with respect to the body 46 or the body part, so that the quality of the safety arrangement is maintained over the entire life of a motor vehicle.
  • the opening area 67 can also be equipped with straight wall configurations which widen in an inclined manner in the direction of loading - according to arrow 45. The same naturally also applies to the wall parts 63 of the recesses 54 in the deformation arrangement 3.
  • Another embodiment variant is that the present embodiment variant is combined with one of the preceding embodiment variants and the strength and / or toughness values of the retaining elements 61 are designed such that the screw arrangement 56 is brought into the end region 58 of the recess 54 from a predetermined impact energy , where this is limited in their deformation path, whereupon a displacement or plastic deformation of the deformation arrangement 3 of the shaped tube 5 takes place.
  • a predetermined impact energy a predetermined impact energy
  • any energy absorption can be achieved, as can be achieved, for example, by simultaneously or intermittently deforming the deformation arrangements 3 of the fastening cheeks 33 and the deformation arrangements 3 of the shaped tube 5.
  • an additional sheet metal section is provided on the front ends of the stamped and / or bent and / or cut part 41, in particular the bearing receiving point 8 and 9, which, after further processing, has a radially circumferential outer ring of a appropriate ball bearings to be used formed.
  • the bearing housing 1 in particular the stamping and / or bending and / or cutting part 41, can also form a plurality of deformation arrangements 3 arranged directly next to one another in the longitudinal direction.
  • a plurality of bearing housings 1 are assigned in the direction of the longitudinal axis of the steering shaft 2.
  • FIGS. 1, 2, 3; 4, 5, 6, 7; 8th; 9; 10 shown designs and measures form the subject of independent, inventive solutions.
  • the relevant tasks and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
  • Bearing housing 41 stamping and / or bending and / or cutting part steering shaft 42 transition area deformation arrangement 43 side wing deforming device 44 recess molded tube 45 arrow front end 46 body front end 47 fastening arrangement bearing mounting point 48 widening bearing mounting point 49 average diameter 50 mounting plate width 51 height longitudinal axis 52 longitudinal guide opening 53 underside mounting tongue 54 Recess fastening hole 55 Longitudinal groove page 56 Screw arrangement page 57 Start area intermediate pipe section 58 End area base 59 Intermediate area pipe section 60 Central axis pipe section 61 Retaining element joint 62 Wall part edge 63 Wall part cavity 64 Height end area 65 cavity

Landscapes

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  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lagergehäuse (1) für eine Lenkwelle (2) eines Kraftfahrzeuges mit Lageraufnahmestellen (8; 9) zum Positionieren einer Längsachse der Lenkwelle (2) und mit zumindest einer die in Richtung der und/oder schräg zur Längsachse der Lenkwelle (2) einwirkende Energie absorbierenden Deformationsanordnung (3), die mit dem Lagergehäuse (1) verbunden ist und zumindest eine plastisch verformbare Verformungsvorrichtung (4) und eine Befestigungswange (33) zur Verbindung mit einem Karosserieteil aufweist. Die Befestigungswange (33) der Deformationsanordnung (3) ist über mehrere in Richtung der Längsachse der Lenkwelle (2) voneinander beabstandete Verformungsvorrichtungen (4) mit dem Lagergehäuse (1) verbunden.

Description

Energieabsorbierendes Lagergehäuse
Die Erfindung betrifft ein Lagergehäuse für eine Lenkwelle einer Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges, eine Deformationsanordnung und eine Karosserie bzw. Karosserieteil wie sie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 28 und 37 beschrieben sind.
Aus der US 5,547,221 A ist ein Lagergehäuse mit einer energieabsorbierenden Deformationsanordnung bekannt, die zwischen einem die Lenkwelle lagernden Mantelrohr und der Karosserie des Fahrzeuges angeordnet ist und nach einem Fahrzeugaufprall und/oder einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad die erzeugte kinetische Energie bzw. die Stoßenergie durch eine Deformation und/oder Verschiebung des Lagergehäuses relativ zur. Befestigung der Deformationsanordnung an der Karosserie absorbiert. Die beidseitig zur Lenkwelle distanziert angeordneten Deformationsanordnungen werden über eine mit dem Mantelrohr der Lenkwelle verbundenen Montageplatte aufgenommen. Die Deformationsanordnungen bilden etwa streifenföπnige Verformungsvorrichtungen zwischen der Montageplatte und einer dieser zugeordneten Halterung aus, wobei die in Längserstreckung der Lenkwelle ausgerichtete Verformungsvorrichtungen an einem Endbereich mit der Arretiervorrichtung der Karosserie und ein weiterer, zu diesem distanzierter Endbereich mit einer Halterung der Montageplatte verbunden ist. Die Verformungsvorrichtungen sind im Bereich der Halterung mehrlagig in Längserstreckung derartig gefaltet, wodurch sich ein etwa im Querschnitt meanderförmiger
Überdeckungsbereich ergibt. An diesen schließt ein zwischen der Halterung und der Arretiervorrichtung abgewinkelter Querschnittsverlauf der Verformungsvorrichtungen an. Derartige energieabsorbierende Deformationsanordnungen weisen eine hohe Anzahl von gegebenenfalls toleranzbehafteten Einzelbauteilen auf, die in zusammengestelltem Zustand eine eigenständi- ge Baueinheit bilden, die für die Unterbringung eines derartigen Lagergehäuses einen großen
Einbauraum erfordern.
Aus der DE 195 15 009 AI ist ein Lagergehäuse bekannt, die mit einer energieabsorbierenden Deformationsanordnung zur Minimierung eines Stoßes bzw. einer Energie, die auf einen Kör- per des Fahrers durch das Aufschlagen auf die Lenksäule ausgeübt wird, ausgestattet ist. Die
Deformationsanordnung wird durch zwei gegenüberliegende, parallel zur Längserstreckung der Lenkwelle verlaufende Verformungsvorrichtungen gebildet, die auf einer diese verbindende Montageplatte angeordnet sind. Die Montageplatte weist zwei den Verformungsvorrichtungen zugeordnete Schlitzanordnungen zur Aufnahme eines in diese ragenden, U-förmi- gen energieabsorbierenden Zwischenbereich der Verformungsvorrichtungen auf, wobei ein in dem U-förmigen Zwischenbereich quer zur Längserstreckung des Lagergehäuses angeordneter, mit der Montageplatte verbundener Bolzen positioniert gehalten ist, der während der Krafteinwirkung und die mit dieser verbundenen Relativbewegung der Montageplatte zur Karosserie des Kraftfahrzeuges eine durch die Wirkungsverbundenheit mit dem U-förmigen Zwischenbereich energieabsorbierende Verformung des sich verbiegenden Zwischenbereiches der Verformungsvorrichtungen bewirkt. Die eine Vielzahl von Einzelbauteilen aufweisende Deformationsanordnung benötigt zusätzliche Mittel zur Befestigung deren am Mantelrohr, die aufgrund der während eines Fahrzeugaufpralles freiwerdenden hohen kinetischen Energie bzw. Stoßenergie eine robuste Konstruktion verlangen, wodurch es zu einer Erhö- hung des Gesamtgewichtes der Lenkvorrichtung und der Material- und Fertigungskosten kommt.
Ein weiteres Lagergehäuse für ein Kraftfahrzeug mit einer Deformationsanordnung, die zumindest einen Bruchteil der nach einem Fahrzeugaufprall und/oder nach einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad die dabei freigewordene Energie bzw. Stoßenergie absorbiert, ist aus der US 5,738,377 A bekannt. Die beidseitig zur Lenkwelle gegenüberliegenden Verformungsvorrichtungen der Deformationsanordnung verlaufen parallel zur Längserstreckung der Lenkwelle und weisen in Längserstreckung vertieft angeordnete Kerben auf, sodaß bei einer Stoßbelastung eine Relativbewegung zwischen der mit dem Mantelrohr verbundenen Verfor- mungsvorrichtung und der Karosserie des Fahrzeuges ausgelöst wird. Die im wesentlichen eine Reißlasche aufweisende Verformungsvorrichtung wird während des Fahrzeugaufpralles in Richtung des Aufpralles entlang der Kerben aufgerissen, wodurch zumindest ein Teil der Energie absorbiert wird. Eine die Reißlasche umgebende Randzone ist mit der Karosserie ortsfest verbunden. Ein derartiges Lagergehäuse weist eine nur sehr geringe Quersteifigkeit auf, wodurch eine schräg zur Lenkwelle gerichtete Krafteinwirkung, eine Verdrängung bzw.
