DE2225128A1

DE2225128A1 - Stosskraft vernichtende Ausbildung der Lenksäule von Kraftwagen

Info

Publication number: DE2225128A1
Application number: DE19722225128
Authority: DE
Inventors: Genyo Nagoya; Yamaguchi Yozo; Mineda Hisahal; Toyota; Aichi Murase (Japan). P
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1972-05-24
Publication date: 1972-12-07
Also published as: DE2264507A1; DE2225128B2; US3822608A; DE2265210C3; DE2264507C3; DE2265210B2; DE2264507B2; DE2265209B2; DE2265209A1; DE2265210A1; DE2265209C3; DE2225128C3

Description

PATENTANWALT DR.-ING. LOTTERHOS FRANKFURT (MAIN)

ANNASTRASSE 19 FERNSPRECHER: (0611) 555061 TELEGRAMME. LOMOSAPATENT LANDESZENTRALBANK 4/951 DRESDNER BANK FFM., Nr. 524742 POSTSCHECK-KONTO FFM.16S7

FRANKFURT (MAIN)₁

TOYOTA JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA 1, Toyota-cho, Toyota-shi Aichi-ken (Japan)

Stoßkraft vernichtende Ausbildung der Lenksäule von Kraftwagen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoßkraft vernichtende Ausbildung der Lenksäule von Kraftwagen mit einer die Lenksäule tragenden Einrichtung, von der die Lenksäule im wesentlichen senkrecht vor dem Armaturenbrett des Kraftwagens aufragt und mit einem Lenkrad, das gegenüber der Lenksäule abgebogen werden kann. Die die Lenksäule tragende Einrichtung ist dabei so ausgebildet, daß sie eine vorwärts gerichtete Stoßkraft absorbieren kann, wenn eine derartige Stoßkraft auf das Lenkrad auftrifft. Die das Lenkrad Abbiegende Einrichtung unterstützt das Absorptionsvermögen der Lenksäule bei dieser Aufgabe.

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Hiernach behandelt die Erfindung ganz allgemein eine Lenkeinrichtung, und zwar insbesondere eine Lenkeinrichtung, bei der die Lenksäule zur Absorption von Stöfoen durch ein gesteuertes Abbiegen der Lenkeinrichtung im Falle von Aufprallunfällen ausgebildet ist.

Zum Schütze des Fahrers bei Äufprallunfällen gibt es bereits eine Reihe von Sicherheitseinrichtungen. Nach den bekannten Vorschlägen beschränkt sich die Sicherung im wesentlichen auf eine mögliche Verformung der Lenksäule. Diese bekannten Einrichtungen können jedoch insbesondere für bestimmte Fahrzeuge nicht als ausreichender Schutz für den Fahrer angesehen werden. Dies gilt insbesondere für die Fahrer von Lastkraftwagen oder Omnibussen, die ein vorgebautes Fahrerhaus haben, deren Lenksäule nahezu senkrecht ausgerichtet ist, während das Lenkrad mit dem Körper einen spitzen Winkel einschließt. Bei einem Aufprallunfall an solchen Fahrzeugen trifft daher wegen des spitzen Winkels der Aufprall/unmittelbar auf den Fahrer und führt oft zu erheblichen Verletzungen. Es würde für die genannte Fahrzeugausbildung ideal sein, wenn es gelingen würde, den Fahrer völlig vor einem Aufprallunfall bzw. den dabei auftretenden Stoß zu sichern und eine ausreichende Ausweichmöglichkeit für die Lenksäule und das Lenkrad zu schaffen.

Gegenstand der Erfindung ist die Bereitstellung einer Sicherheitseinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, deren Lenksäule im wesentlichen senkrecht über dem Getriebe aufragt und die mit dem Getriebe durch eine Kuppelverbindung verbunden ist, die ein Ausschwenken der Lenksäule nach vorne zuläßt und in der

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das Lenkrad schwenkbar geführt ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Lenksäule gegenüber der sie tragenden Einrichtung gegen das Armaturenbrett des Kraftwagens ausschwenkbar und hierdurch geeignet, insbesondere die auf diesen ^rJ?eil des Fahrzeuges auftretenden Stöße abzufangen.

Auch ist die Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung so ausgebildet, daß die lenksäule bei dem Ausschwenken gerichtet geführt und die Abbiegerichtung bestimmt ist.

Ferner ist nach der Erfindung zusätzlich zu der Abbiegbarkeit der Lenksäule das lenkrad gegenüber der Lenksäule im Falle eines Aufpralls umschwenkbar. Auch ist die ganze Ausbildung so getroffen, daß die neue Sicherheitseinrichtung mit geringen Kosten gefertigt und eingebaut werden kann, wobei jedoch eine gute Haltbarkeit und ein genaues Arbeiten gewährleistet ist.

Die eriindungsgemäße Ausbildung ist mit weiteren Merkmalen und Vorteilen nachstehend an Hand der in der Zeichnung wiedergegebeneii Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Lastkraftwagens mit vorgezogenem Fahrerhaus und der verschwenkbaren Lenksäule, Fig. ^ in größerem Maßstab die Lenksäule nach der Fig. 1, Fi/;. ;i eine- teilweise geschnittene Draufsicht einer ersten iiusführungsforrn der erfindun^sgemäßen Sicherheitseinrichtung,

Fif.-. ■'', einen Teil schnitt nach der Linie A-A der Fig. 3,

209850/0857 bad original

Fig. 5 eine Einzelheit zu der Fig. 4 in größerem Haßstab, )

Fig. öA einen Querschnitt nach der Linie B-B der Fig. 3, I

B¹Ig. OB eine Abwandlung zu der Fig. öA, 1

Fig. 7 eine Abwandlung zu der Ausführung nach der Fig. 3, *

Fig. 8 einen senkrechten Schnitt nach der Linie C-C der B¹Ig. 7, \ Fig. 9 eine teilweise geschnittene Ansicht einer weiteren Aus- : -führungsi'orm, die der Fig. 1 bzw. den Fig. 3-7 ent- j

spricht, j

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie D-D der Fig. 9, I

Fig. 11 eine Seitenansicht der Fig. 10 in Richtung des einge- \ zeichneten Pfeils,

