DE69416261T2

DE69416261T2 - Energieaufnehmende Einrichtung für die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE69416261T2
Application number: DE69416261T
Authority: DE
Inventors: Eddy Dupont; Laurent Fevre; Jean-Michel Fouquet
Original assignee: Lemfoerder Nacam SA
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Priority date: 1993-11-29
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1999-09-30
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: ES2126725T3; DE69416261D1; EP0655383B1; FR2713188B1; US5673937A; FR2713188A1; EP0655383A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Energieabsorptionsvorrichtung für die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, deren Lenkwelle in einem Rohrkörper angebracht ist, der in der gewünschten Position an der Karosserie gehalten und verriegelt ist.
Es sind Vorrichtungen bekannt, die eine Winkeleinstellung der Lenksäule ermöglichen, wie z. B. die in der Schrift GB-A- 1.523.638 beschriebene Vorrichtung. Derartige Vorrichtungen können auch eine Höheneinstellung der Position des Lenkrades ermöglichen, wie z. B. die in der Schrift DE-C-3.619.125 beschriebene Vorrichtung.
Zur Verbesserung der passiven Sicherheit von Kraftfahrzeugen haben sich die Konstrukteure von Kraftfahrzeugen veranlaßt gesehen, die Lenksäulen mit Systemen zur Energieabsorption zu auszustatten. Diese Systeme habenden Zweck, bei einem frontalen Stoß die Kraft zu reduzieren, mit der der nicht angeschnallte Fahrer gegen das Lenkrad gedrückt wird, indem sie die über die Säule auf den Fahrer einwirkende Kraft zunehmend verteilen. Zu diesem Zweck existieren zahlreiche Energieabsorptionsvorrichtungen, die sich an die Lenksäulen von Kraftfahrzeugen anpassen, und insbesondere Vorrichtungen dieses Typs, bei denen die plastische Verformung eines Elementes ausgenutzt wird, wie z. B. die in der Schrift GB-A-2.244.032 beschriebene Vorrichtung, die die im Oberbegriff von Anspruch 1 aufgeführten Merkmale aufweist. Das verformbare Element kann metallisch sein und aus einem Stahlblech gestanzt sein, wie z. B. bei den Vorrichtungen gemäß den Schriften GB-A-2.262.906 und DE-A-28 14 145 der Fall ist. Bei diesen Vorrichtungen besteht keine Möglichkeit, die unterschiedlichen Parameter der Kraft, mit der die Vorrichtungen betätigt werden, und die absorbierte Energie präzise zu bestimmen und zu regeln.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Energieabsorption zu schaffen, die sich leicht an die Lenksäulen von Kraftfahrzeugen anpassen kann und dabei eine präzise Einstellung der zur Betätigung der Vorrichtung erforderlichen Kraft sowie der absorbierten Energie ermöglicht.
Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung eine Lenksäule gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Lenksäule gemäß einem der Ansprüche 2 bis 15 ausgebildet.
Vorteilhafterweise betrifft die Energieabsorptionsvorrichtung eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, bei der die Lenkwelle in einem Rohrkörper angebracht ist, der an der Karosserie gehalten und verriegelt ist. Diese Vorrichtung weist auf:
- eine mit der Karosserie verbundenen und den Rohrkörper aufnehmende Halterung,
- einem System zum Verriegeln des Rohrkörpers in der Halterung, mit einer Verriegelungsachse, die senkrecht zu der Achse der Lenksäule verläuft,
- wobei der Rohrkörper Durchlässe aufweist, durch die hindurch das Verriegelungssystem verläuft,
- mindestens eine Anlenkvorrichtung zur Anlenkung des Rohrkörpers an der Halterung, wobei die Anlenkvorrichtung fest mit dem Rohrkörper verbunden ist,
- mindestens ein in die Halterung integriertes Verformungselement, das mit der Anlenkvorrichtung zum Anlenken des Rohrkörpers an die Halterung verbunden ist;
- derart, daß im Falle eines Stoßes der Rohrkörper das Verformungselement mitführt, um Energie zu absorbieren, wobei jeder der Durchlässe des Rohrkörpers einen Auslaß aufweist, der in der Richtung des Lenkrades des Fahrers derart angeordnet ist, daß der Rohrkörper sich von dem Verriegelungssystem lösen kann.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Verriegelung des Rohrkörpers in der Halterung mittels eines kantigen Verstärkungsteils, das fest mit dem Rohrkörper verbunden ist und mit Streben versehen ist, wobei jede der Streben des kantigen Verstärkungsteils einen Durchlaß aufweist, durch den hindurch sich das Verriegelungssystem erstreckt, und wobei die Halterung entsprechende Streben aufweist, die jeweils einen Schlitz aufweisen.
