DE1126749B

DE1126749B - Steering arrangement, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE1126749B
Application number: DED35122A
Authority: DE
Inventors: Bela Barenyi
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1961-01-07
Filing date: 1961-01-07
Publication date: 1962-03-29
Also published as: GB932027A

Description

Die Erfindung betrifft eine Lenkanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer in einem Gehäuse od. dgl. radial gelagerten, aber axial verschiebbaren, an ihrem oberen Ende mit einem Lenkrad versehenen Lenkspindel und mit einem Deformationsoder Zerstörungsglied. The invention relates to a steering arrangement, in particular for motor vehicles, with one in a housing Od. The like. Radially mounted, but axially displaceable, provided at its upper end with a steering wheel Steering spindle and with a deformation or destructive member.

Bekanntlich ist der Fahrer eines Kraftfahrzeuges bei Unfällen, insbesondere bei Aufprallunfällen, besonders stark gefährdet, weil er mit dem Brustkorb auf das Lenkrad und das obere Ende der Lenkspindel geschleudert wird. Um die hierdurch hervorgerufenen, oftmals sehr schweren Verletzungen des Fahrers möglichst zu vermeiden, ist es bereits bekannt, die Lenkradnabe zu polstern oder mit deformierbaren bzw. zerstörbaren Schutzkappen zu versehen. Auch ist es schon bekannt, Deformations- oder Zerstörungsglieder zwischen der Lenkradnabe und dem Lenkrad anzuordnen. Bei schweren Zusammenstößen bieten derartige Maßnahmen aber wegen der geringen Deformationswege noch keinen hinreichenden Schutz.It is known that the driver of a motor vehicle is special in accidents, in particular in impact accidents endangered because his chest was thrown onto the steering wheel and the upper end of the steering shaft will. To avoid the often very serious injuries caused to the driver as a result to avoid, it is already known to pad the steering wheel hub or with deformable or to provide destructible protective caps. It is also already known to have deformation or destruction members between the steering wheel hub and the steering wheel to arrange. In severe collisions, however, offer such measures because of the low Deformation paths still do not provide adequate protection.

Ferner ist es bekannt, die Lenkspindel derart zweiteilig auszubilden und den oberen Teil der Lenkspindel derart im Lenkgehäuse axial verschiebbar zu lagern, daß ihre Teile teleskopartig ineinanderschiebbar sind. Die ineinanderschiebbaren Teile der Lenkspindel sind dann oftmals durch elastische Mittel, wie Schraubendruckfedern u. dgl., gegeneinander abgestützt und/ oder mit hydraulischen Bremsvorrichtungen versehen, in der Betriebsstellung werden die teleskopartig ineinanderschiebbaren Teile meist durch besondere nachgiebige Rastmittel gehalten. Diese bekannten Anordnungen sind sehr aufwendig und bieten gleichfalls nur einen geringen Schutz, weil durch Federn die Aufprallenergien nur gespeichert und nicht vernichtet werden bzw. weil die praktisch inkompressiblen Flüssigkeiten durch enge Bohrungen oder Kanäle nur langsam abzufließen vermögen und die Lenksäule bei einem plötzlichen harten Aufprall nicht genügend schnell nachzugeben vermag.It is also known to design the steering spindle in two parts and the upper part of the steering spindle to be axially displaceable in the steering housing in such a way that their parts can be telescoped into one another are. The telescoping parts of the steering spindle are then often elastic means, such as helical compression springs and the like, supported against each other and / or provided with hydraulic braking devices, in the operating position, the telescoping Parts mostly held by special resilient locking means. These known arrangements are very expensive and also offer little protection because the impact energies are caused by springs only stored and not destroyed or because the liquids are practically incompressible through narrow bores or channels are only able to flow slowly and the steering column in the event of a sudden not able to yield quickly enough to a hard impact.