B¹Ig. 12 eine teilweise geschnittene Ansicht einer nächsten Ausführung sfοrm,

Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie E-E der B¹Ig. 12,
Fig. 14 eine teilweise geschnittene Ansicht einer fünften Ausführungsform,

Fig. 15 einen Teilschnitt nach der Linie F-F der Fig. 14,
Fig. 16 eine teilweise'geschnittene Ansicht einer sechsten Ausführungsform,

Fig. 17 einen Schnitt nach der Linie G-G der Fig. 16, /

Fig. 18 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Lenkrades \

nach der Erfindung, i

B'ig. 19 das Lenkrad nach der Fig. 18 in abgewinkelter Lage, \

Fig. 20 einen Schnitt durch das Lenkrad nach der Fig. 18 in {

größerem Maßstab, j

Fig. 21 einen Achsenschnitt nach der Linie H-H der Fig. 20, ί Fig. 22 ein Schaubild einer Einzelheit zu den Fig. 18-21, j

Fig. 23 ein Schaubild einer weiteren Einzelheit zu den Fig. /

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Fig. 24 einen Achsenschnitt einer Abwandlung der Lenkradausbildung nach der Fig. 18,

Fig. 25 eine Seitenansicht eines Stoßvernichtungskörpers, der ein wesentlicher Bestandteil der Ausbildung nach der Fig. 24 ist,

Fig. 26 einen Querschnitt nach der Linie J-J der Fig. 25,

Fig. 27 eine Abwandlung des Stoßvernichtungskörpers nach der Fmg.25, ,

Fig. 28 einen Querschnitt nach der Linie K-K der Fig. 27,

Fig. 29 eine weitere Abwandlung des Stoßvernichtungskörpers nach der Fig. 25 und

Fig. 30 einen Querschnitt nach der Linie L-L der Fig. 29.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Lenksäule 10, die ein Lenkrohr 12 und eine Lenkstange 11 umfaßt, die in dem Lenkrohr 12 verstellbar geführt ist. Die Lenkstange 11 ist über eine elastische Kupplung 13 an ein Getriebe 14 angeschlossen. Eine nachgiebige Abdeckplatte 17 deckt dabei den Durchtritt des Lenkrades durch die Verkleidungswand 18 ab. Die Lenkstange 11 trägt am oberen Ende ein Lenkrad 16; dabei ist unter dem Lenkrad 16 eine Haube 15 vorgesehen. Wesentlicher Bestandteil der Erfindung ist die Stoßauffangvorrichtung S. Die Lenksäule 10-12 ist ferner durch das Glied S an dem Armaturenbrett 80 des Kraftfahrzeuges geführt. Die von denfoisher beschriebenen Teilen in der Grundstellung eingenommene Lage ist in der Fig. 1 und 2 strichpunktiert eingezeichnet.

Die weiteren Darstellungen geben in größeren Maßstäben mehrere bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes wieder.

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Dabei ist für die gleichen Teile bzw. für einander entsprechende Teile jeweils das gleiche Bezugszeichen verwendet worden, um Verwechslungen vorzubeugen. Die Fig. 3-6 einschließlich behandeln eine erste Ausführungsform de:.¹ Erfindung hinsichtlich der Verschwenkeinrichtung für die Lenksäule.

Die Stoßauffangvorrichtung S besteht aus einer Stütze 20, durch die die Lenksäule 10-12 in nahezu senkrechter Lage zu dem Armaturenbrett 80 abgestützt ist. Die Stütze 20 ist durch einen Zapfen 31 ausschwenkbar geführt. Die Stütze 20 hat eine leichte V-Form (Fig. 3) und seitliche Aussteifungsflanken 21a, 21b, die von der hinteren Kante der Stütze 20 ausgehen und parallel zueinander geführt sind. Die vordere Kante der Stütze 20 ist durch eine nach unten abgebogene Flanke 20 ausgesteift. Die beiden Seitenflanken 21a, 21b haben einen sich waagerecht erstreckenden Schlitz 210a, 210b und stehen etwa im rechten Winkel zur Lenksäule 10. Die Schlitze 210a, 210b sind an den Enden zu Löchern 211a, 211b ausgeweitet.

Die Schlitze 210a, 210b können statt der gestreckten Ausbildung auch in einem Bogen geführt und auch mit Kunststoff umkleidet sein.

Zwei mit Schlitzen 23a versehene Buchsen 23, von denen in der Fig. 6A und Fig. 6B je eine dargestellt ist, sind lose an den Seitenkanten 20a, 20b der Stütze 20 geführt. Ein Kunstharz 24, etwa Epoxiharz, ist in den Zwischenraum zwischen der Stütze 20 und den Buchsen 23 eingefügt. Er bildet eine absclv erbare Verbindung, so daß die Stütze 20 sich in einem gewissen Ausmaß gegenüber der Lenksäule 10-12 bei einer bestimmten BeIa-

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stung verschieben kann. Die Buchsen 23 haben ein Loch 23b, in das ein Kopfbolzen 34 unter Zwischenlage einer Federscheibe 35 eingesetzt ist. Das Ende des Kopfbolzens 34 trägt eine Mutter 36, die auf die Oberseite des unteren Teils des Armaturenbrettes 80 aufgeschweißt ist. Auf diese Art ist die Stütze 20 nachgiebig an dem Armaturenbrett 80 und einem Lager 32 befestigt.

