DE2315385C3 - Safety steering for motor vehicles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenkung für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a safety steering system for motor vehicles according to the preamble of claim 1.

Ist der lenkradseitige Lenkweilenabschnitt teleskopierbar ausgebildet, kann zur Minderung der beim Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad auftretenden Verzögerungskräfte der lenkradseitige L;nkwellenabschnitt mit einem durch Verformung energieverzehrenden Mantelrohr umgeben sein, das lcnkradseitig mit einem festen Fahrzeugteil, z. B. der Armaturentafcl, lösbar verbunden ist.The steering wheel-side steering shaft section is telescopic designed, can be used to reduce the deceleration forces that occur when the driver hits the steering wheel the steering wheel-side truck shaft section be surrounded by a jacket tube which dissipates energy through deformation, the steering wheel side with a fixed part of the vehicle, e.g. B. the Armaturentafcl, detachable connected is.

Bei schweren frontalen Zusammenstößen besteht bei starrer Ausbildung der Lenkwellenabschni :te die große Gefahr, daß die Lenksäule infolge der Deformation des Karosserievorderteiles aus ihrer Lagerstelle an der Armaturentafel herausgerissen und um ein beträchtliches Maß in den Fahrgastraum gestoßen wird. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, den getriebeseitigen Lenkwellenabschnitt ineinander schiebbar auszubilden. Die Aufgabe eines Abbaus der Bewegungsenergie durch besondere Vcrformungsglieder beim Zusammenschieben des getriebeseitigen Lenkwellenabschnittes stellt sich nicht, da eine Minderung der Aufpraillkräfte des Wagens mittels der sogenannten Knautschzonen des Karosserievorderteils in ausreichendem Maße gesichert ist.In the case of severe frontal collisions, the rigid design of the steering shaft sections is the major one Danger that the steering column as a result of the deformation of the front body part from its bearing on the dashboard is torn out and pushed to a considerable extent into the passenger compartment. To do this too prevent, it is known to design the steering shaft section on the gearbox side so that it can be pushed into one another. the Task of reducing the kinetic energy through special deformation elements when they are pushed together of the steering shaft section on the transmission side does not arise, as a reduction in the prearrangement forces of the Car secured to a sufficient extent by means of the so-called crumple zones of the front body part is.

Es ist ferner bekannt, den lenkradseitigen Lenkwellenabschnitt mit energieverzehrenden Verformungsgliedern zu umgeben, da auf diese Weise die Aufschlagkräfte des im Falle eines Unfalles nach vorn geschleuderten und auf das Lenkrad aufschlagenden Fahrers entscheidend verringert werden können.It is also known, the steering-wheel-side steering shaft section to be surrounded with energy-absorbing deformation members, as in this way the impact forces of the driver being thrown forward and hitting the steering wheel in the event of an accident can be significantly reduced.

Bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeuges wird das Lenkgetriebe etwa in waagerechter, d. h. fahrbahnparalleler Richtung nach hinten verschoben. Diese Bewegungsrichtung steht mit dem im allgemeinen schräg nach vorn unten verlaufenden lcnkgetriebeseitigen Lenkwellenabschnitt unter einem Winkel, wodurch bei starrer Verbindung des Lenkgetriebes mit der Lenkwelle ein Biegemoment entsteht, das zum Klemmen der ineinander schiebbaren Teile des angrenzenden Lenkwellenabschnittes führen kann.In the event of a head-on collision of the vehicle, the steering gear is approximately in a horizontal position, i.e. H. lane parallel Shifted direction backwards. This direction of movement corresponds to the general obliquely forward downward steering shaft section on the side of the steering gear at an angle, as a result of which if the steering gear is rigidly connected to the steering shaft, a bending moment arises that causes clamping which can lead into one another sliding parts of the adjacent steering shaft section.

