DE1605971C - Safety steering column for motor vehicles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge, bei der ein mit einem Mantelrohr der Lenksäule verbundener Haltebügel und eine mit einem festen Fahrzeugteil, verbundene Halterung miteinander durch Verbindungsglieder so verbunden sind, daß sie unter axialer Belastung bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs getrennt werden.The invention relates to a safety steering column for motor vehicles, in which a with a Jacketed tube of the steering column connected bracket and one with a fixed part of the vehicle connected Bracket are connected to each other by connecting members so that they are under axial load separated in the event of a collision of the vehicle.

Nach einem früheren Vorschlag des Erfinders (deutsche Auslegeschrift 1 277 685) wird der Haltebügel unter Reibungsschluß gegen einen Flansch der Halterung am Fahrzeugteil durch eine Mutter gehalten, die auf einen Hängebolzen aufgeschraubt ist Bei dieser Bauart ist die.Kraft, die erforderlich' ist, um ein Nachgeben der Verbindung zu bewirken, von dem Anzugsdrehmoment der Mutter auf den-Hängebolzen abhängig, und es ist in der Praxis schwierig, das Nachgeben der Verbindung bei einer bestimmten Zusammenstoßkraft zu gewährleisten.According to an earlier proposal by the inventor (German Auslegeschrift 1 277 685), the retaining bracket is held with frictional engagement against a flange of the bracket on the vehicle part by a nut that is screwed onto a hanging bolt to cause the connection to yield, depending on the tightening torque of the nut on the hanging bolt, and it is difficult in practice to ensure the yield of the connection at a certain impact force.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Nachgeben der Verbindung bei einer bestimmten Zusammenstoßkraft zu sichern. Ferner soll eine verhältnismäßig ungehinderte Axialbewegung des Haltebügels und der Lenksäule nach dem Lösen der Verbindung mit der Halterung ermöglicht werden. Bei dieser Bewegung soll der Haltebügel geführt sein..The invention is based on the problem of yielding the connection at a certain collision force to secure. Furthermore, a relatively unimpeded axial movement of the retaining bracket is intended and the steering column after loosening the connection with the bracket. at this movement should be guided by the retaining bracket.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst worden, daß mit dem Haltebügel durch abscherbare Verbinder Zwischenstücke verbunden sind, die einen mittleren Teil mit einem Durchbruch zur Aufnahme eines Hängebolzens und Flansche aufweisen, zwischen denen nach dem Abscheren der Verbinder der Haltebügel mit der Lenksäule gleitend verschieblich ist.This object has been achieved according to the invention in that with the retaining bracket by shearable Connector intermediate pieces are connected to the middle part with an opening Have a hanging bolt and flanges between which the connector after shearing off the bracket can be slid with the steering column.

Abscherbare Verbinder sind an sich bei Mantelrohrhalterungen von Lenksäulen bekannt.Shearable connectors are known per se in the case of tubular brackets for steering columns.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird durch die Verwendung der abscherbaren Verbinder die für das Lösen der Verbindung erforderliche Kraft eindeutig festgelegt. Nach dem Abscheren der Verbinder behindern diese nicht die anschließende axiale Bewegung des Haltebügels. Ferner geben die Flansche der Zwischenstücke eine einwandfreie axiale Führung für die axiale Bewegung des Haltebügels.In the arrangement according to the invention, the use of the shearable connector for the force required to loosen the connection is clearly defined. After shearing off the connector do not hinder the subsequent axial movement of the retaining bracket. Also give the flanges the intermediate pieces a perfect axial guidance for the axial movement of the retaining bracket.

