DE9305830U1 - Motor vehicle steering column - Google Patents

Description

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Dipl.-!ng. Stracke Dipl.-Ing. Lcesenbeck 18/9 Jöllenbecker Str. 1G4, 4800 BielefeldDipl.-!ng. Stracke Dipl.-Ing. Lcesenbeck 18/9 Jöllenbecker Str. 1G4, 4800 Bielefeld

Reiche & Co.Rich & Co.

Gasstraße 15, 4937 LageGasstraße 15, 4937 Lage

KraftfahrzeuglenksäuleMotor vehicle steering column

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuglenksäule mit einem drehbaren, teleskopierbaren Lenkrohr und einem feststehendem, stauchbaren Geäuse, das ein Absorberrohr und ein Innenrohr beinhaltet. The invention relates to a motor vehicle steering column with a rotatable, telescopic steering tube and a fixed, compressible housing that contains an absorber tube and an inner tube.

Im Automobilbau gehört es zu den konstruktiven Voraussetzungen bei der Gestaltung von Kraftfahrzeuglenksäulen, diese mit Verformungszonen auszustatten, die bei Belastung infolge eines Unfalls sich in axialer Richtung verformen und hierbei Bewegungsenergie aufnehmen und vernichten. In automotive engineering, one of the structural requirements when designing vehicle steering columns is to equip them with deformation zones that deform in an axial direction when subjected to stress as a result of an accident, thereby absorbing and dissipating kinetic energy.

Zusätzlich zu der Ausgestaltung von Kraftfahrzeuglenksäulen mit Verformungszonen geht man mehr und mehr dazu über, sogenannte Airbagsicherheitssysteme als Insassenunfallschutz in Kraftfahrzeuge einzubauen. Ein solches aus mehreren Bausteinen bestehendes Airbagsystem wird gewöhnlich als Schutzelement für den Fahrer im Lenkrad in der sogenannten Lenkradnabe hinter einer Prallplatte angeordnet. Die Lenksäule muß infolge dieser Anord-In addition to the design of vehicle steering columns with deformation zones, there is an increasing trend to install so-called airbag safety systems in vehicles as passenger protection. Such an airbag system, which consists of several components, is usually arranged as a protective element for the driver in the steering wheel in the so-called steering wheel hub behind an impact plate. As a result of this arrangement, the steering column must

3Q nung in der Lage sein, die Gewichtskräfte eines solchen Sicherheitssystems aufzunehmen. Diese Gewichtskräfte erzeugen zusammen mit der Biegekomponente im Crashfall auftretender Aufprallkräfte ein Biegemoment um den Befestigungspunkt des Lenksäulengehäuses im Autochassis.3Q must be able to absorb the weight forces of such a safety system. These weight forces, together with the bending component of the impact forces that occur in the event of a crash, generate a bending moment around the attachment point of the steering column housing in the car chassis.

or Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenksäule so zu gestalten, daß die zur Aufnahme der auftretenden Kräfte notwendige Biegesteifigkeit weiter erhöht wird und gleichzeitig konstruktionsbedingte Geräuschentwicklungen ausgeschaltet werden.The object of the present invention is to design a steering column in such a way that the bending stiffness required to absorb the forces occurring is further increased and at the same time construction-related noise developments are eliminated.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß das vom Absorberrohr umschlossene Gehäuseinnenrohr der Lenksäule als Teleskoprohr mit einem Einsteck- und einem Außenrohr ausgebildet ist, wobei die Überlappungslänge von Einsteck- und Außenrohr mindestens dem doppelten Außendurchmesser des Teleskopaußenrohres entsprich und wobei ein Rohr des teleskopartigen Gehäusesinnenrohres als Federhülse ausgebildet ist.
Die Verwendung eines Teleskoprohres als Gehäuseinnenrohr der Lenksäule führt in hochbeanspruchten Querschnitten zu einer Querschnittsvergrößerung und somit zu einer entscheidenden Erhöhung der Biegesteifigkeit des Lenksäulengehäuses. Die Überlappungslänge von Einsteckrohr und Außenrohr ist so gewählt, daß die auftretenden Biegekräfte sicher beherrscht werden können, wobei die Anordnung der Überlappungsstelle in der Mitte der Lenksäule günstige Hebelverhältnisse schafft.
Spezielle Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind
Merkmale von Unteransprüchen.
Es hat sich insbesondere als zweckmäßig erwiesen, das innenliegende Einsteckrohr des Teleskoprohrer durch einen über die gesamte Länge des Rohres verlaufenden Schlitz als Federhülse auszubilden. Die Federhülse erzeugt durch ihre nach außengerichtete Spannung einen spielfreien Schiebesitz im Außenrohr, wobei gleichzeitig die axialen Verschiebekräfte gering gehalten werden können. Die Spielfreiheit des Schiebesitzes gewährleistet, daß eine Geräuschbildung während des Fahrzeugbetriebes zuverlässig ausgeschlossen wird, da außerdem das Absorberrohr die Überlappungsstelle vollständig umschließt.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Kraftfahrzeuglenksäule derart, daß das Absorberrohr am Lenkrad zugewandten Ende in axialer Richtung verlaufende über den Umfang verteilteThis object is achieved according to the invention in that the housing inner tube of the steering column enclosed by the absorber tube is designed as a telescopic tube with an insert and an outer tube, wherein the overlap length of the insert and outer tube corresponds to at least twice the outer diameter of the telescopic outer tube and wherein one tube of the telescopic housing inner tube is designed as a spring sleeve.
The use of a telescopic tube as the inner tube of the steering column housing leads to an increase in cross-section in highly stressed cross-sections and thus to a significant increase in the bending stiffness of the steering column housing. The length of the overlap between the insert tube and the outer tube is selected so that the bending forces that occur can be safely controlled, with the arrangement of the overlap point in the middle of the steering column creating favorable leverage conditions.
Special embodiments of the subject matter of the invention are
Characteristics of subclaims.
It has proven particularly useful to design the inner insertion tube of the telescopic tube as a spring sleeve by means of a slot running the entire length of the tube. The spring sleeve creates a play-free sliding fit in the outer tube through its outward-directed tension, while at the same time the axial displacement forces can be kept low. The play-free sliding fit ensures that noise is reliably excluded during vehicle operation, as the absorber tube also completely encloses the overlap point.
By designing the motor vehicle steering column according to the invention in such a way that the absorber tube at the end facing the steering wheel has axially extending, circumferentially distributed

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Einprägungen besitzt, die als Verbindung zwischen Absorberrohr .."'"""has impressions that serve as a connection between absorber tube .."'"""

^und Teleskopaußenrohr_ eine Art Preßsitz- herstellen,- wird die Eigenfrequenz der Gesamtbaugruppe Lenksäule erhöht. Dies führt dazu, infolge Resonanzwirkung~ auftretende Eigenschwingungen—zu vermeiden. . ~ . -^and telescopic outer tube_ create a kind of press fit, the natural frequency of the entire steering column assembly is increased. This leads to the prevention of natural vibrations that occur as a result of resonance. . ~ . -

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes__der Erfindung wird im - -An embodiment of the subject__of the invention is described in - -

folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.explained in more detail below using the attached drawings.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 das Schnittbild einer Kraftfahrzeuglenksäule derFigure 1 shows the sectional view of a motor vehicle steering column of

erfindungsgemäßen Art,inventive type,

Figur 2 einen Querschnitt durch die Lenksäule auf FigurFigure 2 shows a cross section through the steering column on Figure

1 an der Stelle B-B.1 at position B-B.

Figur 3 Ansicht des Details III aus Figur 1
Figur 4 Detail IV aus Figur 1Figure 3 View of detail III from Figure 1
Figure 4 Detail IV from Figure 1

Die in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnete Kraftfahrzeuglenksäule besitzt ein Lenkrohr 2, das mit Hilfe der Lager 3, 4 in einem Gehäuse 5 drehbar gelagert ist. Das Gehäuse 5 ist mit den Aufhängungen 6 und 7 am Kraftfahrzeugchassis festgelegt.The motor vehicle steering column, designated as a whole with 1, has a steering tube 2, which is rotatably mounted in a housing 5 by means of the bearings 3, 4. The housing 5 is fixed to the motor vehicle chassis by means of the suspensions 6 and 7.

