DE2225128B2

DE2225128B2 - Obere Abstützung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge der Frontlenkerbauart

Info

Publication number: DE2225128B2
Application number: DE2225128A
Authority: DE
Inventors: Hisahal Mineda; Genyo Nagoya Murase; Yozo Yamaguchi
Original assignee: Toyota Jidosha Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1971-05-25
Filing date: 1972-05-24
Publication date: 1978-09-28
Also published as: DE2264507A1; US3822608A; DE2265210C3; DE2264507C3; DE2265210B2; DE2264507B2; DE2265209B2; DE2265209A1; DE2225128A1; DE2265210A1; DE2265209C3; DE2225128C3

Description

Die Erfindung betrifft eine obere Abstützung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge der Frontlenkerbauart der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Es ist bekannt (GB-PS 7 37 959), eine mit einem Gelenk verbundene Lenksäule über eine zur Mittelachse der Lenksäule hin geneigt angeordnete Stütze zur oberen Halterung der Lenksäule an einem festen Fahrzeugteil eines Kraftfahrzeugs abzustützen. Die Stütze besteht aus einer Stange, die mit einem Ende an der Lenksäule angelenkt ist und deren gegenüberliegender Endabschnitt in einem Zylinder mit Spiralfeder als Stoßauffangglied verschiebbar angeordnet ist. Um einem Verschieben der Stange im Zylinder schon bei geringen, unterhalb eines gegebenen Werts liegenden Erschütterungen entgegenzuwirken, sind senkrecht zur Längsachse der Stange angeordnete, gegen die Stange bzw. in Einwölbungen in der Stange andrückbare Kugeln vorgesehen. Abgesehen davon, daß bei nicht in Richtung der von Lenksäule und Stange gebildeten Ebene angreifenden Kräften eine geführte und gezielte Ausschwenkbewegung der Lenksäule problematisch ist, sind Vorkehrungen, die ein Rückfedern der ausgeschwenkten Lenksäule verhindern, nicht vorgesehen, so daß die Gefahr von Verletzungen des Fahrers insoweit nicht ausgeschlossen ist. Außerdem ist nach dieser GB-PS vorgesehen, die Lenksäule bei einem Aufprall in einem Schlitz eines Gummiblockes unter Energieabsorption zu verschwenken.

Auch ist eine steilgestellte Lenksäule für Kraftfahrzeuge der Frontlenkerbauart bekannt (DE-OS 55 597), die schwenkbar am Lenkgetriebe angeordnet ist und durch eine mit Sollknickstellen versehene Erweiterung (211/> und 212tyübergehL

3. Obere Abstützung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach unten gerichtete seitliche Randbegrenzungen des sich in der Längsachse erstreckenden mittleren Ausschnitts die parallelen Aussteifungsflanken (21a und 21 Z^ bilden.

4. Obere Abstützung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren und hinteren Abschnitt der Stützplatte (20) der Randbereich von einer nach unten gerichteten Aussteifungsflanke (22) gebildet ist.

5. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlochschlitze (210a und HOb) in Richtung des hinteren Abschnitts der Stützplatte (20) aufeinander zu verlaufen.

6. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Langlochschlitze (210a und 2104^gerade geführt sind.

7. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte des Verformungsbolzens (31) jeweils eine umlaufende Führungsrille (33ajaufweisen.

8. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterungen (2Ua und 2\\b bzw. 212a und 2126; der Langlochschlitze (210a und 2106; eine Kunststoffumkleidung (31 ^aufweisen.

9. Obere Abstützung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (23a; in lösbar am Armaturenbrett (80) befestigten Blöcken (23) ausgebildet sind.

Strebe als obere Halterung an der Frontwand des Kraftfahrzeugs abgestützt ist und zusätzlich über in zur Lenksäule hin offenen Längsschlitzen, die an einem an der Strebe angeordneten Bock ausgebildet sind, eingeordnete Schrauben an der Unterseite der Schalttafel gehalten ist. Die Sollknickstellen sind so gestaltet, daß sie den normalen Betriebsbedingungen standhalten, bei starker, in Fahrtrichtung gerichteter Kraft, beispielsweise bei Unfällen, einknicken und eine Schwenkbewe-5 gung der Lenksäule nach vorwärts ermöglichen. Uni ein Rückfedern der nach vorn bewegten Lenksäulen zu verhindern, sind mechanische, an der einknickenden Strebe einrastende Sperrmittel vorgesehen. Nachteilig ist hierbei vor allem, daß diese obere Lenksäulenab-Stützung überaus kompliziert und aufwendig ist.

