DE4314416C1 - Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzug mit einem Lenkrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad, das in seiner Betriebsposition mittels einer Sperreinrichtung gehalten ist, der zum Ermöglichen eines Verschiebens des Lenkrades in Richtung zu einem Armaturen­ brett hin bei einem Frontalaufprall des Fahrzeuges ein auslösen­ der Lösemechanismus zugeordnet ist.

Bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art (DE 22 46 078 C2) ist ein Beschleunigungssensor vorgesehen, der eine Sperrein­ richtung löst, die zwischen zwei teleskopartig zusammenschieb­ baren Teilen der Lenksäule angeordnet ist. Bei einer ähnlichen Bauart (DE 39 27 868 A1) löst ein Beschleunigungssensor einen Kraftspeicher aus, der das Lenkrad aus dem möglichen Aufprall­ bereich des Fahrzeuglenkers zurückzieht. Derartige Beschleuni­ gungssensoren erfordern eine diffizile Auslegung, damit sie im richtigen Moment ansprechen, nicht schon bei zu kleinen Be­ schleunigungen, jedoch auch nicht erst bei zu großen Beschleuni­ gungen.

Bei einem Fahrzeug mit Mittel- oder Heckmotor ist es bekannt (EP 02 34 003 B1), im Fahrzeugvorbau ein drucksteifes Längsglied anzuordnen, das mittels eines Seilzuges eine Sicherheitseinrich­ tung betätigt, beispielsweise indem der Seilzug ein Lenkrad aus dem Aufprallbereich des Fahrzeuglenkers herauszieht. Diese Ein­ richtung funktioniert nicht, wenn ein Frontalaufprall versetzt auftritt, so daß das drucksteife Längsglied nicht getroffen und nicht in Fahrzeuglängsrichtung verschoben wird.

Es ist auch bekannt (DE 37 36 949 A1), das Lenkrad mittels ei­ nes Bowdenzuges nach vorne zu ziehen. Die Seele dieses Bowden­ zugs ist vorne an einem bei einer Kollision zunächst nicht in seiner Position veränderten Teil angebracht. Die druckstabile Hülle wird an einem sehr frühzeitig bei einer Kollision relativ bewegten Teil angebracht, insbesondere an dem Stoßfänger. Da­ durch soll eine Zugwirkung von der Seele ausgeübt werden, durch welche beispielsweise das Lenkrad nach vorne gezogen wird.

Es ist weiter auch bekannt, das Lenkrad mittels eines Seiles aus dem möglichen Aufschlagbereich des Fahrzeuglenkers heraus­ zuziehen (DE 38 01 109 C1, DE 40 13 695 C1), wobei diese Si­ cherheitsvorrichtung nur dann zum Einsatz kommen soll, wenn der Fahrzeuglenker den Sicherheitsgurt angelegt hat. In dem anderen Fall wird eine Kupplung zwischen dem Seil und dem Lenkrad auf­ gehoben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und kostengünstige Lösung dafür zu finden, daß das Lenkrad auch bei einem zur Mitte versetzten Frontalaufprall (Offset-Crash) mit Sicherheit aus dem möglichen Aufprallbereich des Fahrzeuglen­ kers zurückbewegbar ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein bei Deformation ei­ nes oder beider vorderer Längsträger des Kraftfahrzeuges an­ sprechender Lösemechanismus vorgesehen ist.

Gemäß der Erfindung wird die Deformation eines oder beider Längsträger des Kraftfahrzeuges als Auslösekriterium für eine Lenkradverschiebung genommen. Damit ist eine sehr definierte Situation gegeben, da auf jeden Fall bei einer Deformation ei­ nes oder beider Längsträger die Notwendigkeit besteht, das Lenkrad aus dem möglichen Aufprallbereich des Fahrzeuglenkers herauszubewegen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Sperreinrichtung in ihrer Sperrstellung mittels eines im wesentlichen U-förmig geführten Spannseils gehalten ist, dessen beide Enden an die vorderen Längsträger des Kraftfahr­ zeuges angelenkt sind. Ein derartiger Lösemechanismus läßt sich mit sehr preiswerten Mitteln realisieren, während er dennoch sehr zuverlässig arbeitet und keiner aufwendigen Bemessungen bezüglich auftretender Beschleunigungen o. dgl. bedarf. Bei ei­ ner Deformation auch nur eines der beiden vorderen Längsträger wird das Spannseil gelockert, so daß die Sperreinrichtung ge­ löst wird und ein Verschieben des Lenkrades möglich ist. Diese Auslösung ist sehr sicher und wirkt vor allem auch bei einem versetzten Aufprall (Offset-Crash).