Das Verriegelungssystem kann aufweisen:
- eine Stellschraube, die sich durch den Schlitz jeder der Streben der Halterung und den Durchlaß jeder der Streben des kantigen Verstärkungsteils erstreckt und gegen Drehung gesichert ist;
- eine Schraubenmutter, die an einem der Gewindeende der Stellschraube außen an der entsprechenden Strebe der Halterung befestigt ist,
- ein Betätigungsteil, das an dem anderen Gewindeende der Stellschraube außen an der entsprechenden Strebe der Halterung befestigt ist,
- ein Zwischenstück, das an der Betätigungsschraube zwischen den beiden Streben des kantigen Verstärkungsteils befestigt ist,
- derart, daß durch Drehen des Betätigungsteils in der gewünschten Richtung um die Verriegelungsachse herum die gewünschte Verriegelung erzielt wird.
Bei einer derartigen Ausführungsform weist die Halterung vorteilhafterweise auf:
- zwei Streben, die an ihrem unteren Bereich durch ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, wobei das kantige Verstärkungsteil in Form eines einstückigen Teils oder mehrerer Bereiche ausgebildet ist,
- wobei jede der beiden Streben an ihrem oberen Bereich durch eine im wesentlichen rechtwinklig zu der betreffenden Strebe verlaufende Anlagefläche verlängert ist, wobei jede Anlagefläche gegen die Karosserie anliegt und eine Kontur aufweist, die der Kontur des entsprechenden Bereiches der Karosserie derart angepaßt ist, daß sie an dieser befestigt werden kann,
- wobei die beiden Streben einen Schlitz für den Durchtritt der Verriegelungsachse aufweisen können, der ein Verschwenken der Lenksäule zwecks Einstellung ihrer Neigung ermöglicht,
- wobei die beiden Streben mit einem Durchgangsloch für die Anlenkvorrichtung des dem Rohrkörper zugeordneten kantigen Verstärkungsteils versehen ist.
Das kantige Verstärkungsteil wird vorzugsweise durch zwei Streben gebildet, die an ihrem unteren Bereich durch ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, wobei das kantige Verstärkungsteil in Form eines einstückigen Teils oder mehrerer Bereiche ausgebildet ist,
- wobei die beiden Streben an ihrem oberen Bereich fest mit dem Rohrkörper verbunden sind,
- wobei der Durchlaß mit seinem an jeder der Streben ausgebildeten Auslaß, durch den hindurch sich die Verriege lungsachse erstrecken kann, in Form einer Aussparung ausgebildet ist,
- wobei jede Aussparung einen halbkreisförmigen Boden aufweist, dessen Achse der Verriegelungsachse entspricht und der durch zwei einander parallele Seiten verlängert ist, die an demjenigen Ende der Strebe enden, die an der Seite des Lenkrades des Fahrers angeordnet ist,
- wobei die beiden Streben jeweils mit einem Durchgangsloch für die Anlenkvorrichtung zum Anlenken des kantigen Verstärkungsteils an die Halterung versehen ist, wobei diese Durchgangslöcher an dem dem Fahrer entgegengesetzten anderen Ende angeordnet sind.
Vorteilhafterweise ist die Anlenkvorrichtung zum Anlenken des kantigen Verstärkungsteils des Rohrkörpers an die Halterung durch zwei Halbachsen gebildet, die an jeder der Streben des Rohrkörpers und der Halterung befestigt sind.
Da das Verformungselement in die Halterung integriert ist, die mit der durch die Halbachse gebildeten Anlenkvorrichtung verbunden ist, verbindet die Halbachse das in die Strebe der Halterung integrierte Verformungselement mit der entsprechenden Strebe des kantigen Verstärkungsteils, die jeweils mit einem Durchgangsloch für die Halbachse versehen sind, deren Kopf an der Innenfläche der Strebe des kantigen Verstärkungsteils anliegt und deren Ansatz an der Außenfläche der entsprechenden Strebe der Halterung anliegt.
Das Verformungselement wird durch eine Zone des Rohrkörpers oder einer Zone jeder der Streben des Rohrkörpers gebildet, die um das Durchgangsloch der Anlenkvorrichtung herum angeordnet ist. Gemäß unterschiedlichen Ausführungsvarianten der Erfindung kann die Zone des Verformungselementes mindestens eines der folgenden Merkmale aufweisen:
- eine sichelförmige Aussparung, die sich im wesentlichen in der Richtung der Neigungsachse erstreckt,