In üer nicht vorveröffentlichten DE-OS 17 55 379 ist auch schon vorgeschlagen worden, bei steil angeordneten Sicherheitslenksäulen die obere Abstützung der Lenksäule über ein teleskopartig verformbares Glied vorzunehmen, welches einerseits an der Spritzwand und andererseits über einen Winkel zur Mittelachse der Lenksäule an der Lenksäule befestigt ist. Zudem ist nahe dem an der Lenksäule befestigten Abschnitt des verformbaren Gliedes noch ein Halteteil angeordnet,

W) welches an am Fahrzeugaufbau befestigten Kissen nach Freigabe von abscherbaren Verbindern verschiebbar ist.

Danach liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,

eine obere Abstützung für eine steilgestellte, unten schwenkbar angelenkte Lenksäule zu schaffen, die bei

h"i Stoßaufprall nach einem Anfangswiderstand unter kontrollierter plastischer Verformung eine geführte Schwenkbewegung der Lenksäule in Frontrichtung ermöglicht sowie durci einfachen Aufbau Herstellung

und Montage vereinfacht und erleichtert ist. Dies wird erfindungsgemäß mit der aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1 ersichtlichen Lösung erreicht. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 9.

Damit ist eine vorbestimmbare, kontrolliert ablaufende Schwenkbewegung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule bei einer einen bestimmten, festlegbaren Wert überschreitenden Krafteinwirkung über das Lenkrad auf die Lenksäule infolge eines Stoßaufpralls in Richtung der Kraftfahrzeugfrontseite erreichbar. Durch die Form der Stützplatte und deren Kopplung an den vergleichsweise in großem Abstand auseinanderliegenden Stellen des vorderen Abschnitts an einem festen Fahrzeugteil, dem Armaturenbrett, unter Zuordnung der Kopplungsstelle der Lenksäule hierzu wird auch bei nicht exakt in Frontrichtung einwirkender Kraft das Ausschwenken der Lenksäule in der bevorzugten Frontrichtung gerichtet und durch die Ausbildung des plastisch verformbaren Abschnitts der Stichplatte in Verbindung mit dem Verformungsbolzen auch in zuverlässiger Weise unter gesteuerter Energieabsorption weitergeführt.

Anhand der Zeichnungen wird eine Ausführungsform nach der Erfindung näher erläutert. Es zeigt schematisch

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit vorgezogenem Fahrerhaus und steilgestellter Sicherheitslenksäule,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab die Sicherheitslenksäule nach F i g. 1,

F i g. 3 einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer oberen Abstützung der steilgestellten Sicherheitslenksäule,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie A-A der F i g. 3,

Fig.5 eine Einzelheit der Fig.4 in vergrößertem Maßstab mit schräg zueinander verlaufenden Schlitzen,

Fig.6A einen Teilschnitt nach der Linie B-B der F i g. 3 und

F i g. 6B eine Variante zur F i g. 6A.

Fig. I und 2 zeigen eine Lenksäule 10, die ein Lenkrohr 12 und eine im Lenkrohr 12 drehbar angeordnete Lenkwelle 11 aufweist. Die Lenkwelle 11 ist über eine elastische Kupplung 13 an einem Lenkgetriebe 14 angeschlossen. Eine nachgiebige Abdeckplatte 17 deckt dabei den Durchtritt der Lenksäule 10 durch ein Brandschott 18 ab. Die Lenkwelle 11 trägt am oberen Ende ein Lenkrad 16 und darunter angeordnet eine Lenkrohrabdeckung 15. Die Lenksäule 10 ist durch eine zur Energieabsorption geeignete obere Abstützung S am Armaturenbrett 80, einem festen Teil des Fahrzeugaufbaus eines Kraftfahrzeugs, abgestützt. Die Grundstellung der Lenksäule 10 ist in ausgezogenen Linien dargestellt, wogegen in strichpunktierten Linien die nach einem Stoßaufprall und nach Energieabsorption durch die obere Abstützung Snach vorn ausgeschwenkte Lenksäule dargestellt ist. In F i g. 1 ist dabei das Lenkrad gegenüber der Lenksäule abgekippt.

