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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aufprallabsorbierende
Vorrichtung für
eine Lenksäule
eines Fahrzeugs und insbesondere auf eine aufprallabsorbierende
Vorrichtung für
eine Lenksäule eines
Fahrzeugs, durch welche ein Einwirken eines starken Aufpralls auf
eine Lenksäule
in dem Fall einer Fahrzeugkollision verhinderbar ist und durch welche eine
störende
Auswirkung der Lenksäule
auf umgebende Teile verhinderbar ist.
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Im
Allgemeinen ist es so, dass, wenn ein Fahrzeug einer Frontalkollision
während
der Benutzung des Fahrzeugs ausgesetzt ist, der Oberkörper des
Fahrers, welcher durch Trägheitskräfte nach
vorne geneigt ist, auf dem Lenkrad oder der Lenkwelle, an welcher
das Lenkrad angebracht ist, aufprallt und aufwärts auf die Fahrerseite des
Fahrzeugs geschoben wird und dann mit dem Oberkörper des Fahrers zusammenstößt. Deshalb
besitzt eine herkömmliche Lenksäule, an
welcher ein Lenkrad derart befestigt ist, dass es einem Fahrer erlaubt,
eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs zu ändern, einen Aufbau zum Absorbieren
eines Aufpralls.
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Wie
in 1 gezeigt, weist
eine herkömmliche
Lenksäule
eine Zahnradwelle 1, welche an ihrem einen Ende mit einem
Lenkrad und an ihrem anderen Ende mit einem Eingriffsabschnitt 6 zum
Eingreifen in eine Gelenkkupplung versehen ist, eine Lenkwelle 2, welche
von einem äußeren Randbereich
der Zahnradwelle 1 getrennt ist, ein Reibrohr 3,
welches zwischen der Zahnradwelle 1 und der Lenkwelle 2 zum Bewegen
im Falle einer Fahrzeugkollision angebracht ist, eine Halterung 4,
welche an der Lenkwelle 2 zum Eingreifen in die Fahrzeugkarosserie
angebracht ist, und Kapseln 5 auf, welche an beiden Seiten
der Halterung 4 zum Zerbrechen im Fall einer Fahrzeugkollision
angebracht sind.
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Deshalb,
wenn das Fahrzeug einer Kollision ausgesetzt ist, werden die Kapseln 5,
welche in der Halterung 4 angebracht sind, zerbrochen und
das Reibrohr 3 bewegt, wobei Reibung zum Absorbieren eines
Aufpralls erzeugt wird.
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Jedoch
kommt es bei dem oben beschriebenen Aufbau zu einem Phänomen, bei
welchem der Aufprall des Fahrzeugs direkt auf die Lenkwelle 2 durch
die Reibbewegung des Reibrohrs 3 (d.h. ein Phänomen im
Falle einer Kollision, bei welchem der Aufprall stark auf die gesamte
Lenksäule
durch die Verteilung der Aufpralllast durch das Reibrohr verteilt wird) übertragen
wird, und folglich wird der Aufprall, welcher auf den Fahrer wirkt,
nicht absorbiert, sondern direkt übertragen, wodurch schwere
Verletzungen des Fahrers verursacht werden.
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Weiterhin,
nachdem die Lenksäule
mit Peripherieteilen, wie beispielsweise Brems- und Gaspedalen, verbunden ist, kommt
es zu störenden
Wirkungen zwischen den Lenksäule
und Peripherieteilen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Folglich
löst die
vorliegende Erfindung die oben genannten Probleme, welche im Stand
der Technik auftreten, und es ist eine Zielsetzung der vorliegenden
Erfindung eine aufprallabsorbierende Vorrichtung für eine Lenksäule eines
Fahrzeugs bereitzustellen, welche zusätzlich ein Lagerteil und ein Rohr
aufweist, wobei Kapseln und ein Torsionsbolzen in dem Fall einer
Kollision des Fahrzeugs zerbrochen werden. Dies wird durch Abänderung
des Aufbaus einer Halterung, derart, dass das Lagerteil und der
Torsionsbolzen, welche in der Halterung angebracht sind und ein
Rohr entlang des Hauptkörpers der
Lenksäule
geschoben wird, wodurch ein starker Aufprall und störende Auswirkungen
für die
Peripherieteile verhindert werden, erreicht.