- eine U-förmige Aussparung, die sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse erstreckt,
- eine Aussparung in Form zweier Winkel, die auf der einen und auf der anderen Seite des Durchgangsloches in der Richtung der Neigungsachse angeordnet sind,
- eine Aussparung in Form zweier Schlitze, die auf der einen und auf der anderen Seite des Durchgangsloches im wesentlichen rechtwinklig zu der Neigungsachse angeordnet sind,
- eine Aussparung in Form, eines Schlitzes, der sich in der Richtung der Neigungsachse erstreckt und in das Durchgangsloch mündet,
- ein Rückteil der Strebe in Form eines Umschlags, der ein Durchgangsloch aufweist und eine Aussparung bedeckt, die in der Richtung der Neigungsachse angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung umfaßt die Funktionsweise der Absorptionsvorrichtung für die Energie, die aufgrund eines Stoßes auf die Lenksäule eines Kraftfahrzeuges einwirkt, bei dem die Lenkwelle in einem Rohrkörper angebracht ist, welcher in der gewünschten Position an der Karosserie gehalten und verriegelt ist, die folgenden Phasen:
- Der Fahrer prallt auf das Lenkrad und überträgt die Kraft auf den Rohrkörper;
- wenn diese Kraft einen hinreichenden Wert annimmt, wird mindestens ein Verformungselement mitgeführt, um Energie zu absorbieren, wobei das Verformungselement fest mit der Halterung verbunden ist und mit dem Rohrkörper durch die Anlenkvorrichtung zum Anlenken des Rohrkörpers an der Halterung verbunden ist, und wobei jeder der Durchlässe des Rohrkörpers in der Halterung, die für die Achse des Verriegelungssystems ausgebildet sind, einen Auslaß aufweist, der das Ausrücken des Verriegelungssystems ermöglicht.
Ferner kann der Fahrer auf den aufgeblasenen Airbag aufprallen und die Kraft mittels dieses Airbags übertragen.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Energieabsorptionsvorrichtung für die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs bietet ferner den Vorteil, daß sie leicht an die Lenksäulen existierender Kraftfahrzeuge angepaßt werden kann und dabei eine präzise Vorherbestimmung und Einstellung der Kraft, mit der die Vorrichtung in Bewegung gesetzt wird, sowie der absorbierten Energie ermöglicht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert, ohne jedoch auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt zu sein.
Fig. 1 zeigt eine axiale Längsansicht einer Lenksäule mit einer Energieabsorptionsvorrichtung, die sich von derjenigen gemäß der Erfindung unterscheidet.
Fig. 2 zeigt eine Teilansicht dieser Lenksäule und einen entlang der Linie II-II von Fig. 1 angesetzten Teilschnitt,
Fig. 3 zeigt einen entlang der Linie III-III von Fig. 1 angesetzten Querschnitt.
Fig. 4 zeigt eine Längsansicht des in Fig. 1 bis 3 gezeigten Rohrkörpers mit seinem kantigen Verstärkungsteil.
Fig. 5 zeigt eine Längsansicht der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Halterung der Säule.
Fig. 6 zeigt eine Längsansicht der Halterung gemäß der Erfindung.
Fig. 7 zeigt eine Längsansicht einer Variante der Halterung gemäß der Erfindung.
Fig. 8 zeigt eine Längsansicht einer Variante der Halterung gemäß der Erfindung.
Fig. 9 zeigt eine Längsansicht einer Variante der Halterung gemäß der Erfindung.
Fig. 10 zeigt eine Längsansicht einer Variante der Halterung gemäß der Erfindung.
Fig. 11 zeigt eine Längsansicht einer Variante der Halterung gemäß der Erfindung.
Fig. 12 zeigt einen entlang der Linie XII-XII von Fig. 11 angesetzten Teilschnitt.
Fig. 13 zeigt eine Variante einer Halbachse.
Fig. 14 zeigt eine Variante einer Halbachse.
Fig. 15 zeigt eine Fig. 1 entsprechende perspektivische Ansicht.
Die Energieabsorptionsvorrichtung gemäß der Erfindung ist verwendbar für die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für eine Lenksäule mit regelbarer Neigung.
Im folgenden wird eine der Erfindung nicht entsprechende Lenksäule anhand Fig. 1-4 und 15 beschrieben. Diese vorausgehende Beschreibung dient zur anschließenden Darstellung der Erfindung und erlaubt ein besseres Verständnis der Erfindung.
Die Lenkwelle dieser Säule ist mittels Lagern in einem Rohrkörper 10 befestigt. Der Rohrkörper 10 ist in der gewünschten Position an der Karosserie gehalten und verriegelt.
Eine Halterung 1 ist mit der Karosserie verbunden und nimmt den Rohrkörper 10 auf. Diese Halterung 1 bildet die feststehende Partie der Säule und bewegt sich während des Einstellens nicht.