Die obere Abstützung 5 weist eine Stützplatte 20 auf, welche an der Lenksäule im wesentlichen in einem rechten Winkel angreift und die Lenksäule gegen das Armaturenbrett 80 stützt, sowie einen Verformungsbolzen 31 auf zur Führung und Verformung der Stützplatte 20 bei einer Vorwärtsbewegung infolge eines in Frontrichtung gerichteten Stoßes. Wie sich am besten aus Fig.3 ergibt, weist die Stützplatte 20 etwa eine V-Form auf und ist mit einem Paar von inneren Aussteifungsflanken 21a und 216 versehen, die parallel angeordnet sind und sich nach unten erstrecken, sowie mit einer äußeren Aussteifungsflanke 22, die sich im Randbereich der Stützplatte 20 nach unten erstreckt. Die beiden inneren Aussteifungsflanken 21a, 216 weisen ■; jeweils Langlocli-Schlitze 210aund 2106 auf, die gerade und etwa im rechten Winkel zur Lenksäule 10 verlaufen und die an beiden Enden in lochförmige Erweiterungen 211a und 2116 bzw. 212a und 2126 übergehen. Die Schlitze 210a und 2106 können statt gerade auch in

lü einem Bogen geführt sowie mit einer Kunststoffumkleidung 316(vgl. F i g. 6) versehen sein. In F i g. 5 ist in einer Seitenansicht die Stützplatte 20 gezeigt, wobei gemäß einer Variante zur F i g. 4 die Langlochschlitze 210a und 2106 in Richtung des hinteren Abschnitts der Stützplatte 20 aufeinander zu laufen und in die Erweiterungen 2116 und 2126 übergehen.

Mit dem vorderen Abschnitt ist die Stützplatte 20 über eine abscherbare Verbindung am Armaturenbrett 80 und mit dem hinteren Abschnitt im wesentlichen unter einem rechten Winkel an der Lenksäule 10 angebracht. Die abscherbare Verbindung der Stützplatte 20 am Armaturenbrett 80 ist in den F i g. 6A und 6B veranschaulicht Blöcke 23, von denen in F i g. 6A und 6B jeweils nur einer dargestellt ist, weisen Führungen 23a > auf, in welche der vordere Abschnitt der Stützplatte 20 mit den Seiten 20a eingeordnet ist. Durch Ausfüllen des Zwischenraums zwischen den Seiten 20a der Stützplatte 20 und den Begrenzungen der Führungen 23a der Blöcke 23 mit Kunstharz, beispielsweise Epoxyharz,

:«) wird eine abscherbare Verbindung 24, beispielsweise ein Paar von Scherstiften gemäß F i g. 6B, 6A und F i g. 3 geschaffen, so daß die Stützplatte 20 bei einer einen bestimmten Wert überschreitenden Stoßbelastung in den Führungen 23a der Blöcke 23 verschiebbar ist. Die

J5 Blöcke 23 weisen je einen Durchlaß 236 auf, in welchen eine Schraube 34 unter Zwischenlage eines Federrings 35 durchgesteckt und in einer auf der oberen Seite des unteren Teils des Armaturenbretts 80 angeschweißte Mutter 36 eingeschraubt wird. Auf diese Weise ist die

w Stützplatte 20 lösbar am Armaturenbrett 80 und am Verformungsbolzen 31 gehalten.

Wie in F i g. 3 und 4 gezeigt, ist die Stützplatte 20 am rechten, hinteren Abschnitt durch eine die Lenksäule 10 bzw. das Lenkrohr 12 umfassende Klemmschelle 27

■u unter Zwischenschaltung eines zylindrischen Distanzstücks 26 aus elastischem Material, wie etwa Gummi oder Kunstharz, mit der Lenksäule 10 verbunden. Die Klemmschelle 27 ist an der äußeren Aussteifungsflanke 22 der Stützplatte 20 mittels einer Schraubenverbindung, bestehend aus Schraube 28a, Federring 29 und Mutter 286, die an der Innenseite der Aussteifungsflanke 22 angeschweißt ist, befestigt. Auf diese Weise ist die Lenksäule 10 fest in der Grundstellung gehalten.
Der Verformungsbolzen 31 ist an einem Lagerbock

v> 33 befestigt, beispielsweise angeschweißt (F i g. 6A und 6B), der seinerseits in der Mitte einer Tragplatte 32 angeordnet ist, die an der Unterseite des Armaturenbretts 80 sitzt und zusammen mit den Blöcken 23 am Armaturenbrett verschraubt ist. Der Lagerbock 33 ist

wi im wesentlichen U-förmig gehalten und ist zwischen den inneren Aussteifungsflanken 21a und 216 der Stützplatte 20 angeordnet. Der Verformungsbolzen 31 ist an den beiden Endabschnitten mit umlaufenden Führungsrillen 33a vei sehen, die in die vorderen Erweiterungen 211a

h'i und 212a der Aussteifungsflanken 21a und 216 eingreifen. Diese Führungsrillen 33a am Verformungsbolzen 31 sichern die Bewegungsrichtung der Stützplatte 20 relativ zum Verformunesbolzen 31. falls riie

Stützplatte 20 — wie noch beschrieben wird — eine Vorwärtsbewegung in Frontrichtung ausführt. Die Aufgabe der Führungsrillcn 33a kann auch durch Führungsringe od. dgl. wahrgenommen werden.

