DE4138239A1

DE4138239A1 - Shock absorber device on steering column of motor vehicle - has curved track on absorber sections to produce resistance forces, for even support force on baffle element

Info

Publication number: DE4138239A1
Application number: DE19914138239
Authority: DE
Inventors: Roland Koenig; Ilhami Aksit
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1991-11-21
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1993-05-27

Abstract

An radial extension on the inner section (6) and/or a radial constriction on the outer section, are formed by a curved track. The track acts with either inner or outer section, dependant upon the movement distance of the yielding support (steering column 1), for a more even support force on the baffle element (steering wheel 7). The inner section is a flat body on whose narrow side the curved track runs symmetrically to the longitudinal axis (12). The outer section (3) is part of the carriage and is parallel to the adjustable direction of the yielding support inlet opening (10) of the inner section.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßfangeinrichtung, insbe sondere an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Mit der Stoßfangeinrichtung kann beispielsweise ein un fallbedingter Aufprall des Fahrzeuglenkers eines Kraft fahrzeugs auf das Lenkrad gedämpft werden, um Ver letzungen zu vermeiden.The invention relates to a bumper device, in particular special on the steering column of a motor vehicle, with the The preamble of claim 1 features specified. With the bumper device, for example, a un case-related impact of the driver of a force be damped on the steering wheel to Ver to avoid the consequences.

Eine derartige Stoßfangeinrichtung ist durch die DE-OS 22 32 836 bekannt, die zwei koaxial hintereinander angeordnete röhrenförmige Elemente aufweist, die zur Energieabsorption durch plastische Verformung des schwä cheren Elements axial ineinanderschiebbar sind. In die rohrförmigen Elemente können Deformationen eingebracht und ihre Querschnitte unterschiedlich ausgebildet sein, um eine gewünschte Kraft beim Zusammenschieben der Ele mente zu erreichen. Besonders nachteilig ist, daß die Kraft beim Zusammenschieben der rohrförmigen Elemente etwa konstant ist und deshalb nicht berücksichtigt werden kann, wenn ein im Verstellweg der Lenksäule oder der rohrförmigen Elemente angeordnetes Fahrzeugteil eine die Nachgiebigkeit des Lenkrades vermindernde Widerstands kraft bewirkt, die beim Aufprall des Fahrzeuglenkers auf das Lenkrad Verletzungen verursachen kann.Such a bumper device is by DE-OS 22 32 836 known, the two coaxially one behind the other arranged tubular elements which for Energy absorption through plastic deformation of the black Cheren elements are axially slidable. In the tubular elements can introduce deformations and their cross sections are designed differently, to a desired force when pushing the Ele to achieve. It is particularly disadvantageous that the Force when pushing the tubular elements together is approximately constant and is therefore not taken into account can, if one in the adjustment of the steering column or the tubular elements arranged vehicle part a Resistance of the steering wheel reducing resistance force caused by the impact of the vehicle driver the steering wheel can cause injury.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stoßfang einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, die im Zusammenwirken des Innenteiles mit dem Außenteil eine nahezu beliebige Widerstandskraft ermög licht, um auch bei im Verstellweg der Stoßfangeinrichtung angeordneten Bauteilen eine gleiche oder gleichmäßig sich ändernde Nachgiebigkeit der Stoßfangeinrichtung zu errei chen.The invention has for its object a bumper Device according to the preamble of claim 1 specify that in cooperation of the inner part with the External part allows almost any resistance light in order also in the adjustment path of the bumper device arranged components are the same or even to achieve changing flexibility of the bumper device chen.

Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Pa tentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besonders vorteilhaft ist, daß mit der beliebig vorgebbaren Kurven bahn eine von dem Innen- und Außenteil erzeugte Wider standskraft zu erreichen ist, die andere Widerstands kräfte, die beispielsweise durch im Verstellbereich der Stoßfangeinrichtung angeordnete Bauteile verursacht sein können, so ausgleichen kann, daß die Abstützkraft an dem Prallelement etwa gleich bleibt, oder sich weitgehend gleichmäßig ändert. Die von dem Innenteil und dem Außen teil erzeugte Widerstandskraft kann in Abhängigkeit von der nachgebenden Stoßfangeinrichtung sowohl zu- als auch wieder abnehmen. Die mit einer gleichen oder gleichmäßig sich ändernden Abstützkraft verbundene Nachgiebigkeit der Stoßfangeinrichtung kann bei einer Verwendung an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs Verletzungen des Fahr zeuglenkers beim Aufprall auf das Lenkrad auch dann ver meiden, wenn Bauteile beispielsweise im Verstellbereich der Lenksäule, der Lenkwelle oder des Lenkrades angeord net sind.This task is characterized by the characteristics of Pa Tent claim 1 specified features solved. Especially it is advantageous that with the arbitrarily definable curves path a generated by the inner and outer part the other resistance forces, for example, in the adjustment range of the Bumper device arranged components may be caused can compensate so that the support force on the Impact element remains approximately the same, or largely changes evenly. The one from the inside and the outside Partly generated resistance can depend on to the yielding bumper device too take off again. The same or even changing support force associated resilience of the Bumper device can be used on the Steering column of a motor vehicle Driving injuries verlenker on impact with the steering wheel even then Avoid if components are in the adjustment range, for example the steering column, the steering shaft or the steering wheel are not.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegen stand von Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention are counter stood by subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen An embodiment of the invention is based on a Drawing explained in more detail. Show it

