DE2365063A1 - Lenkvorrichtung fuer ein fahrzeug - Google Patents

Description

• Lenkvorrichtung für ein Fahrzeug Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeuges mit einer einschiebbaren Lenksäule, die an ihrem einen Ende ein Lenkrad und an ihrem anderen Ende ein Lenkgetriebe trägt und mit einer Lenksäulenhalterung, in welche.r die Lenksäule drehbar gelagert ist.
• Insbesondere beschäftigt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung der in Rede stehenden Art, welche die Fähigkeit hat, eine unzulässig große Energie zu absorbieren, wie sie bei einem sogenannten Folgeaufprall auftritt, bei welchem der Fahrzeugführer nach vorne gegen das Lenkrad aufgrund der Trägheitskraft bei einem Frontalzusammenstoß geworfen wird.
• Mit Fortschreiten der Kraftfahrzeugtechnik sind auch die Höchstgeschwindigkeiten der Kraftfahrzeuge höher geworden, was-nun zu der Notwendigkeit führt, wirksame Schutzmittel fur die Fahrzeuginsassen bei einem Zusammenstoß vorzusehen. In dieser Hinsicht wurden verschiedene VorschlEge gemacht einschließlich der Anbringung eines Stoßdämpfers an der Fahrzeugstoßstange, Anbringung eines Stoßdam"pfers im vorderen oder rückwärtigen Teil der Fahrzeugkarosserle oder Vorsehen von verschiedenen Dämpfungsanordnungen, z.B. in der Hinsicht, daß der Fahrzeugboden selbst als Stoßdämpfer wirken kann. Diese Maßnahmen zielen alle darauf ab, den Stoß auf die Insassen bei einem Zusammenstoß zu verminderne Darüber hinaus werden jedoch bei einem Zusammenstoß, insbesondere bei einem Frontalzusammenstoß, die Insassen oft aufgrund eines Folgeaufpralls verletzt oder getötet, bei dem sie Infolge der Trägheitskraft nach vorne geschleudert werden; so daß sie gegen vor den Insassen liegenden Aufbauten in der Fahrzeugkabine geworfen werden. Insbesondere zeigt sich, daß die Fahrzeuglenker anteilsmäßig stärker an tödlichen Unfällen beteiligt sind als andere Insassen, da sie auf das vor ihnen liegende Lenkrad aufschlagen oder da das Vorderteil des Fahrzeuges eingedrückt und die Lenksäule nach hinten in Richtung der Fahrerkabine zurlickgestoßen wird, so daß der Überlebensspielraum filr den Fahrzeugführer vermindert wird. Um diese Unfälle autrund eines Folgeaufpralls möglichst zu vermeiden, wurden verschiedene Schutzmaßnahmen vorgeschlagen, z.B.
• die Anbringung von Sicherheitsgurten an den Sitzen, welche fiir den Fall, daß die Fahrzeuginsassen die Gurte tatsSchllch anlegen, diese auf den Sitzen halten. Weiterhin wurde vorgesehen, daß bei einem ZasammenStoß sich der Sitz nach hinten verschiebt, um so den Überlebensraum für den Insassen zu vergrößern. Es wurde auch vorgesehen, daß die Steuersäule elnschiebbar in axialer Richtung ausgebildet wird, so daß sie sich einzieht und den Stoß aufnimmt, wenn der Fahrzeugführer auf das Lenkrad aufschlägt.
• Unter den erwähnten verschiedenen Vorkehrungen zur vermeidung von Unfillen aufgrund eines Aufpralls der Insassen auf Fahrzeugteile während eines Frontalzusammenstoßes beschäftigt sich die Erfindung mit dem Schutz des Fahrzeugienkers, indem die lebensgefährliche Energie bei einem Folgeaufprall auf die Lenkeinrichtung absorbiert wird.
• Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Lenkvorrichtung vorzuschlagen, bei der, wenn der Fahrzeuglenker infolge eines Frontalzusammenstoßes des Fahrzeuges auf das Lenkrad aufschlägt, die Lenksäule in axialer Richtung sich einschiebt, wobei eine die Lenksäule tragende Stütze nach unten gebogen wird, wobei $te einer plastischen Deformation unterllet, durch die der Kollisionsaufprall wirksam absorbiert und der Fahrzeuglenker geschützt wird.
