WO2005102816A1 - Lenksäule für kartfahrzeuge - Google Patents

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WO2005102816A1
WO2005102816A1 PCT/EP2005/004316 EP2005004316W WO2005102816A1 WO 2005102816 A1 WO2005102816 A1 WO 2005102816A1 EP 2005004316 W EP2005004316 W EP 2005004316W WO 2005102816 A1 WO2005102816 A1 WO 2005102816A1
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WO
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bearing
steering column
steering shaft
column according
section
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Application number
PCT/EP2005/004316
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English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Wolf
Original Assignee
Invenio Gmbh Engineering Services
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
    • B62K5/00—Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
    • B62K5/08—Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels with steering devices acting on two or more wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/192—Yieldable or collapsible columns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C27/00—Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/02—Sliding-contact bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/20—Land vehicles
    • F16C2326/24—Steering systems, e.g. steering rods or columns

Definitions

  • the invention relates to a steering column for kart vehicles and similar sports vehicles having a steering shaft which is mounted in a lower bearing and an upper steering shaft bearing on the chassis of the kart vehicle, the upper steering shaft bearing having a holding section connected to a strut of the chassis and a bearing section lying in front of it in the direction of travel which encloses a bearing bore receiving the steering shaft.
  • Conventional karting vehicles have a rigid steering shaft which is fixedly mounted on a strut of the chassis, the lower end of which is mounted in an angularly movable fixed bearing and the upper steering shaft bearing, which is designed as a floating bearing, is fixed on the chassis of the karting vehicle.
  • the steering shaft is through a hub to the steering wheel connected.
  • the conventional steering shaft bearing consists of a one-piece plastic body, the holding portion of which has a horizontal bore through which the steering shaft bearing is attached to a strut of the chassis. The bearing section in front of it in the direction of travel completely encloses the steering column.
  • the object of the invention is therefore to design a steering column with the associated steering shaft bearing in such a way that the risk of injury to the driver in the event of a frontal impact is substantially reduced.
  • This object is achieved in that the bearing section of the steering shaft bearing releases the steering shaft in the direction of travel when a predetermined force exerted radially in the direction of travel and / or axially downward on the steering shaft is exceeded while deforming at least one bearing part.
  • Crash tests have shown that in the event of a frontal impact of the kart vehicle against an obstacle, the driver can take off without getting caught on the steering column.
  • the driver initially slides forward in the seat and hits the steering wheel with his chest and pushes it forward. After triggering the steering shaft on the upper steering shaft bearing, the driver flies head first out of the kart vehicle without his body or legs being injured by the steering shaft.
  • the steering shaft bearing has a bearing main body made of plastic, which forms the holding section and the bearing section, and that the bearing section has a slot or a predetermined breaking point on its front edge arranged in the direction of travel.
  • the steering shaft is triggered in that the steering shaft bearing opens under a predetermined radial force and releases the steering shaft.
  • At least the bearing section of the bearing main body is partially enclosed by a sheet metal cage, which has at least one in the region of the front edge of the bearing main body
  • This sheet metal cage forms a second security level, because only then the steering shaft is completely released if, after opening the bearing section of the bearing main body, the predetermined breaking points of the sheet metal cage are triggered in order to finally release the steering shaft.
  • the bearing section has a bearing inner body forming the bearing bore, which is received in an outer bearing body, that the outer bearing body has an opening on its front side in the direction of travel, the edges of which partially surround the inner bearing body, and that Bearing outer body is fixed by at least one tear-off plate in the main bearing body.
  • the steering shaft is triggered forward in the direction of travel when a forward radial force is exceeded in that the at least one tear-off plate either releases the outer bearing body or allows the inner bearing body to escape by spreading the outer bearing body, or both effects occur.
  • the steering shaft bearing provision can additionally advantageously be made for the steering shaft to be deformable downwards under a predetermined axial force, being supported on the inner bearing body with an abutment, and for the inner bearing body to be displaced axially downward out of the outer bearing body while deforming a deforming body is.