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Um
diese Zielsetzung zu erreichen, wird nach einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eine
aufprallabsorbierende Vorrichtung für eine Lenksäule eines
Fahrzeugs bereitgestellt, welches Folgendes aufweist: eine Lenkwelle,
welche von der äußeren Umfangsfläche einer
Lenk-Zahnradwelle durch einen vorbestimmten Zwischenraum getrennt ist,
wobei ein Lenkrad an dem einen Ende der Lenkwelle angebracht ist;
eine Halterung zum Befestigen der Lenkwelle an der Fahrzeugkarosserie,
wobei die Halterung ein Bolzenloch und ein Langloch an seiner einen
Seite besitzt, und einen Befestigungsabschnitt und Biegebleche zum
Absorbieren eines Aufpralls an seiner anderen Seite besitzt; ein
Rohr, welches bewegbar zwischen der Lenk-Zahnradwelle und der Lenkwelle
angebracht ist;
Kapseln, welche an beiden Enden des Befestigungsabschnitts
angebracht sind, und mit dem Rohr verbunden sind, wobei Kapseln
während
eines Aufpralls zerbrochen werden; und ein Lagerteil, welches an
einem unteren Abschnitt der Lenk-Zahnradwelle angebracht ist und
mit der Halterung durch das Langloch im Eingriff steht.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist die aufprallabsorbierende Vorrichtung
weiterhin auf: ein Verbindungsteil, welches die Halterung und das
Lagerteil verbindet.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das Rohr durch eine Bewegung der
Lenk-Zahnradwelle bewegt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Rohr von der Lenkwelle durch
einen vorbestimmten Zwischenraum getrennt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das Lagerteil nicht in die Längsrichtung
der Lenk-Zahnradwelle bewegt, aber in eine Richtung des Umfangs
der Lenk-Zahnradwelle bewegt.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung steht das Verbindungsteil mit dem Bolzenloch
der Halterung durch einen Torsionsbolzen im Eingriff, welcher während eines
Aufpralls zerbrochen wird.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist das Material der Kapseln und des
Torsionsbolzens ein Kunstharz auf.
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden die Kapseln und der Torsionsbolzen
gleichzeitig während
einer Kollision des Fahrzeugs zerbrochen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
obigen und weiteren Zielsetzungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit
Bezug auf die beigefügten
Figuren verdeutlicht. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht einer herkömmlichen
aufprallabsorbierenden Vorrichtung für eine Lenksäule eines
Fahrzeugs;
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2 eine
Ansicht einer aufprallabsorbierenden Vorrichtung für eine Lenksäule eines
Fahrzeugs gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 eine
vergrößerte Ansicht
eines Abschnitts A aus 2, welcher einen Zustand des Fahrzeugs
nach einer Kollision zeigt; und
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4 einen
Schnitt einer Zahnradwelle, einer Welle, eines Rohrs und eines Lagerteils,
welche in Eingriff stehen.
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DETAILLLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird eine aufprallabsorbierende Vorrichtung für eine Lenksäule eines
Fahrzeugs gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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2 ist
eine Ansicht zum Zeigen einer aufprallabsorbierenden Vorrichtung
für eine
Lenksäule gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die absorbierende Vorrichtung weist eine Lenkwelle 10,
eine Halterung 20, ein Rohr 30, Kapseln 40,
ein Lagerteil 50 und ein Verbindungsteil 60 auf.
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Die
Lenkwelle 10 besitzt eine hohle rohrähnliche Form und ist von einer äußeren Umfangsfläche einer
Lenk-Zahnradwelle 1 durch einen vorbestimmten Zwischenraum
getrennt.
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Ein
Lenkrad, welches durch Bedienung eines Fahrers gedreht wird, ist
an einem Ende der Lenkwelle 10 angebracht und die Halterung 20 ist
an dem anderen Ende der Lenkwelle 10 derart angebracht,
dass eine äußere Umfangsfläche der
Lenkwelle 10 umgeben ist. Die Lenkwelle 10 steht
mit der Fahrzeugkarosserie mittels eines Befestigungsteils 22,
welches an dem oberen Abschnitt der Halterung 20 vorgesehen
ist, im Eingriff.
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Das
Befestigungsteil 22 ist an dem oberen Abschnitt der Halterung 20 angebracht,
um die Lenkwelle 10 an der Fahrzeugkarosserie zu befestigen.
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Ein
Bolzenloch 12, mit welchem ein Torsionsbolzen 62 im
Eingriff steht, welcher während
eines Aufpralls zerbrochen wird und ein Langloch 14, in welchem
das Lagerteil 50 in Längsrichtung
bewegbar angebracht ist, sind an einer Seite der Halterung 20 vorgesehen.