Verschiebung der Verformungsvorrichtung quer zur Längserstreckung der Lenkwelle bewirkt und dadurch das plastische Verformungsverhalten und die damit verbundene Energieabsorption erheblich beeinträchtigt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenigen Fertigungsschritten ein konstruktiv einfaches, platzsparendes und energieabsorbierendes Lagergehäuse für eine Lenkwelle einer Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges mit unter Einhaltung engster Toleranzgrenzen und zu niedrigen Herstellkosten zu produzieren.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die überra- sehenden Vorteile dieser Lösung liegen darin, daß beispielsweise aus rechteckförmigen Zuschnitt- und/oder Stanz- und/oder Biegeteilen über eine Kantmaschine ein einteiliger Formkörper geschaffen wird, der im Bereich seiner Stirnseiten in einer zu seiner Längserstreckung senkrecht aufnehmenden Ebene beispielsweise rohrförmigen oder mehreckigen etc. Quer- schnitt ausbildet, zwischen denen die Deformationsanordnung bzw. die Verformungsvorrichtungen angeformt sind, die bei einer Einwirkung von großen, Aufprallenergien bzw. Kräften, wie dies bei Unfällen vorkommt, die kinetische Energie des Aufpralles absorbieren bzw. in Verformungsenergie umwandeln und die dadurch ausgelöste Gefahr für den Fahrer erheblich reduziert. Durch die Herstellung eines einteiligen Stanz- und Biegeteiles kann man mögliche Toleranzprobleme umgehen, da sich Fertigungsungenauigkeiten nicht auf die Verformung und die Absorption der Energie auswirken. Durch die einfache Konstruktion kann eine Lenkvorrichtung mit dem Lagergehäuse und der Lenkwelle etc. in einer weitgehend automatisierten Montagestraße mit höchster Präzision zu niedrigen Herstellkosten und kurzen Durchlaufzeiten hergestellt werden. Des weiteren bildet das Lagergehäuse gleichzeitig an den beiden gegenüberliegenden Stirnseiten eine Lageraufnahmestelle für die beidseitige Lagerung der
Lenkwelle aus, die ebenfalls im wesentlichen einteilig bei der Endfertigung, insbesondere dem Abkanten eines Zuschnitteiles, herstellbar sind. Weiters ergibt sich der Vorteil, daß durch die Anordnung der Lenkwellen und den Lagerungsstellen selbst bei geringen Wandstärken eine hohe Quersteifigkeit erreichbar ist.
Gemäß einer Ausbildung, wie im Anspruch 2 beschrieben, können bereits vorgefertigte standardisierte Bauteile für die Herstellung eines Lagergehäuses verwendet werden.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Anspruch 3, da bereits vorgefertigte ein- oder mehrteilige Deformationsanordnungen mit dem Lagergehäuse verbunden werden können, wodurch die Anzahl der Umrüstvorgänge für das Umformen des Zuschnitteiles in seine endgültige Bauform reduziert werden kann.
Nach einer anderen Ausführungsvariante gemäß Anspruch 4 können dem Lagergehäuse meh- rere Befestigungspunkte bzw. Referenzpunkte mitgegeben werden, wodurch der Verformungsweg und die Verformungsenergie begrenzbar ist.
Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 5, da durch die stirnseitige Anordnung der Lageraufnahmestellen und durch die Anordnung der Deformationsanordnungen zwischen den beiden gegenüberliegenden Lageraufnahmestellen ein quer zur Längsachse der Lenkwelle gerichtetes Ausknicken vermieden werden kann und die kinetische Energie größtenteils in Längsrichtung der Lenkwelle über die Deformationsanordnung aufgenommen werden kann.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 wird erreicht, daß die Deformationsanordnungen mit einem durch den Querschnitt des Lagergehäuses vorgegebenen Widerstandsmoment entgegen der einwirkenden kinetischen Energie wirkt.
Von Vorteil ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 7, weil dadurch eine Anpassung an vorgegebene Einbaubedingungen vornehmbar ist.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform nach Anspruch 8, da die Abmessungen der Rohrabschnitte bereits auf bekannte Abmessungen von standardisierten kostengünstigen Lagern abgestimmt werden kann, wodurch die Herstellkosten gering gehalten werden können.
Durch die Ausbildungen nach den Ansprüchen 9 und 10 ist es möglich, die energieabsorbierende Deformation bzw. den Verförmungs widerstand des Lagergehäuses in Richtung seiner Längserstreckung und in einer dazu querenden Richtung wesentlich zu erhöhen.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung gemäß Anspruch 11 wird eine einfache Adaptierung beispielsweise durch Einpressen, Nieten usw. von standardisierten Lagerungselementen ermöglicht. Durch die einstückige, materialeinheitliche Anformung der Lageraufnahmestellen mit dem Formrohr können die konstruktiven Aufwendungen in der Fertigung, insbesondere die Kosten für Vorrichtungen und Spannwerkzeuge etc. und die Fertigungskosten für die Herstellung eines Lagergehäuses erheblich reduziert werden.
Bei der Ausgestaltung nach Anspruch 12 ist von Vorteil, daß ein Teil der kinetischen Energie durch Überlappung und/oder Überdeckung der Schenkel infolge einer durch die Krafteinleitung entstehenden Reibung zwischen den beiden bereichsweise aneinanderliegenden Schenkeln und der restliche Anteil der kinetischen Energie von der Deformationsanordnung absor- biert wird.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 13, weil dadurch zwischen der Karosserie und dem Formrohr ein Freiraum, beispielsweise für die Verlegung von elektrischen Versorgungsleitungen etc., bereitgestellt wird. Die Ausgestaltung nach Anspruch 14 ermöglicht eine kleinbauende konstruktive Ausbildung des Lagergehäuses.
Gemäß Anspruch 15 wird eine Erhöhung der Steifigkeit bzw. des Verformungswiderstandes gegenüber äußere einwirkende Kräfte, die auf die Lenkwelle übertragen werden, erreicht.
Die Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 16 und 17 ermöglichen eine Anhebung der Steifigkeit und gleichermaßen eine Anhebung des energieabsorbierenden Anteiles in Längsrichtung des Lagergehäuses. Andererseits ist damit auch nur ein kleiner Einbauraum erforderlich.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 18 wird erreicht, daß durch eine Erhöhung der Steifigkeit und eine damit verbundene Erhöhung des Verformungswiderstandes ein höherer Anteil an kinetischer Energie, insbesondere Stoßenergie, absorbiert werden kann.
Durch die Ausbildung nach Anspruch 19 wird der Kraftfluß umgeleitet bzw. unterbrochen und Energie absorbiert und der verbleibende Anteil an die Verformungslaschen weitergeleitet.
Von Vorteil ist aber auch eine Ausbildung nach Anspruch 20, wodurch ein im wesentlichen fugenloser robuster und mit einer hohen Steifigkeit ausgebildeter Rohrabschnitt entsteht.
Gemäß Anspruch 21 kann eine formschlüssige Verbindung ohne jeglichen Zusatzwerkstoff hergestellt werden.
Vorteilhaft ist die Ausbildung nach Anspruch 22, wodurch ein durch den vom Umriß gebil- deter Verlauf, ein einfaches Zusammenfügen der Ränder und Nuten zu einem Rohrabschnitt ermöglicht.
Von Vorteil sind auch die Ausbildungen nach den Ansprüchen 23 und 24, da mit wenigen Fertigungsschritten in einfachen Maschinen und Vorrichtungen ein bevorzugt einteiliges La- gergehäuse herstellbar ist. Außerdem weisen derartige Trenn- und/oder Umformvorgänge kurze Taktzeiten und eine hohe Produktivität auf.