  • the force exerted axially downward on the steering shaft first serves to detach the bearing inner body downward from the bearing outer body.
  • the steering shaft can be pivoted forward through the opening of the outer bearing body. This ensures that the steering shaft is released from the upper steering shaft bearing by a much easier to exert axial force without a higher, forward-facing radial force having to be exerted. This function is particularly advantageous for young and light drivers.
  • 1 is a spatial representation of a chassis of a kart vehicle with a steering column
  • FIG. 2 is a plan view of the upper steering shaft bearing of the kart vehicle according to FIG. 1,
  • FIG. 4 in a spatial representation another embodiment of an upper steering shaft bearing
  • Fig. 5 in a spatial, exploded view of the parts of the steering shaft bearing according to Fig. 4 and
  • the chassis of a karting vehicle has a floor frame 1, on which the lower end of a steering shaft 2 of a steering column 3 is axially fixed but pivotably mounted in a lower bearing 4. Near its upper end, at which the steering shaft 2 carries a steering wheel 6 via a steering column hub 5. the steering shaft 2 is mounted in an upper steering shaft bearing 7, which is connected via a strut 8 to the bottom frame 1 of the chassis.
  • the steering shaft bearing 7 has a bearing main body 9 made of plastic, which consists of a holding section 10 and a bearing section 11. A transverse bore 12 in the holding section 10 is used via a screw connection 13 for connection to the strut
  • the bearing section 11, which surrounds a bearing bore 14 receiving the steering shaft 7, has a slot 15 on its front edge arranged at the front in the direction of travel (left in FIG. 2).
  • a predetermined breaking point can also be provided.
  • Segments 16 of the bearing section 11 lying on both sides of the slot 15 or the predetermined breaking point are each connected to the remaining part of the bearing main body 9 via a flexible joint 17.
  • the bending joints 17 are formed in that incisions 18 extending from the bearing bore 14 extend to just before the outer wall of the bearing main body 9. The remaining thin wall sections form the bending joints 17.
  • the bearing section 11 of the bearing main body 9 is partially enclosed by a sheet metal cage 19 which has at least one predetermined breaking point in the region of the front edge of the bearing main body 9.
  • the sheet metal cage 19 is screwed onto the bearing main body 9 via screw holes 20.
  • the approximately U-shaped sheet metal cage 19, the two legs 21 and 22 of which lie on the top and the bottom of the bearing main body 9, has a front wall 23 located in front of the front edge of the bearing main body 9, which is about predetermined breaking points 24 lying at its edge are connected to the remaining part of the sheet metal cage 21.
  • a ring 25 of the sheet metal cage 19 surrounding the bearing bore 14 also has a predetermined breaking point 26 formed by a constriction on the front of the steering shaft bearing 7.
  • the steering shaft bearing 7 becomes one when it is exceeded Predetermined force destroys and releases the steering shaft 2 to the front, so that the steering column does not hinder the driver detaching himself from the kart vehicle.
  • the two segments 16 of the bearing section 11 open, so that the steering shaft 2 can exit to the front through the opening slot 15.
  • the ring 25 then breaks at the predetermined breaking point 26.
  • the sheet metal cage 19 forms a tear-off sheet. With further radial force, the front wall 23 tears off at the predetermined breaking points 24 of the sheet metal cage 19 and finally releases the steering shaft 2 to the front.
  • the bearing section 11' intended for receiving the steering shaft 2 has a bearing bore 14 which forms the bearing bore 14
  • the outer bearing body 28 has an opening 29 on its front side in the direction of travel, the edges of which partially surround the inner bearing body 27.
  • the bearing outer body 28 is fixed via a tear-off plate 31 in the bearing main body 9 '.
  • the bearing outer body 28 is screwed to two fastening sections 33 each lying between predetermined breaking points 32.
  • the tear-off plate 31 is fixed by a transverse screw 31a in the bearing main body 9 '.