Das Gehäuse 5 besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Querschnitt und ist als Teleskoprohr mit einem dem lenkradseitigen Ende benachbarten Außenrohr 9 und einem dem vorderen Ende der Lenksäule benachbarten Einsteckrohr 10 ausgeführt. Das Einsteckrohr 10 ist in das Außenrohr 9 soweit eingeschoben, daßThe housing 5 has a substantially cylindrical cross-section and is designed as a telescopic tube with an outer tube 9 adjacent to the end on the steering wheel side and an insert tube 10 adjacent to the front end of the steering column. The insert tube 10 is inserted into the outer tube 9 so far that

sich eine Stützlänge L ergibt, die dem doppelten Außendurchmesser des Außenrohres 9 entspricht. An seinem in das Außenrohr 9 eingeschobenen Ende ist das Einsteckrohr mit einem kugelabschnittartig ausgeformten Bereich 17 versehen, wie dies die Figur 4 zeigt.a support length L results which corresponds to twice the outer diameter of the outer tube 9. At its end inserted into the outer tube 9, the insert tube is provided with a spherical segment-shaped area 17, as shown in Figure 4.

Die Überlappungsstelle von Außenrohr 9 und Einsteckrohr 10 ist von einem Absorberrohr 11 umschlossen, das eine im Längsschnitt wellenförmige Struktur aufweist, um im Falle eines UnfallsThe overlap point of the outer tube 9 and the insertion tube 10 is enclosed by an absorber tube 11, which has a wave-shaped structure in longitudinal section in order to

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durch berechnete Stauchung Aufprallenergie aufzunehmen. Die wellenförmige Struktur des Absorberrohres 11 ist zwischen den Aufhängungen 6 und 7 angeordnet, wobei das Absorberrohr 11 an seinem der Aufhängung 7 zugewandten Ende sowohl mit dem Einsteckrohr 10 als auch mit der Aufhängung 7 gemeinsam verschweißt ist.to absorb impact energy by calculated compression. The wave-shaped structure of the absorber tube 11 is arranged between the suspensions 6 and 7, whereby the absorber tube 11 is welded together with both the insert tube 10 and the suspension 7 at its end facing the suspension 7.

Das der Aufhängung 6 zugewandte Ende des Absorberrohres ist mit dem Außenrohr 9 des Teleskoplenkgehäuses verprägt. Aus Figur 3 wird deutlich, daß zu diesem Zweck das Absorberrohr 11 mehrere in axialer Richtung verlaufende über dem Umfang des Absorberrohres verteilte Einprägungen 13 aufweist. Das Ende des Absorberrohres 11 ist im Winkel von 90 Grad nach außen flanschartig abgewinkelt. An das mit den Einprägungen 13 versehene Gebiet des Absorberrohres 11 schließt sich das wellenartig geformte Stauchgebiet 14 unmittelbar an.
Der in Figur 2 dargestellte Schnitt durch die erfindungsgemäße Kraftfahrzeuglenksäule in Höhe des Überlappungsgebietes zwischen Außenrohr 9 und Einsteckrohr 10 macht deutlich, daß das Einsteckrohr 10 an seiner der Aufhängung 7 abgewandten Unterseite einen Schlitz 16 besitzt. Dieser Schlitz 16 erstreckt sich vom in das Außenrohr 9 eingesteckten Ende bis unmittelbar vor die Lagerstelle für das Lager 4 des Lenkrohres 2. Da das Einsteckrohr 10 aus kaltverfestigtem Stahl hergestellt ist, ergibt sich durch den Schlitz 16 für das. Einsteckrohr 10 die Wirkung einer Federhülse. Beim Zusammenbau der Kraftfahrzeuglenksäule wird der Querschnitt des Einsteckrohres geringfügig verkleinert, so daß ein Einführen in das Außenrohr 9 ohne Schwierigkeiten möglich ist. Nach dem Einführen des Einsteckrohres 10 federt dieses gegen die Innenwandung des Außenrohres 9, es stellt sich somit eine spalt- und spielfreie, aber dennoch axial leicht verschiebliche Verbindung ein.The end of the absorber tube facing the suspension 6 is stamped with the outer tube 9 of the telescopic steering housing. From Figure 3 it is clear that for this purpose the absorber tube 11 has several impressions 13 running in the axial direction and distributed over the circumference of the absorber tube. The end of the absorber tube 11 is bent outwards like a flange at an angle of 90 degrees. The wave-shaped compression region 14 is directly adjacent to the area of the absorber tube 11 provided with the impressions 13.
The section through the motor vehicle steering column according to the invention shown in Figure 2 at the level of the overlap area between the outer tube 9 and the insert tube 10 makes it clear that the insert tube 10 has a slot 16 on its underside facing away from the suspension 7. This slot 16 extends from the end inserted into the outer tube 9 to immediately in front of the bearing point for the bearing 4 of the steering tube 2. Since the insert tube 10 is made of cold-hardened steel, the slot 16 for the insert tube 10 has the effect of a spring sleeve. When assembling the motor vehicle steering column, the cross section of the insert tube is slightly reduced so that it can be inserted into the outer tube 9 without difficulty. After the insert tube 10 has been inserted, it springs against the inner wall of the outer tube 9, thus creating a gap- and play-free, but nevertheless axially slightly movable connection.