Nach der Fig. 3 hat die Stütze 20 am rechten Ende ein Klemmglied 27, das die Lenksäule 10-12 unter Einschluß einer Hülle 26 aus elastischem Material, etwa Gummi oder Kunststoff, umfaßt. Die Klemmschelle 27 ist an der Stütze 20 bzw. deren Außenflanken 22 mittels eines Schraubbolzens 28a gehalten, der eine Federscheibe 29 und an dem Gegenende eine Mutter 28b trägt. Zufolge dieser Ausbildung ist die Lenksäule 10-12 in der Grundstellung gehalten.

Der Führungsstift 31 sitzt an einer Strebe-33, die in der Mitte der Unterseite einer Scheibe des Armaturenbrettes 80 sitzt, und zwar zusammen mit der Kapsel 23. Die Strebe 33 ist im wesentlichen U-förmig gehalten und liegt zwischen den inneren Flanken 21a, 21b der Stütze 20. Der Stift 31 ist nahe den beiden Enden mit Umfangsrillen 33a versehen, die in die Enderweiterungen 211a, 211b der inneren Flanken 21a, 21b eingreifen. Die Umfangsrillen 33a des Stiftes 31 sichern die Bewegungsrichtung der Stütze 20, wenn diese durch eine noch zu beschreibende Bewegung sich nach vorne bewegt. Die Rillen 33a können auch durch Führungsringe oder dergleichen ersetzt sein.

Bei der nach der Erfindung ausgebildeten Lenksäule 10 wird bei einem Aufprallstoß auf das Lenkrad 16 dieser Stoß über die

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Stütze 20 auf die Lenksäule 10 übertragen. Der auftreffende Stoi? zerstört die Scherverbindung zwischen der Kapsel 23 und der Stütze 20. Hierdurch wird der Stütze 20 eine Vorwärtsbewegung ermöglicht. Hit der Vorwärtsbewegung der Stütze 20 werden die Schlitze 21a, 210b der inneren Flanken 21a, 21b langsam nach vorne verschoben und dabei gedehnt. Die gegenseitige Bewegung der Schlitze 210a, 210b zu den Umfangsrillen 33a des Stiftes 31 ist da-bei durch die umfangsrillen 33a gesteuert. Der ¹^t if t 31 wird von der »Strebe 33 gehalten. Dadurch wird die von dem Fahrer auf das Lenkrad 16 übertragene Aufprallkraft durch den Arbeitsprozess der Schlitze 210a, 210b beim Verstellen des Stiftes 31 vernichtet.

Die vorstehenden Ausführungen zeigen, dai3 bei dem bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel durch den Aufprall bzw. die hierbei auftretende Stoßenergie im wesentlichen absorbiert wird, die notwendig ist, um die Schlitze 210a, 210b aufzuweiten. Das Absorptionsvermögen richtet sich dabei nach der Breite, der Länge oder der sonstigen B'orm der Schlitze 210a, 210b sowie der Wandstärke der Flanken 21a, 21b. Auch ist zu beachten, daß die Endausnehmungen der Schlitze 210a, 210b gegebenenfalls mit Gummi oder Kunstharz umkleidet sein können. Auch die Stärke der Bolzen 33 ist zu berücksichtigen. Bei dem Absorptionsvorgang verhindert der Bolzen 31 wegen der ihm erteilten Führung beim Ausweichen nach vorne ein seitliches Ausweichen der Lenksäule 10.

Nach der vorb-schriebenen Ausbildung ist die Stütze 20 am Armaturenbrett durch Kunststoffstifte 24 gehalten. Diese Ausbil-

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bildung läßt ein Abtrennen der stütze 20 von dem Armaturenbrett 80 zu, sobald die Aufprallbelastung einen vorbestimmten tfert übersteigt. Im vorliegenden Fall ist die stütze 20 an der Kapsel 23 des Armaturenbrettes 80 durch das Kunststoffglied 24 gehalten. Das Kunststoffglied 24 kann nach der Fig. 6B auch durch einen Kunststoffstift 24 oder einen Metallstift ersetzt sein.

Nach dem in der Fig. 7 "und 8 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel umfai3t das Stoßstangenglied S eine Stütze 40, die die Lenksäule 12 abstützt und die etwa einen rechten Winkel mit dem Armaturenbrett 80 einschließt, sowie eine Führungsstange 42 an der Stütze 40 und einen Stoßauffangkörper 43, der um die Stange 42 geführt ist. Der ^toßauffangkörper 43 nimmt einen die Lenksäule 12 belastenden Stoß bis zu einem vorbestimmten Wert auf, wobei er in Achsrichtung zusammengedrückt .wird und die Stütze 40 sich unter Führung durch die Stange 42 unter dem Stoß nach vorne bewegt.

Die Stütze 40 hat dabei in etwa V-Form und innere Aussteifungsflanken 41 a, 4ib. Auch an der Vorderkante ist eine nach unten gerichtete Aussteifung 41c vorgesehen. Mit der Vorderkante ist die Stütze 40 an dem Armaturenbrett 80 in der gleichen Art verbunden wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben. Auch die Befestigung der Lenksäule 10-12 an der Stütze 40 entspricht derjenigen nach dem ersten Aisführungsbeispiel.

Die Innenseite der vorderen Flanke 41c ist durch zwei Metallstützglieder 45 ausgesteift, die ein Kopfbolzen 46 durchsetzt, der auf einer Seite durch eine Mutter 47 und eine Federscheibe

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48 gesichert ist. Die Leitstange 42 ist auf dem Kopfbolzen 46 drehbar. Das Gegenende der Stange 42 ist gleitend in einem Führungsloch 44a des Lagerauges 44 geführt, das L-fö'rmig ausgebildet ist und mit der Kapsel 23 an dem Armaturenbrett 80 befestigt ist. Die den Kopfbolzen 46 aufnehmende Durchbohrung 42a der Stange 42 ist kugelförmig gehalten, so daß die Stange 42 gegen die Bohrung 42a nach allen Seiten schwenkbar ist.