Es ist auch bekannt, bei einem Zusammenstoß auf die Lenkvorrichtung je nach der Schwere des Aufpralls verschiedene Dämpfungsmaßnahmen, und zwar in progressiver Form, einwirken zu lassen.It is also known in the event of a collision on the steering device depending on the severity of the impact to allow various damping measures, in progressive form, to act.

Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, an dem unteren Teil der teleskopartig zusammenschiebbaren Lenkspindel mehrere mit Abstand voneinander angeordnete Anschläge anzubringen, die im Fall eines Aufpralles stufenweise abgeschert werden. Dies hat den Nachteil, daß nach einem Unfall der untere, an seinem Umfang mit Verzahnungen zur Übertragung des Drehmomentes und den Anschlägen versehene und Lenkanordnung,
insbesondere für KraftfahrzeugeFurthermore, it has already been proposed to attach a plurality of spaced-apart stops which are sheared off gradually in the event of an impact on the lower part of the telescopically collapsible steering spindle. This has the disadvantage that, after an accident, the lower steering arrangement, which is provided on its circumference with teeth for transmitting the torque and the stops, and
especially for motor vehicles

Anmelder:Applicant:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

BeIa Barenyi, Stuttgart-Vaihingen,
ist als Erfinder genannt wordenBeIa Barenyi, Stuttgart-Vaihingen,
has been named as the inventor

daher kostspielige Teil der Lenksäule ausgewechselt werden muß.therefore expensive part of the steering column must be replaced.

Die Erfindung hat den Zweck, eine Lenkanordnung mit einer besonders einfachen, billigen und trotzdem besonders wirksamen Schutzeinrichtung zu schaffen, die dem Fahrer eines Fahrzeuges auch bei schwersten Aufprallunfällen einen sicheren Schutz gewährt. Die Erfindung besteht darin, daß die ungeteilte Lenkspindel an ihrem unteren, jenseits des Lenkgetriebes liegenden Ende gegen das Deformations- oder Zerstörungsglied abgestützt ist. Ein am unteren Ende der Lenkspindel angeordnetes Deformations- oder Zerstörungsglied ermöglicht große Deformationswege, so daß die Abbremsung des aufprallenden Körpers genügend langsam erfolgt, um schwere Verletzungen zu vermeiden. Endlich ist ein solches Deformations- oder Zerstörungsglied nach einem Unfall leicht austauschbar, so daß auch schwere Beschädigungen der Lenkanordnung selbst durch die Erfindung vermieden werden. Dabei braucht die Ausbildung des Deformationsoder Zerstörungsgliedes nur nach Gesichtspunkten des Unfallschutzes vorgenommen zu werden, weil es nach außen nicht in Erscheinung tritt und es beim Lenken nicht zur Übertragung von Drehmomenten herangezogen wird.The invention has the purpose of providing a steering arrangement with a particularly simple, cheap and nonetheless To create particularly effective protective device that the driver of a vehicle even with the heaviest Provides safe protection against impact accidents. The invention consists in that the undivided steering shaft at its lower end lying on the other side of the steering gear against the deformation or destruction member is supported. A deformation or destruction member arranged at the lower end of the steering spindle allows large deformation paths, so that the deceleration of the impacting body is sufficient done slowly to avoid serious injury. Finally such a deformation or Destructive member easily replaceable after an accident, so that even severe damage to the steering assembly can even be avoided by the invention. The formation of the deformation or destructive member only needs according to the aspects of the Accident protection to be made because it does not appear to the outside and it does so when steering is not used to transmit torque.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann sich das Deformations- oder Zerstörungsglied mit seinem der Lenkspindel abgewandten Ende an einem bei hohen Beanspruchungen deformierbaren oder nachgiebigen Wandungsteil des vorderen Motor- oder Kofferraumes abstützen. Durch diese Maßnahme wird die Wirksamkeit der erfindungsgemäß ausgebildeten Einrichtung noch weiter verbessert. Das Deformations- oder Zerstörungsglied kann insbesondere als glatter, gerillter oder gestufter Blechtopf mit zylindrischer, konischer oder mehreckiger Form ausgebildet sein.In a further embodiment of the invention, the deformation or destruction member with his the end facing away from the steering spindle at a deformable or flexible end under high loads Support the wall part of the front engine or trunk. With this measure, the The effectiveness of the device designed according to the invention is even further improved. The deformation or destructive member can in particular as a smooth, grooved or stepped sheet metal pot with a cylindrical, conical or polygonal shape.