• Weiterhin soll gemäß der Erfindung eine Lenkeinrichtung mit einer großen Pufferungsfunktion vorgeschlagen werden, welche eine große Energie absorptionskapazltät hat und die auch dazu dient, den Stoß auf den Fahrzeuglenker während der Anfangsstufe der Absorption des Kollisionsstoßes zu vermindern Die erwähnte Stütze, welche als Energieabsorptionsglied dient, soll eine große Lagerungsfestigkeit für die Lenksäule haben, jedoch nicht die Energieabsorptionscharakteristiken nachteilig beeinflussen. Die Vorrichtung soll weiterhin wlrksam die Energie absorbieren können, die in der Abscherrichtung der Lenksäule bei einem FolgeaufpraU in dem Fall auftritt, in dem die Lenksäule, einen steilen Neigungswinkel besitzt. Die Steuereinrichtung soli eine angemessene Energieabsorptionsleistung entwickeln, wenn die Kollisionsenergle auch auf ein Lenkrad einwirkt, dessen Welle im Winkel quer zu der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges verläuft. Die Lenkvorrichtung soll eine einfache Konstruktion besitzen. und aus wenigen.
• Einzelteilen bestehen, so daß sie mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
• Auf den beiliegenden Zeichnungen zeigen: Fig. 1 eine teilweise ausgebrochene Teilansicht eines Kraftfahrzeuges, welches mit der zuvor erwähnten üblichen Lenkvorrichtung ausgertistet ist, wobei die Lenkvorrichtung teilweise abgebrochen ist, um den Hauptteil derselben ersichtlich zu machen; Fig. 2 eine auseinandergezogene Ansicht einer Stütze zur Halterung der Lenkvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie; Fig. 3 ein Diagramm der bei einem Zusammenstoß sich ergebenden E nergieabso rptionscharakteristiken der Lenkeinrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 4 eine Ansicht, bei der die Lenkvorrichtung gemäß Fig. 1 quer im Winkel zu der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges angeordnet ist; Fig. 5 eine teilweise autebrochene Ansicht eines Kraftfahrzeuges, welches mit einer Ausführungsform einer Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, wobei die Lenkvorrichtung mit ausgeschnittenen Teilen dargestellt ist; Fig. 6 eine auseinandergezogene, schaubildliche Ansicht der die Energie absorbierenden Stütze zur Befestigung der Lenkworrichtung gemäß Fig. 5 an dem Kraftfahrzeugkörper und einen Teil der Lenksäulenhalterung, an welchem die Stütze befestigt wird; Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform einer Stütze, welche zur Verstiirkung an ihrem unteren Ende mit einander entgegengerichteten und nach Innen abgebogenen Flanschen versehen ist; Fig. 8 eine weitere abgewandelte Ausführungsform einer Stütze mit einem Verstärkungsstück, welches zwischen den einander gegenuberliegenden Schenkeln der Stütze vorgesehen. ist; Fig. 9 eine schaubildliche Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Stütze* deren Wände geschwächte Teile besetzten, die den Kerben an den gegenüberliegenden Seitenschenkeln der Stütze benachbart sind; Fig. 10 eina auseinandergezogene Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Stütze und eines Teiles der Lenksäulenhalterung, an welchem die Stütze befestigt Ist; Fig. 11A weitere Ausführungsformen der Stütze einschließlich einen und 11B die Lenksäulenhalterung aufnehmenden Teil, an welchem die Lenksäulenhalterung angeschweißt ist: Fig. 12 eine weitere Art der Befestigung der Stütze gemäß Fig. 11A, bei welcher die Stütze an dem Fahrzeugkörper mittels einer Scharnieranordnung befestigt ist Fig. 13 eine Schnittansicht längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12; Fig.14 eine weitere Ausführungsform der Stütze mit einem Paar von Befestigungsflanschen, welche von der Lenksäulenhalterung ausgebüst sind, so daß die Lenksäulehalterung selbst einstückig mit einem Stützglied ausgebildet ist; Fig. 15 eine Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung, welche in einem steilen, d. h. beinahe vertikalen Winkel zu dem Fahrzeugchassis angeordnet ist; Fig. 16 eine weitere schaubildliche Ansicht der Stütze gemäß den Fig. 5 und 6 zur Erläuterung der Funktionsweise bei der Absorption der Kollisionsenergie und Fig. 17 ein Diagramm der charakteristischen Energieabsorptionskurve einer Lenkvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Um die Vorteile der Vorrichtung gemäß der Erfindung deutlich zu machen, soll zuerst ein Beispiel einer in den Fig. 1 bis 4 dargestellten, üblichen einschiebbaren Lenksäuleanordnung beschrieben werden, d. h. eine Vorrichtung, bei welcher- die Lenksäule zurückweicht und welche eine Energieabsorptionseinrichtung besitzt, die die bei einem Zusammenstoß auftretende Energie durch plastische Deformation - während der Einschiebebewegung der Lenksäule absorbiert.