Das den Stoß auffangende Glied 43 besteht aus Haschenstahl, gespreiztem Stahl oder Stahlstreifen, die in Zick-Zack-Form aneinandergelegt sind. Dabei sind zwischen den einzelnen Teilen Abstände vorgesehen. Die Führungsstange 42 erstreckt sich in Längsrichtung in der Nitte durch das Glied 43. Die Enden des Gliedes 43 liegen in der Grundstellung der Teile an der Innenseite des Lagers 44 und der Stütze 20 an. In Längsrichtung hat das Glied 43 Wellenform, so daß es sich unter einer auftreffenden Stoßbelastung, sobald diese einen bestimmten Wert übersteigt, verformen kann.

Bei einem Auffahrunfall wird eine von dem Fahrer auf das Lenkrad einwirkende Belastung auf die Stütze 40 übertragen, die die Lenksäule 10 in der Grundstellung hält. Auch hier kommt in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Stütze 40 von dem Armaturenbrett 80 frei und bewegt sich nach vorne. Mit der Vorwärtsbev/egung der Stütze 40 wird die Stoßbelastung von dem Absorptionsglied 43 aufgenommen. Dabei wird das Absorptionsglied 43 gestaucht, die Stange 42 verschiebt sich und steht aus dem Lager 44 vor. Die das Lenkrad belastende Stoßkraft wird absorbiert und der Fahrer bleibt vor Verletzungen geschützt.

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Da der Vorgang, durch welchen die Aufprallenergie vernichtet wird, sich in der gleichen Weise vollzieht, wie bereits zu dem vorhergehenden Beispiel beschrieben, kann dieser Vorgang auch gut überwacht und eingestellt werden, indem die Form, die Konstruktion und auch der Werkstoff für das Stoßauffangglied 43 ausgewählt wird. Unter dem Stoßauffangvorgang kann die Lenksäule um ein vorbestimmtes Maß nach vorne ausgeshhwenkt werden, wobei ein seitliches Ausweichen verhindert ist.

Eine dritte Ausführungsform einer Stoßauffangvorrichtung nach der Erfindung ist in den B¹Ig. 9 und 10 wiedergegeben. Hier umfaßt das Stoßauffangglied S eine Stütze 50, an der die Lenksäule 12 in nahezu rechtem Winkel zum Armaturenbrett 80 befestigt ist, ein Stoßvernichtungsglied 53, das unter dem auftreffenden Stoß verformt werden soll, sobald die Stütze 50 sich unter der Wirkung eines auftreffenden Stoßes nach vorne bewegt und diese Stoßkraft einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Stoßauffangvorrichtung umfaßt ferner eine Stoßstange 52, die beim Verformen des Gliedes 53 von der Stütze 50 bei der Bewegung nach vorne mitgenommen wird. Nach der Fig. 9 hat die · Stütze 50 in etwa die Form eines Trapezes und ist an der Außenseite mit einer nach unten gerichteten Aussteifungsflanke 51 versehen. Die Stütze 50 ist mit der Außenkante an dem Armaturenbrett 80 in gleicher Weise befestigt wie zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Mit dem Gegenende ist sie an die Lenksäule 12 ebenfalls im rechten Winkel, wie bereits beschrieben, befestigt. Das den auftreffenden Stoß vernichtendes. Glied 53 ist aus Stahl gepreßt. Es hat im wesentlichen U-Eörmigen Querschnitt und ist wellenförmig gebogen.

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Die Fig. 12 und 13 behandeln eine vierte Ausführungsform des

Es ist an der Unterseite des Armaturenbrettes 80 befestigt und '

hat in der Mitte der Länge eine Hase 53a, in die sich das Ende

der Stange 52 einlegt. Das andere Ende der Stange 52 ist \

schwenkbar mit der Stütze 50 verbunden. Der Angriff der Stange i

52 an der Stütze 50 entspricht der Befestigung, wie sie zu den

Fig. 7 und 8 beschrieben ist. j

Wenn bei diesem dritten Ausführungsbeispiel durch einen Auffahr- / Unfall das Lenkrad 16 durch den Fahrer belastet.wird, wird die- ^! se Belastung über die Stütze 50 auf die Lenksäule 10 übertragen.
Dabei kommt die Stütze 50 in gleicher Weise, wie bereits beschrieben, durch Abscheren von dem Armaturenbrett 80 frei und
kann sich somit nach vorne bewegen. Dabei verformt mit der
Vorwärtsbewegung der Stütze 50 die Stoßstange 52, die mit der
Stütze 50 verbunden ist, die Stoßstange 52, wodurch die auftreffende Stoßkraft vernichtet wird.

Es sollte hiernach ausreichend klar sein, daß der die auftreffende Stoßkraft vernichtende Vorgang gut und leicht überwacht
und eingeregelt werden kann, indem die Stärke, die Zahl der
Windungen und die Form des Querschnittes des Stoßauffanggliedes 53 entsprechend gewählt wird.

Erfindungsgegenatandes. Hier umfaßt das Stoßauffangglied S eine I

j Stütze 60, die die Lenksäule 12 in einen im wesentlichen rech- j ten Winkel zu dem Armaturenbrett 80 hält, ein Stoßauffangglied < 64, das sich unter einem auftreffenden Stoß verformt, wenn die ι Stütze 60 bei einem die Lenksäule belastenden Stoß ausschwenkt, .'

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sobald diese einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Stoßauffangvorrichtung S umfaßt ferner eine Stoßstange 63, die das Stoßauffangglied 64 beim Vorwärtsbewegen der Stütze 60 verformt. Die Stütze 60 (Fig. 12) hat in etwa V-Form und trägt an den inneren Kanten Flanken 61 und an der Außenkante eine Aussteifungsflanke 62. Die Flanken 61 und 62 sind nach unten gerichtet. Die Stütze όΟ ist mit der Vorderkante in gleicher Weise wie bereits vorbeschrieben, mittels einer Abscherverbindung an das Armaturenbrett 80 angeschlossen. Mt dem Gegenende ist die Stütze 60 fesii mit der Lenksäule 10 verbunden, wie dies im einzelnen zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen erläutert ist.