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Zur weiteren Erhöhung des Schutzes kann auch das Lenkgehäuse in an sich bekannter Weise axial verschiebbar im Fahrzeugaufbau gelagert und mit diesem über eine Reibungsbremse kraftschlüssig verbunden sein. Auf diese Weise wird der mögliche Weg der Lenkanordnung vergrößert und ihre noch bessere Abbremsung erzielt. Dabei können die vorstehend beschriebenen Teile der Lenkanordnung zweckmäßig so ausgebildet sein, daß die Widerstandskraft des am un-To further increase the protection, the steering housing can also be axially displaceable in a manner known per se stored in the vehicle body and positively connected to it via a friction brake be. In this way, the possible path of the steering arrangement is increased and its braking is even better achieved. The parts of the steering arrangement described above can expediently so be designed so that the resistance force of the

Das untere Ende der Lenkspindel 8 ist mit einem Flansch 12 versehen und stützt sich gegen ein Deformationsglied 13 ab, welches seinerseits mit seinem der Lenkspindel 8 abgewandten Ende an einem Wandungsteil 14 des vorderen Motor- oder Kofferraumes 15 anliegt. Dieser Wandungsteil 14 ist zweckmäßig so ausgebildet, daß er bei besonders hohen Beanspruchungen gleichfalls deformiert wird. Am unteren Ende der Lenkspindel 8 kann bei 12 beispielsweise ein AxialThe lower end of the steering shaft 8 is provided with a flange 12 and is supported against a deformation member 13 from, which in turn with its end facing away from the steering spindle 8 on a wall part 14 of the front engine or trunk 15 is applied. This wall part 14 is expediently so designed that it is also deformed under particularly high loads. At the bottom of the Steering spindle 8 can, for example, be axial at 12

kraft der Reibungsbremse und diese geringer als die Widerstandskraft des deformierbaren oder nachgiebigen Wandungsteiles des vorderen Motor- oder Kofferraumes ist.force of the friction brake and this is less than the resistance force of the deformable or resilient Wall part of the front engine or trunk is.

Die Sicherheit des Fahrers kann noch weiter erhöht werden, wenn noch ein weiteres, vorzugsweise schwächer ausgebildetes Deformations- oder Zerstörungsglied in an sich bekannter Weise zwischen der Lenk gepolsterten Schutzkappe 17 versehen ist. Ferner ist zwischen das Lenkrad 16 und seine Nabe 18 ein weiteres Deformationsglied 19 geschaltet.The safety of the driver can be increased even further if another, preferably weaker one formed deformation or destruction member in a known manner between the steering padded protective cap 17 is provided. Furthermore, there is another between the steering wheel 16 and its hub 18 Deformation member 19 switched.

Die einzelnen Glieder der erfindungsgemäß gestalteten Lenkeinrichtung sind so dimensioniert, daß bei einem leichten Aufprall nur die am schwächsten ausgebildete gepolsterte Schutzkappe 17 deformiert wird. Bei höherer Beanspruchung wird auch das Deforma-The individual members of the steering device designed according to the invention are dimensioned so that at a slight impact only the weakest padded protective cap 17 is deformed. With higher loads, the deforma-

teren Ende der Lenkspindel angeordneten Deforma- io Wälzlager, welches nicht näher dargestellt ist, angetions- oder Zerstörungsgliedes geringer als die Brems- ordnet sein.Deforma- io roller bearing, which is not shown in more detail, is arranged at the lower end of the steering spindle. or destructive link lower than the braking order.