Mit dem Rohrkörper 10 ist ein kantiges Verstärkungsteil 2 fest verbunden, und diese Baugruppe stellt den beweglichen Körper dar, der diejenige Partie bildet, die die Lenkachse trägt. Diese Baugruppe bewegt sich während des Einstellens um die Achse X-X'.
Diese kantige Befestigung bildet die klassische Befestigung, kann jedoch durch eine gleichwertige Befestigung zum Befestigen des Rohrkörpers 10 an der Halterung 1 ersetzt werden.
Ein Verriegelungssystem ist mit dem Rohrkörper 10 fest verbunden, und zwar mittels dessen kantigen Verstärkungsteils 2 in der Halterung 1. Dieses Verriegelungssystem hat eine Verriegelungsachse, die rechtwinklig zu der Achse der Lenksäule verläuft.
Die Vorrichtung weist mindestens ein Verformungselement auf, das fest mit der Halterung 1 verbunden ist und durch ein Verbindungselement mit dem kantigen Verstärkungsteil 2 der Rohr- Halteteils 10 verbunden ist. Bei dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten Fall ist das Verbindungselement eine Referenz-Mitnehmerstange 3, die an der Halterung 1 befestigt ist.
Die Halterung 1 weist zwei Streben 31 und 32 auf, die an ihrem unteren Bereich durch ein Verbindungselement 27 miteinander verbunden sind. Die beiden Streben und das Verbindungselement können in Form eines einstückigen Teils oder mehrerer Bereiche ausgebildet sein. Jede der beiden Streben 31 und 32 ist an ihrem oberen Bereich durch eine Anlagefläche 25 bzw. 26 verlängert. Jede dieser Anlageflächen 25 und 26 verläuft im wesentlichen rechtwinklig zu der entsprechenden Strebe 31 und 32. Jede Anlagefläche 25 und 26 liegt an der Karosserie an und weist eine Kontur auf, die derart mit der Kontur des entsprechenden Bereiches der Karosserie verbunden ist, daß sie an dieser Kontur festgelegt werden kann.
Die beiden Streben 31 und 32 der Halterung 1 weisen jeweils einen Schlitz 28 für den Durchtritt der Achse des Verriegelungssystems auf. Dieser Schlitz ist derart dimensioniert, daß er eine Verschiebung der Lenksäule zur Regelung von deren Neigung ermöglicht. Ferner sind die beiden Streben 31 und 32 mit einem Durchgangsloch 29 für die Anlenkung des zu dem Rohrkörper 10 gehörigen kantigen Verstärkungsteils 2 versehen. Es ist ersichtlich, daß die Langlöcher 28 nicht für solche Lenksäulen benötigt werden, bei denen die Richtung nicht einstellbar ist. Die Erfindung ist dennoch für diesen Typ von Säulen anwendbar.
Das kantige Verstärkungsteil 2 weist zwei Streben 11 und 12 auf, die an ihrem unteren Bereich durch ein Verbindungselement 13 miteinander verbunden sind. Das kantige Verstärkungsteil 2 kann ein einziges Teil oder eine aus mehreren Teilen bestehende Baugruppe sein. Die beiden Streben 11 und 12 sind an ihrem oberen Bereich durch Schweißnähte mit dem Rohrkörper verbunden.
Jede der Streben 11 und 12 ist mit einem Durchlaß 14 versehen, der zur Durchführung der Achse des Verriegelungssystems dient. Jeder der Durchlässe 14 besitzt einen Auslaß 15, der als Aussparung 16 realisiert ist. Jede Aussparung 16 weist einen halbkreisförmigen Grund 17 auf, dessen Achse derjenigen des Verriegelungssystems entspricht, und dieser halbkreisförmige Grund 17 ist durch zwei Seiten 18 verlängert, die einander parallel sind und an der an der Seite des Lenkrades des Fahrers gelegenen Außenseite 20 der Strebe enden.
Schließlich sind die beiden Streben 11 und 12 mit einem Durchgangsloch 19 für die Anlenkvorrichtung zur Anlenkung des kantigen Verstärkungsteils 2 an der Halterung 1 versehen. Dieses Durchgangsloch 19 ist an dem dem Fahrer entgegengesetzten anderen Ende 21 jeder der Streben angeordnet.
Das Verriegelungssystem des Rohrkörpers 10, mit dem dieser durch sein kantiges Verstärkungsteil 2 in der Halterung 1 verriegelt wird, wird durch die Stellschraube 4 gebildet, die durch jede der Streben 31 und 32 der Halterung 1 und jede der Streben 11 und 12 des kantigen Verstärkungsteils 2 geführt ist. Genauer ausgedrückt verläuft die Stellschraube 4 durch den Schlitz 28 jeder der Streben 31 und 32 der Halterung 1 und den Durchlaß 14 jeder der Streben 11 und 12 des kantigen Verstärkungsteils 2. Ferner ist die Schraube 4 gegen Drehung gesichert.