Claims (6)

Reiche & Co. SchutzansprücheRich & Co. Protection claims 1. Kraftfahrzeuglenksäule mit einem drehbaren, teleskopierbaren Lenkrohr und einem feststehenden, stauchbaren Ge-1. Motor vehicle steering column with a rotatable, telescopic steering tube and a fixed, compressible häuse, das ein Absorberrohr und ein Innenrohr beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Absorberrohr (11) umschlossene Gehäuseinnenrohr als Teleskoprohr mit einem Einsteckrohr (10) und einem Außenrohr (11) ausgebildet ist, wobei die Überlappungslänge von Einsteckrohr (10) und Außenrohr (9) min-housing which contains an absorber tube and an inner tube, characterized in that the housing inner tube enclosed by the absorber tube (11) is designed as a telescopic tube with an insert tube (10) and an outer tube (11), the overlap length of the insert tube (10) and the outer tube (9) being at least destens dem doppelten Außendurchmesser des Außenrohres (9) entspricht und ein Rohr des teleskopartigen Gehäuseinnenrohres als Federhülse ausgebildet ist.at least twice the outer diameter of the outer tube (9) and one tube of the telescopic inner tube of the housing is designed as a spring sleeve. 2Q 2Q 2. Kraftfahrzeuglenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsteckrohr (10) des teleskopartigen Gehäuseinnenrohres als Federhülse ausgebildet ist.2. Motor vehicle steering column according to claim 1, characterized in that the insertion tube (10) of the telescopic housing inner tube is designed as a spring sleeve. 3. Kraftfahrzeuglenksäule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhülse ein über die Gesamtlänge der Hülse verlaufenden Schlitz (16) aufweist.3. Motor vehicle steering column according to claim 2, characterized in that the spring sleeve has a slot (16) running over the entire length of the sleeve. 4. Kraftfahrzeuglenksäule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federhülse aus kaltverfestigtem Stahl hergestellt ist.4. Motor vehicle steering column according to claim 3, characterized in that the spring sleeve is made of cold-hardened steel. 5. Kraftfahrzeuglenksäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorberrohr (11) am dem Lenkrad zugewandten Ende mit dem Teleskopaußenrohr (9) durch in axialer Richtung verlaufende, über den Umfang des Absorberrohres (9) verteilte Einprägungen (13) in der Art eines Preßsitzes verbunden ist.5. Motor vehicle steering column according to claim 4, characterized in that the absorber tube (11) is connected at the end facing the steering wheel to the telescopic outer tube (9) by indentations (13) running in the axial direction and distributed over the circumference of the absorber tube (9) in the manner of a press fit. Reiche & Co.Rich & Co. 6. Kraftfahrzeuglenksäule nach ein em oder mehreren der6. Motor vehicle steering column according to one or more of the vorangegangenem Amsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das — 5 _preceding claims, characterized in that the — 5 _ Einsteckrohr (TO) an seinem in das Außenrohr (9) eingeführtenInsert tube ( TO ) at its inserted into the outer tube (9) Ende als Kugelabschnitt^ (17)-ausgeformt ist. —end is shaped as a spherical section^ (17). —