Das Deformationsglied 13 ist ein einfacher zylindrischer Blechtopf, der sehr billig hergestellt und auch leicht ausgewechselt werden kann. Ein solches Deformationsglied könnte aber auch gerillt oder gestuft ausgebildet sein und auch eine von einem Zylinder abweichende rotationssymmetrische Form aufweisen. Statt dessen ist aber auch eine mehreckige Ausbildung des Deformations- oder Zerstörungsgliedes möglich.The deformation member 13 is a simple cylindrical sheet metal pot, which is manufactured very cheaply and also can be easily replaced. Such a deformation member could also be grooved or stepped and also have a rotationally symmetrical shape deviating from a cylinder. Instead, however, a polygonal design of the deformation or destruction member is also possible.

radnabe und dem Lenkrad angeordnet wird. Ein maxi- 20 An ihrem oberen Ende trägt die Lenkspindel 8 das maler Schutz ergibt sich, wenn zusätzlich noch die Lenkrad 16, welches mit einer leicht deformierbaren, Lenkradnabe in an sich bekannter Weise mit einer gepolsterten und/oder einer deformierbaren bzw. zerstörbaren, vorzugsweise am schwächsten ausgebildeten
Schutzkappe versehen ist. 25wheel hub and the steering wheel is arranged. A maximum of 20 At its upper end, the steering spindle 8 carries the painter protection, if in addition the steering wheel 16, which with an easily deformable steering wheel hub in a known manner with a padded and / or a deformable or destructible, preferably least educated
Protective cap is provided. 25th

Die Erfindung wird im folgenden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to the exemplary embodiment shown in the drawing described and explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch denFig. 1 is a schematic longitudinal section through the

Vorderteil eines Personenkraftwagens mit der erfin- 30 tionsglied 19 zwischen dem Lenkrad 16 und der Nabe dungsgemäß ausgebildeten Lenkanordnung und 18 deformiert. Erst wenn die Deformation der TeileFront part of a passenger car with the invention member 19 between the steering wheel 16 and the hub appropriately designed steering assembly and 18 deformed. Only when the deformation of the parts

Fig. 2 die Lenkanordnung gemäß Fig. 1 mit ver- 17 und 19 nicht ausreicht, um den Stoß aufzufangen, formten Deformationsgliedern. wird auch das Deformationsglied 13 am unteren EndeFIG. 2 shows the steering arrangement according to FIG. 1 with 17 and 19 not sufficient to absorb the shock, formed deformation links. is also the deformation member 13 at the lower end