An einem der Gewindeenden der Stellschraube 4 ist eine Mutter 7 befestigt, und zwar außen an der entsprechenden Strebe 31 der Halterung 1. An dem anderen Ende der Stellschraube 4 ist ein Betätigungsteil 6 befestigt, und zwar außen an der entsprechenden Strebe 32 der Halterung 1. Schließlich ist ein Zwischenstück 8 an der Betätigungsschraube 4 zwischen den beiden Streben 11 und 12 des kantigen Verstärkungsteils 2 befestigt.
Das Betätigungsteil 6, das mit einer Gewindebohrung versehen ist und das an dem Ende des Gewindestiftes 4 befestigt ist, erzeugt durch seine Drehung mittels des Schrauben- und Schraubenmutter-Systems eine Bewegung in der Achse der Schraube 4.
Diese Axialbewegung tendiert dazu, das kantige Verstärkungsteil 2 relativ zu der Halterung 1 in größerem oder kleinerem Ausmaß einzuspannen oder freizugeben, wobei der Rohrkörper 2 zwischen der Halterung 1 und dem Zwischenstück 8 festgesetzt ist. Die Stellschraube 4 ist durch ein nicht gezeigtes System gegen Drehung gesichert. Die Mutter 7 ermöglicht eine Regelung der Spannung in der Stellschraube 4 entlang der Achse Z-Z'. Die Verriegelung des kantigen Verstärkungsteils relativ zu der Halterung 1 erfolgt somit nur durch Reibschlüssigkeit.
Es ist anzumerken, daß auch jedes andere System verwendet werden kann, das eine Verriegelung durch Reibschlüssigkeit des Rohrkörpers relativ zu der Halterung ermöglicht, z. B. Nocken- oder Kniehebel-Systeme, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
Die Anlenkvorrichtung zum Anlenken des kantigen Verstärkungsteils 2 des Rohrkörpers 10 an der Halterung 1 weist zwei Halbachsen 5 auf, die jeweils an den entsprechenden Streben 11 und 31 einerseits und 12 und 32 andererseits befestigt sind. Diese Anlenkvorrichtung bildet den unteren Schwenkpunkt der Lenksäule.
Das Verbindungselement zwischen dem kantigen Verstärkungsteil 2 und dem aus der Mitnehmerstange 3 bestehenden Verformungselement wird durch die beiden Halbachsen 5 gebildet.
Das durch die Halbachsen 5 gebildete Verbindungselement verbindet die Mitnehmerstange sowie das Verformungselement, die entsprechende Strebe 31 der Halterung 1 und die entsprechende Strebe 11 des kantigen Verstärkungsteils 2. Jede dieser Streben 11 und 31 ist mit einem Durchgangsloch 19 und 29 für die Halbachsen 5 versehen, deren Kopf an der Innenfläche der Strebe 11 des kantigen Verstärkungsteils 2 anliegt und deren Ansatz an der Außenfläche des Verformungselementes - d. h. der Mitnehmerstange - anliegt. Die Halbachse 5 kann auch in der Weise befestigt sein, daß der Kopf an der Außenfläche des Verformungselementes anliegt und deren Ansatz an der Innenfläche der Strebe 11 des kantigen Verstärkungsteils 2 anliegt.
Die andere Halbachse 5 verbindet die Strebe 32 der Halterung 1 und die entsprechende Strebe 12 des kantigen Verstärkungsteils 2. Jede dieser Streben 12 und 32 ist mit einem Durchgangsloch 19 und 29 für die Halbachsen 5 versehen, deren Kopf an der Innenfläche der Strebe 12 des kantigen Verstärkungsteils 2 anliegt und deren Ansatz an der Außenfläche der entsprechenden Strebe 32 der Halterung 1 anliegt. Die Halbachse 5 kann auch in der Weise befestigt sein, daß der Kopf an der entsprechenden Außenfläche der Halterung 1 anliegt und deren Ansatz an der Innenfläche der Strebe 12 des kantigen Verstärkungsteils 2 anliegt.
Die Ausgestaltung der Halbachsen 5 kann aus mehreren Ausführungsvarianten gewählt sein: Stiften, Schrauben oder Achsen, deren Kopf an der Innen- oder Außenseite der entsprechenden Strebe der Halterung 1 oder des kantigen Verstärkungsteils 2 oder an der Seite der Außenfläche des Verformungselementes befestigt ist. Die Halbachsen 5 können eine Ansatz mit einem Hals aufweisen, der mit einer Sicherungsscheibe oder einer Anschlagring wie z. B. gemäß Fig. 13 versehen ist. Die Achsen können ferner gemäß Fig. 14 mit Selbstverriegelungsschenkeln versehen sein. Gemäß einer Ausführungsvariante können die beiden Halbachsen durch eine einzige Achse ersetzt sein.
Das die Mitnehmerstange 3 aufweisende Verformungselement ist in der Zone des Schlitzes des Durchlasses 28 der entsprechenden Strebe 31 mit der Halterung 1 verbunden. Diese Mitnehmerstange 3 ist an ihrem anderen Ende perforiert, um den Schaft der entsprechenden Halbachse aufzunehmen.