Fig. 1 eine Seitenansicht der Lenksäule eines Kraft fahrzeugs, Fig. 1 is a side view of the steering column of a motor vehicle,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das in einem Außenteil axial verstellbare Innenteil und Fig. 2 shows a longitudinal section through the axially adjustable inner part in an outer part and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von dem Außen- und dem Innenteil. Fig. 3 is a perspective view of the outer and inner parts.

Die in Fig. 1 abgebildete Stoßfangeinrichtung ist an der in Seitenansicht dargestellten Lenksäule 1 eines Kraft fahrzeugs vorgesehen und weist ein an der Fahrzeugkaros serie 2 fest angeordnetes Außenteil 3 und ein darin etwa parallel zur Achse 4 einer oberen Lenkwelle 5 verschieb bares Innenteil 6 auf. Die obere Lenkwelle 5 ist mit einem Lenkrad 7 verbunden und beispielsweise über eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung zur Anpassung an den Fahrzeuglenker axial verstellbar an der Lenksäule 1 abgestützt. Die Lenksäule 1 ist bei dem Ausführungsbei spiel an Befestigungsstellen 8, 8′ derart mit der Fahr zeugkarosserie 2 verbunden, daß die Lenksäule 1 bei einem unfallbedingten Aufprall (Kraft F) des Fahrzeuglenkers auf das Lenkrad 7 um das Maß S axial nachgeben kann. Ist die Lenksäule 7 um das Maß S nach vorne verlagert, so be findet sich das Lenkrad 7 in seiner durch eine ausgezo gene Umrißlinie 7′ dargestellten Lage ebenfalls um das Maß S weiter vorne.The bumper device shown in Fig. 1 is provided on the steering column 1 of a motor vehicle shown in side view and has a fixed to the vehicle body series 2 outer part 3 and an approximately parallel to the axis 4 of an upper steering shaft 5 displaceable inner part 6 . The upper steering shaft 5 is connected to a steering wheel 7 and, for example, is axially adjustably supported on the steering column 1 via an adjusting device (not shown) for adaptation to the vehicle driver. The steering column 1 is at the Ausführungsbei game at attachment points 8 , 8 'connected to the vehicle body 2 that the steering column 1 in an accident-related impact (force F) of the vehicle driver on the steering wheel 7 can yield axially by the dimension S. If the steering column 7 is shifted to the front by the dimension S, then the steering wheel 7 will also be located in its position shown by a drawn outline 7 'by the dimension S further forward.