Ein solches Biegemoment tritt jedoch dann nicht auf, _wenn _ wie bekannt - auch der getriebeseitige Lenkwellenabschnitt gelenkig mit der Ausgangswelle des Lenkgetriebes verbunden ist.However, such a bending moment does not occur _if - as is known - the steering shaft section on the transmission side is also connected in an articulated manner to the output shaft of the steering transmission.

Nach der DT-AS 11 34 299 ist eine Sicherhcitslenksäule bekannt bei der die unterbrochene Lenksäule durch ein Rohrstück mit gummielastischer Keilverbindung überbrückt ist. Auf diese Weise wird zwar eine gewisse Ausknickbarkeii der Lenksäule sichergestellt, die Teleskopierbarkeit der Lenksäule ist jedoch wegen der Kürze des verwendeten Rohrstückes und der mit der Ausknickung beeinträchtigten Verschiebbarkeit der Teile begrenzt.According to DT-AS 11 34 299 is a safety steering column known in which the interrupted steering column through a pipe section with a rubber-elastic wedge connection is bridged. This ensures that the steering column can be bent to a certain extent, However, the telescopic ability of the steering column is due to the shortness of the pipe section used and the with the buckling limited mobility of the parts.

Zur Vermeidung einer Verschiebung des Lenkrades in den Fahrgastraum im Fall eines Zusammenstoßes oder Aufpralls über ein festgelegtes Maß ist in der DT-OS 21 26 173 eine stoßabsorbierende Lenksäule bekanntgeworden, die einen durch je ein Kardangelenk angeschlossenen Lenkwellenabschnitt aufweist, der gegenüber der Lenkspindelachse eine Ausbuchtung aufweist. To avoid shifting the steering wheel into the passenger compartment in the event of a collision or impact over a specified level, a shock-absorbing steering column has become known in DT-OS 21 26 173, which has a steering shaft section connected by a cardan joint, the opposite the steering spindle axis has a bulge.

Im Falle eines Unfalles wird auf diesen Lenkwellenabschnitt ein Biegemoment ausgeübt, das zu einer weiteren Ausknickung dieses Lenkwellenabschnittes führt und somit eine entsprechende Verkürzung der Lenkwelle ohne Ausfall der Lenkfähigkeit gewährleistet.In the event of an accident, this steering shaft section is used exerted a bending moment that leads to a further buckling of this steering shaft section and thus ensures a corresponding shortening of the steering shaft without loss of steering ability.

Die Verwendung von Kreuzgelenken an den beiden Anschlußstellen, des entweder ineinander schiebbaren (US-PS 35 38 784) oder, wie im Falle der DT-OS 21 26 173, auf Ausknickung ausgelegten Zwischengliedes der Lenkwellen, bedeutet jedoch verhältnismäßig großen technischen Aufwand.The use of universal joints at the two connection points, either of which can be slid into one another (US-PS 35 38 784) or, as in the case of DT-OS 21 26 173, designed to buckle the intermediate link the steering shafts, however, means a relatively large technical effort.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitslenkwelle der eingangs genannten Art zu verbessern und zu vereinfachen.The invention is therefore based on the object of providing a safety steering shaft of the type mentioned at the beginning to improve and simplify.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lenkgetriebe um eine in Fahrzeugquerrichtung liegende Achse drehbeweglich gelagert ist. Dadurch wird das untere Kreuzgelenk eingespart. Die Drehbeweglichkeit der Lagerung des Lenkgetriebes wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch eine drehelastische Lagerung in Gummi erzielt.According to the invention, this object is achieved in that the steering gear is rotated in the transverse direction of the vehicle lying axis is rotatably mounted. This saves the lower universal joint. the Rotational mobility of the storage of the steering gear is according to a further feature of the invention achieved by a torsionally elastic mounting in rubber.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. It shows

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht der Sicherheitslenkung nach der Erfindung,
F i g. 2 eine Vorderansicht des Lenkgetriebes,
Fig.3 einen Schnitt entlang der Linie HI-III in F i g. 2.F i g. 1 a schematic side view of the safety steering according to the invention,
F i g. 2 a front view of the steering gear,
3 shows a section along the line HI-III in FIG. 2.

Fig.4 eine schematische Seitenansicht der Sicherheitslenkung nach der Erfindung mit einem gummielastischen Verbindungsglied zwischen zwei Lenkwellenabschnitten und4 shows a schematic side view of the safety steering according to the invention with a rubber-elastic connecting member between two steering shaft sections and

F i g. 5 die gleiche Seitenansicht wie in F i g. 4, jedoch mit dem in Richtung auf die Karosseriestirnwand zurückgeschobenem Lenkgetriebe.F i g. 5 shows the same side view as in FIG. 4, but with the one pushed back in the direction of the body bulkhead Steering gear.

Die Lenkwelle besteht aus einem oberen Lenkwellenabschnitt 11 und einem unteren Lenkwellenabschnitt 12, die beide durch ein Kreuzgelenk 13 universalgelenkig miteinander verbunden sind. Der obere Lenkwel-The steering shaft consists of an upper steering shaft section 11 and a lower steering shaft section 12, both of which are connected to one another by a universal joint 13. The upper steering shaft

lcnabschniii ist von einem Mantelrohr 16 umgeben, in dem die Lenkwelle gelagert ist. Das Mantelrohr seinerseits ist mil einer Lagerung 17 im Bereich der Armalurcntafel 18 und mit einem weiteren Lager 19 in der Stirnwand 20 der Karosserie 21 gelagert. Der untere Lenkwellenabschnitt 12 ist teleskopierbar und besteht demzufolge aus zwei ineinander schiebbaren Teilen 22.The lcnabschniii is surrounded by a jacket tube 16, in which the steering shaft is mounted. The jacket pipe is in turn with a bearing 17 in the area of the Armalurcntafel 18 and mounted with a further bearing 19 in the end wall 20 of the body 21. The lower Steering shaft section 12 is telescopic and accordingly consists of two parts 22 that can be pushed into one another.

23. von denen das obere, mit dem Kreuzgelenk 13 verbundene Teil 22 j'is Rohr ausgebildet ist, in das als Eingangswelle des Lenkgetriebes 15 das Teil 23 hineinragt und darin durch entsprechende Profilierung verdrehsieif. jedoch längsversehicblich geführt ist. Als Lenkgetriebe 15 für die Vorderräder 31 ist ein Zahnstangengetriebe verwendet, das an zwei Stellen mittels je eines bügelartigen Lagers 24 und 25 an am Vorderradlräger 26 befestigten Lagerböcken 28 mit Hlalbsehalen (Lager 30) gelagert ist.23. of which the upper part 22 connected to the universal joint 13 is formed as a tube, in which as an input shaft of the steering gear 15 protrudes the part 23 and twisted therein by appropriate profiling. but is guided longitudinally. As a steering gear 15 for the front wheels 31, a rack and pinion gear is used, which in two places by means of one U-shaped bearings 24 and 25 on bearing blocks 28 attached to the front wheel carrier 26 with half-half shells (bearings 30) is stored.

Die drehelastischc Lagerung des Lenkgetriebe* 15 ist in den F i g. 2 uiul 3 verdeutlicht. Das l.enkgeiriebegehäuse 32 besitzt auf der einen Seite ein zylindrisches Gehäuseteil 33. in dem die Zahnstange 34 gelagert ist. Im Bereich der Lagerstellen ist das zylindrische Gehauseteil 33 des Lenkgetriebes 15 mit jeweils zwei Ring wülsten 35. 36 und 37. 38 versehen, die die aus den llalbschalen (Lager 30) und den bügelartigen LagernThe torsionally flexible mounting of the steering gear * 15 is shown in Figs. 2 uiul 3 clarified. The steering gear housing 32 has on one side a cylindrical housing part 33 in which the rack 34 is mounted. In the area of the bearings is the cylindrical housing part 33 of the steering gear 15, each with two rings bulges 35. 36 and 37. 38, which are made up of the llalbschalen (bearing 30) and the bracket-like bearings

24. 25 gebildete Lagerung begrenzen. Der zwischen diesen Lagern und dem Gehauseteil 33 vorgesehene Ringiaum isi jeweils mil einem Gummiring 39.40 mm·· leichter Pressung ausgefüllt.24. 25 formed storage limit. The one provided between these bearings and the housing part 33 Ringiaum is each with a rubber ring 39.40 mm ·· slightly pressed.

Die Gummiringe 39 und 40 sind zur axialen lesliegiing des Gehäusetcils 3.3 ebenfalls mit Ringwülsten 41. 42 versehen. Diese Ringwülste sind /wischen den Ringwülsten 35. 36 und 37. 38 des Gehauseteils 33 und den Lagern 30 angeordnet.The rubber rings 39 and 40 are for axial reading of the housing section 3.3 is also provided with annular beads 41, 42. These annular beads are / wipe the annular beads 35. 36 and 37. 38 of the housing part 33 and the bearings 30 are arranged.

Zu beiden Seiten des Lenkgelriebes 15 sind Dicht manschetten 43. 44 zwischen dem Lenkgetriebej;ehiiuse .32 und der in ihm geführten beweglichen Zahnstange 34 angeordnet.On both sides of the steering mechanism 15 are tight sleeves 43, 44 between the steering gear j; ehiiuse .32 and the movable rack 34 guided in it.

Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 4 und 5 dargestellt. Es unterscheidet sieh von der Ausführung nach F i g. 1 nur dadurch, daß an Stelle des Kreuzgelenkes zwischen den beiden Lenkwellenabschnitien 54 und 12 ein Gummigelenk 51 vorgesehen ist und da'J im Hinblick auf die begrenzte Belastbarkeit des Gummigelenkes 51 bei Bicgewec'.iselbeanspruchung die beiden Lenkwellenabsehniiic zueinander fluchtend angeordnet sind. Das elastische (j lied dieses Gelenkes wird durch eine ebene Gummiplaite 52 gebildet, die mit ihrem äußeren Bereich mit den als Gabelköpfe 53 bzw. 70 ausgebildeten Endteilen des oberen Lenkwcllenabschnillcs 54 bzw. mit dem als Rohr 55 ausgebildeten Teils;ück des unteren lelcskopierbaren Lcnkwellenabschnittes 12 verbunden ist. Die Lagerung des Lenkgetriebes 15 ist vollkommen gleich den in Fig. 1.2 und 3 gezeigten Lagerungen.A second embodiment of the invention is shown in FIGS. 4 and 5 shown. It differs from see the execution according to F i g. 1 only by being in place of the universal joint between the two steering shaft sections 54 and 12, a rubber joint 51 is provided and da'J with regard to the limited load capacity of the rubber joint 51 in the event of Bicgewec'.iselbeanspruch the two Lenkwellenabsehniiic to each other are arranged in alignment. The elastic part of this joint is formed by a flat rubber plate 52, with their outer area with the end parts of the upper one, designed as fork heads 53 and 70, respectively Lenkwcllenabschnillcs 54 or with the part designed as a tube 55; ück of the lower lelcskopbaren Truck shaft section 12 is connected. The storage of the steering gear 15 is completely the same as in 1.2 and 3 bearings shown.

F i g. 5 zcigi schematisch die Sicherheilslenksüule nach F ig. 4 nach dem Zusammenstuß mit einem Hindernis 61. Auf Grund der Winkelbeweglichkeit des Giiminigelenkes 51 und der drehelastischen Lagerung des Lenkgetriebes 15 um die Achse b2, kann sich d-iis Teil 23 ohne Verklemmen leicht in das ,ils Rohr 55 ausgebildete Tcihiück des unteren l.enkwellenabschmttes 12 hineinschieben. Mit der erfindungsgemäßen Sichcrheitslcnkwelle wird somit bei geringem konstruktiven Aufwand erreicht, daß sich bei einem Zusammenstoß oder bei einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein I linder nis der untere l.enkwellenabsehnitt 12 leicht zusammenschieben läßt, so daß über diesen Abschnitt keine nennenswerten Kräfte in ilen oberen l.cnkwellcnab schnitt II, 54 eingeleitet werden. Die Gefahr, dall bei einem Unfall der das Mantelrohr 16 infolge einer Verkürzung des Vorderwagens ,ms seiner Lagerung 17 gerissen und in den Fahrgastraum hineingestoßen wird und auf diese Weise den Fahrer verletzt, wird durch die Erfindung beseitigt. F i g. 5 zcigi schematically the safety steering column according to Fig. 4 after the collision with an obstacle 61. Due to the angular mobility of the Giiminigelenkes 51 and the torsionally flexible mounting of the steering gear 15 about the axis b2, the part 23 can easily slide into the ils tube 55 formed Tcihiück of the lower l without jamming. Push in the end shaft section 12. With the safety steering shaft according to the invention, it is achieved with little structural effort that in the event of a collision or a collision of the vehicle with an I-linder, the lower steering shaft section 12 can be easily pushed together, so that over this section no significant forces in the upper l .cnkwellcnab section II, 54 are introduced. The risk of the jacket pipe 16 being torn in an accident as a result of a shortening of the front end of the vehicle, ms its storage 17 and being pushed into the passenger compartment and injuring the driver in this way, is eliminated by the invention.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Sicherheitslenkung für Kraftfahrzeuge mit einer ein Lenkrad mit einem Lenkgetriebe verbindenden Lenkwelle, die durch ein Gelenk in einen lenkradseitigen und einen getriebeseitigen Abschnitt unterteilt ist. wobei mindestens ein Lenkwellenabschnitt unter axialer Belastung bei einem Unfall teleskopierbar ausgeführt ist. dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß das Lenkgetriebe (15) um eine in Fahrzeugquerrichtung liegendi: Achse drehbeweglich gelagert ist.1. Safety steering for motor vehicles with a steering wheel connecting a steering gear Steering shaft, which is divided by a joint into a steering wheel-side and a transmission-side section is divided. at least one steering shaft section under axial load in the event of an accident is designed to be telescopic. characterized in that the steering gear (15) to one lying in the transverse direction of the vehicle i: axis rotatable is stored. 2. Sichcrheiislenkiing nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgetriebe (15/ drehelastisch in Gummi (39. 'W) gelagert isi.2. Safety steering according to claim 1, characterized characterized in that the steering gear (15 / torsionally flexible stored in rubber (39th 'W) isi. 3. Sicherheitsienkuing nach Anspruch Z dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgetriebe (15) mit seinem zylindrischen Gehäuseteil (33) ;in einem um Vorderradträger (26) befestigten Lagerbock (28) mittels eines zwischen Gehäuseteil (33) und Lager (25. 30) angeordneten Gummiringes (39 und 40) gelagert ist.3. Sicherheitsienkuing according to claim Z, characterized in that the steering gear (15) with his cylindrical housing part (33); in a bearing block (28) fastened around the front wheel carrier (26) mounted by means of a rubber ring (39 and 40) arranged between the housing part (33) and the bearing (25, 30) is. 4. Sicherheitslenkung nach Anspruch I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkgetriebe (15) mit seinem zylindrischen Gehäuseteil (33) an mindestens zwei Stellen drehelastisch um Vorderrudträger (26) gelagert ist.4. Safety steering system according to claim I to 3, characterized in that the steering gear (15) with its cylindrical housing part (33) in at least two places in a torsionally flexible manner around the front rudder carrier (26) is stored.