Ferner sind ein Befestigungsabschnitt 16, welcher die Kapseln 40 an
seinen beiden Seiten aufweist, und Biegebleche 18, welche
an beiden Seiten der Halterung 20 unterhalb des Befestigungsabschnitts 16 zum
Absorbieren eines Aufpralls angebracht sind, auf der anderen Seite
der Halterung 20 vorgesehen.
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Es
wird bevorzugt, dass die Kapseln 40, welche an dem Befestigungsabschnitt 16 der
Halterung 20 vorgesehen sind, derart angebracht sind, dass
sie von dem Befestigungsabschnitt 16 abweichen, wenn eine äußere Kraft
auf die Fahrzeugkarosse einwirkt, und gegenüber von einem anhaftenden Abschnitt 17 angeordnet
sind.
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Das
Rohr 30 steht mit der Zahnradwelle 1 in Eingriff
und ist bewegbar zu der Lenkwelle 10 angebracht. Das Rohr 10 ist
von der Lenkwelle 10 durch einen vorbestimmten Zwischenraum
getrennt und wird von den Kapseln 40 und dem Torsionsbolzen 62 derart
gehalten, dass eine Bewegung nur im Falle eines äußeren Aufpralls stattfindet.
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Weiterhin,
wie gezeigt in den 3 und 4, steht
das Rohr 30 integral mit der Zahnradwelle 1 derart
im Eingriff, dass es sich zusammen mit der Zahnradwelle 1 bei
einem äußeren Aufprall
bewegt.
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Deshalb
steht das Rohr 30 unter der Lenkwelle 10 zusammen
mit der Zahnradwelle 1 im normalen Zustand hervor und bewegt
sich hinein und heraus aus dem Inneren der Lenkwelle 10,
wenn ein äußerer Aufprall
auf das Fahrzeug wirkt, wie gezeigt in 3.
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Die
Kapseln 40 sind an beiden Enden des Befestigungsabschnitts 16 angebracht,
welcher an einer Seite der Halterung 20 angebracht ist,
und mit dem Rohr 30 zum Zerbrechen bei einem Aufprall verbunden.
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Es
wird bevorzugt, dass das Material der Kapseln 40 ein Kunstharz
aufweist.
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Deshalb,
wenn die Kapseln 40 durch einen äußeren Aufprall zerbrochen werden,
dann wird der Aufprall zunächst
durch Einfahren des Rohrs 30 absorbiert und der Restaufprall
wird dann durch das erschwerte Verschieben der Lenkstange 1 und
des Rohrs 30 absorbiert. Demzufolge wird das Hineinragen
der Lenkwelle 10 in das Fahrzeug effektiv verhindert und
der Aufprall des Lenkrads, welcher auf den Körper des Fahrers wirkt, wird
reduziert.
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Nachdem
die aufprallabsorbierende Vorrichtung der Lenksäule gemäß der vorliegenden Erfindung
einen Doppelbruchaufbau aufweist, bei welchem die Kapseln 40 und
der Torsionsbolzen 62 gleichzeitig bei einem äußeren Aufprall
zerbrochen werden, wird ein äußerer Aufprall
effektiv absorbiert.
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Es
wird bevorzugt, dass das Material des Torsionsbolzens 62 das
gleiche Kunstharz, wie das der Kapseln 40 aufweist.
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Weiterhin,
werden die Biegebleche 18, wenn die Aufprallenergie durch
die Zahnradwelle 1 und das Rohr 30 übertragen
wird, in eine Richtung, in welche der Aufprall verläuft, gerissen
und folglich wird die aufprallabsorbierende Kapazität verdoppelt,
wodurch der Aufprall, der auf den Fahrer durch das Lenkrad übertragen
wird, bemerkenswert reduziert wird.
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Das
Lagerteil 50 ist an dem unteren Abschnitt der Zahnradwelle
angebracht, steht durch Einsetzen eines Befestigungsteils 54 in
eine Befestigungsaussparung 52 im Eingriff und steht bewegbar mit
der Halterung 20 durch das Langloch 14 im Eingriff.
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Ferner
wird das Lagerteil 50 nicht in eine Längsrichtung der Zahnradwelle 1 bewegt,
sondern in eine Richtung des Umfangs der Zahnradwelle 1, wodurch
eine freie Drehung des Steuerrads ermöglicht wird und den Fahrer
an einer Vorwärtsbewegung oder
einem Verlassen des Fahrersitzes hindert.