Wie anhand von Fig. 2 erkennbar ist, wird bei diesem axialen Nachgeben der Lenksäule bzw. des Lenkrades das im vorderen Bereich bei 9 über nicht dargestellte Verbin dungsmittel mit der Lenksäule 1 verbundene Innenteil 6 um das Maß S in einer Durchtrittsöffnung 10 des ortsfesten Außenteiles 3 nach vorne verlagert. Durch die bei 9 vor dere Befestigung des Innenteiles 6 an der Lenksäule wird erreicht, daß das Innenteil 6 beim Nachgeben der Lenk säule von der Lenksäule zugbelastet ist und dadurch nicht ausknicken kann. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das Innenteil 6 als zungenartiger Flachkörper gebildet und in dem Verstellbereich S an beiden Schmalseiten jeweils mit einer Kurvenbahn 11, 11′ versehen, die zur Längsachse 12 des Innenteiles 6 symmetrisch ausgebildet sind. Bei dem Ausführungsbeispiel weist die Durchtrittsöffnung 10 eine umlaufende oder lediglich in dem mit der Kurvenbahn 11, 11′ zusammenwirkenden Bereich eine Einlaufschräge 14 auf. Außerdem weist die Durchtrittsöffnung 10 auf der den Kur venbahnen 11, 11′ abgewandten Seite eine umlaufende oder lediglich im Verstellbereich der Kurvenbahnen 11, 11′ vorgesehene kegelförmige Erweiterung 15 auf. Die Kurven bahn 11 bzw. 11′ ist gegenüber der engsten Stelle 13 der Durchtrittsöffnung 10 radial erweitert und wird im Zusam menwirken mit dem Außenteil 3 bei einer Verlagerung des Innenteiles 6 um das Maß S plastisch verformt, um den Aufprall des Fahrzeuglenkers auf das Lenkrad zu dämpfen. Die Kurvenbahnen 11, 11′ sind so ausgebildet, daß durch die plastische Verformung beim Nachgeben der Lenksäule eine gewünschte Widerstandskraft erreicht wird, die zu sammen mit der von einem nicht dargestellten Bauteil im Verstellweg der Lenksäule, des Lenkrades oder der Lenk welle bewirkten Widerstandskraft eine gleiche oder gleichmäßig sich ändernde Abstützkraft an dem nach gebenden Lenkrad bewirkt. Die Kurvenbahn 11 bzw. 11′ kann hierzu beliebig geformt sein und ein- oder mehrmals eine zunehmende und/oder abnehmende und/oder eine bereichs weise gleiche Widerstandskraft in dem Verstellweg bewir ken. Bei der beschriebenen Ausführung ist durch einen von dem Außenteil 3 nach innen abstehenden Steg 16, der in eine in der breiten Seitenfläche des Innenteiles 6 ausge bildete Führungsbahn 17 eingreift, eine Längsführung ge bildet, die beim Nachgeben der Lenksäule bzw. des Lenkra des das Innenteil 6 zusätzlich gegenüber dem Außenteil 3 führt. Um ein Verklemmen bei einer Relativverlagerung des Steges 16 in der Führungsbahn 17 zu vermeiden, ist die Führungsbahn 17 bei dieser Ausführung seitlich und zur Längsachse 12 symmetrisch zu den Kurvenbahnen 11, 11′ freigeschnitten. Die Führungsbahn 17 durchdringt bei dem Ausführungsbeispiel das Innenteil 6 und könnte ebenso durch eine Vertiefung in dem Innenteil gebildet sein.As can be seen from FIG. 2, in this axial yielding of the steering column or the steering wheel, the inner part 6 connected to the steering column 1 in the front region at 9 via connecting means (not shown ) by the dimension S in a passage opening 10 of the stationary outer part 3 shifted forward. By at 9 before fastening the inner part 6 to the steering column it is achieved that the inner part 6 is given tensile load by the steering column when the steering column yields and therefore cannot buckle. In the embodiment, the inner part 6 is formed as a tongue-like flat body and is provided in the adjustment area S on both narrow sides with a curved path 11 , 11 ', which are symmetrical to the longitudinal axis 12 of the inner part 6 . In the embodiment, the passage opening 10 has a circumferential or only in the area cooperating with the curved path 11 , 11 'an inlet slope 14 . In addition, the passage opening 10 on the side facing away from the cure ven webs 11 , 11 'has a circumferential or conical extension 15 provided only in the adjustment region of the cam tracks 11 , 11 '. The curve path 11 or 11 'is radially expanded relative to the narrowest point 13 of the passage opening 10 and is plastically deformed in cooperation with the outer part 3 when the inner part 6 is displaced by the dimension S in order to reduce the impact of the vehicle driver on the steering wheel dampen. The cam tracks 11 , 11 'are designed such that a desired resistance force is achieved by the plastic deformation when the steering column gives way, which is the same to the resistance force caused by a component not shown in the adjustment path of the steering column, the steering wheel or the steering shaft or evenly changing support force on the yielding steering wheel. The cam track 11 or 11 'can be shaped as desired and one or more times an increasing and / or decreasing and / or a region-wise equal resistance force in the adjustment path ken. In the described embodiment is by a from the outer part 3 inwardly projecting web 16 , which engages in a in the wide side surface of the inner part 6 formed guideway 17 , a longitudinal guide ge forms the inner part when yielding the steering column or the Lenkra 6 additionally leads to the outer part 3 . In order to avoid jamming during a relative displacement of the web 16 in the guideway 17 , the guideway 17 in this embodiment is cut out laterally and to the longitudinal axis 12 symmetrically to the cam tracks 11 , 11 '. In the exemplary embodiment, the guideway 17 penetrates the inner part 6 and could likewise be formed by a depression in the inner part.

