DE1755211C3 - Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge mit einer teleskopartig ineinander schiebbaren zweiteiligen Lenkspindel und einem diese koaxial umgebenden, plastisch verformbaren, in Umfangsrichtung wellenartige Ausweitungen aufweisenden Hülsenteil, dessen eines Ende mit einem fahrzeugfesten Teil verbindbar ist und dessen anderem Ende der das Lenkhandrad tragende Lenkspindelteil drehbar, aber axial unverschiebbar zugeordnet ist.

Derartige mit einem plastisch verformbaren Hülsenteil ausgebildete zweiteilige Lenkspindeln sollen bei einem Unfall oder Aufprall nicht nur durch die Ineinanderschiebbarkeit die Verletzungsgefahr für den Fahrzeugführer erniedrigen, sondern auch dadurch, daß der Hülsenteil piastich verformt wird und dabei Stoßenergie verzehrt. Bei einer aus der BE-PS 6 85 701 bekannten Sicherheitslenksäule ist der plastisch verfcrmbare, in Umfangsrichtung wellenartige Ausweitungen aufweisende Hüllenteil in Form einer Maschenhülse oder einer Lochblechhülse des äußeren Mantelrohrs der beiden teleskopartig ineinander schiebbaren Lenkspindelteile ausgebildet. Je nach Stoßrichtung wird das Hülsenteil nicht nur gestaucht, sondern kann auch unkontrolliert ausbeulen. Dies ist die Folge des verwendeten Beul-Prinzips, weil die Beulung axial belasteter Zylinder auf Exzentrizitäten sehr empfindlich reagiert. Die Anwendung des Prinzips der Beulung durch axiale Druckbelastung kann zur Folge haben, daß Verklemmungen auftreten, die ein ungestörtes weiteres Stauchen behindern oder verhindern, so daß nicht alle vom plastisch verformbaren Hü.lsenteil beim Aufprall des Fahrzeugführers auf das Lenkrad verzehrbare Stoßenergie tatsächlich verzehrt und in plastische Verformungsarbeit umgewandelt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Sicherheitslenksäule dahingehend auszugestalten, daß bei dem Aufprall ein Höchstmaß an Stoßenergie durch plastische Verformung des Hülsen

teils verzehrt wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei der eingangs genannten Sicherheitslenksäule darin, daß die Wandungen der wellenförmigen Ausweitungen des Hülsenteils eng benachbart zueinander angeordnet sind und sein dem Lenkhandrad zugewandtes oberes Ende dem fahrzeugfesten Teil zugeordnet ist Durch diese Ausbildung wird erreicht, daß bei einem Stoß auf den oberen Lenkspindclteil, der das Lenkhandrad trägt, das gewellte Hülsenteil unter Streckung seiner wellenförmiger Ausweitungen gelängt wird. Dies hat den Vorteil, daß bei einem Aufprall das Hülsenteil mit Sicherheit mehr oder minder symmetrisch und ohne Gefahr einer Verklemmung in sich oder an der Lenksäule — also auch bei asymmetrischer Belastung der Lenksäule - unter größtmöglichem Verzehr an Stoßenergie gestreckt wird, ohne daß es zusätzlicher Mittel oder Konstruktionsfeiinheiten bedarf, um ein Verklemmen zu vermeiden. Die Streckung eines vorgeformten Körpers unter Aufnahme plastischer Verformungsarbeit reagiert bei weitem nicht so empfindlich auf einseitige Belastungen oder Axialbelastungen mit Schubkomponenten, wie dies beim Beulvorgang, auch wenn die Beulstruktur vorgegeben ist, der Fall ist

Um eine Drehung des oberen Lenkspirdelteils im gewellten Hülsenteil zu erleichtern, ist bei einer Ausgestaltung der Sicherheitslenksäule vorgesehen, daß an beiden Enden des Hülsenteils Lager angeordnet sind, die den oberen Lenkspindelteil drehbar aufnehmen. Insbesondere bei langen Lenksäulen, bei denen die Befestigu .g der Lenksäule am Fahrzeug in größerem Abstand vom Lenkhandrad erfolgt, ist eine Ausbildung zweckmäßig, bei der das untere Ende des Hülsenteils an einem den oberen Lenkspindelteil umgebenden Mantelrohr befestigt ist. Das Mantelrohr stützt sich dann ebenso wie das Hülsenteil bei der anderen Ausbildung über Lager am oberen Lenkspindelteil ab. Der obere Lenkspindelteil kann so oberhalb der Befestigung des gewellten Hülsenteils am Fahrzeug gelagert werden.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand zweier Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgestalteten Sicherheitslenksäule,

F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgestalteten Sicherheitslenksäule und

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 2.

