DE7334123U - Sicherheitslenksaeule fuer fahrzeuge, insbesondere kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

OPEL

Patentanmeldung 12. September 1973

Anmelderin: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT, RÜSSELSIIEIM (HESSEN)

Sicherheitslenksäule für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitslenksauic für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit einer bei Krafteinwirkung unter Energieabsorption bleibend verformbaren Lenkspindel, die mit Mitteln versehen ist, die bei einer bestimmten kritischen Last ein Ausknicken der Lenkspindel bewirken.

Es sind verschiedene Sicherheitslenksäulen bekannt, die verhindern sollen, daß z. B. bei einem Frontalaufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis das Lenkrad in den Fahrzeuginnenraum gedrückt wird. Eine bekannte Sicherheitslenksäule besteht z. B. aus einer Stange, die in einem Rohr geführt wird.

Bei einem Unfall soll sich die Stange teleskopartig in das Iiohr schieben und dadurch die LenkspindeJ verkürzen. Nachteilig sind hierbei insbesondere die relativ hohen Herstellungskosten.

Eine andere bekannte Anordnung teilt die Stange der Lenkspindel etwa in der Mitte so, daß bei einer Stoßbeanspruchung die Verbindung der Stangenhälften zerstört wird und diese sich aneinander vorbeischieben können. Nachteilig hierbei ist einerseits der Herstellungs- und Montageaufwand, andererseits kann die Spindel nach Trennung keine Stoßenergie mehr absorbieren.

Durch die deutsche Patentschrift 1 655 581 ist ferner eine Sicherheitslenksäule bekanntgeworden, bei der ein gitterförmiges Rohrteil in der Lenkspindel bei einem Unfall zusammengedrückt wird, wodurch sich die Länge der Lenkspindel verkürzt. Nachteilig ist hier der große Materialaufwand, da die gitterförmig durchbrochene Rohrwandung zur Aufnahme der Lenkrad-Torsionskräite entsprechend stark ausgeführt werden muß. Auch entstehen hohe llersteJ lungskosten durch aufwendige Schnittwerkzeuge.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitslenkspindel der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die sich bei allen Unfallsituationen unabhängig von der Crash-Richtung so

verformt, daß ein Verschieben in Richtung Fahrgastzelie nicht möglich ist. Das Problem wird gemäß dem Grundgedanken der Erfindung dadurch in überraschend einfacher und vorteilhafter Weise gelöst, daß die Lenkspindel an mindestens einer Stelle in an sich bekannter Weise schraubenartig derart verformt ausgebildet ist, daß der Durchmesser der Schraubenwindungen den Durchmesser der nicht verformten Lenkspindelteile wesentlich überwiegt.

Durch die deutsche Auslege schrift 1 .298 010 ist es zwar an sich bekannt, einen Teil der Lenkspindel schraubenförmig auszugestalten. Jedoch ist hier die rohrförmige Lenkspindel lediglich durch zwei schraubenförmig gewickelte Bänder aus Stahlblech unterbrochen, die ineinandergeschoben und an den Kreuzungsstellen miteinander verbunden sind. Der Durchmesser der Schraubenwindungen der Bänder überwiegt nicht den Lenkspindelrohrdurchmesser. Entsprechendes gilt aucn für den Gegenstand der deutschen Offenlegungsschrift 2 052 3OG, bei dem die rohrförmige Lenkspindel lediglich schraubenförmig gewellt ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dagegen die LenkspindcJ als solche, d. h. im ganzen zu einer Schraube verformt, so daß deren Windungsdurchmesser den Durchmesser des Ausgangsmaterials wesentlich übertrifft.

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Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 126 173 ist zwar eine Sicherheitelenkung bekanntgeworden, bei der die Lenkspindel ein Verbindungeelement besitzt, das bezüglich der Wirkungegeraden der übertragenen Kraft eine vorbestimmte Exzentrizität besitzt. Jedoch handelt es sich hier nicht um eine schraubenartige Verformung der Lenkspindel. Außerdem ist die bekannte Vorrichtung als unterteilte LenkspindeJ mit zwei Gelenken beidseitig des exzentrisch ausgeknickten Lenkspindelteils ausgebildet·

Obwohl auch die Erfindung eine unter Verwendung von Gelenken geteilte Ausführung der Lenkspindel keineswegs ausschließt, so ist sie doch durchaus nicht daran gebunden. Vielmehr kann die Lenkspindel ohne weiteres einteilig ausgebildet sein, wobei die sich beidseitig der schraubenartigen Verformung erstreckenden geradlinigen Teile der Lenkspindel zueinanderfluchten.