Es ist vorteilhaft, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die die Führung bildenden Flansche der Zwischenstücke den Haltebügel neben nach rückwärts offenen Schlitzen im Haltebügel umgreifen. Durch diese Ausbildung kann unter Zusammenstoßbedingungen das Lenkhandrad sich nicht gegen den Fahrer bewegen, da die geschlossenen Enden der Schlitze in dem Haltebügel gegen die Zwischenstücke zur Anlage kommen und eine derartige Bewegung unterbinden. Andererseits wird, wenn der Fahrer beim Zusammenstoß nach vorn gegen das Lenkhandrad geworfen wird, eine axiale Bewegung des Haltebügels von den Zwischenstücken weg ermöglicht, nachdem die Verbinder abgeschoren sind.It is advantageous if, according to a further feature of the invention, those forming the guide The flanges of the spacers grip the bracket next to the backward-open slots in the bracket. Due to this training, the steering handwheel cannot counteract under collision conditions move the driver as the closed ends of the slots in the retaining bracket against the spacers come to rest and prevent such a movement. On the other hand, if the driver is thrown forward against the steering wheel in the event of a collision, an axial movement of the Retaining bracket away from the intermediate pieces after the connectors have been sheared off.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die abscherbaren Verbinder zwischen den Zwischenstücken und dem Haltebügel aus Kunststoff bestehen und an Ort und Stelle durch Einspritzen gebildet sind. Durch diese Maßnahme wird die Herstellung vereinfacht. Der Haltebügel und die Flansche der Zwischenstücke werden bei der Montage so zueinander ausgerichtet, daß deren Durchbrüche fluchten, wonach in die Durchbrüche der Zwischenstücke und des Haltebügels Kunststoff ein- ^ gespritzt wird, der nach, dem Aushärten die abscher-'" baren Verbinder bildet;;- -"--"■"'According to a further feature of the invention it is provided that the shearable connector between The spacers and the retaining bracket are made of plastic and are in place by injection molding are formed. This measure simplifies production. The retaining bracket and the The flanges of the spacers are aligned with one another during assembly so that their openings align, after which plastic is inserted into the openings in the spacers and the retaining bracket. ^ is sprayed, which after hardening the shear- '" formable connector ;; - - "-" ■ "'

Zweckmäßig weist jeder Verbinder in seiner Mitte einen eingeschnürten Hals auf. Hierdurch wird jeder abscherbare Verbinder formschlüssig festgelegt. Ferner kann durch die Wahl des Querschnitts des Halses die Kraft gewählt werden, bei der ein Abscheren im Zusammenstoßfall eintreten soll.Each connector expediently has a constricted neck in its center. This makes everyone Shearable connector fixed positively. Furthermore, by choosing the cross-section of the neck the force can be selected at which a shear should occur in the event of a collision.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der ίο Erfindung näher erläutert. Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer Sicherheitslenksäule,
F i g. 2 den Querschnitt nach der Linie 2-2 der il1 shows a partial side view of a motor vehicle with a safety steering column,
F i g. 2 the cross section along the line 2-2 of the il

Fig. 3 die zum Teil geschnittene Teilansicht nach der Linie 3-3 der F i g. 2 und3 shows the partially sectioned partial view the line 3-3 of FIG. 2 and

F i g. 4 eine perspektivische Teildarstellung eines Zwischenstücks.F i g. 4 a perspective partial illustration of an intermediate piece.

Innerhalb eines Fahrzeugkörpers 10 ist eine Sicher-Inside a vehicle body 10 is a security

ao heitslenksäule 12 angeordnet, die unter Zusammenstoßbedingungen zusammenbrechen kann. Die Lenksäule 12 erstreckt sich von.einer nachgiebigen Kupplung 14 zur Verbindung mit einem nicht dargestellten " Lenkgetriebe nach rückwärts in den Fahrgastraum des Fahrzeugs zu einem Lenkhandrad 16, das am axial oberen Ende der Lenksäule vorgesehen ist.ao heitslenksäule 12 arranged, which under crash conditions can collapse. The steering column 12 extends from a compliant coupling 14 for connection to a "steering gear not shown" backwards into the passenger compartment of the vehicle to a steering handwheel 16 which is provided at the axially upper end of the steering column.