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Lenkspindel 8 in Mitleidenschaft gezogen und verder erfindungsgemäß gestalteten Lenkanordnung ist 35 formt, und zwar so lange, bis entweder der Stoß völlig das Lenkgehäuse 1 im Bereich des Armaturenbrettes 2 aufgefangen ist oder die Nabe 18 des Lenkrades an an der Innenverkleidung 3 des Fahrgastraumes des dem oberen Ende des zylindrischen Ansatzes 6 am schematisch angedeuteten Kraftfahrzeuges 4 gehalten. Lenkgehäuse 1 Anlage findet. Dieser Zustand ist in Zu diesem Zweck ist das Verkleidungsblech 3 im Be- Fig. 2 dargestellt. Ist auch hierbei der Stoß noch nicht reich des Armaturenbrettes 2 mit einem zylindrischen 40 völlig aufgefangen, so kann auch noch das Lenk-AnsatzS versehen, in welchen der zylindrische Teil 6 gehäuse 1 in seiner Axialrichtung verschoben werden, des Lenkgehäuses 1 eingesetzt ist. Der zylindrische wobei das Deformationsglied 13 weiter verformt wird Ansatz 5 ist geschlitzt und von einer Schelle 7 umge- und als zusätzliche Bremskraft der Kraftschluß zwiben, so daß das Lenkgehäuse 1 nur kraftschlüssig mit sehen dem zylindrischen Ansatz 5 an der Innenverdem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Der Kraftschluß 45 kleidung 3 des Kraftfahrzeuges und dem zylindrischen zwischen dem zylindrischen Ansatz 5 an der Innen- Teil 6 des Lenkgehäuses 1 in Erscheinung tritt. Bei raumverkleidung des Kraftfahrzeuges und dem zylin- sehr heftigen Stoßen kann auch noch der Wandungsdrischen Teil 6 des Lenkgehäuses 1 kann durch ent- teil 14 des vorderen Motor- oder Kofferraumes deforsprechendes Anziehen der Schelle 7 so eingestellt wer- miert werden, wodurch weitere Energien vernichtet den, daß das Lenkgehäuse 1 unter normalen Bean- 50 werden.In the embodiment shown in Fig. 1, the steering shaft 8 affected and verder According to the invention designed steering assembly is 35 forms, until either the shock completely the steering housing 1 is caught in the area of the dashboard 2 or the hub 18 of the steering wheel on the interior lining 3 of the passenger compartment of the upper end of the cylindrical extension 6 on schematically indicated motor vehicle 4 held. Steering housing 1 system finds. This state is in For this purpose, the cladding sheet 3 is shown in FIG. Here, too, the shock is not yet rich of the dashboard 2 with a cylindrical 40 completely absorbed, so the steering approachS provided, in which the cylindrical part 6 housing 1 are displaced in its axial direction, of the steering housing 1 is used. The cylindrical deformation member 13 is further deformed Approach 5 is slotted and surrounded by a clamp 7 and as an additional braking force the frictional connection between so that the steering housing 1 can only be seen positively with the cylindrical projection 5 on the Innenverdem Vehicle body is connected. The frictional connection 45 clothes 3 of the motor vehicle and the cylindrical occurs between the cylindrical extension 5 on the inner part 6 of the steering housing 1 in appearance. at Room cladding of the motor vehicle and the very violent cylindrical bumps can also be caused by the wall threshing Part 6 of the steering housing 1 can be deformed by part 14 of the front engine or trunk Tightening the clamp 7 can be adjusted so that further energies are destroyed the fact that the steering box 1 will be 50 under normal conditions.

spruchungen sicher gehalten ist, aber bei einem harten Bei der als Ausführungsbeispiel dargestellten AnAufprall in seiner Längsrichtung verschoben werden Ordnung wird also durch die Hintereinanderschaltung kann, wobei die aus den Teilen 5, 6 und 7 bestehende verschieden stark ausgebildeter Deformations- oder Anordnung als Reibungsbremse wirkt. Zerstörungsglieder der durch einen Stoß eingeleitetencracks is held securely, but in the case of a hard impact in the case of the illustrated embodiment order is shifted in its longitudinal direction so by the series connection can, with the parts 5, 6 and 7 consisting of different degrees of deformation or Arrangement acts as a friction brake. Destructive members of those initiated by an impact