  • the outer bearing body 28 is at least partially enclosed by a sheet metal cage 35 fastened to the bearing main body 9 'at screw holes 34, the walls 36 of which lie at the front of the outer bearing body 28 are connected to the remaining part of the sheet metal cage 35 via predetermined breaking points 37.
  • the upper and lower legs of the sheet metal cage 35 have cuts 38 on both sides of the steering shaft received in the bearing bore 14.
  • the steering shaft 2 can be deformed downward under a predetermined axial force.
  • the steering shaft 2 consists of two steering shaft sections 2a and 2b which are telescopically displaceable against one another against the force of a spring 39 and which are connected to one another in a rotationally fixed manner via two lateral guide plates 40.
  • the guide brackets 40 which extend parallel to the axis of the steering shaft 2, are fastened to the lower steering shaft section 2b and extend in a longitudinally movable manner through guide slots 41 in two metal sheets 42, which are connected to the upper steering shaft section 2a in a rotationally fixed manner.
  • a ring 43 connecting the two guide lugs 40 at their ends forms a lower abutment for the spring 39 designed as a helical compression spring, which is supported with its upper end on an adjusting ring 44 which is fastened on the upper steering shaft section 2a.
  • the inner bearing body 27 is a cylindrical sleeve with circumferential sections 46 (FIG. 5) projecting on both opposite sides.
  • the bearing outer body 28 is the outer contour of the
  • the sheet metal cage 35 holds the bearing inner body 27 in the axial direction in a form-fitting manner in the bearing outer body 28 because the projecting circumferential sections 46 rest on the edges of the sheet metal cage 35 in the region of the incisions 38.
  • the sheet metal cage 35 is deformed in the region of the incisions 38 and releases the inner bearing body 27 so that it can be moved axially downward out of the outer bearing body 28, the spring 39 being compressed and the steering shaft 2 thus being shortened.
  • the steering shaft 2 can be pivoted forward, the steering shaft 2 moving out through the opening 29 of the bearing outer body 28.

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Abstract

Eine Lenksäule für Kartfahzeuge und ähnliche Sportfahrzeug weist eine Lenkwelle (2) auf, die in einem unteren Lager (4) und einem oberen Lenkwellenlager (7) am Chassis des Kartfahrzeugs gelagert ist. Das obere Lenkwellenlager (7) weist einen mit einer Strebe des Chassis verbundenen Halteabschnitt und einen in Fahrtrichtung davor liegenden Lagerabschnitt auf, der eine die Lenkwelle (2) aufnehmende Lagerbohrung umschliesst. Der Lagerabsschnitt des Lenksäulenlagers (7) gibt bei Überschreiten einer vorgegebenen, radial in Fahrtrichtung und/oder axial nach unten gerichteten, auf die Lenkwelle (2) ausgeübten Kraft unter Verformung mindestens eines Lagerteils die Lenkwelle (2) in Fahrtrichtung frei.

Description

Lenksäule für Kartfahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für Kartfahrzeuge und ähnlicher Sportfahrzeuge mit einer Lenkwelle, die in einem unteren Lager und einem oberen Lenkwellenlager am Chassis des Kartfahrzeugs gelagert ist, wobei das obere Lenkwellenlager einen mit einer Strebe des Chassis verbundenen Halteabschnitt und einen in Fahrtrichtung davor liegenden Lagerabschnitt aufweist, der eine die Lenkwelle aufnehmende Lagerbohrung umschließt.
Bei Kartfahrzeugen, zu denen in diesem Zusammenhang außer Renn-Karts und Go-Karts auch ähnliche Sportfahrzeuge gezählt werden sollen, besteht bei Unfällen, insbesondere beim Frontalaufprall auf ein Hindernis, das besondere Problem, dass der Fahrer dabei nach vorn geschleudert wird, wobei die Lenksäule zu einer erheblichen Verletzungsgefahr für den Fahrer führt. Der Einsatz von Sicherheitsgurten, mit denen der Fahrer am Kartfahrzeug zurückgehalten würde, macht ähnlich wie bei Krafträdern keinen Sinn, da im Kartfahrzeug infolge fehlender Crashstrukturen für den Fahrer kaum ein Überlebensraum besteht.