Aus der perspektivischen Ansicht gemäß Fig. 3 ist der bei der beschriebenen Ausführung jeweils rechteckförmige Querschnitt des Innenteiles 6 und des Außenteiles 3 er kennbar. Zur Verdeutlichung der Lage der Teile zueinander sind weiter Bezugszeichen für die Führungsbahn 17, die Kurvenbahnen 11, 11′ und die bei 9 gewählte Befestigungs stelle des Innenteiles an der Lenksäule angegeben.From the perspective view according to FIG. 3, the rectangular cross-section of the inner part 6 and the outer part 3 in the embodiment described is recognizable. To clarify the position of the parts to each other, reference numerals for the guide track 17 , the cam tracks 11 , 11 'and the selected at 9 mounting point of the inner part on the steering column are given.

Die Erfindung wurde anhand eines einzigen Ausführungsbei spiels erläutert, auf das der Erfindungsgegenstand nicht eingeschränkt ist. Die Form des Innenteiles und des Außenteiles ist an sich beliebig. Besonders vorteilhaft ist jedoch eine mit dem Ausführungsbeispiel vergleichbare flache Bauweise, da diese den erforderlichen Bauraum kaum erhöht. Das Innenteil und/oder das Außenteil können durch zusätzliche Bauteile oder durch ohnehin vorhandene Fahr zeugteile wie beispielsweise eine obere und eine untere Lenkwelle gebildet sein, die axial ineinanderschiebbar sind. Eine Kurvenbahn kann sowohl an dem Innenteil als auch an dem Außenteil entsprechend radial nach innen oder nach außen vorstehend gebildet sein. Ist das eine radiale Erweiterung bildende Innenteil und/oder das eine radiale Verengung bildende Außenteil ein separates Teil, so läßt sich dieses leicht austauschen und durch ein angepaßtes Teil, beispielsweise bei unterschiedlichen Fahrzeugen eines Fahrzeugherstellers, durch ein an das jeweilige Fahrzeug angepaßtes Teil ersetzen. Die bei dem Ausführungsbeispiel durch einen von dem Außenteil abste henden Steg und eine Führungsbahn in dem Innenteil gebil dete Führung kann auch auf andere Weise gebildet sein oder entfallen. Mit der Stoßfangeinrichtung kann die Ab stützkraft eines Aufprallelements in einem weiten Bereich vorgegeben werden, beispielsweise um unfallbedingte Ver letzungen zu vermeiden. Die Stoßfangeinrichtung ist viel seitig anwendbar und nicht auf die Anwendung an einem vorderen oder hinteren Stoßfänger, bzw. eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs beschränkt. Zur Energieabsorption kann das Außenteil und/oder das Innenteil plastisch ver formbar sein.The invention has been accomplished in a single embodiment game explained, to which the subject of the invention is not is restricted. The shape of the inner part and the External part is arbitrary in itself. Particularly advantageous is, however, comparable with the exemplary embodiment Flat design, since it hardly takes up the space required elevated. The inner part and / or the outer part can by additional components or due to already existing driving parts such as an upper and a lower Steering shaft to be formed, which can be axially pushed into one another are. A cam track can both on the inner part also radially inwards or on the outer part projecting outward. Is that a radial one? Extension forming inner part and / or the radial one Constriction-forming outer part is a separate part, so lets exchange this easily and with a customized one Part, for example in different vehicles of a vehicle manufacturer, by one to the respective Replace vehicle-adapted part. The one at the Exemplary embodiment by one from the outer part web and a guideway in the inner part The leadership can also be formed in other ways or omitted. With the bumper device, the Ab supporting force of a collision element in a wide range be specified, for example to accident-related Ver to avoid the consequences. The bumper device is a lot mutually applicable and not for use on one front or rear bumper, or a steering column of a motor vehicle limited. For energy absorption can ver the outer part and / or the inner part plastically be malleable.