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Beide
Enden des Verbindungsteils 60 sind zum Umgeben eines Abschnitts
der Halterung 20 und eines Endes des Lagerteils 50 gebogen,
und ein Durchgangsloch (nicht dargestellt) zur Anbringung eines
Bewegungszapfens 50 ist an einem Ende jedes gebogenen Abschnitts
ausgebildet.
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Deshalb
sind die Halterung 20 und das Lagerteil 50 durch
das Verbindungsteil 60 miteinander verbunden.
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Hierbei
steht das Verbindungsteil 60 mit dem Bolzenloch 12 der
Halterung 20 durch den Torsionsbolzen 62, welcher
zerbricht, wenn das Fahrzeug einer Kollision ausgesetzt ist, im
Eingriff.
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Das
Verbindungsteil 60 ist am untersten Abschnitt der Halterung 20 im
normalen Zustand angeordnet und der Torsionsbolzen 62 wird
zerbrochen und aufwärts
im Bereich des Langlochs 14 bewegt, wenn ein Aufprall von
außen
wirkt.
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Wenn
das Verbindungsteil 60 bewegt wird, dann wird die Zahnradwelle,
die mit dem Verbindungsteil 60 durch das Lagerteil 50 im
Eingriff steht, bewegt und folglich wird das Rohr 30 gleichzeitig
bewegt, wodurch die Aufprallabsorption der Lenksäule durchgeführt wird.
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Im
Folgenden wird die Funktion der aufprallabsorbierenden Vorrichtung
einer Lenksäule
gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Wenn
ein Fahrzeug normal fährt,
wird das Lenkrad durch Bedienung durch den Fahrer gedreht, um eine
Richtung zu bestimmen, in welche das Fahrzeug fährt. Dann wenn das Fahrzeug
eine Kollision erfährt
und ein äußerer Aufprall
stattfindet, wird Kollisionsenergie auf die Zahnradwelle 1 übertragen.
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Da,
bevor die auf die Zahnradwelle übertragene
Kollisionsenergie zunächst
auf die Lenkwelle 10 übertragen
wird, zerbrechen die Kapseln 40, welche mit der Lenkwelle 20 und
dem Torsionsbolzen 62 verbunden sind, wobei die Kollisionsenergie
der Lenkwelle nicht übertragen,
sondern eher absorbiert wird.
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Wenn
die Kapseln 40 und der Torsionsbolzen 62 zerbrochen
sind, beginnt sich die Zahnradwelle 1 entlang des Langloches 14,
welches in einer Seite der Halterung 20 ausgebildet ist,
sich zu verschieben.
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Dann
verschiebt sich das Rohr 30 entlang der Zahnradwelle 1,
wodurch die Aufprallabsorption der Lenksäule ausgeführt wird.
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Nachdem
die Kollisionsenergie, welche durch den äußeren Aufprall verursacht wird,
durch Zerbrechen der Kapseln 40 und des Torsionsbolzens 62 als
auch durch das Verschieben der Zahnradwelle und des Rohrs 30 derart
absorbiert wird, dass die Kollisionsenergie nicht auf die Lenkwelle 20 übertragen
wird, wird eine Verletzung des Fahrers durch das Lenkrad reduziert,
wenn das Fahrzeug eine Kollision erfährt.
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Bei
der aufprallabsorbierenden Vorrichtung für eine Lenksäule eines
Fahrzeugs gemäß der vorliegenden
Erfindung findet das Zerbrechen und Verschieben im Falle einer Fahrzeugkollision
in Kombination statt, wodurch eine Übertragung von Aufprallenergie
auf die Lenkwelle durch die Zahnradwelle verhindert wird. Deshalb
kann die vorliegende Erfindung einen starken Aufprall und eine Verletzung
des Fahrers effektiv verhindern und kann eine störende Auswirkung auf umgebende
Teile, wie beispielsweise Bremspedale, welche mit Halterungen verbunden sind,
und ein Gaspedal, verhindern.
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Obwohl
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung für
illustrative Zwecke beschrieben worden ist, kann der Fachmann leicht
erkennen, dass verschiedene Änderungen,
Zusätze
und Ersetzungen möglich
sind, ohne von dem Umfang und der Idee der Erfindung, wie sie in
den beiliegenden Ansprüchen
offenbart sind, abzuweichen.