Herkömmliche Kartfahrzeuge weisen eine starre, fest an einer Strebe des Chassis gelagerte Lenkwelle auf, deren unteres Ende in einem winkelbeweglichen Festlager gelagert ist und deren oberes, als Loslager ausgeführtes Lenkwellenlager am Chassis des Kartf hrzeugs festgelegt ist. Die Lenkwelle ist durch eine Nabe mit dem Lenkrad verbunden. Das herkömmliche Lenkwellenlager besteht aus einem einstückigen Kunststoff örper, dessen Halteabschnitt eine horizontale Bohrung aufweist, über die das Lenkwellenlager an einer Strebe des Chassis befestigt ist. Der in Fahrtrichtung davor liegende Lagerabschnitt umschließt die Lenksäule vollständig.
Bei einem Frontalaufprall kommt es zu einem Sturz des Fahrers aus dem Kartfahrzeug, wobei die feststehende, starre Lenksäule einen erheblichen, oftmals unüberwindbaren Widerstand für den Fahrer darstellt. Dies kann zu schweren, sogar tödlichen Verletzungen führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lenksäule mit dem zugehörigen Lenkwellenlager so auszugestalten, dass die Verletzungsgefahr für den Fahrer bei einem Frontalaufprall wesentlich vermindert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Lagerabschnitt des Lenkwellenlagers bei Überschreiten einer vorgegebenen, radial in Fahrtrichtung und/oder axial nach unten gerichteten, auf die Lenkwelle ausgeübten Kraft unter Verformung mindestens eines Lagerteils die Lenkwelle in Fahrtrichtung freigibt.
Damit wird erreicht, dass durch die vom Fahrer im Falle eines Frontalaufpralls auf das Lenkrad ausgeübten Kräfte, die im wesentlichen in Fahrtrichtung sowie nach unten gerichtet sind, die Lenkwelle aus dem oberen Lenkwellenlager ausgelöst wird und nach vorn geschwenkt werden kann, so dass sie den Fahrer nicht oder nicht wesentlich behindert und insbesondere keinen Anlass zu ernsthaften Verletzungen gibt.
Durch Crashtests wurde belegt, dass bei einem Frontalaufprall des Kartfahrzeugs auf ein Hindernis ein Abflug des Fahrers ohne Hängenbleiben an der Lenksäule ermöglicht wird. Der Fahrer rutscht dabei im Sitz zunächst nach vorne und schlägt mit der Brust auf das Lenkrad auf und drückt es nach vorne. Nach dem Auslösen der Lenkwelle am oberen Lenkwellenlager fliegt der Fahrer mit dem Kopf voran aus dem Kartfahrzeug, ohne dass sein Körper oder seine Beine durch die Lenkwelle verletzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lenkwellenlager einen den Halteabschnitt und den Lagerabschnitt bildenden Lagerhauptkörper aus Kunststoff aufweist, und dass der Lagerabschnitt an seinem in Fahrtrichtung vorn angeordneten vorderen Rand einen Schlitz oder eine Sollbruchstelle aufweist.
Dadurch wird ein Auslösen der Lenkwelle dadurch erreicht, dass sich das Lenkwellenlager unter einer vorgegebenen Radialkraft öffnet und die Lenkwelle freigibt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass mindestens der Lagerabschnitt des Lagerhauptkörpers von einem Blechkäfig teilweise umschlossen ist, der im Bereich des vorderen Randes des Lagerhauptkörpers mindestens eine
Sollbruchstelle aufweist. Dieser Blechkäfig bildet eine zweite Sicherheitsstufe, weil die Lenkwelle erst dann vollständig freigegeben wird, wenn nach dem Öffnen des Lagerabschnitts des Lagerhauptkörpers auch die Sollbruchstellen des Blechkäfigs ausgelöst werden, um die Lenkwelle endgültig freizugeben.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass der Lagerabschnitt einen die Lagerbohrung bildenden Lagerinnenkörper aufweist, der in einem Lageraußenkörper aufgenommen ist, dass der Lageraußenkörper an seiner in Fahrtrichtung vorderen Seite eine Öffnung aufweist, deren Ränder den Lagerinnenkörper teilweise umgreifen, und dass der Lageraußenkörper durch mindestens ein Abreißblech im Lagerhauptkörper festgelegt ist.
Eine Auslösung der Lenkwelle nach vorn in Fahrtrichtung wird bei Überschreiten einer nach vorn gerichteten Radialkraft dadurch erreicht, dass das mindestens eine Abreißblech entweder den Lageraußenkörper freigibt oder ein Austreten des Lagerinnenkörpers durch Aufspreizen des Lageraußenkörpers ermöglicht oder dass beide Wirkungen eintreten.
Bei dieser Ausführung des Lenkwellenlagers kann vorteilhafterweise zusätzlich vorgesehen sein, dass die Lenkwelle unter einer vorgegebenen Axialkraft nach unten verformbar ist, wobei sie sich mit einem Widerlager auf dem Lagerinnenkörper abstützt, und dass der Lagerinnenkörper unter Verformung eines Verformungskörpers axial nach unten aus dem Lageraußenkörper heraus verschiebbar ist. Hierbei dient zunächst die axial nach unten auf die Lenkwelle ausgeübte Kraft dazu, den Lagerinnenkörper nach unten aus dem Lageraußenkörper zu lösen. In dieser Stellung, in der die Lenkwelle verkürzt wurde, kann die Lenkwelle durch die Öffnung des Lageraußenkörpers nach vorn geschwenkt werden. Damit wird erreicht, dass allein schon durch eine wesentlich leichter auszuübende Axialkraft die Freigabe der Lenkwelle aus dem oberen Lenkwellenlager erfolgt, ohne dass hierfür bereits eine höhere, nach vorn gerichtete Radialkraft ausgeübt werden müsste. Diese Funktion ist besonders für junge und leichte Fahrer vorteilhaft.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche .
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 in räumlicher Darstellungsweise ein Chassis eines Kartfahrzeugs mit einer Lenksäule,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das obere Lenkwellenlager des Kartfahrzeugs nach Fig. 1,
Fig. 3 in räumlicher, auseinander gezogener Darstellung die Teile des Lenkwellenlagers nach Fig. 2,
Fig. 4 in räumlicher Darstellungsweise eine andere Ausführungsform eines oberen Lenkwellenlagers, Fig. 5 in räumlicher, auseinander gezogener Darstellung die Teile des Lenkwellenlagers nach Fig. 4 und
Fig. 6 in räumlicher Darstellungsweise die Lenksäule des Kartfahrzeugs nach Fig. 1 mit dem Lenkwellenlager gemäß Fig. 4 und 5.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist das Chassis eines Kartfahrzeugs einen Bodenrahmen 1 auf, an dem das untere Ende einer Lenkwelle 2 einer Lenksäule 3 in einem unteren Lager 4 axial fest, jedoch schwenkbar gelagert ist. Nahe ihrem oberen Ende, an dem die Lenkwelle 2 über eine Lenksäulennabe 5 ein Lenkrad 6 trägt, . ist die Lenkwelle 2 in einem oberen Lenkwellenlager 7 gelagert, das über eine Strebe 8 mit dem Bodenrahmen 1 des Chassis verbunden ist.
Einzelheiten des Lenkwellenlagers 7 sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Das Lenkwellenlager 7 weist einen aus Kunststoff bestehenden Lagerhauptkörper 9 auf, der aus einem Halteabschnitt 10 und einem Lagerabschnitt 11 besteht. Eine Querbohrung 12 im Halteabschnitt 10 dient über eine Verschraubung 13 zur Verbindung mit der Strebe
8- .
Der Lagerabschnitt 11, der eine die Lenkwelle 7 aufnehmende Lagerbohrung 14 umschließt, weist an seinem in Fahrtrichtung vorn (links in Fig. 2) angeordneten vorderen Rand einen Schlitz 15 auf. Anstelle des Schlitzes 15 kann auch eine Sollbruchstelle vorgesehen sein. Beiderseits des Schlitzes 15 oder der Sollbruchstelle liegende Segmente 16 des Lagerabschnitts 11 sind jeweils über ein Biegegelenk 17 mit dem übrigen Teil des Lagerhauptkörpers 9 verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Biegegelenke 17 dadurch gebildet, dass von der Lagerbohrung 14 ausgehende Einschnitte 18 sich bis kurz vor der Außenwand des Lagerhauptkörpers 9 erstrecken. Die verbleibenden dünnen Wandabschnitte bilden die Biegegelenke 17.
Der Lagerabschnitt 11 des Lagerhauptkörpers 9 ist teilweise von einem Blechkäfig 19 umschlossen, der im Bereich des vorderen Randes des Lagerhauptkörpers 9 mindestens eine Sollbruchstelle aufweist. Der Blechkäfig 19 ist über Schraubenbohrungen 20 am Lagerhauptkörper 9 angeschraubt .
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der im senkrechten Schnitt angenähert U-förmige Blechkäfig 19, dessen beide Schenkel 21 und 22 auf der Oberseite bzw. der Unterseite des Lagerhauptkörpers 9 liegen, eine vor dem vorderen Rand des Lagerhauptkörpers 9 liegende Vorderwand 23 auf, die über an ihrem Rand liegende Sollbruchstellen 24 mit dem übrigen Teil des Blechkäfigs 21 verbunden ist. Ein die Lagerbohrung 14 umschließender Ring 25 des Blechkäfigs 19 weist an der Vorderseite des Lenkwellenlagers 7 ebenfalls eine durch eine Einschnürung gebildete Sollbruchstelle 26 auf.
Wenn im Crashfall eine radiale, nach vorn gerichtete Kraft über das Lenkrad 6 auf die Lenkwelle 2 ausgeübt wird, wird das Lenkwellenlager 7 bei Überschreiten einer vorgegebenen Kraft zerstört und gibt die Lenkwelle 2 nach vorn frei, so dass die Lenksäule den sich vom Kartfahrzeug nach vorn lösenden Fahrer nicht behindert. Hierbei öffnen sich die beiden Segmente 16 des Lagerabschnitts 11, so dass die Lenkwelle 2 durch den sich öffnenden Schlitz 15 nach vorn austreten kann. Sodann bricht der Ring 25 an der Sollbruchstelle 26. Der Blechkäfig 19 bildet ein Abreißblech. Bei weiterer radialer Krafteinwirkung reißt die Vorderwand 23 an den Sollbruchstellen 24 des Blechkäfigs 19 ab und gibt die Lenkwelle 2 endgültig nach vorn frei.
Bei dem in den Fig. 4 und 5 dargestellten Lenkwellenlager 7 ' weist der zur Aufnahme der Lenkwelle 2 bestimmte Lagerabschnitt 11' einen die Lagerbohrung 14 bildenden
Lagerinnenkörper 27 auf, der in einem Lageraußenkörper 28 aufgenommen ist. Der Lageraußenkörper 28 weist an seiner in Fahrtrichtung vorderen Seite eine Öffnung 29 auf, deren Ränder den Lagerinnenkörper 27 teilweise umgreifen. Ein Lagerhauptkörper 9', der wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel die Bohrung 12 aufweist, greift mit zwei seitlichen Schenkeln 30 um den Lageraußenkörper 28.
Der Lageraußenkörper 28 ist über ein Abreißblech 31 im Lagerhauptkörper 9' festgelegt. Hierzu ist der Lageraußenkörper 28 an zwei jeweils zwischen Sollbruchstellen 32 liegenden Befestigungsabschnitten 33 angeschraubt. Das Abreißblech 31 ist durch eine Querschraube 31a im Lagerhauptkörper 9' festgelegt. Außerdem wird der Lageraußenkörper 28 mindestens teilweise von einem am Lagerhauptkörper 9' an Schraublöchern 34 befestigten Blechkäfig 35 umschlossen, dessen an der Vorderseite des Lageraußenkörpers 28 liegende Wände 36 über Sollbruchstellen 37 mit dem übrigen Teil des Blechkäfigs 35 verbunden sind. Die oberen und unteren Schenkel des Blechkäfigs 35 weisen beiderseits der in der Lagerbohrung 14 aufgenommenen Lenkwelle 2 Einschnitte 38 auf.
Bei der in Fig. 6 dargestellten Lenksäule ist die Lenkwelle 2 unter einer vorgegebenen Axialkraft nach unten verformbar. Zu diesem Zweck besteht die Lenkwelle 2 aus zwei gegen die Kraft einer Feder 39 teleskopartig gegeneinander verschiebbaren Lenkwellenabschnitten 2a und 2b, die über zwei seitliche Führungslaschen 40 drehfest miteinander verbunden sind. Die sich parallel zur Achse der Lenkwelle 2 erstreckenden Führungslaschen 40 sind am unteren Lenkwellenabschnitt 2b befestigt und erstrecken sich längsbeweglich durch Führungsschlitze 41 in zwei Blechen 42, die mit dem oberen Lenkwellenabschnitt 2a drehfest verbunden sind.
Ein die beiden Führungslaschen 40 an ihren Enden verbindender Ring 43 bildet ein' unteres Widerlager für die als Schraubendruckfeder ausgeführte Feder 39, die sich mit ihrem oberen Ende an einem Stellring 44 abstützt, der auf dem oberen Lenkwellenabschnitt 2a befestigt ist.
Ein auf der Lenkwelle 2 oberhalb des Lenkwellenlagers 7 befestigter Stellring 45 bildet ein Widerlager, über das sich die Lenkwelle 2 auf dem Lagerinnenkörper 27 abstützt. Der Lagerinnenkörper 27 ist eine zylindrische Hülse mit auf beiden gegenüberliegenden Seitenvorspringenden Umfangsabschnitten 46 (Fig. 5) . Der Lageraußenkörper 28 ist an diese Außenkontur des
Lagerinnenkörpers 27 angepasst. Der Blechkäfig 35 hält den Lagerinnenkörper 27 in axialer Richtung formschlüssig im Lageraußenkörper 28, weil die vorspringenden Umfangsabschnitte 46 auf den Rändern des Blechkäfigs 35 im Bereich der Einschnitte 38 aufliegen. Bei
Überschreiten einer vorgegebenen Axialkraft wird der Blechkäfig 35 im Bereich der Einschnitte 38 verformt und gibt den Lagerinnenkörper 27 frei, so dass er axial nach unten aus dem Lageraußenkörper 28 heraus verschoben werden kann, wobei die Feder 39 zusammengedrückt und die Lenkwelle 2 somit verkürzt wird.
Nachdem der Lagerinnenkörper 27 aus dem Lageraußenkörper 28 nach unten herausgetreten ist, kann die Lenkwelle 2 nach vorn verschwenkt werden, wobei sich die Lenkwelle 2 durch die Öffnung 29 des Lageraußenkörpers 28 herausbewegt .

Claims

Lenksäule für KartfahrzeugeP a t e n t a n s p r ü c h e
1. Lenksäule für Kartfahrzeuge und ähnliche Sportfahrzeuge mit einer Lenkwelle, die in einem unteren Lager und einem oberen Lenkwellenlager am Chassis des Kartfahrzeugs gelagert ist, wobei das obere Lenkwellenlager einen mit einer Strebe des Chassis verbundenen Halteabschnitt und einen in Fahrtrichtung davor liegenden Lagerabschnitt aufweist, der eine die Lenkwelle aufnehmende Lagerbohrung umschließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerabschnitt (11, 11') des Lenksäulenlagers (7, 7') bei Überschreiten einer vorgegebenen, radial in Fahrtrichtung und/oder axial nach unten gerichteten, auf die Lenkwelle (2) ausgeübten Kraft unter Verformung mindestens eines Lagerteils die Lenkwelle (2) in Fahrtrichtung freigibt.
2. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lenksäulenlager (7) einen den Halteabschnitt (10) und den Lagerabschnitt (11) bildenden
Lagerhauptkörper (9) aus Kunststoff aufweist, und dass der Lagerabschnitt (11) an seinem in Fahrtrichtung vorn angeordneten vorderen Rand einen Schlitz (15) oder eine Sollbruchstelle aufweist.
3. Lenksäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Lagerabschnitt (11) des Lagerhauptkörpers (9) von einem Blechkäfig (19) teilweise umschlossen ist, der im Bereich des vorderen Randes des Lagerhauptkörpers (9) mindestens eine Sollbruchstelle (24, 26) aufweist.
4. Lenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfig (19) in einem die Lagerbohrung (14) umschließenden Ring (25) eine Sollbruchstelle (26) aufweist.
5. Lenksäule nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfig (19) eine vor dem vorderen Rand des Lagerhauptkörpers (9) liegende Vorderwand (23) aufweist, die über Sollbruchstellen (24) mit dem übrigen Teil des Blechkäfigs (19) verbunden ist.
6. Lenksäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiderseits des Schlitzes (15) oder der Sollbruchstelle liegenden Segmente (16) des Lagerabschnitts (11) jeweils über ein Biegegelenk (17) mit dem übrigen Teil des Lagerhauptkörpers (9) verbunden sind.
7. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerabschnitt (11') einen die Lagerbohrung (14) bildenden Lagerinnenkörper (27) aufweist, der in einem Lageraußenkörper (28) aufgenommen ist, dass der Lageraußenkörper (28) an seiner in Fahrtrichtung vorderen Seite eine Öffnung (29) aufweist, deren Ränder den Lagerinnenkörper (27) teilweise umgreifen, und dass der Lageraußenkörper (28) durch mindestens ein Abreißblech (31, 35) im Lagerhauptkörper (9') festgelegt ist.
8. Lenksäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Lagerhauptkörper (9') festgelegtes Abreißblech (31) mindestens einen zwischen Sollbruchstellen (32) liegenden Befestigungsabschnitt (33) aufweist, der mit dem Lageraußenkörper (28) verschraubt ist.
9. Lenksäule nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenkörper (28) mindestens teilweise von einem am Lagerhauptkörper (9') befestigten Blechkäfig (35) umschlossen ist, dessen an der Vorderseite des Lageraußenkörpers (28) liegenden Wände (36) über Sollbruchstellen (37) mit dem übrigen Teil des Blechkäfigs (35) verbunden sind.
10. Lenksäule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwelle (2) unter einer vorgegebenen Axialkraft nach unten verformbar ist, wobei sie sich mit einem Widerlager (45) auf dem Lagerinnenkörper (27) abstützt, und dass der Lagerinnenkörper (27) unter Verformung eines Verformungskörpers axial nach unten aus dem Lageraußenkörper (28) heraus verschiebbar ist.
11. Lenksäule nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechkäfig (35) den Lagerinnenkörper (27) in axialer Richtung formschlüssig im Lageraußenkörper (28) hält und ihn bei Überschreiten einer vorgegebenen Axialkraft unter Verformung des Blechkäfigs (35) freigibt.
12. Lenksäule nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwelle (2) aus zwei gegen die Kraft einer Feder (39) teleskopartig gegeneinander verschiebbaren Lenkwellenabschnitten (2a, 2b) besteht, die drehfest miteinander verbunden sind.
13. Lenksäule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerinnenkörper (27) eine zylindrische Hülse mit auf beiden gegenüberliegenden Seiten vorspringenden Umfangsabschnitten (46) ist.
14. Lenksäule nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lageraußenkörper (28) an die Außenkontur des Lagerinnenkörpers (27) angepasst ist.
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