WO2010022947A1 - Sicherheitslenksäule für ein fahrzeug - Google Patents

Sicherheitslenksäule für ein fahrzeug Download PDF

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WO2010022947A1
WO2010022947A1 PCT/EP2009/006219 EP2009006219W WO2010022947A1 WO 2010022947 A1 WO2010022947 A1 WO 2010022947A1 EP 2009006219 W EP2009006219 W EP 2009006219W WO 2010022947 A1 WO2010022947 A1 WO 2010022947A1
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WO
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steering column
tear
safety
vehicle
steering wheel
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Application number
PCT/EP2009/006219
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alfred Keschtges
Original Assignee
Kart-Tec Ltd. & Co. Kg
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.)
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Publication date
Application filed by Kart-Tec Ltd. & Co. Kg filed Critical Kart-Tec Ltd. & Co. Kg
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Publication of WO2010022947A1 publication Critical patent/WO2010022947A1/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
    • B62D1/04—Hand wheels
    • B62D1/11—Hand wheels incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible

Definitions

  • the invention relates to a safety steering column for a vehicle, in particular for a kart.
  • Safety steering columns for vehicles are known in principle. These are, in particular, pipe-in-pipe arrangements which enable the steering column to be pushed together, which in particular prevents the steering column from penetrating into the vehicle. Steering wheels of vehicles without airbag usually have an energy absorbing baffle plate.
  • the invention is based on the object, at least to reduce the disadvantages of the prior art.
  • Another object of the invention is to easily avoid the driver's slip into a karting vehicle in a frontal collision, adjusted to the weight of the driver.
  • the object of the invention is already by a safety steering column for a vehicle and by a
  • the invention relates to a safety steering column for a vehicle, in particular for a karting vehicle.
  • Safety steering column comprises a deformation element, which is arranged between the steering wheel and steering column and which allows under load pivotal movement of the steering wheel to the steering wheel end of the steering column.
  • the driver first comes into contact with the lower rim of the steering wheel.
  • the deformation element gives way and the lower steering wheel rim can escape by the taking place thereby pivotal movement of the steering wheel to the end of the steering column in the direction of travel.
  • the driver then comes in flat contact with substantially the entire surface of the steering wheel, so that the kinetic energy can be dissipated distributed over the entire surface of the steering wheel. Serious injuries, especially in accidents in the
  • Karting sports can be avoided in many accident situations. From a quasi-point load so a surface load.
  • the deformation element is designed such that it does not yield during normal operation of the vehicle.
  • Steering wheel and steering column are preferably removable from the deformation element, in particular unscrewable, formed.
  • the deformation element can be exchanged in a simple manner and in particular adapted to a different driver's weight.
  • the deformation element comprises a substantially U-shaped section, to one's "kel the steering wheel and at its opposite leg
  • the U-shaped section which is preferably formed of sheet metal, in particular of steel, thus has a base and two legs. When loaded from the open side of the U-shaped section, such an arrangement yields more easily than when loaded on the base.
  • the safety steering column is preferably designed such that the steering wheel gives way more easily in the event of a load acting on a lower edge of the steering wheel than on a load acting on an upper edge.
  • the base of the U-shaped portion is arranged in the direction of travel, whereas the open side of the U-shaped portion in
  • the legs of the U-shaped section bend together on contact of the driver with the lower rim of the steering wheel.
  • the base of the U-shaped section can also bend together.
  • the deformation element acts simultaneously as a high energy absorber, which degrades the kinetic energy.
  • the deformation element is formed in a preferred embodiment of the invention such that it comprises a bent sheet, which at least partially in areas with a larger radius of curvature weakened against sections of lesser radius of curvature.
  • Such weakenings can be formed, for example, by lateral recesses, bores or even thinner designed sheet metal.
  • the stress is distributed more uniformly over the entire U-shaped section. Areas with a larger radius of curvature, in particular essentially flat areas, thus contribute to a greater degree to the deformation. At the same time, the weakened portion is more effective as an energy absorbing crumple zone.
  • Deformation element to serve the weight of the driver.
  • a deformation element with a low weight in particular a weight of less than 1000, preferably less than 500 g.
  • the deformation element comprises means for adjusting the angle of the steering wheel to the steering column. So the driver can adjust the steering wheel according to his wishes.