Das Stoßauffangglied 64 ist an dem Lager 32 des Armaturenbrettes 80 zusammen mit der Kapsel 23 befestigt, wie dies bereits im einzelnen zum ersten Ausführungsbeispiel erläutert ist. Das Stoßauffangglied 64 hat im wesentlichen eine L- bzw. U-Form und trägt ein Lagerauge 64, in dem das Ende der Stoßstange 63 geführt ist.

Eine fünfte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ergibt sich aus den Fig. 15 und 16. Hier umfaßt die Stoßauffangvorrichtung S eine Stütze 70, die an der Lenksäule 12 in einem im wesentlichen rechten Winkel angreift. Die Stütze 70 ist wellenförmig gehalten und vorteilhaft aus Stahlblech gefertigt. Sie hat noch Querschlitze 71a, 71b. Der Rand der Schlitze 70 hat noch eine nach unten gerichtete Aussteifungsflanke 70a. Die Stütze 70 ist mit dem einen Ende fest an dem Armaturenbrett 80 durch einen fJchraubbolzen 73 gehalten, dessen Mutter 72 durch

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eine Federscheibe 74 gesichert ist. Das Gegendende der Stützt ist in gleicher Weise wie zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen an der Lenksäule 12 befestigt. Der Schraubbolzen 73 wirkt dabei als Scherbolzen.

Bei einem Aufprall des Fahrzeugs auf ein anderes Fahrzeug werden das Lenkrad 16, die Lenksäule 12 und die Stütze 70 durch den auftreffenden Stoß belastet. Durch diesen Aufprall werden die Wellen der Stütze 70 zusammengebogen, wodurch die Aufprallenergie vernichtet wird.

Der Stoßvernichtungsvorgang kann dabei durch entsprechende Wahl der Stärke der Stütze 70, des Werkstoffs sowie der Form und Größe und die Zahl der Wellen bzw. der Schlitze 71a, 71b gesteuert werden. Die Lenksäule 12 kann dabei in einem gewissen Ausmaß einschwenken.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der -^enkradabstützung ist in den Fig. 16-17 wiedergegeben. Nach diesem Vorschlag ist als Stoßauffangglied S eine Stütze 90 vorgesehen, die die Lenksäule 12 in etwa im rechten Winkel zu dem Armaturenbrett 80 hält. Ar der Stütze 90 ist eine Kolbenstange 96 fest angeordnet. Die Kolbenstange 96 stützt sich mit einer Bodenplatte 97 auf einem Balg 94 ab. Der Balg 94 ist aus Gummi, Kunststoff oder dergleichen nachgiebigem Stoff feefertigt und ist mit einer Flüssigkeit oder einem Gas gefüllt. Er hat wenigstens ein Wandungsloch 95a, das durch eine Membran 95b verschlossen ist. Der Balg 94 hat ferner die Form eines Quaders. Die Stütze 90 ist in etwa nach einem Trapez gebildet. Der Balg 94 ist noch auf allen Flächen mit Ausnahme der Bodenfläche, auf der sich die Bodenplatte 97

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abstützt, von einem Hantel 93 umgeben. Am Rand hat die Stütze 90 eine nach unten abgebogene Flanke 91.

Die Befestigung der Lenksäule 12 an der Stütze 90 entspricht den Angaben, wie sie zu den vorangegangenen Beispielen gemacht sind. Der Hantel 93 ist an der Unterseite der Stütze 90 etwa in deren Mitte befestigt unter Zwischenlage einer Konsole 92. Im übrigen entspricht die Befestigung der Konsole 90 an dem Armaturenbrett 80 den vorbeschriebenen Beispielen. Auch hier ist ein Scherglied 23 vorgesehen, das mit dem Erreichen einer vorbestimmten Kraft ein Lösen der Stütze 90 von dem Armaturenbrett 80 bewirkt.

Im Falle des Aufpralls auf ein anderes Fahrzeug wird die Stütze 90 durch den Aufprall belastet, wobei der Aufprall auch das Lenkrad 16, die konsole 10 und den Fahrer belastet. Sobald der Aufprall einen vorbestimmten Wert erreicht hat, löst sich die bcherverbindung der Stütze 90 von dem Armaturenbrett 80, und die Stütze 90 kann sich nach vorne bewegen. Mit der Vorwärtsbewegung der Stütze 90 wird auch die fest mit ihr verbundene Kolbenstange 96 vorgeschoben. Die Bodenplatte 97 der Kolbenstange 96 presst den Balg 94 zusammen, so daß der Druck in dieser ansteigt. Sobald der Druck in dem Balg 94 einen vorbestimmten Wert erreicht hat, zerspringt die Membran 95b, die das Loch oder die Löcher 95a bisher abgeschlossen hat/haben. Der ^ruck in dem Balg 94 sinkt ab und die Stoßkraft wird dabei vernichtet.