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß in das Spannseil ein einstellbares Seilspannelement integriert ist. Derartige Seilspannelemente sind handelsübliche Bauteile, beispielsweise Spannschlösser, die in vorteilhafter Weise be­ reits vorhanden sind und somit die Herstellungskosten nicht nennenswert erhöhen. Ein derartiges Seilspannelement ist vor allem bei der Montage vorteilhaft, da damit das Spannseil und die Position der Sperreinrichtung justierbar sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Sperreinrichtung mit einem Federglied versehen ist, dessen Fe­ derkraft der Kraft des Spannseils entgegengerichtet ist. Damit wird eine sehr einfache Sperreinrichtung geschaffen, die beim Wegfall der Kraft des Spannseils selbsttätig gelöst wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Sperreinrichtung mit einem Verstellmechanismus einer längs­ verstellbaren Lenksäule kombiniert wird. Dies stellt eine be­ sonders vorteilhafte Verwirklichung der Erfindung dar, da hier ohne wesentlichen Mehraufwand eine bekannte längsverstellbare Lenksäule mit einer Sicherheitsfunktion versehen werden kann. Dabei ist die Erfindung sowohl bei manuell längsverstellbaren Lenksäulen als auch bei motorisch längsverstellbaren Lenksäulen anwendbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß dem Lenkrad eine Rückprallsperre zugeordnet ist. Damit wird sichergestellt, daß das infolge eines Unfalls nach vorn bewegte Lenkrad in dieser Position fixiert wird, so daß es nicht durch eine nachfolgende Beschleunigung aus dieser Stellung zurück in Richtung des Fahrzeuginnenraums bewegt wird. Eine derartige Be­ wegung könnte sonst ebenfalls Ursache für eine Verletzung des Fahrzeuglenkers sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar­ gestellt und im nachfolgenden beschrieben.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäß ausgerüsteten Kraftfahrzeuges in der Draufsicht auf seinen Frontbereich.

Der in der Zeichnung dargestellte Fahrzeugrahmen besitzt zwei seitliche Längsträger (10, 11), die sich im wesentlichen über den Bereich des Fahrgastraumes erstrecken. Nach vorne schließen die beiden Längsträger (10, 11) an einen Querträger (13) an, von dem nach vorne zwei vordere Längsträger (14, 15) abragen. Die vorderen Enden dieser vorderen Längsträger (14, 15) halten einen Stoßfänger (16). Zwischen den beiden Längsträgern (10, 11) befindet sich eine Querstrebe (17), die beispielsweise in der Höhe eines Armaturenbrettes angeordnet ist. Ebenfalls befindet sich zwischen den beiden Längsträgern (10, 11) ein Bodenblech (18), das im Bereich vor der Querstrebe (17) nach oben ansteigt.

An der Querstrebe (17) und an dem Bodenblech (18) ist eine Hül­ se (19) stationär angebracht, in welcher eine Lenksäule (20) mit ihrem Mantelrohr (21) angeordnet ist. In dem Mantelrohr (21) ist eine Lenkspindel (22) gelagert, die an ihrem vorderen Ende mit einem nicht dargestellten Lenkgetriebe verbunden ist und die an ihrem in den Fahrzeuginnenraum ragenden Ende mit ei­ nem Lenkrad (23) versehen ist.

Das Mantelrohr (21) der Lenksäule (20) ist mit einer Sperrein­ richtung (24) in axialer Richtung in der stationären Hülse (19) gesichert. Die Sperreinrichtung (24) ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein um eine Achse (25) eines Lagerbocks (40) schwenkbarer Sperrhebel (26) dargestellt, der gelenkig mit einem Bolzen (27) verbunden ist, der durch eine Aussparung der Hülse (19) in eine Aussparung des Mantelrohrs (21) der Lenksäule (20) eingreift.

Der Sperrhebel (26) und damit der Bolzen (27) werden in der dargestellten Sperrstellung mittels eines Spannseils (28) ge­ halten. An den Sperrhebel (26) ist eine Umlenkrolle (29) ange­ hängt, um die das Spannseil (28) geführt ist. Die beiden Enden (30, 31) des Spannseils (28) sind an die vorderen Längsträger (14, 15) angelenkt. Die Anlenkung erfolgt in unmittelbarer Nähe zu dem Stoßfänger (16). Das Spannseil (28) ist im wesentlichen U- förmig mittels Seilumlenkungen (32, 33, 34, 35, 36) derart geführt, daß das Spannseil (28) ausgehend von seinen Enden (30, 31) im wesentlichen parallel zu den vorderen Längsträgern ver­ läuft. Das Ende (31) des Spannseils (28) ist über ein Seil­ spannelement (37) an das vordere Ende des vorderen Längsträgers (15) angeschlossen. Das Spannelement (37) ist beispielsweise ein handelsübliches Spannschloß. Mittels des vorgespannten Spannseils wird der Sperrhebel (26) und damit auch der Bolzen (27) in der dargestellten Sperrstellung gehalten. Zur Erleich­ terung der Einstellbarkeit und zur Wegbegrenzung des Bolzens (27) liegt in der Sperrstellung der Sperrhebel (26) an einer Nase (39) des Lagerbockes (40) an.