Auch benötigt die erfindungsgemäße schraubenförmige Lenkspindel bei der Verformung im Katastrophenfall wesentlich weniger Platz, als die nur leicht ausgeknickte Lenkspindel nach der deutschen Offenlegungsschrift 2 126 173. Dieser Vorteil wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch optimiert, daß die Achse der schraubenartigen Verformung mit der Achse der geradlinigen Lenkspindelteile zusammenfallt. In diesem Sinne wirkt es sich ferner günstig aus, wenn die schraubenartige Verformung eine einzige Schrauben-

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windung aufweist, die dann je nach der Verkürzung des Fahrzeuges beim Unfall im gleichen Maße in sich zusammenfällt bzw. die Achsen sich bei extremer Verkürzung aneinander vorbeischieben.

Als Ausgangsmaterial für die Lenkspindel einschließlich der schraubenartigen Verformung dient vorzugsweise Rohrmaterial, obwohl auch Stangenmaterial durchaus für die Verwirklichung der Erfindung geeignet erscheint.

Der schraubenlinienähnlich geformte Teil der Lenkspindel kann sowohl im Motorraum als auch im Fahrgastraum oder beidseitig angeordnet sein.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen entnommen werden. IvS zeigt:

Fig. 1 schematisch und in Seitenansicht den vorderen Teil eines Kraftfahrzeuges,

Fig. 2 das Fahrzeug aus Fig. 1 nach einem Frontalaufprall,

Fig. 3 einen Teil der Lenkspindel in perspektivischer Ansicht,

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Fig. 4 eine durch ein Gfclenk unterbrochene und

Fig. 5 eine durch zwei Gelenke unterbrochene Lenkspindel nach der Erfindung.

Nach Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 das Dach, 11 den Vorderwagen, 12 die Windschutzscheibe, 13 das linke Vorderrad, 14 den Fahrersitz und 15 die vordere Stoßstange eines Personenkraftfahrzeuges. Weiterhin ist aus Fig. 1 und 2 ersichtlich das Lenkrad 16, die Lenkspindel 17, das Lenkgetriebe 18, welches an einem vorderen Rahraenquerträger 19 befestigt ist und die Armaturentafel 20. Die unten in das Lenkgetriebe 18 mündende Lenkspindel 17 ist an einem oberen Lager 21 gelagert, welches an einem Verstärkungstrager angreift. Zwischen Lager 21 und Lenkrad 16 ist ein Pralltopf 23 angeordnet, der bei einem Unfall den Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad 16 durch Verformung abbremsen soll. In dem durch eine Linie 24 nach vorn begrenzten Fußraum sind Kupplungs- und Bremspedal 26 bzw. 27 erkennbar.

Wie weiterhin aus Fig. 1 und 2 und insbesondere auch aus Fig. 3 hervorgeht, ist die einteilig ausgebildete, aus einem Rohr od. dgl. bestehende Lenkspindel 17 in Ihrem mittleren Bereich zwischen Lenkgetriebe 18 und oberem Lager 21 zu einer Schraube 28 verformt, die eine einzige Windung aufweist. Es handelt sich hierbei um eine einfach und damit unter nur

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geringem Kostenaufwand herzustellende Sollknickstelle, die eine Verkürzung der Lenkspindel 17 bei überkritischer Beanspruchung (z. B. infolge eines Frontalaufpralls des Fahrzeuges) ermöglicht.

Fig. 2 zeigt das Fahrzeug aus Fig. 1 nach einem Front alaufpra.II. Her Vorderwagen 11 wurde verformt, der Abstand zwischen Lenkgetriebe 18 und Lager 21 verkürzt. Die Lenkspindel 17 stützt sich am Lager 21 bzw. am Verstärkungsträger 22 ab. Die schraubenartige Verformung 28 der Lenkspindel 17 ist in sich zusammengefallen und hat dabei einen TeiJ der kinetischen Energie des Fahrzeuges absorbiert.