Der Stoßvernichtungsvorgang kann durch entsprechende Wahl des Werkstoffs des Balges 94, dessen Vandstärke und die Zahl und

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GröJ3e der Löcher 95a bestimmt werden. Auch bei dieser Ausfüh- ' rungsform kann die Lenksäule 12 unter dem auf treffenden utoi3 in

bestimmtem Ausmaß nachgeben. /

Die Sicherheitseinrichtung nach der Erfindung ist ferner durch \ die nachstehend beschriebene Ausbildung des Lenkrades 16 be- \

stimmt. Nach den Fig. 18-23 hat das Lenkrad 16 zwei Speichen r

102 von U-förraigem Querschnitt. Die Speichen 102 erstrecken j

sich radial zum Lenkrad 16 und sind mit den inneren Enden an j

einen Nabenring 103 angeschlossen. Der Nabenring 103 hat eine j

kugelförmig ausgewölbte Wand 131 (Fig. 21-22) mit einem von de- ι

ren Oberkante ausgehenden, rechteckigen Ausschnitt 132. Der (

i Nabenring 103 nimmt eine Nabe 104 auf. Die Nabe 104 hat eine /

konische Bohrung 141 mit einem geriffelten Teil 142 in der j

Mitte. Sin konischer Teil 161 nahe dem Ende der Lenksäule 11 ι

sitzt auf der konischen 'Bohrung der Nabe 104 mit einem gerif- |

feiten Teil 142. Ein Gewindezapfen 163 an dem Ende der Lenk- j

säule 11 ragt in eine Ausweitung 110 der Nabe 104. Die Nabe 104 [

ist durch eine Federscheibe 111 mit Mutter 112 fest auf der [

Lenksäule 11 gehalten und kann sich gegen diese nicht verdrehen. \

Die Innenseite der Nabe 104 ist nach §iner Kugel 143 geformt, ■ auf der sich der Nabenring 103 passend auflegt. Zufolge der Kugelform der Wandfläche 131-143 können der Nabenring 103 und j die Nabe 104 gegeneinander verschwenkt werden. Auf der Durch- ;.

i messerlinie sind die beiden Teile 103, 104 mit einigen sich in :

der Grundstellung deckenden Löchern 133 bzw. 144 versehen. Die I Löcher 144 sind dabei als Sacklöcher ausgebildet. In der einan- i"' der deckende^ -rundstellung nehmen die Löcher 133 bzw. 144 je > einen Scherbolzen 105 auf- In dem Ausführungsbeispiel sind .je-

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weils vier Löcher 133, 144 vorgesehen. Die Scherbolzen 105 können aus Metall oder Kunststoff bestehen. Der Nabenring 103 und die Habe 104 können aus dem gleichen Kunststoff gefertigt sein, mit dem.auch das Lenkrad 16 und die Speichen 102 überzogen sind. Der Nabenring 103 ist zusätzlich gegen Verdrehen gegen die Nabe 104 durch eine Kunststoffschulter 120 gesichert, die den Nabenring 103>v-on den Speichen 102 ausgehend, beiderseits übergreift,

Die Aussparung 132 des Nabenringes 103 dient zur Erleichterung des Zusammenbaues des Nabenringes 103 mit der Nabe 104. Nach dem Zusammenbau dieser Teile wird der zwischen ihnen verblie-' bene Hohlraum mit dem Vergießen des Lenkrades 16 mit dem Kunststoff 120 ebenfalls mit Kunststoff ausgefüllt. Auf die Nabe 104 ist lose noch in der Mitte ein Kunststoffknopf 107 für die Betätigung des Signalhornes aufgesetzt.

Beim Aufprall des Fahrzeugs auf ein anderes Fahrzeug wird durch den sich dabei ergebenden Pressdruck auf den Fahrer auch das Lenkrad 16 einer Stoßbelastung ausgesetzt. Sobald diese Belastung einen vorbestimmten Wert übersteigt, werden die Scherstifte 105 abgeschert und geben die gegenseitige Bewegung zwischen dem Nabenring 103 und der Nabe 104 frei. Dabei werden auch die Kunststoffkragen 120 um den Nabenring 103 abgesprengt. Das Lenkrad 16 kann dann die in der Fig. 19 wiedergegebene Lage einnehmen, ohne daß sich jedoch der Nabenring 103 von der Nabe 104 lösen kann. Neben der bedyeinem Aufprall auf ein anderes Fahrzeug gegebenen Möglichkeit der Lenksäule 10, 12 kann auch das Lenkrad 16 aus der Grundstellung nach der. Fig. 18 in die Abschwenklage nach der B'ig. 19 umgelegt werden, wodurch eben-

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falls der den Fahrer treffende Aufprall vermieden wird.

Das Absorptionsvermögen der vorbeschriebenen Ausbildung kann durch entsprechende iiahl des Werkstoffs der Abscherstifte 105, deren Zahl und Stärke und die Festigkeit der Schulter 120 nach der Kunststoffüberdeckung des Nabenringes 103 bemessen werden.

iiach einer weiteren Ausführungsform (Fig. 24-30) hat ein nicht dargestelltes Lenkrad 16 eine radial gerichtete Speiche 201. Am inneren Ende trägt die Speiche 201 einen Nabenteil 203. Kin weiterer scheibenförmiger uabenteil 204 sitzt auf der Lenksäule 11 und ist mit dem oberen Labenteil 202 durch ein zylindrisches Glied 263 verbunden, das als Stoß&uffangglied dient. Das Glied 203 ist mit dem Nabenoberteil 202 verbunden. Die Speiche 201 an dem oberen Nabenglied 202 des Stoßauffangkörpers 203 ist mit dem unteren Kabenglied 2.04 mit einem Kunststoff 205 überzogen und mit dem Lenkrad 16 zusammengefügt.