Bei diesem Ausführungstyp ist jede der Streben 31 und 32 der Halterung 1 an dem Durchgangsloch 29 für die Halbsachse 5 mit einer Aussparung 30 versehen. Diese Aussparung 30 hat eine Breite, die kleiner ist als der Durchmesser der Halbachse 5, derart, daß im Falle eines Stoßes jede der mit dem kantigen Verstärkungsteil 2 verbundenen Halbachsen 5 aus der Halterung 1 austreten kann, indem es sich quer zu der entsprechenden Aussparung 30 bewegt, was der Halbachse 5 der Mitnehmerstange 3 ermöglicht, diese mitzuführen, um Energie zu absorbieren.
Somit führt im Falle eines Stoßes der Rohrkörper 10 mit seinem kantigen Verstärkungsteil 2 das durch die Mitnehmerstange 3 gebildete Verformungselement mit, um Energie zu absorbieren. Jeder der Durchlässe 14 ist mit dem in der Richtung des Lenkrades des Fahrers angeordneten Auslaß 15 versehen, der ein Ausrücken des kantigen Verstärkungsteils 2 aus dem Verriegelungssystem ermöglicht.
Der Funktionsablauf der Energieabsorptionsvorrichtung ist wie folgt vorgesehen. Wenn der Fahrer des Fahrzeugs auf das Lenkrad aufprallt, übt er auf den Rohrkörper 10 mit dessen kantigen Verstärkungsteil 2 eine Kraft in der Richtung des Pfeils 5 auf, wie Fig. 2 zeigt. Das kantige Verstärkungsteil 2 wird mittels der beiden Halbachsen 5 und des Verriegelungssystems an der Halterung 1 rückgehalten.
Wenn die Kraft größer ist als
- die Kraft, mit der auf der Ebene des Verriegelungssystems das kantige Verstärkungsteil 2 relativ zu dem Halterung 1 gehalten wird, vergrößert um
- die Kraft, die die beiden Halbachsen 5 benötigen, um sich quer zu den Aussparungen 30 der Halterung 1 zu bewegen und diese dabei zu verformen,
- dann setzen 'sich das kantige Verstärkungsteil 2 und der Rohrkörper 10 relativ zu der Halterung 1 in Bewegung.
Die Aussparung 16 in dem kantigen Verstärkungsteil 2 ermöglicht diesem, aus dem Verriegelungssystem auszurücken.
Wenn die Bewegung in Gang gesetzt ist, führt das kantige Verstärkungsteil 2 mittels der Halbachse 5 ein Ende der Mitnehmerstange 3 mit, wobei das andere Ende an der Halterung 1 festgelegt bleibt. Die Verformung der Mitnehmerstange 3 ermöglicht die Absorption einer hinreichenden Energie. Aufgrund ihrer bestimmten, mäanderartig ausgestalteten Form kann sich die Mitnehmerstange über eine Distanz verformen, die im Bereich von 20 bis 50 mm liegen kann.
Die erforderliche Kraft, um die Vorrichtung in Bewegung zu setzen, wird durch das Zusammenwirken zwischen dem Durchmesser des Durchgangslochs 29 der an jeder der Streben 30 und 32 der Halterung 1 angeordneten Anlenkvorrichtung, und der Breite der Aussparung 30, die auf der Ebene der Anlenkvorrichtung existiert, und der Stärke der Halterung 1 auf der Ebene der Aussparung gesteuert. Diese Kraft, die benötigt wird, um die Vorrichtung in Bewegung zu setzen, umfaßt die aufgrund dieses Zusammenwirkens erforderliche Kraft, vergrößert um die Kraft der Reibschlüssigkeit auf der Ebene des Verriegelungssystems. Diese Kraft wird unterhalb einiger Millimeter, wobei es sich z. B. um eine Größenordnung von 5 bis 15 mm handeln kann, null.
Die Einwirkung auf die verschiedenen einfachen Parameter, wie z. B. das Zusammenwirken zwischen dem Durchmesser der Halbachse 5 und der Breite der Aussparung 30, und auf die Dicke sowie die Eigenschaften des Bleches der Halterung 1, ermöglicht das Einstellen der Kraft, mit der die Vorrichtung in Bewegung gesetzt wird.
Die Geometrie der Mitnehmerstange 3, d. h. die Dicke der Krümmungen, die Stärke der Mitnehmerstange, die Anzahl der Krümmungen und die Eigenschaften des Materials ermöglichen eine Regelung der Kraft und des Verlaufs, d. h. letztlich eine präzise Regelung der absorbierten Energie.
Die Lenksäule gemäß der Erfindung wird durch Integrieren des Verformungselementes in die Halterung 1 realisiert. In diesem Fall weist das Verbindungselement eine Halbachse 5 auf, die das in die Streben 31 und 32 der Halterung 1 integrierte Verformungselement und die entsprechenden Streben 11 und 12 des kantigen Verstärkungsteils 2 verbindet. Jede der Streben 31, 32, 11 und 12 ist mit einem Durchgangsloch 19 und 29 für die Halbachsen 5 versehen, deren Kopf an der Innenfläche der Strebe 11, 12 des kantigen Verstärkungsteils 2 anliegt und deren Ansatz an der Außenfläche der entsprechenden Strebe 31, 32 der Halterung 1 anliegt.