In dem Lenkgehäuse 1 ist die Lenkspindel 8 in axia- 55 Bewegung ein immer stärkerer Widerstand entgegenler Richtung verschiebbar gelagert. Sie steht mit dem gesetzt. Dies hat den Vorteil, daß ein solcher Stoß zuRitzel 9 über eine Keil-Nut-Verbindung in Eingriff, so nächst nur in geringem, dann aber in zunehmend stärdaß das Ritzel zwar bei einem Drehen der Lenkspin- kerem Maße abgebremst wird, also eine allmähliche del 8 mitgenommen, ihre axiale Verschiebbarkeit aber Abbremsung eintritt, und daß bei nur leichten Stoßen nicht behindert wird. Der an der Lenkspindel 8 vor- 60 nur die am schwächsten ausgebildeten und leicht zugesehene Keil ist bei 10 angedeutet. Das Ritzel 9 gänglichen Deformationsglieder 17 und 19 am Lenkkämmt mit der Zahnstange 11, welche gleichfalls in rad des Fahrzeuges deformiert werden. Erst bei stärdem Lenkgehäuse 1 gelagert ist. Die Zahnstange 11 keren Beanspruchungen wird auch das Deformationssteht in üblicher Weise mit den Vorderrädern des glied 13 am unteren Ende der Lenkspindel 8 verformt, Kraftfahrzeuges in Verbindung. Die erfindungsgemäß 65 welches nun aber auch große Stoßenergien zu verausgebildete Lenkanordnung kann nicht nur bei einer nichten vermag und in Verbindung mit dem verschieb-Zahnstangenlenkung, sondern auch bei jeder beliebi- baren Lenkgehäuse relativ große Bremswege zuläßt, gen anderen Lenkung Verwendung finden. um den aufprallenden Körper allmählich abzubremsen.In the steering housing 1, the steering spindle 8 is facing an ever increasing resistance in axial movement Direction displaceable mounted. She stands with the set. This has the advantage that such an impact leads to the pinion 9 in engagement via a wedge-and-groove connection, so next only slightly, but then increasingly strong Although the pinion is braked when the steering column rotates, it is a gradual one del 8 taken, but their axial displaceability occurs, and that with only slight bumps is not hindered. The one provided on the steering spindle 8 is only the weakest developed and easily seen Wedge is indicated at 10. The pinion 9 common deformation members 17 and 19 on the steering combs with the rack 11, which are also deformed in the wheel of the vehicle. Only with the stronger Steering housing 1 is mounted. The rack 11 keren stresses will also stand the deformation deformed in the usual way with the front wheels of the member 13 at the lower end of the steering shaft 8, Motor vehicle in connection. However, according to the invention 65 which now also large impact energies are trained Steering arrangement can not only be able to with a nonexistent and in connection with the sliding rack and pinion steering, but also allows relatively long braking distances for any steering box, find other steering use. to gradually slow down the impacting body.

Auf diese Weise werden die sonst bei schweren Unfällen auftretenden sehr hohen Verzögerungskräfte auf Beträge herabgemindert, welche der menschliche Körper zu ertragen vermag.In this way, the otherwise serious accidents occurring very high deceleration forces are reduced to amounts which the human body able to endure.

Claims

5 PATENT CLAIMS:

1. Steering arrangement, particularly for motor vehicles, od with in a housing. Like. Radially mounted, but axially displaceable, at its upper end to a steering wheel steering spindle provided with a deformation or destruction member, characterized in that the undivided steering shaft (8 ) is supported at its lower end on the other side of the steering gear (9, 11) against the deformation or destruction member (13).

2. Steering arrangement according to claim 1, characterized in that the deformation or Destructive member (13) with its end facing away from the steering spindle at one under high loads deformable or resilient wall part (14) of the front engine or trunk (15) is supported.

3. Steering arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the deformation or destructive element (13) as a smooth, grooved or stepped sheet metal pot with a cylindrical, is conical or polygonal in shape.

4. Steering arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the steering housing (1) Frictionally connected to the vehicle body via a friction brake (5, 6, 7) is.

5. Steering arrangement according to claims 1 to 4, characterized in that the drag force of the deformation or destruction member (13) is less than the braking force of the friction brake (5, 6, 7) and these are less than the resistance force of the deformable or resilient Wall part (14) of the front engine or trunk (15).

6. Steering arrangement according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that that another, preferably weaker deformation or destruction member (19) is arranged in a manner known per se between the steering wheel hub (18) and the steering wheel (16).

7. Steering arrangement according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that that the steering wheel hub (16) in a manner known per se with a padded and / or a deformable one or destructible, preferably the weakest protective cap (17) is.

Considered publications:
German Patent No. 915,537;
Austrian Patent No. 200 012;
U.S. Patent No. 2,639,626.

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 1 099 372.

For this purpose, 1 sheet of drawings

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