Das Stoßauffangglied 203 hat zylindrische Form und besteht zweckmäßig aus Metallblech bestimmter Stärke (Fig. 25). Es hat eine Reihe rechteckige Hanteleinschnitte 231, die sich in Achsrichtung erstrecken. Die Festigkeit des Gliedes 203 richtet sich nach der Wandstärke des Metallganteis, der Zahl und der Größe der Ausschnitte 231. Diese Festigkeit ist entsprechend der zu erwartenden Belastung vorgewählt. Die Kunststoffummantelung 205 füllt auch die Aussparungen 231 aus. Zur Verankerung des Stoßauffanggliedes 203 am dem unteren iVabenglied 204 ist dieses mit einer Riffelung 241 und einer konischen Durchbohrung 242 versehen. Die Lenksäule 11 hat am oberen Jtode eine die Riffelung 241 aufnehmende Gegenriffelung und eine die konische

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Bohrung 242 aufnehmende Gegenbohrung, wobei eine aufgesetzte Mitter 211 mit Sprengring 212 den Teil 204 festhält. Das Lenkrad 16 ist somit auf der Lenksäule 11 festgehalten und die Lenksäule hat noch zur Aufnahme der Mutter 211 und des Sprengringes 212 einen Gewindezapfen 263. Die Mutter 211 mit dem Sprengring 212 und der Zapfen 263 ragen dabei in einen von der Kunststoffumhüllung des Teiles 203 freigelassenen Raum. Ein zur Betätigung des _fcSignalhornes dienender Kopf 208, etwa aus elastischem Kunststoff, beispielsweise Uretangummi, sitzt fest auf einer Grundplatte 281 und bildet den mittleren Abschluß des Lenkrades 16, Der Knopf 208 ist durch einen Schraubbolzen 283 und eine Wickelfeder 210 über einem mit einer Schulter versehenen Zwischenglied 209 gehalten. Das Zwischenglied 209 überragt den oberen Nabenteil 202.

Bei einem Aufprall auf ein anderes Fahrzeug wird eine nach vorne gerichtete Kraft durch den Fahrer auf das Lenkrad 16 in beschränktem Ausmaß übertragen. Diese auftreteffende Kraft führt zu einer Verformung des Kraftübertragungsgliedes 203, wobei die Kunststoffummantelung 205 zerstört wird. Das Lenkrad 16 wird entsprechend der auf es einwirkenden Belastung verdreht. Demzufolge wird, obgleich der Körper des Fahrers vorübergehend z.T. gegen ein Teil des Lenkrades 16 gepresst wird, die gesamte Belastung von dem Lenkrad 16 aufgenommen, und der Fahrer bleibt vor Verletzungen geschützt.

Nach dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel (Fig. 24-26) richtet sich das Stoßauffangvermögen des Gliedes 203 u.a. auch nach der Zahl und der Größe der Schlitze 231. An deren Stelle kann jedoch auch der Körper 203' nach den Fig. 27, 28 mit einer Um-

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fangsrilie 2^1' versehen sein, die eine Schwächungsstelle bil- / det. Auch kann das zylindrische Ctoßauffangglied 203' ' nach den i

Fig. 29 und 30 mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung ver- - \ laufenden Langlöchern 231^!' versehen sein. Auch bei dieser Aus- (

führungsform kann das Stoßauffangglied 203' ' durch Verformung ; der Langlöcher 231'' die ihm gestellte Aufgabe erfüllen. !

Nachdem vorstehend der Aufbau und die Wirkungsweise der Ausbil- j dung nach der Erfindung in den verschiedenen Ausführungsbei- ·. spielen erläutert worden ist, wird noch bemerkt, daß die Erfin- ; dung in verschiedenen Richtungen abgewandelt werden kann, ohne \

i von dem Erfindungsgedanken abzuweichen, wie es jedem mit der

Materie befaßten Fachmann ohne weiteres geläufig sein dürfte.

Die Erfindung kann daher im Rahmen der Ansprüche weitgehend

abgewandelt werden. /

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Claims

Patentansprüche

MJ Stoßkraft vernichtende Ausbildung der Lenksäule von Kraftwagen mit einem Lenktriebwerk, einer etwa nahezu senkrecht von dem Lenktriebwerk aufragenden Lenksäule, einer zwischen dem Lenktriebwerk und der Lenksäule angeordneten, nachgiebigen Kupplung, .die ein Ausschwenken der Lenksäule nach vorne zuläßt und eine die Lenksäule tragende Stütze, dadurch gekennzeichnet , daß die Stütze (20, 40, 50, 60, 70, 90) zwischen der Vorderwand des Fahrzeugaufbaues und der Lenksäule (10-12) vorgesehen ist und die Lenksäule (10-12) am unteren Ende aufnimmt, an der Stütze an deren Vorderkante angreifende, lösbare Befestigungsglieder (34), die die Lenksäule mit der Vorderwand des Fahrzeugs verbinden, Mittel zum Auffangen und Vernichten von nach vorne gerichteten Stoßen auf die Lenksäule (10-12), die auch die Stütze (20, 40, 50, 60, 70, 90) in Längsrichtung belasten und ein gerichtetes .Ausschwenken der Lenksäule in Richtung des auftreffenden Stoßes zulassen.
2. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Verbindungsglieder zwischen der Stütze und der vorderen Wand des Fahrzeugs Abscherglieder (34) sind.
3. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Scherglie-

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der (34) mit zwei an der Unterseite des Armaturenbrettes (80) angeordneten Kapseln ausgerüstet sind, mit denen die Stütze (20) beiderseits nahe der Vorderkante gehalten ist, und zwar durch in den Kapseln (36) vorgesehene Halteglieder für die Stütze (20).
4. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze in etwa V-Form hat und mit einem mittleren, sich in der Längsrichtung erstreckenden Ausschnitt versehen ist, dessen Seitenwände nach unten gerichtete Aussteifungsflanken (21a, 21b) haben und eine entsprechend nach«, unten gerichtete Aussteifung (12) an der anderen Stirnkante der Stütze (20) vorgesehen ist.
5. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (40) im wesentlichen die Form eines Trapezes hat und an der Vorderkante und den beiden Seitenkanten nach unten gerichtete Aussteifungsflanken (j& 41 a, 41 b, 41 c) hat.
6. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ausschnitt (210) der Stütze (20) begrenzenden Seitenflanken (21a, 21b) parallel ausgerichtet sind, daß das Stoßauffangglied an dem Armaturenbrett (80) angeordneten, waagerecht liegenden Zapfen (31) umfaßt, der quer zur Stütze (20) gerichtet ist, der Zapfen (31) zwischen zwei Lageraugen eines Lagers (33) gehalten ist und nahe den Enden je eine Führung (33a) hat, mit denen er in einer Enderweiterung (211a) eines Schlitzes (21a) geführt ist