Die Lenksäule 12 weist ein äußeres Mantelrohr 20 auf, in dem drehbar eine teleskopartig zusammenschiebbare Lenkwelle 22 ^gelagert ist. Die LenkwelleThe steering column 12 has an outer jacket tube 20 in which a telescopically collapsible one can rotate Steering shaft 22 ^ is mounted. The steering shaft

ist von einer teleskopisch zusammenschiebbaren, nicht dargestellten Gangschachthülse umgeben. Beim Auftreten einer axialen Kraft auf die Lenksäule infolge eines Zusammenstoßes des Fahrzeugs kann ein gitterförmiger Abschnitt 24 des Mantelrohres 20 unter Energievernichtung zusammenbrechen, wobei diesem Zusammenbrechen ein gesteuerter Widerstand entgegengesetzt wird. Das axial untere Ende des Mantelrohres unterhalb des energievernichtenden Abschnitts 24 erstreckt sich durch ein Brandschott 28 des Fahrzeugkörpers 10 und ist in axialer Richtung in beiden Richtungen durch zwei Halteplatten 26 festgelegt.is surrounded by a telescopically collapsible duct sleeve, not shown. At the Occurrence of an axial force on the steering column as a result of a collision of the vehicle can be a Lattice-shaped section 24 of the jacket tube 20 collapse with energy dissipation, with a controlled resistance is opposed to this collapse. The axially lower end of the Jacket pipe below the energy-destroying section 24 extends through a fire bulkhead 28 of the vehicle body 10 and is in the axial direction in both directions by two retaining plates 26 established.

Das obere axiale Ende der Lenksäule 12 ist mit dem Fahrzeugkörper 20 über eine obere Halterungseinheit 30 verbunden. Wie F i g. 1 zeigt, enthält ein Armaturenbrett ein Frontpaneel 32, das sich in Querrichtung zwischen den vorderen Türpfosten des Fahrzeugkörpers erstreckt. Eine verstärkende Halterung 34 erstreckt sich im wesentlichen nach unten und vorwärts von ihrem oberen Ende zum Brandschott 28 und zur Haube des Fahrzeugkörpers. Eine rinnenförmige Verstärkung 36 ist mit ihren beiden Enden mit den Türpfosten und in ihrer Mitte mit der Halterung 34 verbunden. Wie F i g. 2 zeigt, weist die HaI-terung 34 zwei einander gegenüberliegende ebene Flansche 38 und 40 auf, die mit Löchern zum Durchstecken der Gewindeenden von Hängebolzen 42 versehen sind, welche an ihrem anderen Ende mit der Haube des Fahrzeugkörpers 10 verbunden sind.The upper axial end of the steering column 12 is connected to the vehicle body 20 via an upper bracket unit 30 connected. Like F i g. 1 shows, an instrument panel includes a front panel 32 that extends in the transverse direction extends between the front door posts of the vehicle body. A reinforcing bracket 34 extends substantially downward and forward from its upper end to the firewall 28 and to the hood of the vehicle body. A channel-shaped reinforcement 36 is at both ends connected to the door posts and in their center with the bracket 34. Like F i g. 2 shows the holder 34 two opposite flat flanges 38 and 40, which have holes for pushing through the threaded ends of hanging bolts 42 are provided, which at their other end with the Hood of the vehicle body 10 are connected.

■ Ein Haltebügel 44 weist einen mittleren U-förmigen Teil auf, der das Mantelrohr 20 teilweise umfaßt und mit diesem durch Schweißungen 46 verbunden ist. Nach beiden Seiten erstrecken sich von diesem mittleren Teil Flansche 48 und 50. Der Flansch 48 weist in seinem Hauptteil einen' einseitig offenen Schlitz 52 und an einer seitlichen Verlängerung einen gleichen einseitig offenen Schlitz 54 auf. Im Flansch 50 befindet sich nur ein einseitig offener Schlitz 56.A retaining bracket 44 has a central U-shaped Part that partially surrounds the jacket tube 20 and is connected to it by welds 46 is. Flanges 48 and 50 extend from this central part on both sides. The flange 48 has in its main part a 'slot 52 open on one side and one on a lateral extension equal slot 54 open on one side. In the flange 50 there is only one slot 56 which is open on one side.