Die in F i g. 1 gezeigte Ausführungsform einer Sicherheitslenksäule hat eine zweiteilige Lenkspindel, und zwar einen unteren, inneren Lenkspindelteil 10 und einen oberen, äußeren das Lenkhandrad tragenden Lenkspindelteil 11. Der obere Lenkspindelteil ist an seinem oberen Ende mit einer Längszahnung 12 versehen, so daß das nicht dargestellte Lenkhandrad hier befestigt werden kann, während das untere Ende des oberen Lenkspindelteils mit einer sich in axialer Richtung erstreckenden öffnung versehen ist, die eine nicht kreisrunde Querschnittsform, z. B. eine sechseckige Querschnittsform hat.

Der untere Lenkspindelteil 10 ist an seinem unteren Ende so ausgebildet, daß es mit dem hier nicht gezeigten Lenkgetriebe des Fahrzeugs verbunden werden kann, während ein oberes Ende 13 des unteren Lenkspindelteils eine ebenfalls nicht kreisrunde Quer-

schnittsform hat, die in die öffnung des oberen Lenk- !.pindelteils formschlüssig paßt, wobei das obere Ende des unteren Lenkspindelteils im unteren Ende des oberen Lenkspindeheils teleskopartig verschieblich ist.

Gegebenenfalls kann der untere Lenkspindeiteii iO an seinem Umfang mit einer oder melyeren in der Umfangsrichtung verlaufenden Nuten versehen sein, in denen elastische Bundieile oder Ringe 14 angeordnet werden, die sich an der Innenfläche der öffnung des oberen Lenkspindelteils abstützen, um möglichst weitgehend zu verhindern, daß sich die beiden Spindelteile relativ zueinander bewegen und Geräusche hervorrufen. Außerdem sind die beiden Spindelteile mit Hilfe eines hier nicht gezeigten Querstiftes verbunden, um die beiden Spindelteile in der Längsrichtung gegeneinander zu Fixieren. Der Stift ist jedoch so ausgebildet, daß er abgeschert werden kann, damit sich die beiden Spindelteile relativ zueinander ineinanderschieben können, wenn ein Stoß auf das untere Ende des unteren Spindelteils wirkt

Der obere Lenkspindelteil 11 wird mindestens über einen Teil seiner Länge von einem Hülsenteil 15 umgeben, dessen oberes Ende, z. B. durch Verschweißen, mit haltenden Teilen 16 verbunden ist, die an einem geeigneten Teil des Fahrzeugs, z. B. der Armaturentafel, befestigt werden können. Sowohl am oberen als auch am unteren Ende des Hülsenteils 15 ist ein Lager 17 vorgesehen, das es dem oberen Spindelteil 11 ermöglicht, sich im Hülsenteil 15 zu drehen, wenn das Lenkhandrad gedreht wird. Das Hülsenteil 15 besteht aus einem elastischen, plastisch verformbaren Werkstoff, z. B. Stahl. Die Wandung des Hülsenteils 15 hat wellenförmige Ausweitungen oder Falten 18, die eng benachbart zueinander angeordnet sind. Das untere Ende des oberen Lenkspindelteils 11 ist mit einem Widerlager in Form einer Schulter 19 versehen, auf dem ein mit Flanschen versehener Ring 20 sitzt. Der Ring oder — wenn keine Schulter vorgesehen ist — die Schulter wirkt mit einer Seite des am unteren Ende des Hülsenteils 15 vorgesehenen Lagers 17 zusammen. Weiterhin ist ein Verstärkungsring 21 vorgesehen, der an der Innenfläche des Hülsenteils 15 befestigt ist und ein Widerlager in Form eines nach innen umgebogenen Flansches aufweist, der mit der entgegengesetzten Seite des Lagers zusammenwirkt. Alternativ kann das zuletzt erwähnte Widerlager durch eine nach innen vorspringende Rippe gebildet sein, die an dem Hülsenteil 15 selbst ausgebildet ist.

Wird das Fahrzeug, in das die erfindungsgemäße Sicherheitslenksäule eingebaut ist, in einen Unfall verwickelt, kann eine Stoßkraft auf das untere Ende des unteren Lenkspindelteils 10 wirken, wodurch sich die beiden Lenkspindelteile in der erwähnten Weise ineinanderschieben. Wenn jedoch eine Stoßkraft auch auf das obere Ende des oberen Lenkspinddteils 11 wirkt, z. B. dadurch, daß der Fahrer des Fahrzeugs nach vorn gegen das Lenkhandrad geschleudert wird, kann sich der äußere bzw. obere Lenkspindelteil axial nach unten gegenüber dem Fahrzeug verschieben, wobei sich das untere Ende des Hülsenteils 15 ebenfalls axial nach unten bewegt, so daß es auseinandergezogen bzw. gestreckt wird. Dieses Strecken bewirkt, daß die Ausweitungen oder Falten 18 geöffnet werden und hierbei mindestens einen Teil der Stoßenergie aufnehmen bzw. verzehren, die durch die erwähnte Stoßkraft auf das obere Ende des oberen Lenkspindelteils aufgebracht wird. Durch diese Vernichtung von Energie wird die Gefahr einer Verletzung des Fahrers, die anderenfalls

ίο bestehen würde, auf ein Minimum herabgesetzt

Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion ist ferner vorgesehen, daß das obere Ende des; Hülsenteils 15, das in der beschriebenen Weise mit Hilfe von Teilen 16 am Fahrzeug befestigt ist, seine Lage beibehält, so d&B die Teile 16 nicht mit Sollbruchstellen versehen zu sein brauchen.

Wie schon erwähnt, kann der innere Lenkspindelteil 10 mit dem Lenkmechanismus des Fahrzeugs verbun- ' den werden, während der äußere Lenkspindeltei) 11 das Lenkhandrad trägt. Es sei jedoch bemerkt, daß man alternativ auch den inneren Lenkspindeiteii mit dem Lenkhandrad und den äußeren Lenkspindeiteii mit dem Lenkmechanismus verbinden könnte.

Bei der in den F i g. 2 und 3 gezeigten abgeänderten Ausführungsform sind wie zuvor ein innerer, unterer Lenkspindeiteii 22 und ein äußerer, oberer Lenkspindeiteii 23 vorgesehen. Das untere Ende des oberen Lenkspindelteils 23 weist eine öffnung von sechseckigem Querschnitt auf, in die das sechseckige obere Ende des unteren, inneren Lenkspindelteils 22 eingreift, so daß sich die beiden Lenkspindelteile teleskopartig ineinanderschieben lassen. Das untere Ende des unteren Lenkspindelteils 22 wird mit dem Lenkmechanismus des Fahrzeugs verbunden, während das obere Ende des oberen Lenkspindelteils 23 mit einem aul' eine Buchse 25 aufgezogenen Lenkhandrad 24 verbunden ist.

Ferner ist wie zuvor ein Hülsenteil 26 vorgesehen, das wellenartige Ausweitungen oder Falten 27 aufweist. Gemäß F i g. 2 ist jedoch zwischen dem Hülsenteil 26 und dem oberen Lenkspindeiteii 23 ein Mantelrohr 28 vorgesehen, das sich über Lager 29 in der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise am oberen Lenkspindeiteii 23 abstützt. Das obere Ende des Hülsenteils 26 ist zwischen einem Ring 30 und einem weiteren Rohr 31 befestigt, das seinerseits mit einem ortsfesten Teil 32 verbunden ist, so daß das obere Ende des Hülsenteils 26 festgelegt ist. Das untere Ende des Hülsenteils 26 ist an der Außenfläche des unteren Endes des Mantelrohrs 28 befestigt.

Wenn eine Stoßkraft auf das Lenkhandrad 24 wirkt, so daß der äußere bzw. obere Lenkspindeiteii 23 nach unten bewegt wird, wirkt das untere Ende der Buchse 25 gegen das obere Ende des Mantelrohrs 28, so daß auch dieses nach unten bewegt wird, wobei der gewellte Hülsenteil 26 gestreckt wird. Hierbei werden die wellenförmigen Ausweitungen geöffnet bzw. gestreckt, so daß auf das Lenkrad wirkende Stoßenergie vernichtet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge mit einer teieskopartig ineinander schiebbaren zweiteiligen Lenkspindel und einem diese koaxial umgebenden, plastisch verformbaren, in Umfangsrichtung wellenartige Ausweitungen aufweisenden Hülsenteil, dessen eines Ende mit einem fahrzeug* üsten Teil verbindbar ist und dessen anderem Ende der das Lenkhandrad tragende Lenkspindelteil drehbar, aber axial unverschiebbar zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der wellenförmigen Ausweitungen (18, 27) des Hülsenteils (15, 26) eng benachbart zueinander angeordnet sind und sein dem Lenkhandrad (24) zugewandtes oberes Ende am fahrv.eugtesten Teil (16, 32) zugeordnet ist

2. Sicherheitslenksäule nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Hülsenteils (15) Lager (17) angeordnet sind, die den oberen Lenkspindelteil (11) drehbar aufnehmen.

3. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Hülsenteils (26) an einem den oberen Lenkspindelteil (23) umgebenden Mantelrohr (28) befestigt ist.