Gemäß Anspruch 25 kann bei hohen einwirkenden Kräften bzw. Stoßenergien ein Ausknik- ken quer zur Längsrichtung des Lagergehäuses vermieden werden und gibt zwangsweise dem Lagergehäuse die Orientierung der Verformung bzw. Verschiebung vor, wodurch ein defi- niertes reproduzierbares Verformungsverhalten des Lagergehäuses vorgebbar ist.
Gemäß den Ansprüchen 26 und 27 wird mit einem geringen konstruktiven Aufwand eine präzise und sichere energieabsorbierende Deformationsanordnung zur Anhebung des Anteiles der zu absorbierenden Energie erreicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird aber auch durch die Merkmale des Anspruches 28 gelöst. Der sich aus den Merkmalen des Kennzeichenteiles des Anspruches 28 ergebende überraschende Vorteil ist, daß beispielsweise aus einem rechteckförmigen Zuschnitt- und/oder Stanz- und/oder Biegeteil ein gegebenenfalls einteiliger Formkörper geschaffen wird, der eine
Sicherheitsanordnung ausbildet, wobei die energieabsorbierende Deformationsanordnung kostengünstig, ohne großen maschinellen Aufwand und mit hoher Fertigungsgenauigkeit herstellbar ist. Des weiteren kann die in deren Ausgangslage positioniert und fixiert gehaltene Schraubenanordnung bzw. Befestigungsanordnung durch eine Relativbewegung zwischen der Befestigungsanordnung und der Deformationsanordnung auf kurzem Verlagerungs- bzw.
Verschiebungswege durch die aneinander und zueinander distanzierten Rückhalteelemente ein großer Teil oder der gesamte Anteil der kinetischen Energie während eines Fahrzeugaufpralles absorbiert werden.
Vorteilhaft ist auch eine weitere Ausführungsform nach Anspruch 29, da durch die Verwendung einfach aufgebauter Werkzeuge eine vereinfachte Herstellung der Deformationsanordnung möglich ist.
Vorteilhaft ist weiters eine Ausbildung nach Anspruch 30, da der im wesentlichen mehrere Funktionen aufweisende Öffnungsbereich und/oder die Rückhalteelemente einerseits die Befestigungsanordnung in deren Ausgangslage positioniert und/oder fixiert halten und andererseits durch die Verjüngung bzw. Verengung des Öffnungsbereiches während eines Fahrzeugaufpralles eine energieabsorbierende Materialverdrängung erreicht wird.
Nach einer anderen Ausführungsvariante gemäß Anspruch 31 wird erreicht, daß einfach aufgebaute Werkzeuge zur Herstellung der Rückhalteelemente verwendbar sind.
Gemäß Anspruch 32 wird eine einfache Herstellung der Ausnehmung ermöglicht. Des weiteren können einfach aufgebaute Werkzeuge zur Herstellung verwendet werden. Nach einer Ausgestaltung nach Anspruch 33 ist von Vorteil, daß das infolge des Fahrzeugaufpralles verdrängte Material in den Hohlraum verlagert bzw. an die Umrißform des Hohlraumes angepreßt wird.
Von Vorteil ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 34, weil durch die mit einem Durchmesser ausgebildeten Schraubenanordnungen im wesentlichen der das Material der Rückhalteelemente verdrängende Formkörper von der das Lagergehäuse an die Karosserie arretierenden Schraubenanordnung gebildet wird.
Gemäß den Ansprüchen 35 und 36 wird durch die Differenz des Durchmessers und der Summe der Höhen der Rückhalteelemente ein Freiraum gebildet, in welchen das verdrängte Material während eines Fahrzeugaufpralles verbracht wird, wodurch für die Schraubenanordnung oder Bolzenanordnung etc. eine Gleitfläche bzw. Gleitebene für die sich während eines Fahrzeugaufpralles verschiebende Schraubenanordnung bzw. Befestigungsanordnung ausbildet. Dadurch kann eine ruckfreie, stetig wachsende Energieabsorption erreicht werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich aber auch durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 37 beschriebenen Merkmale gelöst. Vorteilhaft ist dabei, daß ein einfach aufgebautes, mehrere Funktionen aufweisendes, mit der Karosserie ein im wesentlichen einen Bauteil bildendes Lagergehäuse geschaffen wird, welches kostengünstig und einfach herzustellen ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in der nachfolgenden speziellen Beschreibung der Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der in den Figuren gezeigten
Ausführangsbeispiele näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Lagergehäuse in Ansicht von unten und in stark vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 2 das erfindungsgemäße Lagergehäuse in Stirnansicht und in vereinfachter, schematischer Darstellung; Fig. 3 das Lagergehäuse, geschnitten gemäß den Linien III-LTI in Fig. 1;
Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Deformationsanordnung in Stirnansicht und stark vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 5 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Deformationsanordnung in Stirnansicht und stark vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Deformationsanord- nung in Stirnansicht und stark vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 7 einen Zuschnitteil in Draufsicht für das erfindungsgemäßen Lagergehäuse in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 8 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Deformationsanordnung im nach einem Fahrzeugaufprall geringfügig deformierten Zustand in Seitenansicht und in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 9 eine weitere Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Deformationsanord- nung mit einer Montageplatte in Stirnansicht, teilweise geschnitten und in stark vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 10 einen Teilbereich des Lagergehäuses in Draufsicht mit der erfindungsgemäßen Deformationsanordnung in vereinfachter, schematischer Darstellung.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer- den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsge- mäße Lösungen darstellen. In den Fig. 1 bis 3 ist eine ein Lagergehäuse 1 bildende energieabsorbierende Aufhängung für eine Lenkwelle 2 einer Lenkvorrichtung eines Kraftfahrzeuges gezeigt, die durch wenigstens eine energieabsorbierende Deformationsanordnung 3 mit zumindest einer Verformungsvorrichtung 4, die der Energieabsorption bzw. der Stoßdämpfung nach einem Fahrzeugaufprall und/oder nach einem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges dient, gebildet. Das sich zumindest über einen Teil der Länge der Lenkwelle 2 erstrek- kende bzw. diese überdeckende Lagergehäuse 1 stellt beispielsweise ein imaginäres zylindrisches Formrohr 5 dar, das die Lenkwelle 2 zumindest teilweise umgibt und an dessen gegenüberliegenden Stirnseiten 6, 7 eine Lageraufnahmestelle 8, 9 ausbildet. Das zweckmäßig mit einem Durchmesser 10 ausgebildete Formrohr 4 besteht aus den beiden endseitigen, mit einer
Breite 11 ausgeführten Lageraufnahmestellen 8 und 9 und einer dazwischenliegenden, in Richtung einer Längsachse 12 des Formrohres 4 verlaufenden Öffnung 13, an der quer zur Längsrichtung zwei gegenüberliegende, senkrecht oder schräg zu einer von der Längsachse 12 senkrecht aufnehmenden Ebene verlaufende Verformungsvorrichtungen 4 angeformt sind und an denen beabstandet eine in Längserstreckung horizontal gemäß dem Durchmesser 9 aufnehmende Ebene ein oder mehrere, den Umfang des Lagergehäuses 1 überragende und dem Lenkrad nähergelegene Befestigungszungen 14 nachgeordnet sind. Bevorzugt liegen die mit Befestigungsbohrungen 15 ausgestatteten Befestigungszungen 14 planparallel an den beiden gegenüberliegenden Seiten 16, 17 am Umfang des Formrohres 5.
Ein Vorteil dieses Lagergehäuses 1 ist vor allem auch darin zu sehen, daß die Verformungsvorrichtungen 4 der Deformationsanordnung 3 zum Teil auch eine Arretiervorrichtung für das Lagergehäuse 1, für die Befestigung an der Karosserie bzw. Karosserieteil ausbildet, wodurch ein Mehraufwand für die Mittel zur Befestigung des Lagergehäuses 1 an der Karosserie ver- meidbar ist.