  • InsObesondere is provided to contract the U-shaped configured section via a screw and so to adjust the angle of the steering wheel to the steering column.
  • the deformation element not only serves safety, but at the same time makes it possible to adapt the vehicle, in particular the karts, to the respective driver.
  • the adjusting screw extends substantially parallel to the steering column and engages a bridge of the deformation element arranged between two steering wheel-side vanes. So a particularly simple adjustment is possible.
  • the steering column is fastened to the vehicle with a tear-off element.
  • Attachment or a lower bearing of the steering column has and which is secured in an upper region with a tear-off, which breaks off at a predetermined force, so that the steering column can fold away in the direction of travel.
  • Such a configuration can prevent the frontal impact that the driver, in particular a karts, slips into the vehicle inside. Rather, the driver is lifted on the steering wheel on the Kart.
  • the invention further relates to a tear-off element for the steering column of a vehicle, in particular for a safety steering column described above.
  • the tear-off element comprises means for attachment to a vehicle and a predetermined breaking point.
  • the tear-off element is designed as a bearing for the steering column.
  • the steering column is thus rotatably mounted in the tearing element.
  • the predetermined breaking point is formed by webs arranged on the bearing.
  • the tear-off element is designed as a one-piece plastic component in which the release force at which the tear-off element breaks off can be adjusted over the width of the web.
  • Plastic injection molded part are formed with a tool to provide a plurality of tear elements with different release force.
  • the tear-off element is designed to be interchangeable and can thus be matched to the respective weight or the respective weight class of the driver.
  • tear-off elements are provided which trigger at a force between 0.5 and 20 kN, preferably between 2 and 8 kN.
  • the invention further relates to a vehicle, in particular a kart vehicle with a safety steering column described above.
  • the steering column when installed in a kart, is preferably at an angle between 30 and 70 °, more preferably between 40 and 60 ° to the horizontal.
  • the invention relates to a vehicle, in particular a kart, which comprises a previously described tear-off element, in which therefore no deformation element, but only a tear-off is provided so that the steering column can dodge in the direction of travel.
  • the safety steering column comprises both the deformation element and the tear-off element.
  • FIG. 1 shows the components of a safety steering column with a tear-off element and a deformation element
  • Fig. 2 and Fig. 3 show two different embodiments of a
  • Fig. 4 shows a punched or cut out
  • Fig. 5 shows a tear-off element
  • Fig. 1 the essential components of an embodiment of a safety steering column 1 are shown schematically in a perspective view.
  • the safety steering column 1 comprises a handlebar 2 and a steering wheel 3.
  • a deformation element 5 is attached.
  • the deformation element 5 comprises a substantially U-shaped profile, on one leg of which the steering wheel 3 is fastened by means of the screws 4. On the opposite side, the steering rod 2 is inserted into the deformation element 5 and fastened by means of the screw 6.
  • Handlebar 2 and steering wheel 3 is arranged, has the task, in the event of an accident pivotal movement of the steering wheel to allow the upper end of the steering column 2.
  • the steering wheel 3 can lay substantially flat on the chest of the driver.
  • the force is thereby distributed over a much larger area and arranged on the steering wheel baffle plate (not shown) can develop with almost their entire surface effect.
  • the maximum pressure on the loaded area therefore decreases.
  • the deformation element 5 an adjustment of the angle of the steering wheel 3 to the steering column 2.
  • the screw 9 is inserted through arranged on wings of the deformation element 5 holes 12 and fastened with the nut 10 for this purpose.
  • the nut 10 is designed as a self-locking nut.
  • the screw 9 forms a bridge on which the eyebolt 8 can attack.
  • the eyebolt 8 is pushed through the bore 13.
  • the nut 11 which is screwed onto the eyebolt 8, so the deformation element 5 can be contracted, whereby an adjustment of the angle of the steering wheel 3 to the steering column 2 is possible.
  • the tear-off element 7 which is fastened to the vehicle (not shown), forms an upper bearing of the handlebar 2.
  • the handlebar 2 In the lower area there is another bearing 14 for the handlebar 2, of which only the bearing inner part is shown here.
  • the associated bearing shell (not shown) is attached to the body of the vehicle.
  • the tear-off element 7 releases at a predetermined force, thus tearing off, which allows the steering column 2 to buckle.
  • FIG. 2 shows a perspective view of a deformation element 5.