Der Pralltopf 23 stützt sich hier ebenfalls am Lager 21 ob und bremst einen Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad !6 durch Verformung. Selbstverständlich ist es auch denkbar, den Pralltopf 23 durch andere bekannte Mittel zu ersetzen, beispielsweise durch einen sogenannten Abreißschlitten oder durch eine zweite schraubenförmige Verformung entsprechend der mit 28 bezeichneten Sollknickstclle. Hierbei würde dann bei einem Aufprall auf das Lenkrad 16 die JenkspindeJ 17 durch Belastung von oben verkürzt. Ein Fangband kann ein Herunterfallen des Lenkrades mit Lenkspindel nach dem Herauslösen aus dem Abreißschlitten verhindern. Die Erfindung ist - wie bereits erwähnt - nicht nur dann anwendbar und von Vorteil, wenn die Lenkspindel aus einem Stück besteht und geradlinig verläuft. Die Erfindung ist

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auch dann von Nutzen, wenn - wie Fig. 4 zeigt - die hier mil 29 bezeichnete Lenkspindel aus zwei Teilen 30, 31 besteht, die über ein Gelenk 32 miteinander verbunden sind. Die beiden Teile 30, 31 verlaufen nicht in einer Richtung. Während das Teil 30 über seine ganze Länge geradlinig ausgebildet ist, weist das Teil 31 eine schraubenartige Verformung auf, die derjenigen nach Fig. 1 bis entspricht und daher hier der Einfachheit halber ebenfalls mit 28 beziffert ist. Selbstverständlich ist es auch denkbar, in den Teil 30 eine zusätzliche schraubenartige Verformung einzubauen.

Fig. 5 zeigt eine zweimal angeknickte Lenkspindel 33. Das zwischen Gelenken 34 und 55 befindliche Teil 36 der Lenkspindel 33 ist mit der erfindungsgemäßen schraubenartigen Verformung 28 versehen. Das Teil 36 kann sich daher bei einem Stoß verkürzen, ohne daß wesentliche Kräfte auf das Lager 21 ausgeübt werden.

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Claims (14)

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1. Sicherheitslenksäule für Fahrzeuge, insbesondere Kruft.-fahrzeuge, mit einer bei Krafteinwirkung unter Euergieabsorption bleibend verformbaren Lenkspindel, die mit Mitteln versehen ist, die bei einer bestimmten kritischen Last ein Ausknicken der Lenkspindel bewirken,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindei (17, 29, 33) an mindestens einer Stelle in an sich bekannter Weise schraubenartig derart verformt ausgebildet ist (28), daß der Durchmesser der Schraubenwindungen den Durchmesser der nicht verformten Lenkspinde IteiIe wesentlich überwiegt.

2. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die sich beidseitig; der schraubenartigen Verformung (28) erstreckenden gerad-Jinigen TeiJe der Lenkspindel (17, 29, 33) zueinandcrfluchtcn.

3. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der scliruubenartigen Verformung (28) mit der Achse der gcradJ ίηϊμ;οη Lenkspindeiteile zusammenfä]Lt.

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4. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenartige Vrformung mehrere Schraubenwindungen aufweist.

5. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenartige Verformung (28) eine einzige Schraubenwindung aufweist.

6. Sicherheitslenksäule nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (17, 29, 33) einschließlich der schraubenartigen Verformung (28) in an sich bekannter Weise rohrförmig ausgebildet ist.

7. Sicherheitslenksäule nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenartige Verformung (28) der Lenkspindel (17, 29, 33) im Motorraum (11) angeordnet ist.

8. Sicherheitslenksäule nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenartige Verformung der Lenkspindel im Fahrgastraum angeordnet ist.

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9. Sicherheitslenksäule nach einem o<?er mehreren der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß je eine schraubenartige Verformung der Lenkspindel im Motorraum und im Fahrgastraum vorgesehen ist.

10. Sicherheitslenksäule nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (17) einteilig ausgeführt ist (Fig. 1 und 2).

11. Sicherheitslenksäule nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (29, 33) in an sich bekannter Weise unter Verwendung von Gelenken (32, 34, 35) geteilt ausgebildet ist (Fig. 4 und 5).

12. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (29) zwischen Lenkgetriebe (18) und oberem Lager (21) ein Gelenk (32) aufweist und daß die schraubenartige Verformung (28) in dem sich zwischen Gelenk (32) und oberem Lager (21) erstreckenden Lenkspindelteil (31 ) angeordnet ist (Fig. 4).

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13. Sicherheitslenkeäule nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (29) ein Gelenk (32) aufweist und daß in den sich zwischen Lenkgetriebe (18) und Gelenk (32) bzw» zwischen GeJenk (32) und oberem Lager (21) erstreckenden beiden Lenkspindel teilen (30, 31) je eine schraubenartig Verformung (28) angeordnet ist.

14. Sicherheitslenksäule nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lenkspindel (33) in an sich bekannter Weise durch zwei Gelenke (34, 35) in drei Teile unterteilt ist und daß die schraubenartige Verformung (28) in dem sich zwischen den beiden Gelenken (34, 35) erstreckenden mittleren Ler.kspir.de!- teil (36) angeordnet ist (Fig. 5),

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