Die Öffnung 13 erstreckt sich zweckmäßig über den halben Umfang des Lagergehäuses 1. Ein zwischen den Lageraufnahmestellen 8, 9 ausgebildeter Zwischenrohrabschnitt 18 weist einen zu seiner Längserstreckung senkrechten Ebene einen halbkreisförmigen oder mehreckigen etc. Querschnitt auf und die Basis 19 des Zwischenrohrabschnittes 18 verläuft mit der Längsachse 12 deckungsgleich und planparallel. Die über die Breite 11 der Lageraufnahmestellen 8 und 9 längsgerichteten, zweckmäßig zylindrisch die Lageraufnahmestellen 8 und 9 ausbildenden Rohrabschnitte 20, 21, die zumindest eine am Umfang befindliche Fügestelle 22 besitzen, an der über ein Verbindungselement vorhandene Ränder 23 und Hohlräume 24 miteinander vereinigt werden, können natürlich auch einen mehreckigen Querschnitt ausbilden. In diesen Rohrabschnitten 20, 21 werden die Lager für die Lenkwelle 2 angeordnet. Diese können beispielsweise eingepreßt, geklebt etc. werden. Als Verbindungselemente können alle aus dem Stand der Technik bekannten Fügeverfahren, beispielsweise Kleben, Nieten, Schweißen, Klammern oder formschlüssige Verbindungen etc., angewendet werden.
Die Verformungsvorrichtungen 4 aufweisende energieabsorbierende Deformationsanordnung 3 wird durch zumindest zwei in Längsrichtung des Formrohres 4 beabstandete, an den beiden gegenüberliegenden Endbereichen 25, 26 des Zwischenrohrabschnittes 18 in etwa streif en- förmige und einstückig an dem imaginären Formrohr 5 angeformte, sich zumindest parallel oder schräg zu einer Symmetrieachse 27 in einer der Karosserie entgegengesetzten Richtung oder in dessen Richtung erstreckenden Verformungslaschen 28 gebildet. In Längserstreckung des Zwischenrohrabschnittes 18 voneinander beabstandete Schenkel 29 werden von den fortschreitenden und entgegengerichteten Schenkel 30 zumindest teilweise überdeckt und/oder überlappt und an einer der Öffnung 13 gegenüberliegenden Seite 31 mit einer in etwa senk- recht zum Schenkel 30 angeordneten, einen Verbindungsschenkel 32 ausbildenden Befestigungswange 33 miteinander materialeinheitlich verbunden. Zwischen den einander zugewandten Schmalseitenflächen der Schenkel 29 und dem Zwischenrohrabschnitt 18 und den Schenkeln 30 und dem Verbindungsschenkel 32 wird ein Radius ausgebildet, wodurch Spannungsspitzen während einer Energieeinwirkung durch einen Fahrzeugaufprall vermieden werden können. Der einen Teil der Arretiervorrichtung bildende Verbindungsschenkel 32 bzw. die Befestigungswange 33, die gegebenenfalls auch die Schenkel 30 verbinden kann, ist mit der Karosserie ortsfest verbunden. Natürlich können sich die Verformungslaschen 28 auch in Richtung der Karosserie erstrecken. Möglich ist auch eine mehrfache Richtungsänderung der sich zumindest bereichsweise überdeckenden oder überlappenden Schenkel 29 und 30. Die Schenkel 29, 30 können dabei in eine zumindest bereichsweise einfach oder mehrfach überdeckende oder überlappende Lage gebracht werden.
Die mit Befestigungsbohrungen 34 ausgestatteten Befestigungswangen 33 sind mit der in dieser Fig. nicht weiters dargestellten Karosserie ortsfest verbunden. Die beiden über den Ver- bindungsschenkel 32 verbundene, in etwa streifenförmige Schenkel 30 weisen eine in Richtung der Befestigungswange 33 stetige Querschnittszunahme auf, wie es beispielsweise durch einen U-förmigen etc. Querschnitt mit endseitigen parallelen Stirnseitenflächen 35 geschieht.
In den Fig. 4 bis 7 sind weitere Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Deformations- anordnung 3 mit der Verformungsvorrichtung 4 und deren Verformungslaschen 28 aufge- zeigt, die in einem den Verbindungsschenkel 32 gegenüberliegenden Bereich Versteifungselemente 36 aufweisen, die beispielsweise als Windungen 37 und/oder schlangenförmige und/ oder meanderförmige Überdeckungsbereiche etc. ausgebildet sind. Dabei werden die von den Verformungslaschen 28 ausgebildeten Schenkel 29, 30 beispielsweise spulenförmig etc. in Form von Windungen 37 bis zu etwa 360° in eine der Symmetrieachse 27 zugewendeten und/oder abgewendeten Seite aufgerollt.
Wie der Fig. 5 zu entnehmen, sind die meanderförmigen und/oder schlangenförmigen etc. Versteifungselemente 36 ein- oder mehrfach überdeckend und gegebenenfalls aufeinanderlie- gend gefaltet, wodurch sich die Schenkel 29, 30 zumindest teilweise überdecken. Natürlich können sich die Schenkel 29 und 30 der Verformungslaschen 28 auch zwischen der Karosserie und dem Lagergehäuse 1 erstrecken. Durch derartige Ausführungen ist eine Erhöhung der Steifigkeit erreichbar. Durch die Verwendung eines mit einer ausreichenden Zähigkeit und Festigkeit versehenen Materials, wie Metalle, Nichteisenmetalle, Kunststoffe, Verbundwerk- Stoffe etc. oder auch plattierte Materialien, insbesondere plattierte Metallbleche, oder durch die Anbringung von Sicken ist eine weitere Anhebung der Tragfähigkeit erreichbar. Ein weiterer Vorteil durch die Ausbildung der Verformungslaschen 28 ergibt sich durch die kleine, platzsparende Bauweise.
Eine weitere, nicht dargestellte Ausbildung besteht darin, daß z.B. die von den Verformungslaschen 28 ausgebildeten Schenkeln 29; 30 über ein oder mehrere mit oder ohne Sollbruchstelle ausgebildeten Verbindungselemente, insbesondere Schrauben, Bolzen, Nieten, quer zur Längserstreckung der Schenkel 29; 30 verbunden werden. So ist es beispielsweise auch möglich, an den beiden gegenüberliegenden und zueinander abgewendeten Stirnseitenflächen 35 der Schenkel 29; 30 stellenweise örtliche Verbindungen, wie durch Punktschweißungen etc. ausgeführt werden kann, anzubringen, die bei einer Krafteinwirkung einen gewissen Anteil an Energie benötigen, daher Energie absorbieren, um diese Verbindung zu verformen oder zu brechen.
In der Fig. 6 ist eine weitere Ausbildung der Deformationsanordnung 3 gezeigt. Möglich ist natürlich auch die einstückige Anformung von Reißlaschen 38 im Bereich der von den Schenkel 29; 30 ausgebildeten Wendestelle 39, welche ein den Umfang allseitig umhüllendes Versteifungselement 36 zur Erhöhung des Verformungswiderstandes darstellt und an dessen beiden Endbereichen ein etwa hakenförmiges Element für die gegenseitige Verbindung der beiden zueinander ausgerichteten Endbereiche ausbildet. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, im Bereich der Wendestelle 39, wie in der Fig. 7 strichliert dargestellt, in Richtung der Längserstreckung des Lagergehäuses 1 einen einstückig angeordneten, die Verformungslaschen 28 verbindenden Längssteg 40 anzubringen, dessen Breite durch die Formgebung in seine endgültige Bauform eine beispielsweise der halben Breite entsprechenden Überlappung ausbildet und eine neben den Verformungslaschen 28 zusätzliche versteifende Wirkung erzeugt. Natürlich können die angeformten Versteifungselemente 36 auch eigens gefertigt und über eine aus dem Stand der Technik bekannte reibschlüssige und/oder formschlüssige Verbindungsart, beispielsweise Schweißen, Kleben, Löten, Nieten etc., angebracht werden.
Wie der Fig. 7 weiters zu entnehmen, besteht das Lagergehäuse 1 gemäß der Erfindung aus einem einstückigen, gegebenenfalls materialeinheitlichen Stanz- und/oder Biege- und/oder Zuschnitteil 41, der beispielsweise aus einem rechteckigen Blech gefertigt wird. Der zweckmäßig symmetrisch ausgebildete Stanz- und/oder Biege- und/oder Zuschnitteil 41 besteht im wesentlichen aus drei Bereichen, wobei der erste, dem Lenkrad nähergelegene Bereich die ringförmig oder mehreckig etc. ausgebildete Lageraufnahmestelle 8 darstellt und dem zwei gegenüberliegende, beispielsweise rechteckförmig angeformte Befestigungszungen 13 quer zu seiner Längserstreckung nachgeordnet sind, der zweite Bereich die für die Deformationsanordnungen 3 etwa bandartige bzw. streifenförmige Verformungsvorrichtungen 4 mit dessen Befestigungswangen 33 ausbildet und der dritte Bereich eine der Frontseite des Fahrzeuges zugewandten Seite die ringförmige oder mehreckige etc. Lageraufnahmestelle 9 ausbildet. Die beiden gegenüberliegenden stirnseitigen Lageraufnahmestellen 8 und 9 bilden, wie bereits zuvor beschrieben, an deren beiden gegenüberliegenden, quer zur Längserstreckung und zueinander abgewandt, etwa trapezförmige Ränder 23 aus, die durch dazwischenliegende Hohl- räume 24, die etwas größere Abmessungen als die Ränder 23 aufweisen, voneinander getrennt sind, sodaß zumindest ein Rand 23 in zumindest einen Hohlraum 24 einhaken kann und etwa eine meanderförmige oder schlangenförmige etc. Fügestelle 22 bildet. Die etwa im Bereich der Wendestelle 39 aneinander gelegten imaginären trapezförmigen Ausnehmungen 44 weisen in deren in Richtung der Längsachse 12 gegenüberliegenden Übergangsbereich eine Abrun- düng auf. Die etwa rechteckförmigen Seitenflügel 43 weisen zwei jeweils mit der längeren
Basis einander zugewandte und einer der Form eines Trapezes entsprechende Ausnehmung 44 auf. Die Deformationsanordnung 3 wird durch zwei gegenüberliegende, voneinander distanzierte Seitenflügel 43 gebildet, zwischen welchen ein den gegebenenfalls halbkreisförmigen Zwischenrohrabschnitt 18 bildender Übergangsbereich 42 angeordnet ist. Der quer zur Längs- achse 12 von einer Ausnehmung 44 gebildete Querschnitt verläuft in einer von der Basis ab- gewandten Richtung der beiden imaginären Trapeze geneigt zueinander. Ein parallel zu der Längsachse 12 zweckmäßig rechteckförmig ausgeführter Übergangsbereich 42 distanziert die beiden gegenüberliegenden, mit der Ausnehmung 44 versehenen Seitenflügel 43.
Durch einen derartigen Querschnittsverlauf kann in Richtung der Längserstreckung des Lagergehäuses 1 eine höhere Steifigkeit und somit eine höhere energieabsorbierende Deformationsanordnung 3 erreicht werden.
Eine andere Ausführungsvariante besteht darin, daß das Lagergehäuse 1, mit welchem die gegebenenfalls mehrteiligen Deformationsanordnungen 3, insbesondere die Verformungsvorrichtungen 4, form- und/oder kraftschlüssig verbunden sind, mehrteilig ausgebildet ist. Natürlich kann die Verbindung mit über alle aus dem Stand der Technik bekannten reibschlüssigen und/oder formschlüssigen Verbindungen, beispielsweise Schweiß-, Kleb-, Löt-, Niet-, Schraub Verbindung etc., gebildet werden.
In der Fig. 8 ist das energieabsorbierende Lagergehäuse 1 im nach einem Fahrzeugaufprall geringfügig deformierten Zustand dargestellt. Das stoßabsorbierende Lagergehäuse 1 wirkt bei einem Auffahrunfall in folgender Art und Weise, daß der Stoß, der auf den Körper des Fahrzeuginsassen bzw. auf das Lenkrad wirkt, gemindert wird. Bei einer durch eine Kollision hervorgerufenen Krafteinwirkung - gemäß Pfeil 45 - wird das Lagergehäuse 1 mit der darin drehbeweglich gelagerten, gegebenenfalls längenveränderbaren Lenkwelle 2 relativ zu einer an einer Karosserie 46 bzw. einem Karosserieteil ortsfest arretierten Befestigungsanordnung 47 in Richtung der Fahrgastzelle verschoben bzw. verlagert. Die Befestigungsanordnung 47 kann beispielsweise durch eine Schraubenanordnung, Bolzenanordnung etc. gebildet sein, welche das mit Befestigungswangen 33 ausgestattete Lagergehäuse 1 positioniert haltert. Der im ersten Moment einwirkende Kraftimpuls bzw. die Bewegungsenergie wird von der energieabsorbierenden Deformationsanordnung 3, insbesondere den Verformungsvorrichtungen 4, durch eine plastische Verformung der ursprünglich etwa senkrecht auf die Längsachse 12 ausgerichtete Schenkel 29 zumindest Großteils aufgenommen, indem die für die Verformung erforderliche Energie die durch die Aufprallwucht erzeugte Energie absorbiert. Wie nicht weiters dargestellt, wird der verbleibende Energieanteil durch den zumindest bereichsweise eintretenden Stauchvorgang desselben Formrohres 5 absorbiert.
Natürlich besteht auch die Möglichkeit, wie in der Fig. 8 schematisch dargestellt, daß das La- gergehäuse 1 mit zumindest einer radial umlaufenden Aufweitung mit definiert reproduzier- baren plastischem Verformungsverhalten ausgestattet ist, die im wesentlichen bei einer axial wirkenden Kraft - gemäß Pfeil 45 - das Stauchen bzw. das Kollabieren des Formrohres 5 in sich begünstigt. Bevorzugt wird eine zwischen den Lageraufnahmestellen 8, 9 angeordnete Aufweitung 48 mit einem größeren Durchmesser 49 bemessen, als ein vom Lagergehäuses 1 ausgebildeter Durchmesser 10, da eine derartige, in einem Biegegesenk zu fertigende Aufweitung 48 in einem einzigen Arbeitsgang schnell und kostengünstig gefertigt werden kann. Alternativ dazu wäre auch die Anbringung zumindest einer in Richtung der Längsachse 12 ausgerichteten Vertiefung möglich. Die nicht weiters dargestellte Vertiefung ist ebenfalls zwischen den beiden gegenüberliegenden Lageraufnahmestellen 8 und 9 angeordnet. Natürlich können auch mehrere Aufweitungen 48 und/oder Vertiefungen hintereinander angeordnet werden.
Damit nun die Aufweitung 48 und/oder die Vertiefung das gewünschte plastische Verformungsverhalten erhält, wird diese wärmebehandelt, insbesondere partiell geglüht. Die bei einem Fahrzeugaufprall erzeugte Aufprallenergie wird von den Verformungsvorrichtungen 4 und von der Aufweitung 48 und/oder Vertiefung absorbiert, indem das Lagergehäuses 1 vorerst verformt bzw. verschoben bzw. verlagert wird und darauffolgend in deren Länge gekürzt bzw. gestaucht wird. Bevorzugt weist die Aufweitung 48 eine geringfügig höhere Festigkeit und/oder Zähigkeit als die Verformungslaschen 28 der Verformungsvorrichtung 4 auf. Wird die Aufweitung 48 und/oder die Vertiefung mit einer niedrigeren Festigkeit und/oder Zähigkeit als die Verformungslaschen 28 ausgebildet, kollabiert das Lagergehäuses 1 in sich, bevor es zu einer Verformung der Verformungslaschen 28 kommt, bis der Stauchvorgang die Streckgrenze des kollabierten Formrohres 5 bis zu einer oberen Streckgrenze der Verformungslaschen 28 anwachsen läßt und die Verformung bzw. Verlagerung der Verformungsla- sehen 28 in Belastungsrichtung auslöst. Eine derartige Kombination der Verformung der Verformungsvorrichtungen 4 und Kürzung des Formrohres 5 kann trotz einer dünnwandigen und klein bemessenen Ausbildung des Lagergehäuses 1 ein großer plastischer Verformungsweg des Lagergehäuses 1 relativ zur Befestigungsanordnung 47 und eine damit verbundene hohe Energieabsorption erreicht werden.
Besonders vorteilhaft bei derartigen Ausbildung des Lagergehäuses 1 ist, daß durch die Anordnung bzw. Zuordnung der Lageraufnahmestellen 8 und 9 der Lenkwelle 2 eine hohe Quer- steifigkeit und damit eine hohe Sicherheit gegen quer zur Längserstreckung des Formrohres 5 einwirkende Kräfte erreicht werden kann. In der Fig. 9 ist eine vorteilhafte Weiterbildung, wie diese auch auf die Fig. 1 bis 8 übertragbar ist, dargestellt. Dabei wird zumindest eine bevorzugt ebenflächige, sich zumindest über einen Teil der Länge des Lagergehäuses 5 erstreckende Montageplatte 50 zwischen der Karosserie 46 bzw. Karosserieteil und dem Lagergehäuse 1 angeordnet. Eine von den Verfor- mungslaschen 28 und den Befestigungswangen 33 ausgebildete Höhe 51 ist durch eine an den
Durchmesser 10 und senkrecht zur Symmetrieachse 27 angelegte Tangente begrenzt. Wie in dieser Ausführungsvariante dargestellt, werden die in Längserstreckung das imaginäre Formrohr 5 linienförmig berührende Montageplatte 50 und das Lagergehäuse 1 mit der Befestigungsanordnung 47, mit der Karosserie verbunden. Eine dem Lagergehäuse 1 zugewandte und senkrecht zur Symmetrieachse 27 ausgerichtete, eine Längsführung 52 ausbildende Unterseite 53 der Montageplatte 50 stützt das bei einem Fahrzeugaufprall sich verformende und/oder kollabierende Lagergehäuse 1 an dieser ab. Natürlich kann die dem Lagergehäuse 1 zugewandte Oberfläche auch beispielsweise mit einem Kunststoff beschichtet werden.
Durch die Vormontage, insbesondere der Verbindungsherstellung zwischen der Montageplatte 50 und des Lagergehäuses 1 kann eine im wesentlichen aus mindestens zwei Bauelementen bestehende ganzeinheitliche Baueinheit als solche mit der Karosserie 46 bzw. den Karosserieteil verbunden werden. Auf diese Weise kann der Montageaufwand für den Einbau derartiger Lagergehäuse 1 wesentlich minimiert werden, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn diese in einer Montagestraße mittels Roboter, Handhabungssystemen etc. einzubauen sind.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anordnung zur Energieabsorption erfordert wenig Bauteile und ist äußerst kompakt aufzubauen und erfordert wenig Einbauraum. Des weiteren ist eine präzise und reproduzierbare und somit sichere Energieabsorption bei einem Fahrzeugaufprall möglich.
In der Fig. 10 ist ein Teilbereich einer weiteren Ausführungsvariante des Lagergehäuses 1 gezeigt, die sowohl in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Deformationsanordnung 3 gemäß der Ausführung, wie sie in den Fig. 1 bis 9 beschrieben wurde, mit Vorteil einsetzbar ist, jedoch auch eine eigene, unabhängige erfinderische Lösung bilden kann.
In der Fig. 10 ist ein Teilbereich des das Lagergehäuse 1 bildenden Stanz- und/oder Biege- und/oder Zuschnitteiles 41 dargestellt, der bevorzugt in den Befestigungswangen 33 des Sei- tenflügels 43 eine bevorzugt in Richtung der Längsachse der Lenkwelle 2 verlaufende lang- lochförmige Ausnehmung 54 aufweist, die zweckmäßig etwa eine Längsnut 55 ausbildet. Die die Verformungslaschen 28 verbindenden Befestigungswangen 33 und/oder Montageplatten 50 mit zumindest einer von der Befestigungsanordnung 47, insbesondere einer Schraubenanordnung 56, durchragten Ausnehmung 54, ist mit der nicht weiters dargestellten Karosserie ortsfest verbunden. Die Ausnehmung 54 erstreckt sich von einem Anfangsbereich 57, der in der Ausgangslage von der Schraubenanordnung 56 durchragt ist, bis zu einem diesem gegenüberliegenden Endbereich 58, in den die Schraubenanordnung 56 nach einem Fahrzeugaufprall gegebenenfalls verbracht wird. Ein den zweckmäßig kreisförmigen Anfangsbereich 57 und den zweckmäßig kreisförmigen Endbereich 58 distanzierender Zwischenbereich 59 weist mehrere hintereinander und um eine Mittelachse 60 symmetrisch angeordnete, in die Ausnehmung 54 vorragende Rückhalteelemente 61 auf, die im wesentlichen die Deformationsanordnung 3 bilden. Die Ausnehmung 54, insbesondere die Rückhalteelemente 61, werden bevorzugt aus einem einstückigen ebenflächigen Stanz- und/oder Biege- und/oder Zuschnitteil 41 in einem Fertigungsschritt, insbesondere Stanzen, erzeugt. Bevorzugt weisen die Rückhal- teelemente 61 einen quer zur Mittelachse 60 sägezahnartigen Querschnittsverlauf auf. Die
Rückhalteelemente 61 bilden auf der dem Anfangsbereich 57 zugewandten Seite etwa senkrecht zur Mittelachse 60 etwa verlaufende erste Wandteile 62 und weitere, dem Anfangsbereich 57 zugewandte, insbesondere konvexe Wandteile 63 aus, deren senkrecht zur Mittelachse 60 gemessene Höhe 64 mit zunehmendem Abstand in Richtung des Endbereiches 58 gege- benenfalls vergrößert wird. Auf diese Weise kann ein vom ersten Wandteil 62 und vom weiteren Wandteil 63 umgrenzter Hohlraum 65 in vorteilhafter Weise vergrößert werden, wodurch das während eines Fahrzeugaufpralles verdrängte Material des einem weiteren Rückhalteelement 61 vorgeordneten ersteren Rückhalteelementes 61 in den Hohlraum 65 verbracht wird und gewissermaßen eine Gleitoberfläche für die sich verlagernde Schraubenanordnung 56 bilden. Daher wird über die gesamte Länge des Zwischenbereiches 59 die Befestigungsanordnung 47 geführt. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, mehrere hintereinander und symmetrisch um eine Mittelachse 60 angeordnete Rückhalteelemente 61 mit der gleichen Höhe 64 auszustatten. Natürlich kann die Deformationsanordnung 3, insbesondere die Ausnehmung 54, auch von einer Arretiervorrichtung der Lenkvorrichtung und/oder von der Karosserie und/oder einer zwischen dem Lagergehäuse 1 und der Karosserie 46 zwischengeschalteten
Montageplatte 50 etc. eines Kraftfahrzeuges ausgebildet werden.
Ein zwischen den Rückhalteelementen 61 angeordneter Übergangsbereich, der die Rückhalteelemente 61 voneinander distanziert, weist in Längserstreckung bzw. in Belastungsrichtung - gemäß Pfeil 45 - in bezug auf die Mittelachse 60 zwei gegengleiche und aufeinander ko- nisch aufweitende Wandteile 66 auf, die von den hintereinander und voneinander beabstan- deten Hohlräumen 65 unterbrochen und von dem Anfangsbereich 57 und dem Endbereich 58 begrenzt werden. Aufgrund der geneigten Wandausbildungen der Wandteile 66 kann das Verformungsverhalten bzw. die Größe der zu absorbierenden Energie wesentlich beeinflußt wer- den. Natürlich können die in Längserstreckung hintereinander angeordneten Paare von Rückhalteelementen 61 niedrigere oder gleiche oder höhere Festigkeits- und/oder Zähigkeitskennwerte aufweisen. Natürlich können die Wandteile 66 auch parallel zueinander verlaufen.
Ein Öffnungsbereich 67 und/oder die Rückhalteelemente (61) weisen in Belastungsrichtung - gemäß Pfeil 45 - konkav zueinander aufweitende Wandausbildungen auf. Die in dem Anfangsbereich 57 bzw. Öffnungsbereich 67 angeordnete Schraubenanordnung 56 bildet zumindest bereichsweise einen linienförmigen Reibschluß zwischen den konkaven Wandausbildungen bzw. Wandteilen des Öffnungsbereiches 67 und der Wandausbildung bzw. Wandteilen des Anfangsbereiches 57 aus, wodurch die Schraubenanordnungen 56 zu den Befestigungs- wangen 33 im wesentlichen spielfrei positioniert und fixiert gehalten sind. Ein Durchmesser
68 der Schraubenanordnung 56 ist geringfügig größer bemessen, als eine zwischen den ersten Rückhalteelementen 61 bemessene, quer zur Mittelachse 60 verlaufende Breite 69. Eine Re- lativbewegung zwischen dem Lagergehäuse 1, insbesondere der Deformationsanordnung, 3 und der Schraubenanordnung 56 bewirkt eine energieabsorbierende Verformung zweier oder mehrerer Rückhalteelemente 61, wobei diese infolge der Relativbewegung zwischen der
Schraubenanordnung 56 und der Rückhalteelemente 61 in die zu den Rückhalteelementen 61 benachbarten Hohlräume 65 verdrängt werden. Wird eine zwischen zweier in Längserstrek- kung beabstandeter Rückhalteelemente 61 gebildete Teilung klein ausgelegt, so kann die Stoßenergie gleichmäßig und ruckfrei, in Verformungsenergie und gegebenenfalls Wärmeenergie umgewandelt werden.
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß durch die Variierung der Länge des Zwischenbereiches 59 und/oder der Anzahl der Rückhalteelemente 61 der zu absorbierende Energieanteil vorbestimmbar ist.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, mehrere hintereinander und symmetrisch zueinander angeordnete, beispielsweise U-förmige, rechteckförmige etc. Fortsätze auszubilden, die die Wandteile 66 überragen und in den Übergangsbereich vorragen. Dabei kann zwischen zwei aufeinander zugerichteten, die Rückhalteelemente 61 bildenden Fortsätzen ein Abstand entgegen der Belastungsrichtung des Formrohres 5 - gemäß Pfeil 45 - fortlaufend vergrößert werden. Auf diese Weise kann mit zunehmender Relativverlagerung des Formrohres 5, insbesondere der Deformationsanordnung 3, zur Schraubenanordnung 56 der Anteil der zu absorbierenden Energie erhöht werden. Zweckmäßig wird an einer der Karosserie 46 abgewandten Oberfläche der Befestigungswangen 33 zwischen den Schraubenköpfen der Schraubenanordnungen 56 und dieser ein Zwischenelement, insbesondere eine Kunststoffscheibe, angeordnet, damit innerhalb der Befestigungsanordnung 57 keine Gefahr des Setzens der Bauelemente oder ein Pressen des Schraubenkopfes in die Oberfläche der Befestigungswangen 33 besteht.
Ein besonderer Vorteil dieser Ausführung liegt darin, daß die Schraubenanordnungen 56 ausschließlich durch die konkaven Wandausbildungen des Anfangsbereiches 57 bzw. Öffnungsbereiches 67 im wesentlichen spielfrei gehalten und fixiert sind, wodurch das Lagergehäuse 1 gegenüber der Karosserie 46 bzw. dem Karosserieteil nicht vorgespannt werden muß, damit die Qualität der Sicherheitsanordnung über die gesamte Lebensdauer eines Kraftfahrzeuges erhalten bleibt. Natürlich kann der Öffnungsbereich 67 auch mit in Belastungsrichtung - gemäß Pfeil 45 - geneigt zueinander aufweitenden geradlinigen Wandausbildungen ausgestattet werden. Gleiches gilt natürlich auch für die Wandteile 63 der Ausnehmungen 54 in der Deformationsanordnung 3.
Eine andere Ausführungsvariante besteht darin, daß die vorliegende Ausführungsvariante mit einer der vorhergehenden Ausführungsvarianten kombiniert wird und die Festigkeits- und/ oder Zähigkeitskenn werte der Rückhalteelemente 61 derart ausgelegt sind, daß die Schraubenanordnung 56 ab einer vorbestimmbaren Stoßenergie in den Endbereich 58 der Ausnehmung 54 verbracht wird, wo diese in deren Verformungsweg begrenzt ist, worauf eine Verla- gerung bzw. plastische Verformung der Deformationsanordnung 3 des Formrohres 5 vonstatten geht. Durch entsprechende Wärmebehandlung der Deformationsanordnung 3 der Befestigungswangen 33 kann eine beliebige Energieabsorption erreicht werden, wie dies beispielsweise durch gleichzeitige oder taktweise aufeinanderfolgende Verformung der Deformationsanordnungen 3 der Befestigungswangen 33 und der Deformationsanordnungen 3 des Formrohres 5 erreichbar ist.
In einem anderen, nicht weiters dargestellten Ausführungsbeispiel wird an den stirnseitigen Enden des Stanz- und/oder Biege- und/oder Zuschnitteiles 41, insbesondere der Lageraufnahmestelle 8 und 9, ein zusätzlicher Blechabschnitt vorgesehen, der nach der Weiterverar- beitung einen radial umlaufenden Außenring eines zweckmäßig einzusetzenden Kugellagers ausbildet.
Selbstverständlich kann das Lagergehäuse 1, insbesondere der Stanz- und/oder Biege- und/ oder Zuschnitteil 41, in Längserstreckung auch mehrere unmittelbar aneinandergereihte De- formationsanordnungen 3 ausbilden. Eine andere Ausführung besteht darin, daß in Richtung der Längsachse der Lenkwelle 2 mehrere Lagergehäuse 1 zugeordnet werden.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus des Lagergehäuses dieses bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1, 2, 3; 4, 5, 6, 7; 8; 9; 10 gezeigten Ausführungen und Maßnahmen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Bezugszeichenaufstellung
Lagergehäuse 41 Stanz- und/oder Biege- und/oder Zuschnitteil Lenkwelle 42 Übergangsbereich Deformationsanordnung 43 Seitenflügel Verformungsvorrichtung 44 Ausnehmung Formrohr 45 Pfeil Stirnseite 46 Karosserie Stirnseite 47 Befestigungsanordnung Lageraufnahmestelle 48 Aufweitung Lageraufnahmestelle 49 Durchschnitt Durchmesser 50 Montageplatte Breite 51 Höhe Längsachse 52 Längsführung Öffnung 53 Unterseite Befestigungszunge 54 Ausnehmung B ef estigungsbohrung 55 Längsnut Seite 56 Schraubenanordnung Seite 57 Anfangsbereich Zwischenrohrabschnitt 58 Endbereich Basis 59 Zwischenbereich Rohrabschnitt 60 Mittelachse Rohrabschnitt 61 Rückhalteelement Fügestelle 62 Wandteil Rand 63 Wandteil Hohlraum 64 Höhe Endbereich 65 Hohlraum
Endbereich 66 Wandteil
Symmetrieachse 67 Öffnungsbereich
Verformungslasche 68 Durchmesser
Schenkel 69 Breite
Schenkel
Seite
Verbindungsschenkel
Befestigungswange
Befestigungsbohrung
Stirnseitenfläche Versteifungselement Windung Reißlasche Wendestelle Längssteg

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Lagergehäuse (1) für eine Lenkwelle (2) eines Kraftfahrzeuges mit Lager aufnahmestellen (8; 9) zum Positionieren einer Längsachse der Lenkwelle (2) und mit zumindest einer die in Richtung der und/oder schräg zur Längsachse der Lenkwelle (2) einwirkende
Energie absorbierenden Deformationsanordnung (3), die mit dem Lagergehäuse (1) verbunden ist und zumindest eine plastisch verformbare Verformungsvorrichtung (4) und eine Befestigungswange (33) zur Verbindung mit einem Karosserieteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungswange (33) der Deformationsanordnung (3) über mehrere in Rich- tung der Längsachse der Lenkwelle (2) voneinander beabstandete Verformungsvorrichtungen
(4) mit dem Lagergehäuse (1) verbunden ist.
2. Lagergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (1) mehrteilig ausgebildet ist.
3. Lagergehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationsanordnung (3) mehrteilig ausgebildet ist.
4. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Deformationsanordnung (3) mehrere Befestigungswangen (33) aufweist.
5. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Deformationsanordnung (3) zumindest über einen Teil einer Länge eines zwischen den Lageraufnahmestellen (8, 9) gebildeten Zwischenrohrabschnittes (18) erstreckt.
6. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationsanordnungen (3) in einer zur Längsachse (12) der Lenkwelle (2) senkrechten Ebene etwa um einen Abstand der Querschnittsabmessung des
Zwischenrohrabschnittes (18) zueinander distanziert angeordnet sind.
7. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa streifenförmigen Verformungsvorrichtungen (4) parallel oder schräg zu einer senkrecht auf die Längsachse (12) ausgerichteten Symmetrieachse (28) verlaufen.
8. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (1) an zumindest einer Stirnseite (6, 7) einen die Lageraufnahmestellen (8; 9) bildenden profilartigen Rohrabschnitt (20; 21) ausbildet.
9. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der profilartige Rohrabschnitt (20; 21) in einer zu seiner Längserstreckung senkrechten Ebene einen mehreckigen Querschnitt aufweist.
10. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der profilartige Rohrabschnitt (20; 21) in einer zu seiner Längserstreckung senkrechten Ebene einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist.
11. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte (20; 21) mit dem Zwischenrohrabschnitt (18) form- und/oder kraftschlüssig verbunden sind.
12. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Verformungsvorrichtungen (4) durch mehrere sich zumindest bereichsweise einfach oder mehrfach überdeckende, etwa streifenförmige Schenkel (29; 30) gebildet sind.
13. Lager gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die sich in Richtung einer der Karosserie (46) bzw. dem Karosserieteil abgewandten Seite erstreckende Verformungsvorrichtung (4) das Lagergehäuse (1) geringfügig überragen.
14. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß sich die Verformungsvorrichtung (4) zwischen dem Lagergehäuse
(1) und der Karosserie (46) bzw. Karosserieteil in Richtung einer der Karosserie (46) bzw. Karosserieteil zugewandten Seite erstrecken.
15. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die in Längserstreckung gegenüberliegenden einander zugewand- ten Schmalseitenflächen der Schenkel (29; 30) mehrerer Verformungsvorrichtungen (4) in Richtung der Befestigungswange (33) geneigt aufeinander zulaufen.
16. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Verformungsvorrichtung (4) an einem der Karosserie (46) bzw. Karosserieteil gegenüberliegenden Endbereich mit zumindest einem Versteifungselement (36) ausgestattet ist.
17. Lager gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Versteifungselemente (36) in einer senkrecht zur Längsachse der Lenkwelle (2) verlaufenden Ebene einen gerollten, gewundenen oder meanderförmigen etc. Querschnittsverlauf aufweisen.
18. Lager gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die in Längserstreckung voneinander distanzierten Verformungsvorrichtungen (4) mit über einen das Versteifungselement (36) bildenden Längssteg (40) verbunden sind.
19. Lager gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Verformungsvorrichtungen (4) mit einer oder mehreren den Umfang der Schenkel (29, 30) zumindest zum Teil umhüllenden Reißlasche (38) ausgestattet ist.
20. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die von den Rohrabschnitten (20, 21) ausgebildeten Fügestellen
(22) über eine Verbindungsart, insbesondere durch Kleben, Schweißen, Pressen, Löten etc. kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
21. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, daß die Fügestellen (22) über ein formschlüssiges Verbindungselement miteinander verbunden sind.
22. Lager gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Fügestelle (22) gebildete Umriß im wesentlichen tra- pezförmig, meanderförmig etc. ausgebildet ist.
23. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (1) einteilig aus einem Stanz- und/oder Biege- und/oder Zuschnitteil (41) gebildet ist.
24. Lager gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stanz- und/oder Biege- und/oder Zuschnitteil (41) in zumindest einem Fertigungsschritt, insbesondere Abkanten, seine endgültige Querschnittsform erhält.
25. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Karosserie (46) und dem Lagergehäuse (1) zumindest eine das Lenkgehäuse (1), insbesondere den Zwischenrohrabschnitt (18), abstützende ebenflächige Montageplatte (50) angeordnet ist, deren dem Lagergehäuse (1) zugewandte Oberfläche eine Längsführung (52) ausbildet.
26. Lagergehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (1) zwischen den Lageraufnahmestellen (8, 9) zumindest eine radial umlaufende Aufweitung (48) und/oder Vertiefung aufweist.
27. Lager gehäuse nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (1) im Bereich der Aufweitung (48) und/oder der Vertiefung niedrigere oder gleiche oder höhere Festigkeits- und/oder Zähigkeitskennwerte als die Festigkeits- und/oder Zähigkeitskennwerte des anderen Bereiches des Lagergehäuses (1) und/oder der Deformationsanordnung (3) aufweist.
28. Deformationsanordnung (3) für ein Lagergehäuse (1) eines Kraftfahrzeuges, die wenigstens eine in zumindest einem plattenförmigen Bauteil, beispielsweise einer Arretiervorrichtung und/oder Karosserie (46) bzw. einem Karosserieteil, in Richtung einer Längsachse einer Lenkwelle (2) verlaufende, eine Befestigungsanordnung (47) aufnehmende Ausneh- mung (54) aufweist, die in einem einen Anfangsbereich (57) und einen Endbereich (58) voneinander distanzierten Zwischenbereich (59) mit zumindest einem quer zur Längsachse der Lenkwelle (2) plastisch verformbaren Rückhalteelement (61) ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Anfangsbereich (57) der Ausnehmung (54) und/oder die Rückhalteelemente (61) zur positionierten und fixierten Halterung der Befestigungsanordnung (47) in Richtung des Zwischenbereiches (59) sich verjüngende Wandausbildungen aufweist.
29. Deformationsanordnung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zwischenbereich (59) der Ausnehmung (54) zumindest zwei um eine Mittelachse (60) voneinander distanzierte, symmetrische Rückhalteelemente (61) aufweist.
30. Deformationsanordnung nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsbereich (67) und/oder die Rückhalteelemente (61), ausgehend von dem Anfangsbereich (57) in Richtung des Endbereiches (58), insbesondere konkav aufeinander zulaufende Wandausbildungen aufweist.
31. Deformationsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die im Zwischenbereich (59) einander zugewandten Wandteile (66), ausgehend von dem Anfangsbereich (57) in Richtung des Endbereiches (58) geneigt aufeinander zulaufen.
32. Deformationsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, daß die im Zwischenbereich (59) einander zugewandten Wandteile (66), ausgehend von dem Anfangsbereich (57) in Richtung des Endbereiches (58) parallel zueinander zulaufen.
33. Deformationsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Rückhalteelementen (61) gebildeten, bevorzugt senkrecht zu einer Mittelachse (60) verlaufende Wandteile (62) und weitere an diese anschließende, insbesondere konvex zur Befestigungsanordnung (56) verlaufende Wandteile (63) einen Hohlraum (65) umgrenzen.
34. Deformationsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchmesser (68) einer Schraubenanordnung (56) der Befestigungsanordnung (47) größer bemessen ist, als eine Breite (69) zwischen den Wandteilen (66) im Öffnungsbereich (67).
35. Deformationsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Durchmesser (68) der eine Befestigungsanordnung (47) bildenden Schraubenanordnung (56) oder Bolzenanordnung etc. größer bemessen ist, als eine Höhe (64) der Hohlräume (65) bzw. Tiefe der Rückhalteelemente (61).
36. Deformationsanordnung nach einem der Ansprüche 28 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die die in Richtung der und/oder schräg zur Längsachse der Lenkwelle einwirkenden Energie absorbierenden Rückhalteelemente (61) in Richtung des Hohlraumes (65) plastisch verformbar bzw. verdrängbar ausgebildet sind und für die sich in Richtung des End- bereiches (58) verlagernde Befestigungsanordnung (47) Gleitebenen ausbilden.
37. Fahrzeug mit einem Lagergehäuse (1 ) zur Übertragung einer Lenkbewegung von einem Lenkrad auf eine Fahrzeugachse, dadurch gekennzeichnet, daß das mit zumindest einer Deformationsanordnung (3) und der Karosserie (46) bzw. dem Karosserieteil verbundene La- gergehäuse (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 36 ausgebildet ist.
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