  • the deformation element 5 consists of a folded sheet-metal part, to which a receptacle 26 for the steering column is fastened, in particular welded.
  • Bore 28 which can serve for centering the steering wheel or for attaching gauges.
  • the deformation element In a substantially straight region, ie a region with a large radius of curvature at the base of the U-shaped profile, the deformation element has lateral recesses 20, which serve as weakening zones.
  • the deformation element 5 is thus weakened in the area with a large radius of curvature with respect to other areas with a smaller radius of curvature 25.
  • the deformation element 5 furthermore has lateral wings 21.
  • the wings 21 close the arranged on the opposite side web 22, whereby a lateral buckling of the steering wheel is prevented.
  • a bore 12 is provided, through which a bolt or a screw can be inserted, which serves as a point of application for an adjustment (not shown).
  • the web 22 is also formed by the folded sheet metal part.
  • the web 22 is also in the manner of a
  • a bore 13 is arranged, which serves to carry out the eyebolt shown in Fig. 1, with which the upper leg of
  • Deformationsiatas 5, to which the steering wheel is attached and the lower leg to which the steering column is attached, can be pulled together. So the angle of the steering wheel to the steering column can be changed.
  • Fig. 3 shows another embodiment of a deformation element, wherein for weakening the base of the U-shaped portion of the deformation element 5 depending on the weight of the driver holes 27 are provided.
  • Fig. 4 shows a punched or cut sheet metal part, from which a deformation element is bent.
  • the sheet metal part comprises a base 30 and the legs 31 and 32, through which the U-shaped base profile is formed in the finished state.
  • the leg 31 serves to attach the steering wheel, whereas the leg 32 serves to fasten the steering column.
  • a recording is welded to the sheet (not shown).
  • the wings 21 are arranged, which have recesses for weight savings.
  • the web 22 is formed in that on the leg 32, the sheet metal part is folded in a U-shape, so that the web 22 is the leg 32 opposite.
  • FIG. 5 shows a schematic view of a tear-off element 7.
  • the tear-off element 7 is made of plastic and is designed in particular as an injection-molded part.
  • the tear-off part has two holes 40 with which it is attached to a vehicle, in particular a kart.
  • a transverse, in particular perpendicular to the holes 40 extending guide 41 serves as a bearing for the handlebar (not shown).
  • the guide 41 is cut on both sides by the grooves 43 and is held together only by a relatively narrow web 42. In the event of an accident, the web 42 breaks at a predetermined force.
  • the release force of the tear-off element can be determined in a very simple manner.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Sicherheitslenksäule mit einem Deformationselement, welches bei einem Unfall eine Verschwenkung des Lenkrads um das Ende der Lenksäule zulässt.

Description

Sicherheitslenksäule für ein Fahrzeug
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäule für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kart.
Hintergrund der Erfindung
Sicherheitslenksäulen für Fahrzeuge sind vom Prinzip her bekannt. Es handelt sich dabei insbesondere um Rohr-inRohr-Anordnungen, welche ein Zusammenschieben der Lenksäule ermöglichen, wodurch insbesondere verhindert wird, dass die Lenksäule ins Fahrzeug eindringt. Lenkräder von Fahrzeugen ohne Airbag weisen üblicherweise eine energieabsorbierende Prallplatte auf.
Es hat sich aber gezeigt, dass es je nach Unfallsituation nicht zu einem flächigen Kontakt des Fahrers mit dem gesamten Lenkrad kommt, sondern dass ein großer Teil der Bewegungsenergie insbesondere im unteren Bereich des Lenkradkranzes, abgebaut wird. Hierdurch kann es naturgemäß zu schweren Verletzungen kommen. Weiter besteht bei Kart-Fahrzeugen, insbesondere bei Kart- Fahrzeugen, in welchen der Fahrer nicht angeschnallt ist, das Problem, dass der Fahrer bei einem Frontalaufprall in das Kart hinein rutschen und sich dadurch schwere Verletzungen zuziehen kann.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest zu reduzieren.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine möglichst leichte und einfach aufgebaute Konstruktion bereitzustellen, bei welcher im Falle des Unfalls der Energieabbau möglichst gleichmäßig und flächig auf das Lenkrad verteilt wird. So soll eine geringe maximale Druckbelastung erreicht werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Weise, abgestimmt auf das Gewicht des Fahrers, das Rutschen des Fahrers in ein Kart-Fahrzeug bei einem Frontalaufprall zu vermeiden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch eine Sicherheitslenksäule für ein Fahrzeug sowie durch ein
Abrisselement nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäule für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kart-Fahrzeug. Die
Sicherheitslenksäule umfasst ein Deformationselement, welches zwischen Lenkrad und Lenksäule angeordnet ist und welches bei Belastung eine Schwenkbewegung des Lenkrads um das lenkradseitige Ende der Lenksäule zulässt.