Das in die Halterung 1 integrierte Verformungselement wird durch eine in jeder der Streben 31, 32 angeordnete Zone gebildet, die um das Durchgangsloch 29 der Anlenkvorrichtung zum. Anlenken des kantigen Verstärkungsteils 2 des Rohrkörprs 10 herum angeordnet ist. Somit ergibt sich eine Verformung der Halterung 1 in der Zone, in der die Halbachsen 5 angeordnet sind, wodurch ein Absorbieren von Energie ermöglicht wird. Aufgrund der speziellen Ausgestaltungen dieser Zone können die Kraft und die Verlagerung des kantigen Verstärkungsteils 2 relativ zu der Halterung 1 gesteuert werden.
Der in Fig. 4 zusammen mit dem kantigen Verstärkungsteil 2 gezeigte Rohrkörper gemäß der Erfindung kann in den in Fig. 6 bis 12 gezeigten verschiedenen Ausführungsvarianten der Halterung 1 befestigt werden.
Fig. 6 bis 12 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen der Halterung 1, wobei das Verformungselement in der Zone, in der sich die Halbachsen 5 befinden, in diese Halterung integriert ist.
In dem Fall gemäß Fig. 6 weist die Zone des Verformungselementes ein sichelförmige Aussparung 33 auf, die sich im wesentlichen in der Richtung der Neigungsachse erstreckt, d. h. der Achse, die von dem Befestigungsloch 29 der Anlenkvorrichtung bis zu dem Schlitz des Durchlasses 28 verläuft, oder, mit anderen Worten, der Achse, die rechtwinklig zu der Verriegelungsachse verläuft und durch das Befestigungsloch einer der beiden Streben der Halterung sowie durch die Verriegelungsachse verläuft.
In dem Fall gemäß Fig. 7 weist die Zone des Verformungselementes eine U-förmige Aussparung 34 auf, die sich annähernd rechtwinklig zu der Achse erstreckt, welche rechtwinklig zu der Verriegelungsachse verläuft.
In dem Fall gemäß Fig. 8 weist die Zone des Verformungselementes Aussparungen in Form zweier Winkel 35 auf, die auf der einen und auf der anderen Seite des Durchgangsloches 29 der Anlenkvorrichtung angeordnet sind und sich in der Richtung der Neigungsachse erstrecken.
In dem Fall gemäß Fig. 9 weist die Zone des Verformungselementes Aussparungen in Form zweier Schlitze 36 auf, die auf der einen und auf der anderen Seite von Durchgangslöchern 29 angeordnet sind und sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Neigungsachse erstrecken.
In dem Fall gemäß Fig. 10 weist die Zone des Verformungselementes eine Aussparung 37 in Form eines Schlitzes auf, der sich in der Richtung der Neigungsachse erstreckt und der in das Durchgangsloch 29 für die Anlenkvorrichtung mündet.
In dem Fall gemäß Fig. 11 weist die Zone des Verformungselementes ein Rückteil der Strebe 31, 32 Form eines Umschlags 38 auf, in dem das Durchgangsloch 29 der Anlenkvorrichtung ent halten ist und der eine Aussparung 39 abdeckt, die sich in der Richtung der Neigungsachse erstreckt.
Die Funktionsweise der Absorptionsvorrichtung für die Energie, die aufgrund eines Stoßes auf die Lenksäule eines Kraftfahrzeuges einwirkt, bei dem insbesondere die Neigung der Lenksäule regelbar ist, und bei dem die Lenkwelle in einem Rohrkörper 10 angebracht ist, welcher in der gewünschten Position an der Karosserie gehalten und verriegelt ist, umfaßt die folgenden Phasen:
- Der Fahrer prallt auf das Lenkrad auf und überträgt die Kraft auf den Rohrkörper 10 mit seinem kantigen Verstärkungsteil 2,
- wenn diese Kraft einen hinreichenden Wert annimmt, führt das kantige Verstärkungsteil mindestens ein Verformungselement mit, um Energie zu absorbieren, wobei das Verformungselement fest mit der Halterung 1 verbunden ist und durch ein Verbindungselement mit dem kantigen Verstärkungsteil verbunden ist, wobei jeder der in dem kantigen Verstärkungsteil 2 ausgebildeten Durchlässe, die für die Achse des Verriegelungssystems des Rohrkörpers 10 in der Halterung 1 ausgebildet sind, einen Auslaß aufweist, der ein Ausrücken des kantigen Verstärkungstails aus dem Verriegelungssystem ermöglicht.
Falls das Fahrzeug mit einer als Airbag bezeichneten aufblasbaren Sicherheitsvorrichtung versehen ist, kann der Fahrer auch auf den aufgeblasenen Airbag aufprallen und die Kraft über diesen Airbag auf das Lenkrad übertragen.
Die Bezugszeichen, die in den Ansprüchen hinter den technischen Ausdrücken eingefügt sind, dienen nur zum leichteren Verständnis der Ansprüche und sind in keiner Weise als Beschränkung von deren Schutzumfang zu verstehen.