Wird bei einer Fahrzeugkollision vom Fahrer ein Stoßaufprall auf das Lenkrad 16 ausgeübt und die Kraft auf die Stützplatte 20, welche die Lenksäule 10 in ihrer Grundstellung hält, übertragen, so wird die abscherbare Verbindung 24 zwischen den Seiten 20a und den Führungen 23a der Blöcke 23 zerstört. Dadurch wird die Stützplatte 20 für eine Vorwärtsbewegung relativ zu den Blöcken 23 freigegeben. Mit der Vorwärtsbewegung der Stützplatte 20 werden die inneren Aussteifungsflanken 21a und 216 relativ zum Verformungsbolzen 31 bewegt.

Dieser dringt dabei in die Langlochschlitze 210a und 2106 ein und weitet diese auf. Dabei ist die Bewegung der Endabschnitte des im Lagerbock 33 gehaltenen Verformungsbolzens 31 an den Wandbegrenzungen der Langloch-Schlitze 210a und 2106 durch die Führungsrillen 33a geführt. Auf diese Weise wird eine auf da: Lenkrad 16 einwirkende Stoßkraft aufgefangen um dem Fahrer Schutz geboten.

Daraus ergibt sich, daß bei der beschriebenen obere Abstützung die durch den Stoßaufprall aufgebracht Stoßenergie im wesentlichen absorbiert wird, indem die Langloch-Schlitze 210a und 2106 aufgeweitet werden Der Energieabsorptionsvorgang kann gut gesteuert um eingestellt werden über die Breite, die Länge oder di sonstige Gestalt der Langloch-Schlitze 210a und 210 sowie über die Wandstärke der Aussteifungsflanken 21 und 216. Auch kann gegebenenfalls vorgesehen sein.di Erweiterungen 2Ua und 2116 bzw. 212a und 2126 mi Gummi oder Kunstharz auszukleiden. Auch durch di Stärke des Verformungsbolzens 31 ist der Energieab Sorptionsvorgang zu beeinflussen, wobei der Verfor mungsbolzen 31 aufgrund der vorhandenen Fühmngs rillen 33a sicherstellt, daß bei der Bewegung de Stützplatte 20 in Frontrichtung ein seitliches Auswei chen der Lenksäule 10 vermieden wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Obere Abstützung einer steilgestellten Sicherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge der Frontlenkerbauart, die über eine elastische Kupplung mit dem Lenkgetriebe verbunden ist und bei Stoßkrafteinwirkung unter Energieabsorption in Frontrichtung schwenkbar ist, wobei die Abstützung im Winkel zur Mittelachse der Lenksäule angeordnet am Armaturenbrett gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abstützung f5J aufgebaut ist aus einer zu ihrer Längsachse achsensymmetrischen Stützplatte (20), deren Breite am vorderen, armaturenbrettseitigen Abschnitt größer ist als am hinteren Abschnitt und die ein Paar nach unten gerichteter, symmetrisch angeordneter, paralleler Aussteifungsflanken (21a, 2ib) aufweist, die jeweils mit einem Langlochschlitz (210a und 2106Jt der an dem dem vorderen Abschnitt der Stützplatte (20) nahen Ende in eine vordere Erweiterung (211a und IYIa) übergeht, versehen sind, und aus einem Verformungsbolzen (31), der quer zur Längsachse der Stützplatte (20) in einem Lagerbock (33) befestigt ist und mit seinen Endabschnitten in den Erweiterungen (21 la und 2\2a) eingeordnet ist, daß der Lagerbock (33) am Armaturenbrett (80) befestigt ist und daß die Stützplatte (20) mit den Seitenkanten ihres vorderen Abschnitts beiderseits in Führungen (23a) abscherbar gehalten ist und nr.it ihiein hinteren Abschnitt lösbar an der Lenksäule (10) befestigt ist.

2. Obere Abstützung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Langlochschlitz (210a und 2i0b)an dem hinteren Abschnitt nahen Ende in eine