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und sich längs der Führungsflanken (21a), (21b) erstreckt und am Gegenende ebenfalls eine Erweiterung (211b) hat, an die der Zapfen (31) beim Lösen der Stütze (20) gegen die Vorderwand des Fahrzeugs mit dem Verschieben in den Schlitzen (210a) vorschiebbar ist.
7. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (210a) in den Flanken (21a und 21b) gegen die Lenksäule (10-12) hin enger werden.
8. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (210a) geradlinig geführt sind.
9. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte nahezu den Enden Umfangsrillen (33a) haben.
10) Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen (211a) (211b) der Schlitze (210a) mit einer Umkleidung aus Kunststoff (31b) versehen sind.
11) Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den auftreffenden Stoß vernichtende Glied aus einem L-förmigen Lagerauge (42) am unteren Teil des Armaturenbretts (80) und einer sich über die Länge der Stütze (40) erstreckenden Druckstange (42) besteht, deren eines Ende an einem Lagerauge (45) in dem vorderen

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Aussteifungsrand (41a) der Stütze (40) befestigt ist und deren Gegenende in dem Lagerauge (47) durch dieses hindurchführbar geführt ist,, wobei auf die Stange (42) ein unter dem auftreffenden Stoß verformbarer Körper (43) aufgeschoben ist.
12) Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verformbare Körper (43) aus mehreren Lagen gebündelten Maschendrahtes besteht und die so gebildete Wurst in der Länge wellenförmig gehalten ist.
13) Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßauffangkörper aus einem wellenförmig verlaufenden Querrahmen (53) besteht, der an beiden Enden fest an dem Armaturenbrett (80) befestigt ist, während die Stütze (50) zwischen der Außenwand (80) und der Lenksäule (10-12) mit einer Abscherverbindung an dem Armaturenbrett (80) angreift und fest mit der Lenksäule (10-12) verbunden ist, der Stoßauffangkörper (53) in der Mitte ein Widerlager (53a) für die Stoßstange (52) bildet, deren Gegenende nahe der Vorderkante der Stütze (50) an dieser befestigt ist.
14) Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Stoßstange (53) nach der Befestigung an der Stütze (50) hin im Durchmesser zunimmt und die Befestigung (57, 58) an der Stütze (50) ein allseitiges Ausschwenken der Stoßstange (53) zuläßt.

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15. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßauffangglied eine mit dem einen Ende fest mit der Vorderwand (18) des Fahrzeugaufbaus verbundene Stoßstange (63) ist, die Stoßstange (63) in der Stärke nach der Lenksäule (10-12) zunimmt, an dem der Lenksäule benachbarten Ende durch ein Lager (67, 68) fest, aber gelenkig mit der Stütze (60) verbunden und an dem an dem Fahrzeugrahmen angreifenden Ende durch ein dort vorgesehenes Lagerauge (64, 64a) hindurchstoßbar ist.
16. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßauffangkörper ein nach einer Seite offenes Hantelgehäuse (93) umfaßt, das fest an dem Armaturenbrett (80) des Fahrzeugs unter der Stütze (90) angeordnet ist, die durch eine Scherverbindung an dem Armaturenbrett (80) und durch eine Klemmschelle (26, 27, 28) an der Lenksäule befestigt ist, und das Hantelgehäuse (93) einen mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllten Balg (94) aufnimmt, der auf der offenen Seite des Mantelgehäuses (93) durclu eine Kolbenplatte (97) einer Druckstange (96) belastet ist, zwischen dem kante!gehäuse (93) und einem Tragebügel (98) gehalten ist, der sich an der Lenksäule (10-12) abstützt und wobei der Balg (94) wenigstens eine durch eine Membran (95a) verschlossene Öffnung (95b) hat.
17. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, d a α u r c h /gekennzeichnet, daß die zwischen der yonifrwand der; Fahrzeugs und der Lenksäule (10-12) vorgesehene .Vui'iLze (7(J) wellenfürmi/, /,ebo/.en, durch eine Scherverbindung

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(73) an der Vorderwand (1S) des Fahrzeugs bzw. an dem Armaturenbrett (80) gehalten und wenigstens einen Giuerschlitz (71a, 71b) hat.
18) Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach einem der /nsprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, da.6 das Lenkrad (16) mit einem inneren Nabenring (104) fest auf dem Ende der Lenksäule (10-12) gehalten ist, mit einem äußeren Wabenring (103), der an den Speichen (102) angreift, mit dem inneren Habenring geführt ist, die beiden Habenringe (103, 104) allseits gegeneinander schwenkbar ineinander geführt und durch zwischen ihnen wirkende, abscherbare Glieder (133) in einer Grundstellung zu dem Lenkrad gehalten sind und der die beiden Nabenringe (105, 104) umschließende Leerraum mit einem Kunststoff (120) ausgegossen ist, wobei der kunststoff auch die Schulter des äußeren Nasenring:es (:103) übergreift.
19. Stoi3kraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Nabenringe (103, 104) mit Kugelflächen ineinander geführt sind.
20. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach den Ansprüchen 1, 17, 18, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Nabenring (203) als Zylinderring ausgebildet und mit einer Reihe von sich in Achsrichtung erstreckenden Löchern (231) versehen ist.
21. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Nabenring (203') mit einer umlaufenden idlle (ί'31¹) versehen irt.

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22. Stoßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Nabenring (203^ft) mit zueinander versetzten, querliegenden Aussparungen (231^t!) versehen ist.
23. Stpßkraft vernichtende Ausbildung nach Anspruch 1, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherverbindung zwischen den einander umschließenden, kugelförmigen Nabenringen (103V 104) von Stiften (133) gebildet ist.

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L e e r s e i t e