Claims

1. Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, mit:

- einer in einem Rohrkörper (10) angebrachten Lenkwelle,

- einer mit der Karosserie verbundenen und den Rohrkörper (10) aufnehmenden Halterung (1),

- einem System (4,6-8) zum Verriegeln des Rohrkörpers (10) in der Halterung (1), mit einer Verriegelungsachse (4), die senkrecht zu der Achse der Lenksäule verläuft und in der Lage ist, den Rohrkörper (10) im Falle eines Stoßes freizugeben,

- wobei der Rohrkörper (10) Durchlässe (14) aufweist, durch die hindurch das Verriegelungssystem (4,6-8) verläuft,

- einem in die Halterung (1) integrierten Verformungselement, das mit dem Rohrkörper (10) verbunden ist und in der Lage ist, sich im Falle eines Stoßes zu verformen und mindestens einen Teil der von dem Rohrkörper (10) aufgenommenen Energie zu absorbieren,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Durchlässe (14) des Rohrkörpers (10) einen Auslaß (15) aufweist, der in der Richtung des Lenkrades des Fahrers derart angeordnet ist, daß der Rohrkörper (10) sich im Falle eines Stoßes von dem Verriegelungssystem (4,6-8) lösen kann.

2. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (10) mit zwei seitlichen Streben (11, 12) versehen ist, die ein Verriegeln des Rohrkörpers (10) an der Halterung (1) durch Adhärenz mittels des Verriegelungssystems (4,6-8) ermöglichen, wobei jede der Streben (11, 12) an einem dem Lenkrad gegenüberliegenden ersten Ende der Strebe (11, 12) einen der Durchlässe (14) aufweist und die Halterung (1) auf der Ebene des Verformungselementes mit einem auf der Seite des Lenkrades gelegenen zweiten Ende (21) der Strebe (11, 12) verbunden ist.

3. Lenksäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (1) zwei Streben (31, 32) aufweist, die plan ausgebildet sind und parallel zu der Lenkwelle verlaufen, wobei jede der beiden Streben (31, 32) ein Befestigungsloch (29) aufweist, mit dem die Streben entlang einer Achse (XX') an dem Rohrkörper (10) befestigt sind, wobei das Verformungselement durch eine nahe den Befestigungslöchern (29) angeordnete Zone der Streben (31, 32) gebildet ist.

4. Lenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungselement eine sichelförmige Aussparung (33) aufweist, die sich im wesentlichen in der Richtung der Achse erstreckt, welche rechtwinklig zu der Verriegelungsachse verläuft und durch das Befestigungsloch (29) einer der beiden Streben (31, 32) der Halterung (1) sowie durch die Verriegelungsachse (4) verläuft.

5. Lenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungselement eine U-förmige Aussparung (34) aufweist, die sich annähernd rechtwinklig zu der Achse erstreckt, welche rechtwinklig zu der Verriegelungsachse verläuft und durch das Befestigungsloch (29) einer der beiden Streben (31, 32) der Halterung (1) sowie durch die Verriegelungsachse (4) verläuft.

6. Lenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungselement Aussparungen in Form zweier Winkel (35) aufweist, die auf der einen und auf der anderen Seite jedes Befestigungsloches (29) angeordnet sind und sich in der Richtung der Achse erstrecken, welche rechtwinklig zu der Verriegelungsachse verläuft und durch das Befestigungsloch (29) einer der beiden Streben (31, 32) der Halterung (1) sowie durch die Verriegelungsachse (4) verläuft.

7. Lenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungselement Aussparungen in Form zweier Schlitze (36) aufweist, die auf der einen und auf der anderen Seite jedes Befestigungsloches (29) angeordnet sind und sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse erstrecken, welche rechtwinklig zu der Verriegelungsachse verläuft und durch das Befestigungsloch (29) einer der beiden Streben (31, 32) der Halterung (1) sowie durch die Verriegelungsachse (4) verläuft.

8. Lenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungselement eine Aussparung (37) in Form eines Schlitzes aufweist, der sich in der Richtung der Achse erstreckt, welche rechtwinklig zu der Verriegelungsachse verläuft und durch das Befestigungsloch (29) einer der beiden Streben (31, 32) der Halterung (1) sowie durch die Verriegelungsachse (4) verläuft und die in das Befestigungsloch (29) mündet.

9. Lenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungselement einen in jeder Strebe (31, 32) der Halterung (1) angeordneten Umschlag (38) aufweist, in dem das Befestigungsloch (29) enthalten ist und der eine bogenförmige Aussparung (39) abdeckt, die sich in der Richtung der Achse erstreckt, welche rechtwinklig zu der Verriegelungsachse verläuft und durch das Befestigungsloch (29) einer der beiden Streben (31, 32) der Halterung (1) sowie durch die Verriegelungsachse (4) verläuft.

10. Lenksäule nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie gelenkig angeordnet ist.

11. Lenksäule nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie gelenkig angeordnet ist und daß die Befestigungslöcher (29) Löcher zum Anlenken des Rohrkörpers (10) an der Halterung (1) sind.

12. Lenksäule nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Streben (31, 32) der Halterung (1) durch ein Verbindungselement (27) verbunden sind.

13. Lenksäule nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Streben (31, 32) der Halterung (1) an ihrem oberen Bereich durch eine Anlagefläche (25, 26) verlängert ist, die gegen die Karosserie anliegt und eine Kontur aufweist, die der Kontur des entsprechenden Bereiches der Karosserie derart angepaßt ist, daß sie an dieser befestigt werden kann.

14. Lenksäule nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zum Anlenken des Rohrkörpers (10) an der Halterung (1) vorgesehene Anlenkvorrichtung aufweist, die aus zwei Halbachsen (5) besteht, welche jeweils an einer der Streben (11, 12) des Rohrkörpers (10) und der entsprechenden Strebe (31, 32) der Halterung (1) befestigt sind.

15. Lenksäule nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zum Anlenken des Rohrkörpers (10) an der Halterung (1) vorgesehene Anlenkvorrichtung aufweist, die aus einer einzigen Achse besteht, die an den Streben (11, 12, 31, 32) des Rohrkörpers (10) und der Halterung (1) befestigt ist.