Die drei Schlitze 52, 54 und 56 sind.alle nach rückwärts gerichtet offen. In die Schlitze 52, 54 und 56 sind Zwischenstücke 58 eingesetzt, die im Ausführungsbeispiel aus Aluminium im Spritzguß hergestellt sind. Die Zwischenstücke enthalten in der Mitte öffnungen zum Durchführen der Hängebolzen 42. Wie Fig.4 zeigt, erhebt sich ein mittlerer Teil60 über obere Flansche 62 der Zwischenstücke 58 und liegt nach dem Zusammenbau flach gegen die Flansche 38 bzw. 40 der Halterung 34 an, um diese in Abstand von dem Haltebügel 44 zu halten. An einander gegenüberliegenden Kanten jedes Zwischenstücks 58 sind durch die oberen und unteren Flansche 64 Nuten gebildet, die Ränder des Haltebügels 44 neben den Schlitzen 52, 54 und 56 eng umgreifen. Jedes Zwischenstück 58 bildet hierdurch eine Führung für den Haltebügel 44, in der sich dieser in Längsrichtung verschieben kann, nachdem Verbinder zwischen beiden Teilen abgeschoren sind. Jedes Zwischenstück 58 erhält vier abscherbare Verbinder 66 aus vergießbarem Werkstoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff, der an Ort und Stelle in öffnungen im unteren Flansch 64 des Zwischenstücks 58 und zu diesen fluchtende öffnungen im Haltebügel 44 eingespritzt· wird. In der Mitte weist jeder Verbinder 66 einen eingeschnürten Hals 68 auf, der bei anormalen axialen Kräften, wie sie unter Zusammenstoßbedingungen des Fahrzeugs auftreten, abscheren.The three slots 52, 54 and 56 are all backward directed open. In the slots 52, 54 and 56 intermediate pieces 58 are used, which in the embodiment are made of aluminum by injection molding. The intermediate pieces contain openings in the middle for carrying out the hanging bolts 42. As FIG. 4 shows, a central part 60 rises above it upper flanges 62 of spacers 58 and lies flat against flanges 38 after assembly or 40 of the bracket 34 in order to keep it at a distance from the bracket 44. On opposite sides Edges of each spacer 58 are formed by the upper and lower flanges 64 grooves, the edges of the retaining bracket 44 next to the slots 52, 54 and 56 grip tightly. Every intermediate piece 58 thereby forms a guide for the retaining bracket 44, in which it extends in the longitudinal direction can move after connectors are sheared between the two parts. Each intermediate piece 58 receives four shearable connectors 66 made of castable material, in particular thermoplastic Plastic that is in place in openings in the lower flange 64 of the intermediate piece 58 and to these aligned openings are injected in the retaining bracket 44 will. In the center of each connector 66 has a neck 68 constricted, the abnormal axial forces such as occur under vehicle crash conditions.

Beim Einbau der Lenksäule 12 in den Fahrzeugkörper 10 wird die Lenksäule in eine Lage gebracht, bei der die Hängebolzen 42 durch die zugeordneten Zwischenstücke 58 hindurchgeführt werden können, wobei die Zwischenstücke gegen die Halterung 34 anliegen und durch Muttern 70, die auf die Hängebolzen 42 aufgeschraubt werden, starr befestigt werden, indem die Hängebolzen sich mit Schultern 72 abstützen.When installing the steering column 12 in the vehicle body 10, the steering column is brought into a position in which the hanging bolts 42 can be passed through the associated intermediate pieces 58, with the spacers resting against the bracket 34 and secured by nuts 70 on the hanging bolts 42 are screwed on, are rigidly attached by the hanging bolts with shoulders 72 prop up.

Bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs, bei dem eine anormal hohe axiale Kraft auf die Lenksäule 12 in Vorwärtsrichtung ausgeübt wird, die ausreicht, die Verbinder 66 abzuscheren, erfolgt eine sofortige Trennung des Haltebügels 44 und der Lenksäule 12 von den Zwischenstücken 58, den Hängebolzen 42 und der Halterung am Instrumentenbrett des Fahrzeugs, wobei eine Relativbewegung in den einseitig offenen Schlitzen des Haltebügels und dem festgehaltenen Zwischenstück erfolgt. Die Lenksäule 12 kann sich somit axial bewegen und zusammenbrechen, wobei sich der energieverzehrende Abschnitt 24 fortschreitend unter gesteuertem Verzehr der Zusammenstoßenergie verformt. Sollte die axiale Kraft auf die Lenksäule 12 nach rückwärts gerichtet auftreten, also vom Lenkgetriebe her, und ist das Mantelrohr am Brandschott des Fahrzeugs über eine Halterung festgelegt, so versucht die Steifigkeit des Brandschotts eine Aufwärtsbewegung des unteren Endes der Lenksäule unter Zusammenstoßbedingungen zu verhindern. Ist der Zusammenstoß jedoch sehr hart, so beult sich das Brandschott aus bzw. wird sogar zerstört, so daß dann eine Bewegung des unteren Teils der Lenksäule nach oben eintritt. Die Lenkwelle kann sich jedoch nicht axial nach oben gegen den Fahrer bewegen, weil der gitterförmige Abschnitt der Lenksäule zusammenbricht Die Rückwärtsbewegung'des Haltebügels 44 in bezug zu den Zwischenstücken 58 und die Hängebolzen 42 ist durch die geschlossenen Enden der Schlitze begrenzt, so daß über den Haltebügel und die Hängebolzen die Reaktionskraft auf den Fahrzeugkörper übertragen wird. In the event of a collision of the vehicle in which an abnormally high axial force is exerted on the steering column 12 is exerted in a forward direction sufficient to shear connectors 66, instantaneous occurs Separation of the retaining bracket 44 and the steering column 12 from the intermediate pieces 58, the hanging bolts 42 and the bracket on the instrument panel of the vehicle, with a relative movement in the one-sided open slots of the bracket and the held intermediate piece takes place. The steering column 12 can thus move axially and collapse, with the energy dissipating portion 24 progressively deformed with controlled consumption of the collision energy. Should the axial force be applied to the Steering column 12 occur backwards, so from the steering gear, and the jacket tube is on The fire bulkhead of the vehicle is fixed via a bracket, so the stiffness of the fire bulkhead tries to prevent upward movement of the lower end of the steering column in crash conditions. However, if the collision is very severe, the fire bulkhead bulges or is even destroyed, so that then occurs a movement of the lower part of the steering column upwards. The steering shaft however, cannot move axially upwards against the driver because of the lattice-shaped section the steering column collapses. The backward movement of the retaining bracket 44 in relation to the intermediate pieces 58 and the hanging bolt 42 is limited by the closed ends of the slots so that over the retaining bracket and the hanging bolt, the reaction force is transmitted to the vehicle body.