Im Falle eines Unfalls kommt beispielsweise der Fahrer zunächst mit dem unteren Lenkradkranz in Kontakt. Bei einer vorgegebenen Kraft gibt das Deformationselement nach und der untere Lenkradkranz kann durch die dadurch stattfindende Schwenkbewegung des Lenkrads um das Ende der Lenksäule in Fahrtrichtung ausweichen. Der Fahrer kommt sodann flächig mit im Wesentlichen der gesamten Fläche des Lenkrads in Kontakt, so dass die Bewegungsenergie über die gesamte Fläche des Lenkrads verteilt abgebaut werden kann. Schwere Verletzungen, insbesondere bei Unfällen im
Kart-Sport, können so in vielen Unfallsituationen vermieden werden. Aus einer quasi-Punktbelastung wird also eine Flächenbelastung .
Es versteht sich, dass das Deformationselement derart ausgebildet ist, dass es im normalen Betrieb des Fahrzeugs nicht nachgibt.
Vorzugsweise sind Lenkrad und Lenksäule von dem Deformationselement abnehmbar, insbesondere abschraubbar, ausgebildet. So kann das Deformationselement auf einfache Weise ausgetauscht werden und insbesondere einem anderen Fahrergewicht angepasst werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Deformationselement einen im Wesentlichen U-förmig ausgebildeten Abschnitt, an dessen einem Schen"kel das Lenkrad und an dessen gegenüberliegendem Schenkel die
Lenksäule befestigt ist. Der U-förmige Abschnitt, welcher vorzugsweise aus Blech, insbesondere aus Stahl ausgebildet ist, weist also eine Basis und zwei Schenkel auf. Bei Belastung von der offenen Seite des U-förmigen Abschnitts her gibt eine derartige Anordnung leichter nach, als bei einer an der Basis angreifenden Belastung.
Die Sicherheitslenksäule ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass das Lenkrad bei einer an einem unteren Rand des Lenkrades angreifenden Belastung leichter nachgibt als bei einer an einem oberen Rand angreifenden Belastung.
Im eingebauten Zustand ist daher vorzugsweise die Basis des U-förmigen Abschnitts in Fahrtrichtung angeordnet, wohingegen die offene Seite des U-förmigen Abschnitts in
Richtung des Fahrers zeigt. So biegen sich die Schenkel des U-förmigen Abschnitts beim Kontakt des Fahrers mit dem unteren Lenkradkranz zusammen. Bereits wenn sich das Lenkrad bei einem Unfall flächig anlegt, kann sich auch die Basis des U-förmigen Abschnitts zusammenbiegen. So wirkt das Deformationselement gleichzeitig in hohem Maße als Energieabsorber, welcher die Bewegungsenergie abbaut.
Das Deformationselement ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung derart ausgebildet, dass es ein gebogenes Blech umfasst, welches zumindest abschnittsweise in Bereichen mit größerem Krümmungsradius gegenüber Abschnitten mit geringerem Krümmungsradius geschwächt ist.
Insbesondere ist vorgesehen, bei einem U-förmigen Abschnitt die Basis des U-förmigen Abschnitts zu schwächen. Derartige Schwächungen können beispielsweise durch seitliche Ausnehmungen, Bohrungen oder auch durch dünner ausgestaltetes Blech gebildet werden.
Bei einer Verformung des Deformationselementes verteilt sich so die Spannung gleichmäßiger über den gesamten U- förmigen Abschnitt. Bereiche mit einem größeren Krümmungsradius, insbesondere im Wesentlichen eben ausgebildete Bereiche, tragen so in höherem Maße zur Verformung bei. Gleichzeitig ist der geschwächte Abschnitt in höherem Maße als energieabsorbierende Knautschzone wirksam.
Weiter können die Schwächungen, insbesondere als Bohrung ausgebildet der einfachen Abstimmung des
Deformationselementes auf das Gewicht des Fahrers dienen.
Insbesondere aus gebogenem Blech lässt sich auf sehr einfache Weise ein Deformationselement mit einem geringen Gewicht bereitstellen, insbesondere einem Gewicht von weniger als 1000, vorzugsweise von weniger als 500 g.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Deformationselement Mittel zur Verstellung des Winkels des Lenkrads zur Lenksäule. So kann der Fahrer das Lenkrad nach seinen Wünschen einstellen. InsObesondere ist vorgesehen, den U-förmig ausgestalteten Abschnitt über eine Schraube zusammenzuziehen und so den Winkel des Lenkrads zur Lenksäule zu verstellen.
Das Deformationselement dient in diesem Fall nicht nur der Sicherheit, sondern ermöglicht zugleich eine Anpassung des Fahrzeugs, insbesondere des Karts, auf den jeweiligen Fahrer.
Vorzugsweise verläuft die Stellschraube im Wesentlichen parallel zur Lenksäule und greift an einer zwischen zwei lenkradseitigen Flügeln angeordneten Brücke des Deformationselementes an. So ist eine besonders einfache Verstellung möglich.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lenksäule mit einem Abrisselement am Fahrzeug befestigt.
Insbesondere für Karts ist vorgesehen, eine Lenksäule bereitzustellen, welche eine herkömmliche untere
Befestigung beziehungsweise ein unteres Lager der Lenksäule aufweist und welche in einem oberen Bereich mit einem Abrisselement befestigt ist, welches bei einer vorgegebenen Kraft abreißt, so dass die Lenksäule in Fahrtrichtung wegklappen kann.
Eine derartige Ausgestaltung kann beim Frontalaufprall verhindern, dass der Fahrer, insbesondere eines Karts, in das Fahrzeug hinein rutscht. Vielmehr wird der Fahrer auf dem Lenkrad über das Kart gehoben.
Bei anders ausgestalteten Fahrzeugen ist alternativ aber auch denkbar, die Lenksäule derart aufzuhängen, dass beim Auslösen des Abrisselementes die gesamte Lenksäule nach vorne ausweichen kann.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Abrisselement für die Lenksäule eines Fahrzeugs, insbesondere für eine vorstehend beschriebene Sicherheitslenksäule.
Gemäß der Erfindung umfasst das Abrisselement Mittel zur Befestigung an einem Fahrzeug und eine Sollbruchstelle.
Vorzugsweise ist das Abrisselement als Lager für die Lenksäule ausgebildet. Die Lenksäule ist also drehbar im Abrisselement gelagert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Sollbruchstelle durch am Lager angeordnete Stege gebildet .
Vorzugsweise ist das Abrisselement als einstückiges Kunststoffbauteil ausgestaltet, bei welchem über die Breite des Steges die Auslösekraft, bei welcher das Abrisselement abreißt, eingestellt werden kann.
Auf diese Weise lassen sich, insbesondere wenn die Stege durch Einbringen von Fräsnuten in ein
Kunststoffspritzgussteil gebildet werden, mit einem Werkzeug eine Mehrzahl von Abrisselementen mit unterschiedlicher Auslösekraft bereitstellen.
Gegenüber der Ausbildung der Nuten durch die Spitzgussform, was auch möglich ist, hat sich gezeigt, dass das Material eine homogenere Festigkeit aufweist, wenn die Nuten nachträglich eingefräst werden. Vorzugsweise ist auch das Abrisselement austauschbar ausgebildet und kann somit auf das jeweilige Gewicht beziehungsweise die jeweilige Gewichtsklasse des Fahrers abgestimmt werden.
Es sind insbesondere Abrisselemente vorgesehen, welche bei einer Kraft zwischen 0,5 und 20 kN, vorzugsweise zwischen 2 und 8 kN auslösen.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug, insbesondere ein Kart-Fahrzeug mit einer zuvor beschriebenen Sicherheitslenksäule .
Insbesondere beim Einbau in einem Kart steht die Lenksäule vorzugsweise in einem Winkel zwischen 30 und 70°, besonders bevorzugt zwischen 40 und 60° zur Horizontalen.
Weiter betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Kart, welches ein zuvor beschriebenes Abrisselement umfasst, bei welchem also kein Deformationselement, sondern nur ein Abrisselement vorgesehen ist, damit die Lenksäule in Fahrtrichtung ausweichen kann.
Bei einer bevorzugten für Karts verwendeten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Sicherheitslenksäule sowohl das Deformationselement als auch das Abrisselement.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung soll im Folgenden anhand der Zeichnungen Fig. 1 bis Fig.5, welche schematisch dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt die Bestandteile einer Sicherheitslenksäule mit einem Abrisselement und einem Deformationselement,
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen eines
Deformationselementes,
Fig. 4 zeigt ein ausgestanztes oder ausgeschnittenes
Blechteil, aus welchem ein Deformationselement gefaltet wird,
Fig. 5 zeigt ein Abrisselement.
In Fig. 1 sind die wesentlichen Bestandteile eines Ausführungsbeispiels einer Sicherheitslenksäule 1 in einer perspektivischen Ansicht schematisch dargestellt.
Die Sicherheitslenksäule 1 umfasst eine Lenkstange 2 sowie ein Lenkrad 3.
Zwischen dem Lenkrad 3 und der Lenkstange 2 wird ein Deformationselement 5 befestigt.
Das Deformationselement 5 umfasst ein im Wesentlichen U-förmiges Profil, auf dessen einem Schenkel mittels der Schrauben 4 das Lenkrad 3 befestigt wird. Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Lenkstange 2 in das Deformationselement 5 eingeschoben und mittels der Schraube 6 befestigt.
Das Deformationselement 5, welches somit zwischen
Lenkstange 2 und Lenkrad 3 angeordnet ist, hat die Aufgabe, im Falle eines Unfalls eine Schwenkbewegung des Lenkrads um das obere Ende der Lenksäule 2 zu ermöglichen.
So kann sich das Lenkrad 3 im Wesentlichen flächig auf die Brust des Fahrers legen. Die Kraft wird hierdurch auf eine wesentlich größere Fläche verteilt und eine auf dem Lenkrad angeordnete Prallplatte (nicht dargestellt) kann mit nahezu ihrer gesamten Fläche Wirkung entfalten. Der maximale Druck auf die belastete Fläche sinkt daher.
Weiter weist in diesem Ausführungsbeispiel das Deformationselement 5 eine Verstellmöglichkeit des Winkels des Lenkrads 3 zur Lenksäule 2 auf.
In diesem Ausführungsbeispiel wird hierzu die Schraube 9 durch an Flügeln des Deformationselementes 5 angeordnete Bohrungen 12 gesteckt und mit der Mutter 10 befestigt.
Die Mutter 10 ist als selbstsichernde Mutter ausgebildet. Die Schraube 9 bildet eine Brücke, an welcher die Augenschraube 8 angreifen kann.
Im zusammengebauten Zustand (nicht dargestellt) ist die Schraube 9 durch das Auge der Augenschraube 8 geschoben.
Auf der gegenüberliegenden Seite wird die Augenschraube 8 durch die Bohrung 13 geschoben. Mittels der Mutter 11, welche auf die Augenschraube 8 aufgeschraubt wird, kann so das Deformationselement 5 zusammengezogen werden, wodurch eine Verstellung des Winkels des Lenkrads 3 zur Lenksäule 2 möglich ist.
Weiter weist die Sicherheitslenksäule 1 in diesem Ausführungsbeispiel ein Abrisselement 7 auf.
In zusammengebautem Zustand bildet das Abrisselement 7, welches am Fahrzeug (nicht dargestellt) befestigt wird, ein oberes Lager der Lenkstange 2. Im unteren Bereich befindet sich ein weiteres Lager 14 für die Lenkstange 2, von welchem hier nur das Lagerinnenteil dargestellt ist. Die zugehörige Lagerschale (nicht dargestellt) ist an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt.
Im Falle eines Unfalls löst das Abrisselement 7 bei einer vorgegebenen Kraft aus, reißt also ab, was ein Wegknicken der Lenksäule 2 ermöglicht.
Da die Lenksäule dann noch an dem unteren Lager 14 befestigt ist, wird im Falle eines Unfalls der auf dem Lenkrad 3 aufliegende Fahrer von der Lenksäule über das Fahrzeug gehoben.
Es versteht sich, dass diese Ausführungsform der Erfindung vor allem für Karts vorgesehen ist.
Andere Ausführungsformen der Erfindung, vorzugsweise ohne das Abrisselement 7, können aber auch in anderen Fahrzeugen, insbesondere in Fahrzeugen ohne Airbag Verwendung finden. Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Deformationselementes 5. Das Deformationselement 5 besteht aus einem gefalteten Blechteil, an welches eine Aufnahme 26 für die Lenksäule befestigt, insbesondere angeschweißt ist.
Auf der gegenüberliegenden Seite sind Gewinde 24 zur Befestigung eines Lenkrads vorgesehen.
Zwischen den Gewinden 24 befindet sich eine zentrale
Bohrung 28, welche zum Zentrieren des Lenkrads oder zum Anbringen von Anzeigeinstrumenten dienen kann.
In einem im Wesentlichen gerade verlaufenden Bereich, also einem Bereich mit großem Krümmungsradius an der Basis des U-förmigen Profils hat das Deformationselement seitliche Ausnehmungen 20, welche als Schwächungszonen dienen.
Das Deformationselement 5 ist also in dem Bereich mit großem Krümmungsradius gegenüber weiteren Bereichen mit kleinerem Krümmungsradius 25 geschwächt.
Dies hat zur Folge, dass sich bei einer Deformation des Deformationselementes 5 die Spannung entlang des U-förmigen Profils gleichmäßiger verteilt.
Das Deformationselement 5 weist des Weiteren seitliche Flügel 21 auf. Bei einer Deformation schließen die Flügel 21 den auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Steg 22 ein, wodurch ein seitliches Wegknicken des Lenkrads verhindert wird. Weiter ist in den Flügeln 21 eine Bohrung 12 vorgesehen, durch die ein Bolzen oder eine Schraube gesteckt werden kann, welche als Angriffspunkt für eine Verstellung (nicht dargestellt) dient.
Die Flügel 21, welche keine hohen Kräfte aufnehmen müssen, weisen Aussparungen 23 zur Reduzierung des Gewichts auf.
Der Steg 22 wird ebenfalls durch das gefaltete Blechteil gebildet. Der Steg 22 ist auch in Art eines
U-Profils vom restlichen Deformationselement 5 abgewinkelt. Somit liegt der Steg 22 beabstandet dem Schenkel des U- förmigen Abschnitts gegenüber.
Im Steg 22 ist eine Bohrung 13 angeordnet, welche der Durchführung der in Fig. 1 dargestellten Augenschraube dient, mit der der obere Schenkel des
Deformationselementes 5, an welchem das Lenkrad befestigt wird und der untere Schenkel, an welchem die Lenksäule befestigt wird, zusammengezogen werden können. So kann der Winkel des Lenkrads zur Lenksäule verändert werden.
Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform eines Deformationselementes, bei welchem zur Schwächung der Basis des U-förmigen Abschnitts des Deformationselementes 5 je nach Gewicht des Fahrers Bohrungen 27 vorgesehen sind.
Fig. 4 zeigt ein ausgestanztes oder ausgeschnittenes Blechteil, aus welchem ein Deformationselement gebogen wird. Das Blechteil umfasst eine Basis 30 und die Schenkel 31 und 32, durch welche im fertigen Zustand das U-förmige Grundprofil gebildet wird.
Der Schenkel 31 dient der Befestigung des Lenkrads, wohingegen der Schenkel 32 der Befestigung der Lenksäule dient. Hierzu wird eine Aufnahme an dem Blech angeschweißt (nicht dargestellt) .
An dem Schenkel 31 sind die Flügel 21 angeordnet, welche zu Gewichtseinsparungen Ausnehmungen aufweisen.
Der Steg 22 wird dadurch gebildet, dass an dem Schenkel 32 das Blechteil U-förmig gefaltet wird, so dass der Steg 22 dem Schenkel 32 gegenüber liegt.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht eines Abrisselementes 7. Das Abrisselement 7 besteht aus Kunststoff und ist insbesondere als Spritzgussteil ausgebildet.
In diesem Ausführungsbeispiel weist das Abrissteil zwei Bohrungen 40 auf, mit welchen es an einem Fahrzeug, insbesondere einem Kart befestigt wird.
Eine quer, insbesondere senkrecht zu den Bohrungen 40 verlaufende Führung 41 dient als Lager für die Lenkstange (nicht dargestellt) .
Die Führung 41 ist beidseitig durch die Nuten 43 eingeschnitten und wird nur durch einen relativ schmalen Steg 42 zusammengehalten. Im Falle eines Unfalls reißt der Steg 42 bei einer vorgegebenen Kraft.
Über die Breite des Stegs 42 kann auf sehr einfache Weise die Auslösekraft des Abrisselementes bestimmt werden.
So können verschieden ausgebildete Abrisselemente für verschiedene Gewichtsklassen bereitgestellt werden.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine
Kombination vorstehend beschriebener Merkmale beschränkt ist, sondern dass der Fachmann sämtliche Merkmale, soweit dies sinnvoll ist, beliebig kombinieren wird.
Bezugszeichenliste
1 Sicherheitslenksäule
2 Lenksäule
3 Lenkrad
4 Schraube
5 Deformationselement
6 Schraube
7 Abrisselement
8 Augenschraube
9 Schraube
10 Mutter
11 Mutter
12 Bohrung
13 Bohrung
14 unteres Lager
20 Ausnehmung
21 Flügel
22 Steg
23 Ausnehmung
24 Gewinde
25 Bereich mit kleinem Krümmungsradius
26 Aufnahme
27 Ausnehmung
28 Bohrung
30 Basis
31 Schenkel
32 Schenkel
40 Bohrung
41 Führung
42 Steg
43 Nut

Claims

Ansprüche :
1. Sicherheitslenksäule für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Kart, umfassend ein zwischen Lenksäule und Lenkrad angeordnetes Deformationselement, dass bei Belastung eine Schwenkbewegung des Lenkrads um das lenkradseitige Ende der Lenksäule zulässt.
2. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement einen im Wesentlichen U-förmig ausgebildeten Abschnitt umfasst, an dessen einem Schenkel das Lenkrad und an dessen anderem Schenkel die Lenksäule befestigt ist.
3. Sicherheitslenksäule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement als gebogenes Blech ausgebildet ist.
4. Sicherheitslenksäule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement ein gebogenes Blech umfasst, welches zumindest abschnittsweise in Bereichen mit größerem Krümmungsradius gegenüber Bereichen mit kleinerem Krümmungsradius geschwächt ist.
5. Sicherheitslenksäule nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech durch insbesondere randseitig angeordnete Ausnehmungen und/oder durch Bohrungen geschwächt ist.
6. Sicherheitslenksäule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement Mittel zur Verstellung des Winkels des Lenkrads zur Lenksäule aufweist.
7. Sicherheitslenksäule nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel des Lenkrads zur Lenksäule über eine Stellschraube, mit der ein im Wesentlichen U-förmiger Abschnitt des Deformationselementes aufgeweitet oder zusammengezogen werden kann, verstellbar ist.
8. Sicherheitslenksäule nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube im Wesentlichen parallel zur Lenksäule verläuft.
9. Sicherheitslenksäule nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellschraube an einer zwischen zwei lenkradseitigen Flügeln angeordneten Brücke angreift.
10. Sicherheitslenksäule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Deformationselement ein Gewicht von weniger als 1000 g, vorzugsweise von weniger als 500 g aufweist.
11. Sicherheitslenksäule nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenksäule mit einem Abrisselement am Fahrzeug befestigt ist.
12. Abrisselement für die Lenksäule eines Fahrzeugs, insbesondere für eine Sicherheitslenksäule nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend Mittel zur Befestigung an einem Fahrzeug und eine Sollbruchstelle.
13. Abrisselement nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrisselement als Lager für die Lenksäule ausgebildet ist.
14. Abrisselement nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle durch am Lager angeordnete Stege gebildet wird.
15. Abrisselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrisselement als einstückiges Kunststoffbauteil ausgebildet ist.
16. Abrisselement nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abrisselement derart ausgebildet ist, dass es bei einer Kraft zwischen 0,5 und 20 kN, vorzugsweise zwischen 2 und 8 kN auslöst.
17. Fahrzeug, insbesondere Kart, umfassend eine
Sicherheitslenksäule nach einem der vorstehenden Ansprüche .
18. Fahrzeug, insbesondere Kart, umfassend ein Abrisselement nach einem der vorstehenden Ansprüche.
19. Fahrzeug, insbesondere Kart, umfassend eine Sicherheitslenksäule nach einem der vorstehenden Ansprüche und ein Abrisselement nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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