An den Sperrhebel (26) greift eine Feder (38) an, deren anderes Ende an die Querstrebe (17) angelenkt ist. Diese Feder (38) wirkt dem Spannseil (28) entgegen, d. h. sie belastet den Sperr­ hebel (26) in Löserichtung.

Bei einem Frontalunfall, der zu einer Deformation und damit zu einer Verkürzung eines oder beider der vorderen Längsträger (14, 15) führt, wird das Spannseil (28) entspannt, so daß die Feder (38) den Sperrhebel (26) verschwenkt und damit die Sperr­ einrichtung (24) löst. Das Lenkrad (23) ist dann nach vorne be­ weglich, so daß es aus dem möglichen Aufprallbereich des Fahr­ zeuglenkers gelangt.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird zusätzlich vorge­ sehen, daß das Lenkrad (23) mit einem Federglied nach vorne be­ lastet ist, so daß bei einem Lösen der Sperreinrichtung (24) das Lenkrad (23) zwangsweise nach vorne aus dem Aufprallbereich des Fahrzeuglenkers gebracht wird.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, daß das Lenkrad (23), d. h. die Lenksäule (20), mit einer Rückprall­ sperre versehen wird. Diese Rückprallsperre sorgt dafür, daß das beim Lösen der Sperreinrichtung (26) nach vorne bewegte Lenkrad in dieser vorderen Stellung fixiert wird, so daß es nicht auf den Fahrer zurückprallen kann. Bei einer derartigen Rückprallsperre wird bevorzugt eine Keilsicherung vorgesehen, die das Lenkrad (23) oder die Lenksäule (20) auch in Zwischen­ stellungen gegen ein Zurückbewegen fixiert.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird vorgesehen, daß die Sperreinrichtung (24) in eine Fixiereinrichtung eines längsverstellbaren Lenkrades integriert wird. Beispielsweise kann ein Spannband vorgesehen werden, das mit zwei Exzenter- Spannvorrichtungen versehen ist. Eine Exzenter-Spannvorrichtung dient dann für das manuelle Lösen und Fixieren der längsver­ stellbaren Lenksäule, während die andere entsprechend dem Sperrhebel (26) des dargestellten Ausführungsbeispiels an ein Spannseil (28) angeschlossen und von diesem in der Spannstel­ lung gehalten wird.

Die Erfindung kann auch mit Vorteil bei einer längsverstellba­ ren Lenksäule eingesetzt werden, die mit einer elektromotori­ schen Verstelleinrichtung versehen ist. In diesem Fall ist ein Zahnrad oder Schneckenrad vorgesehen, das mit einem Gegenprofil eines Teils der Lenksäule in Eingriff ist. Dieses Zahnrad oder Schneckenrad wird dann - gegebenenfalls zusammen mit seinem An­ trieb - derart schwenkbar gelagert, daß es aus dem Gegenprofil herausgeschwenkt werden kann. In diesem Fall wird dann eine Fe­ der vorgesehen, die das Zahnrad oder Schneckenrad aus dem Ge­ genprofil herausziehen will, während es analog zu dem Bolzen (27) mittels eines Spannseils (28) in der Antriebsposition ge­ halten ist.

Claims (9)

1. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Lenkrad, das in seiner Betriebsposition mittels einer Sperrein­ richtung gehalten ist, der zum Ermöglichen eines Verschiebens des Lenkrades in Richtung zu einem Armaturenbrett hin bei einem Frontalaufprall des Fahrzeuges ein auslösender Lösemechanismus zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Deformation eines oder beider der vorderen Längs­ träger (14, 15) des Kraftfahrzeuges ansprechender Lösemechanis­ mus (24, 28, 38) vorgesehen ist.

2. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (24) in ihrer Sperrstellung mittels eines im wesentlichen U-förmig geführten Spannseils (28) gehal­ ten ist, dessen beide Enden (30, 31) an die vorderen Längsträger (14, 15) des Kraftfahrzeuges angelenkt sind.

3. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden (30, 31) des Spannseils (28) im Bereich unmittelbar nach einem vorderen Stoßfänger (16) an die Längs­ träger (14, 15) angelenkt sind.

4. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Spannseil (28) ein einstellbares Seilspannelement (37) integriert ist.

5. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannseil (28) im Anschluß an seine Enden (30, 31) wenigstens über einen Teil der Länge der Längsträger (14, 15) parallel zu diesen geführt ist.

6. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (24) mit einem Federglied (38) versehen ist, dessen Federkraft der Kraft des Spannseils (28) entgegenge­ richtet ist.

7. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (24) mit einem Verstellmechanismus einer längsverstellbaren Lenksäule kombiniert ist.

8. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lenkrad (23) mit einem es in Richtung zu dem Armaturen­ brett belastenden Federmechanismus versehen ist.

9. Sicherheitslenkvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lenkrad (23) eine Rückprallsperre zugeordnet ist.