• Eine Lenksäule 60 besteht aus einem oberen Lenksäulenteil 61 und aus einem unteren Lenksäulenteil 62, welche mittels einer Rlffelversahnung 63, 64 miteinander verbunden sind, die eine relative Drehbewegung der Teile verhindert, jedoch eine relative axiale Bewegung hinsichtlich Auszug oder Einzug der Lenksäule ermöglicht. An dem oberen IAnksäulenteil ist ein Lenkrad 65 befestigt. Der -untere Lenksäulenteil 62 ist mittels einer Kupplung 66 mit dem Änschlußende eines Lenkgetriebes 68 verbunden, welches in einem Lenkgetriebegehäuse 67 untergebracht ist. Eine Lenksäulenhalterung 69 umschließt den oberen LAnksäulenteil 61 und den unteren Lenksäulentell 62 der Lenksäule 60 und lagert diese drehbar, Die Lenksäulenhalterung 69 ist mit einem energie-absorbierenden Teil 70 versehen, welches zusammenpreßbare Bälge enthält. Die Lenksäulenhalterung 69 ist an einem Instrumentenbrett 51 mittels einer Stütze 71 befestigt. Die Stütze 71 besteht, wie in Fig. 2 dargestellt, aus einem die Lenksäulenhalterung aufnehmenden Teil 72, welches die Lenksäule 69 umschließt und an dieser angeschweißt ist, einem Paar von Montagestegen 73, welche nach außen von den gegenüberliegenden Enden des die Lenksäule aufnehmenden Teiles abgebogen sind und aus einem Paar von Aufnahmestücken 75, welche Aussparungen 74 angepaßt sind1 die in den Montagestegen 73 vorgesehen sind. Jedes der Aufnahme stücke 75 ist an seinen gegenüberliegenden Schmalseiten mit Nuten 76 versehen, welche die seitlichen Randteile der Aussparungen 74 in den Montagestegen 73 umfassen. Weiterhin sind sie-je in ihrem Mittelteil mit einem längeren Schlitz 77 versehen, welcher je einen Bolzen 90 aufnehmen kann. Die ineinderpassenden Montagestege 73 und Aufnahmestücke 75 sind miteinander mittels Scherstiften 80 aus Plastikmaterial verbunden, welche durch die in den Montagestegen bzw.
• Aufnahmestegen vorgesehenen fluchtenden Öffnungen 78, 79 eingesetzt werden. Wenn dementsprechend ein Insasse oder der Fahrzeuglenker infolge der TrSghettskraft bei einem Frontalzusammenstoß nach vorne geschleudert wird und dabei auf das Lenkrad trlfft, werden bei einer einen bestimmten Grenzwert überschreitenden Belastung auf das Lenkrad die Scherstifte 80, welche die IEontagestege 73 und Aufnahmestücke 75 miteinander verbinden, abgeschert, so daß die abgebogenen Seitenstücke aus den Aufnahmestücken herausgleiten und die Lenksäule 60 in axialer Richtung sich einschiebt. Dabei unterliegt der energle-absorbierende Teil 70 der Lenksäulenhalterung 69 einer Stauchungsdeformation (plastische Deformation), wobei die Aufprallenergie absorbiert wird.
• Bei den obenbeschriebenen bekannten einschiebbaren Lenkvorrichtungen erfordert die Teleskopanordnung der Lenksäule eine entsprechend steife Halterung für die Lenksäule. Dementsprechend muß der energieabsorbierende Teil 70 der Lenksäulenhalterung 69 mit entsprechender Steifheit ausgebildet werden. Zusätzlich ist es erforderlich, daß das Zusammenpassen der Stütze 71 und der Aufnahmestücke 75 relativ satt erfolgt. Dementsprechend besteht bei einer Unfallkollision am Anfang ein relativ hoher Widerstand gegen die Einschiebebewegung, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Die in Fig. 3 dargestellte Energieabsorptionskurve ist also durch einen steilen Anstieg der Druckbelastung während der Anfangsstufe des Folgeaufpralls gekennzeichnet.
• Dies ist darauf zurückzuführen, daß auf die Lenksäulehalterung 69 die Maximalbelastung während der Anfangsstufe ihres Einschubhubes ausgeübt wird mit dem Erfolg, daß auf den Fahrzeuglenker eine entsprechend hohe Gegenkraft wirkt Außerdem ist der Gesamtbetrag der Energieabsorption verhältnismäßig gering, da ein wirksamer Energieabsorptionseffekt fehlt. Diese Tendenz wird noch je nach dem Winkel verstärkt, in welchem die Lenksäule 60 angeordnet ist. Wenn die Lenksäule In einem Winkel zur Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges steht, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, erzeugt der Folgeaufprall des Fahrzeugführers auf das Lenkrad 65 Kraftkomponenten in der Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeuges und in axialer Richtung der Lenksäule relativ zu der Stütze 71 und der Aufnahmeeinrichtung 75, so daß ein erhöhter Reibungswiderstand auftritt, wenn die Stütze unter Verwindung aus der Aufnahmeeinrichtung gleitet.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung unterscheidet sich von bekannten Vorrichtungen im wesentlichen im folgenden: Die Lenkvorrichtung gemäß der Erfindung enthält ein Lenkgetriebe, ein Lenkrad und eine Lenksäule, welche das Getriebe mit dem Lenkrad verbindet. Die Lenksäule besteht aus einem unteren Lenksäulenteil und einem oberen Lenksäulenteil, welche mittels einer Riffelverzahnung miteinander verbunden sind, so daß einerseits die Drehbewegung des Lenkrades übertragen wird, jedoch andererseits die beiden Teile sich axial einschieben können. Der obere Lenksäulenteil wird von einer Lenksäulenhalterung umgeben und von dieser gelagert, welche ebenfalls auch den unteren Lenksäul enteil umschließt. Die Lenksäulenhalterung ist an der Unterfläche des Instrumentenbrettes des Kraftfahrzeuges mittels einer Stütze be-festigt, die getrennt an der Lenksäulenhalterung befestigt ist. Die Stütze ist mit einem mtt ihr einstückig ausgebildeten Paßstück versehen, um die Lenksäulenhalterung mit ihr zu verbinden. Dieses Paßstück ist an seinem bisteil mit kurzen Einschnitten oder Kerben versehen, so daß die Stütze abgedreht wird, und zwar beginnend an den Kerben, wenn ein Fahtzeuglenker oder ein Insasse auf das Lenkrad bei einem Folgeaufprall aufschlägt'. Dieses abdrehen wird durch eine Biegedeformation oder eine plastische Deformation des Paßflansches zustandegebracht, wobei die Anordnung so ist, daß die Kollisionsenergie durch die Abscherbelastung und die Biegebelastung absorbiert wird.
• Bevorzugte Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind in den Fig. 5 bis 17 dargestellt.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 ist mit dem oberen Ende einer lenksäule 1 ein Lenkrad 6 verbunden. Das untere Ende der Lenksäule erstreckt sich durch die vordere Anschlußwand 50 der Fahrzeugkabine hindurch. Sie ist mittels einer Kupplung 8 mit dem Anschluß eines Lenkgetriebes 9 verbunden, welches in einem Lenkgetriebegehäuse 7 untergebracht ist. Die Lenksäule 1 ist. in einen oberen Teil 2 und einen unteren Teil 3 unterteilt, welche durch an ihnen angebrachte Riffelverzahnungen 4, 5 so miteinander verbunden sind, daß das Drehmoment des Lenkrades 6 auf das Lankgetriebe 9 übertragen wird, jedoch eine relative axiale Einschubbewegung der beiden Teile ermöglicht wird. Eine Lenksäulehalterung 10 umschließt den oberen und den unteren Lenksäulenteil 2, 3. In ihr wird die Lenksäule 1 mittels eines Lagers 11 drehbar gelagert, welches zwischen den oberen Enden der Lenksäule und der Lenksäulenhalterung angeordnet ist. Die Lenksäulenhalterung 10 ist in ihrer Mitte an dem Fahrzeugaufbau z.B. an der Unterfläche eines Instrumentenbrettes .51 mittels einer Stütze 12 befestigt, welche zur Absorption der Kollisionsenergie dient.
• Die Stütze 12 besitzt zwei im Abstand voneinander angeordnete Seitenplatten 12a, Befestigungslaschen 13,welche mit Öffnungen 14 zur Aufnahme von Befestigungsbolzen 21 versehen sind und ein die Seitenplatten 12a verbindendes Mittelstück 15. Das Mittelstück 15 besitzt eine Öffnung, welche die Lenksäulenhalterung 10 aufnimmt. Diese ist mit dem Mittelstück 15 verschweißt. An den Rändern der Seitenplatten 12a, und zwar dort, wo diese in das Mittelstück übergehen, sind sich axial erstreckende Kerben 16 einer bestimmten Länge vorgesehen, welche dazu bestimmt sind, der Verbiegung der Stütze 12 eine bestimmte Richtungstendenz zu verleihen und die auch die Verbiegung der Stütze erleichtern, wenn die Lenksäule 1 bei einem Aufprall des Fahrzeugführers auf das Lenkrad (Folgeaufprall) bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeuges sich einschiebt. Die Kerben brauchen nicht besonders iang zu sein. Damit die Stütze 12 eine höhere Halterungsfestigkeit besitzt, sind die Seitenplatten 12a mit Verstärkungsmitteln 17 versehen, welche aus einer größeren Anzahl von etwa sich vertikal erstreckenden Rippen 18 bestehen. Die Anzahl und der Richtungsverlauf der durch Ausbiegung entstandenen Rippen 18 kann zweckentsprechend variiert werden. Alternativ kann die Stütze auch dadurch verstärkt werden, daß die unteren Ränder der Seitenplatte abgebogen werden, so di3 stich nach innen erstreckende Leisten 19 ergeben, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Soweit die Verbiegung der Stütze 12 entsprechend den anzunehmenden verschiedenen Kollisionsbedingungen und der Wandsärke der Stütze vorausbestimmt werden kann, kann etne Verstärkung auch vorgesehen werden, indem ein Verblndungsstück 20 (Fig. 8) vorgesehen wird, welches die beiden Seitenplatten 12a an einer solchen Stelle mit einander verbindet, bis zu der sich das Verbiegen der Stütze nicht erstreckt.
• Die Stütze 12 ist an dem Instrumentenbrel;t 51 mittels Bolzen 21 befestigt, welche durch die Befestigungslaschen 13 verlaufen. Die Orientierung der Befestigung der Stütze ist so, daß die Seitenplatten 12a durch die Verschiebung der Längsäulenhalterung 10 abgedreht werden, d. h. das Mittelstück 15 liegt etwa parallel zu dem Lenkrad 6.
• Wenn erwünscht, kann das untere Ende der Lenksäulenhalterung 10 ebenfalls mit dem Instrumentenbrett 51 mittels einer weiteren Stütze 22 verbundes sein, um so eine zusätzliche Halterung für die Lenksäulenhalterung zu schaffen. In diesem Fall kann entsprechend einer bevorzugten Ausfiihrungs form eine Büchse 23 aus elastischem Material, z. B, aus Kautschuk, zwischen die Led!ksäulenhalterung 10 und die Stütze 22 eingesetzt werden, so daß jedoch @ Einschiebebewegung der Lenksäulenhalterung nicht vollständig blockiert wird.
• Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform kann die Stütze 12- wie dies in Fig. 9 dargestellt ist - mit Seitenplatten 12a versehen sein, welche dünnwandige Teile 12b im Aschluß und als Fortsetzung der Kerben 16 besitzen, d. h. in Richtung des Abbiegens oder Einreißens, um so den Betrag der Energieabsorption zu variieren. Die dünnwandigen Teile 12b dienen ebenfalls dazu, den Richtungsverlauf der Abbiegung wirkungsvoll aufrechtzuerhalten.
• Die Stütze 12 kann entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform auch, wie in Fig. 10 dargestellt, ausgebildet werden. Bei dieser Ausführungsform ist die Stütze allgemein gesprochen trogförmig ausgebildet, wobei die Verbindungswand (hier Oberwand) mit den die Bolzen aufnehmenden Öffnungen 25 versehen ist und dementsprechend als 33efestigungsglied 24 dient. Jede der Seitenplatten 12a hat einen nach innen abgebogenen Verbindungslappen 26, welcher an dem unteren Teil der Seitenplatte an einem Ende derselben ausgebüst ist. Die Verbindungslappen sind je mit Öffnungen 27 für Befestigungsbolzen versehen. In diesen Teilen der Seitenplatten sind angrenzend an die Abbiegestelle der ausgebüsten Lappen 26 Kerben 16 vorgesehen, die sich über eine bestimmte Länge erstrecken. Die Lenksäulenhalterung 10 hat in Zuordnung zu dieser Ausführungsform ein Befestigungsstück 29, welches mit ihr verschwelit oder sonstwie mit derselben verbunden ist Das Befestigungsstück hat Öffnungen 28 zur Aufnahme von Verbindungsbolzen Das Befestigungsstück wird an den Lappen 26 der Stücke mlttels Bolzen 30 befestigt, die sich durch die Löcher 27 und 28 erstrecken, In den Fig. 11A und 11B sind abgewandelte Ausführungsformen der Stütze dargestellt, bei welcher die einander gegenüberliegenden Seitenplatten 12a an ihren äußeren Enden mit Öffnungen 14 zur Aufnahme von Bolzen 21 versehen sind, so daß die Seitenplatten als Befestigungsteile zur Befestigung der Stütze an dem Instrumentenbrett 51 dienen können.
• Die Bodenplatte der Stütze bildet einen Befestigungsteil 15a, welcher die Lenksäulenhalterung 10 umfaßt oder tragt. An den Verbindungen zwischen den Seitenplatten und dem Befestigungsteil sind Kerben oder Nuten 16 vorgesehen. Die Stütze 12 wird an der Lenksäulenhalterung befestigt, indem der Befestigungsteil 15a entweder an die Unterfläche (Fig. 11A) oder an die Oberfläche (Fig. 11B) der Lenksäulenhalterung angeschweißt wird. Bei dieser Ausführungsform tritt aufgrund der infolge eines axialen Einschubes der Lenksäule 1 auftretenden Abwärtsbewegung der Lenksäulenhalterung 10 eine Drehung der Stütze 12 im Uhrzeigersinn nu die Bolzen 21 auf, wobei sich die Kräfte an den Kerben 16 konzentrieren und so das Einbiegen derselben einleiten.
• In den Fig. 12 und 13 ist eine abgewandelte Ausführungsform der in den Fig. 11A und 11B dargestellten energie-absorbierenden Stütze gezeigt. Diese Ausführungsform ist besonders für eine kippbare Lenksäule geeignet, d.h. für eine solche, bei der der Anstiegswinkel einstellbar ist.
• Die Lenksäule l ist - was jedoch nicht dargestellt ist - an ihrer Verbindung mit dem Lenkgetriebe drehbar befestigt. Zur Anpassung an die Einstellung des Anstellwinkels der Lenksäule 1 ist die energieabsorbierende Stütze 12 an der Unterfläche des Instrumentenbrettes 51 mittels eines Gelenkmechanismus 32 verbunden. Zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenplatten 12a der Stütze ist ein Kragen 31 bebefestigt Der Gelenkmechanismus 32 besteht aus einem Paar Befesttgungsteilen 33, welche an dem Instrumentenbrett 51 mittels Bolzen 39 befestigt sind, einem die Energie absorbierende Stütze 12 drehbar lagernden Lagersift 34, einem Halter 35 zur Halterung des Lager-Stiftes und einer Spannscheibe 36> welche das Ende des Lagerstiftes aufnimmt. Durch Drehen der Spannscheibe 36 kann die Stütze 12 fest mit den Befestigungsstellen 33 verspannt werden. Der Stift 34 ist auf eine der Befestigungsplatten 35 35 aufgeschraubt, Er erstreckt sich durch Schlitze 38 in den Befestigungsstellen 33 und dem Kragen 31. An der gegenüberliegenden Platte des Befestigungsteiles 35 ist die Scehibe 36 aufgeschraubt, wobei die Scheibe mit einer Bohrung 37 zur Aufnahme des Endes des Stiftes 34 versehen ist. Mittels der Scheibe 36 kann also die Stütze 12 an die Befestigungsteile 33 fest angespannt werden, Die Schlitze 38 in den Befestigungsteilen sind in Querrichtung verlängert, so daß der Stift 34 eine beschränkte Bewegung ausführen kann, wobei die Einstellung des Anstellwinkels der Lenksäule 1 ermöglicht wird. Die Wirkungsweise ist folgende Bei der nach unten gerichteten Bewegung der Lenksäulenhalterung 10 aufgrund der axialen Einschiebebewegung der Lenksäule 1 tritt eine im Uhrzeigersinn verlaufende Drehbewegung der Stütze 12 um den Stift 34 des Gelenkmechanismus 32 auf, wobei sich die Kräfte an den Kerben 16 konzentrieren, so daß es zu dem Einliegen der Stütze kommt.
• Anstelle, daß eine getrennte energie-absorbierende Stütze mit der Lenksäulenhalterung 10 verbunden wird, kann auch, wie dies aus Fig.14 ersichtlich ist, die Stütze aus einem Stück mit der Lenksäulenhalterung hergestellt werden. Bei der in Fig. 14 dargestellten Ausführungsform ist ein Paar einander gegenüberliegender Stützglieder 40 an der Lenksäulenhalterung 10 abstehend an geeigneten Stellen oberhalb des unteren Endes der Lenksäulenhalterung angeordnet Die Stützglieder sind mit Öffnungen 41 zur Aufnahme von Bolzen 19 versehen In der Wand der Lenksäulenhalterung in der Nähe der Verbindungsstellen der Stützteile sind kurze Kerben 17 vorgesehen. Wenn die Lenksäulenhalterung 10 mit den Stützteilen 40 an einem Instrumentenbrett mittels Bolzen 19 befestigt wlrd, wirkt die Lenksäulenhalterung gleichzeitig als Stütze, wobei sie die Aubrallenergie absorbiert, wenn die Lenksäulenhalterung abgeschert wird.
• Die Wirkumngsweise der Lenkanordnung gemäß der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die In den Fig. 5 und 6 dargestelite Ausführungsform einer Stütze beschrteben: Wenn der Fahrzeugführer oder ein Insasse des Fahrzeuges aufgrund der Triigheitskraft bei einem Frontalzusammenstoß des Kraftfahrzeuges mit entsprechender Wucht auf das Lenkrad 6 auftrifft (sogenannter Folgeaufprall), dann schiebt sich die Lenksäule 1, welche aus den teleskopisch miteinander verbundenen oberen und unteren Lenksäulenteilen 2 und 3 besteht, in axialer Richtung mit der mit ihr verbundenen Lenksäulenhalterung 10 in axialer Richtung zusammen. Auf diese Weise wird also eine übergroße Auftreffenergie auf das Verbindungsteil 15 der Stütze 12 durch den oberen Lenksäulenteil 2 und die Lenksäulenhalterung 10 übertragen. Aus diesen Grund wird das Verbindungsteil unter dem Einfluß der übergroßen Aufprallenergie nach innen gebogen, und zwar indem sie sich einrollt, wie dieß aus Fig. 16 ersichtlich ist. Wenn die plastische Deformation des Verbindungsteils 15 den Fußteil desselben - an welchem das Verbindungsteil von der Stütze absteht - erreicht, dann beginnt an den Seitenplatten 12a der Stütze das Einreißen an den Kerben 16. Das Einreißen der Seitenplatten 12a ist von einer plastischen Deformation derjenigen Teile der Seitenplatten begleitet, die an den Fuß des Verbindungsteile angrenzen und die abgeschert werden. Auf diese Weise wird die Kollisionenergie in Form der Einreißbelastung der Stütze 12 und der Biegebelastung aufgrund der plastischen Deforkation absorbiert. Wie aus Fig. 17 ersichtlich ist, in welcher die energie-absorbierende charakteristische Kurve dargestellt ist, hat bei Auftreten des Folgeaufpralls die charakteristische Kurve am Anfang einen proportionalen Anstieg bis zu einem bestimmten Belastungspunkt 0. Diese liegt in einem Bereich, in welchem das Verbindungeglied 15 der plastischen Deformation ausgesetzt ist, wobei nun diese Deformation bis zu dem Fußpunkt des Verbindungsteils 15 fortschreitet, bis die Seitenplatten 12a der Stütze mit dem Reißen beginnen. Von dem Punkt O an bleibt nun die Belastung Im wesentlichen konstant, und zwar aufgrund der auf die gegenüberliegenden Seitenplatten 12a wirkenden Scherwirkung und aufgrund der plastischen Deformation derjenigen Teile, die von dem Körper der Stütze abgeschert werden. Wenn die Seitenplatten 12a mit Rippen 18 versehen sind und sich das Einbiegen bis zu einer solchen Rippe fortgesetzt hat, werden davon die energieabsorbierenden Charakteristiken nicht berührt, da sich ja insoweit keine Änderung der Wandstärke in den Seitenplatten ergibt.
• Auf diese Weise liefert also die Vorrichtung gemäß der Erfindung stabile energie-absorbierende Charakte ristiken aufgrund der kombinierten Effekte der plastischen Deformation und der Scherwirkung, wobei zusätzlich ein entsprechend höherer Betrag der Energieabsorption anfäUt. Dies entspricht dem beabsichtigten Zweck des Schutzes der Fahrzeuginsassen, indem der auf sie wirkende Rückstoß entsprechend aufgefangen wird.
• Wenn die Lenkanordnung in einem Winkel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges angeordnet ist, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, ergeben sich gemäß der vorliegenden Erfindung ähnliche Energieabsorptionscharakteristlken wie beschrleben, da bei dem Folgeauiprall die einander gegenüberliegenden Seitenpiatten 12a im wesentlichen zugleich einer plastischen Deformation und einer Scherwirkung unterliegen.
• Weiterhin wird im Falle einer Lenkanordnung die in einem steilen Winkel, wie in Fig. 15 dargestellt, angeordnet ist, wie dies bei Fahrzeugen mit hochgelegener Piihrerkabine der Fall ist, die Kollisionsenergie bei einem Frontalzusammenstoß auf die Lenksäule in Scherrichtung wirken. Diese Energie kann jedoch von der Stütze 12 gemäß der Erfindung ebenfalls wirksam absorbiert werden. In diesem Fall sind die einander gegentiberliegenden Seitenplatten 12a der Stütze 12 je an ihrem Ende mit einer Befestigungslasche 13 versehen, die aus der Stütze ausgebogen ist. In dlesen Teilen der Stütze sind Kerben 16 in der Nähe der Fußpunkte der Befestigungslaschenl3 vorgesehen4 Die Befestigungslaschen können an ihren Fußpunkten leicht nach außen erweitert sein, um die- Scherwirkung auf die Befestigungslaschen bei dem Folgeaufprall sicherzustellen.
• Wenn bei dieser Ausbildung die Lenksäulenhalterung 10 zusammen mit der Lenksäule 1 bei einem Fotgeaufprall in Scherrichtung, also In Fahrtrichtung des Fahrzeuges, belastet wird, so daß die einander gegentiberliegenden Seitenplatten 12a der Stütze abgeschert werden, nachdem die plastische Deformation der Befestigungslaschen 13 erfolgt ist, so wird dadurch die Aufprallenergie ebenso wirksam absorbiert wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
• Aufgrund der vorgesehenen und beschriebenen Verstärkungen liefert die Stütze 12 gemäß der Erfindung eine ausreichende Tragsteifigkeit auch für verhältnismäßig schwere Lenkvorrichtungen, ohne daß jedoch die Kapazität znr Aufnahme der Kollisionsenergie dadurch nachteilig beeinflußt wird.
• Im gegensatz zu den bekannten Lenkvorrichtungen, welche die Fähigkeit zur Energieabsorbtion Haben, sicht die vorliegende Erfindung eine die Lenksäulenhalterung tragende Stütze vor, welche selbst als energieabsorbierendes Glied wirkt und die trotzdem von einfachem Aufbau ist.
• Dementsprechend besteht die energie-absorbierende Lenkeinrichtung gemäß der Erfindung einerseits aus einer gegenüber dem bekannten Stand der Technik verminderten Anzahl von Teilen. Sie kann dementsprechend mit verhältnismäßig geringen Kosten in einfacher Weise hergestellt werden.

Claims (7)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Lenken eines Fahrzeuges mit einer Lenksäule, die an ihrem einen Ende ein Lenkrad und an ihrem anderen Ende ein Lenkgetriebe trägt und mit einer Lenksäulenhalterung, in welcher die Lenksäule drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenksäulenhalterung mittels einer Stütze mit dem Fahrzeugkörper verbunden ist, welche bei einem Frontalzusammenstoß des Fahrzeuges unter der Belastung eines auf das Lenkrad wirkenden Folgeaufpralles in der Bewegungsrichtung der Lenksäulenhalterung einreißt und abschert und dabei die Energie des Folgeaufpralles absorbiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenksäule in bekannter Weise aus in axialer Richtung gleitend ineinander gepaßten oberen und unteren Lenksäulenteilen besteht, so daß sich die Lenksäule in axialer Richtung einschieben läßt, jedoch die Drehbewegung des Lenkrades auf das Lenkgetriebe überträgt und bei der der obere Lenksäulenteil in der Lenksäulenhalterung drehbar gelagert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze mit Kerben versehen ist, um das Einreißen der Stütze in der Bewegungsrichtung der Lenksäulenhalterung zu erleichtern, wenn die Lenksäule in axialer Richtung relativ zu der Stütze sich einschiebt.

4. Vorrichtung nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet* daß die Stütze einerseits mit Kerben versehen ist, welche das Einreißen der Stütze in der Bewegungsrichtung der Lenksäulenhalterung erleichtern und daß sie andererseits mit dünnwandigen Teilen versehen ist, die sich an die Kerben anschließen, so daß dementsprechend die Einreißrichtung zwangsläufig gegeben ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze mit Verstärkungsmitteln versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze an dem Fahrzeugkörper drehbar abgeoranet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze an dem Fahrzeugkörper sowohl für eine vertikale Einstellung als auch für eine Drehbewegung mittels eines. Gelenkmechanismus befestigt ist.

.8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze dadurch gebildet wird, daß ein Teil der Lenksäulenhalterung ausgeflanscht ist und daß an dem Fußpunkt der so ausgeflanschten Stütze Kerben vorgesehen sind.

L e e r s e i t e