Claims

1. Stoßfangeinrichtung, insbesondere an der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, mit einer Stütze, an der ein mit einem Prallelement verbundener Halter abgestützt ist, und die Stütze ab einer vorgegebenen Belastung des Prallelements in Belastungsrichtung nachgibt, wodurch sich ein mit einer radialen Erweiterung ver sehenes Innenteil gegenüber einem radial kleineren Außenteil relativ zueinander axial verlagern und da bei eine plastische Verformung des Innenteiles und/oder des Außenteiles bewirken, dadurch gekenn zeichnet, daß die radiale Erweiterung an dem Innen teil (6) und/oder eine radiale Verengung an dem Außenteil durch eine Kurvenbahn (11, 11′) gebildet ist, die im Zusammenwirken mit dem anderen Teil, dem Innen- oder Außenteil (6), in Abhängigkeit von dem Verstellweg der nachgebenden Stütze (Lenksäule 1) einen vorgegebenen Kraftverlauf und damit eine gleichmäßigere Abstützkraft an dem Prallelement (Lenkrad 7) bewirkt.1. bumper device, in particular on the steering column of a motor vehicle, with a support on which a holder connected to a baffle element is supported, and the support yields from a predetermined load on the baffle element in the direction of loading, whereby a ver with a radial expansion inner part opposite axially shift a radially smaller outer part relative to each other and cause a plastic deformation of the inner part and / or the outer part, characterized in that the radial expansion on the inner part ( 6 ) and / or a radial narrowing on the outer part by a curved path ( 11 , 11 ') is formed, which in cooperation with the other part, the inner or outer part ( 6 ), depending on the adjustment of the yielding support (steering column 1 ) a predetermined force profile and thus a more uniform support force on the impact element ( Steering wheel 7 ) causes.

2. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Innenteil (6) ein Flachkörper ist und an einer schmalen Seitenfläche des Flachkörpers (Innenteil 6) die Kurvenbahn (11, 11′) ausgebildet ist.2. Bumper device according to claim 1, characterized in that the inner part ( 6 ) is a flat body and on a narrow side surface of the flat body (inner part 6 ) the cam track ( 11 , 11 ') is formed.

3. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß an beiden schmalen Seitenflächen des Flachkörpers (Innenteil 6) symmetrisch zur Längsachse (12) jeweils eine Kurvenbahn (11, 11′) vorgesehen ist. 3. bumper device according to claim 2, characterized in that on both narrow side surfaces of the flat body (inner part 6 ) symmetrical to the longitudinal axis ( 12 ) each have a curved path ( 11 , 11 ') is provided.

4. Stoßfangeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (3) ka rosseriefest angeordnet ist und eine etwa parallel zur Verstellrichtung der Stütze (Lenksäule 1) ver laufende Durchtrittsöffnung (10) für das Innenteil (6) aufweist und die Innenweite der Durchtrittsöff nung (10) im wesentlichen kleiner als die Breite des Innenteiles (6) im Bereich der Kurvenbahn (11, 11′) ist.4. bumper device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer part ( 3 ) is arranged ka rosseriefest and an approximately parallel to the direction of adjustment of the support (steering column 1 ) ver running opening ( 10 ) for the inner part ( 6 ) and the inner width of the passage opening ( 10 ) is substantially smaller than the width of the inner part ( 6 ) in the region of the cam track ( 11 , 11 ').

5. Stoßfangeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (6) von dem Prallelement (Lenkrad 7) abgewandt vor dem Außenteil (3) mit der Stütze (Lenksäule 1) verbunden ist, die dadurch beim axialen Nachgeben das Innen teil (6) zugbelastet.5. Bumper device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inner part ( 6 ) facing away from the impact element (steering wheel 7 ) in front of the outer part ( 3 ) with the support (steering column 1 ), which thereby the axial yielding Inner part ( 6 ) tensile.

6. Stoßfangeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einer breiten Sei tenfläche des Flachkörpers (Innenteil 6) eine Füh rungsbahn (17) ausgebildet ist, in die ein von dem Außenteil (3) nach innen abstehender Steg (16) ein greift, der beim axialen Nachgeben der Stütze (Lenksäule 1) das Innenteil (6) gegenüber dem Außen teil (3) zusätzlich führt.6. Bumper device according to one of claims 2 to 5, characterized in that in a broad Be tenfläche the flat body (inner part 6 ) a Füh approximately web ( 17 ) is formed, in which a from the outer part ( 3 ) projecting inwardly web ( 16 ) engages, the axial part of the support (steering column 1 ), the inner part ( 6 ) relative to the outer part ( 3 ) also leads.

7. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Führungsbahn (17) das Innenteil (6) durchdringt und zur Kurvenbahn (11, 11′) derart freigeschnitten ist, daß bei einer plastischen Ver formung des Innenteiles (6) und/oder des Außenteiles der Steg (16) in der Führungsbahn (17) nicht ver klemmt.7. bumper device according to claim 6, characterized in that the guide track ( 17 ) penetrates the inner part ( 6 ) and to the cam track ( 11 , 11 ') is cut out such that with a plastic deformation of the inner part ( 6 ) and / or the outer part of the web ( 16 ) in the guideway ( 17 ) does not jam ver.