Durch die Flansche 62 und 64 der Zwischenstücke 58, die den Haltebügel 44 eng umgeben, und durch ίο das Festschrauben der Zwischenstücke 58 gegen die Halterung 34 über die Muttern 70 auf den Haltebolzen 42 sind der Haltebügel 44 und die Lenksäule fest mit dem Instrumentenbrett des - Fahrzeugs ohne Spiel und Schwingungen unter normalen Betriebsbedingungen verbunden. Die Befestigung der Muttern 70 auf den Hängebolzen 42 ergibt keine vergrößerte Reibverbindung zwischen den Zwischenstücken und dem Haltebügel. Wenn auch die verschiedenen Zwischenstücke den.Haltebügel fest umso greifen, um die notwendige Abstützung zu bewirken, so ist diese Verbindung nicht so, daß sie einen merklichen Widerstand gegen die relative Gleitbewegung zwischen dem Haltebügel und den Kissen bietet, nachdem die Verbinder 66 abgeschoren sind. Bei der as Verlagerung des Haltebügels 44 relativ zu· den Zwischenstücken 58 nach dem Abscheren der Verbinder kommt der Haltebügel 44 nicht in Berührung mit benachbarten Teilen der Halterung.Through the flanges 62 and 64 of the intermediate pieces 58, which closely surround the retaining bracket 44, and through ίο the screwing of the intermediate pieces 58 against the bracket 34 via the nuts 70 on the retaining bolt 42, the bracket 44 and the steering column are fixed to the instrument panel of the vehicle connected without play and vibrations under normal operating conditions. The attachment of the Nuts 70 on the hanging bolts 42 do not result in an enlarged frictional connection between the intermediate pieces and the bracket. Even if the various intermediate pieces hold the bracket firmly all the more so grip to provide the necessary support, this connection is not such that it creates a noticeable Provides resistance to the relative sliding movement between the headband and the cushions, after the connectors 66 are sheared off. During the displacement of the retaining bracket 44 relative to the intermediate pieces 58 after the connector has been sheared off, the retaining bracket 44 does not come into contact with adjacent ones Parts of the bracket.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge, bei der ein mit einem Mantelrohr der Lenksäule verbundener Haltebügel und eine mit einem festen Fahrzeugteil verbundene Halterung miteinander durch Verbindungsglieder so verbunden sind, daß sie unter axialer Belastung bei einem Zusammenstoß des Fahrzeugs getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Haltebügel1. Safety steering column for motor vehicles, in which one is connected to a jacket tube of the steering column Retaining bracket and a bracket connected to a fixed part of the vehicle are connected by connecting links so that they are under axial load in a collision of the vehicle are separated, characterized in that with the retaining bracket (44) durch abscherbare Verbinder (66) Zwischenstücke (58) verbunden sind, die einen mittleren Teil (60) mit einem Durchbruch zur Aufnahme eines Hängebolzens (42) und Flansche (62, 64) aufweisen, zwischen denen nach dem Abscheren der Verbinder der Haltebügel mit der Lenksäule (12) gleitend verschieblich ist. '(44) are connected by shearable connectors (66) intermediate pieces (58) which have a central Part (60) with an opening for receiving a hanging bolt (42) and flanges (62, 64) have, between which after shearing the connector of the bracket with the steering column (12) is slidably displaceable. ' 2. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Führung bildenden Flansche (62, 64) der Zwischenstücke2. Safety steering column according to claim 1, characterized in that the forming the guide Flanges (62, 64) of the intermediate pieces (58) den Haltebügel (44) neben nach rückwärts offenen Schlitzen (52, 54, 56) im Haltebügel umgreifen. (58) grip around the retaining bracket (44) next to the rearwardly open slots (52, 54, 56) in the retaining bracket. 3. Siqherheitslenksäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abscherbaren Verbinder (66) zwischen den Zwischenstücken (58) und dem Haltebügel (44) aus Kunststoff bestehen und an Ort und Stelle durch Einspritzen gebildet sind.3. Safety steering column according to claim 1 or 2, characterized in that the shearable The connector (66) between the intermediate pieces (58) and the retaining bracket (44) are made of plastic and formed in place by injection. 4. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verbinder (66) in seiner Mitte einen eingeschnürten Hals (68) aufweist.4. Safety steering column according to claim 1 and 3, characterized in that each connector (66) has a constricted neck (68) in its center. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings