DE1975607U - Kraftfahrzeug mit teleskopischer lenkanlage. - Google Patents

Description

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Dipping, K. Walther ^Wö 1921Sftäo/

W/Vh~2284,a 8.9.67

G-eneral Motors Corporation, Detroit, Mich.., Y.St.A.

Teleskopisch Lenkanlage für Kraftfahrzeuge

Die Heuerung bezieht sich, auf eine teleskopisehe lenkanlage für Kraftfahrzeuge, "bei der ein mit einem Mantel der Lenksäule verbundener Haltebügel und eine mit einem festen Fahrzeugteil verbundene Halterung miteinander durch. Verbindungsglieder verbunden sind, die unter Zusammenstossbedingungen nachgeben·

Nach einem früheren Vorschlag wird der Haltebügel unter Reibungsschluss gegen einen Flansch der Halterung am Fahrzeugteil durch eine Mutter gehalten, die auf einen Hängebolzen aufgeschraubt ist. Bei dieser Bauart ist die Kraft, die erforderlich ist, um ein Nach** gaben der Ve^ifl-dung zu bewirken, von dem Anzugsdrehmoment der Mutter auf den Hängebolzen abhängig und es ist in der

Praxis schwierig, das Nachgeben der Verbindung "bei einer ■bestimmten Zusammenstosskraft zu gewährleisten.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, das nachgeben der Verbindung bei einer bestimmten Zusammenstosskraft zu sichern, lerner ist beabsichtigt, dass eine verhältnismässig ungehinderte Axialbewegung des Haltebügels und der lenksäule nach dem Auflösen der Verbindung mit der Halterung gestattet wird. Ferner ist beabsichtigt, dass der Haltebügel bei dieser axialen Bewegung geführt ist.

Die Neuerung besteht darin, dass mit dem Haltebügel durch abscherbare Verbinder Kissen verbunden sind, die Plansche aufweisen, zwischen denen nach dem Abscheren der Verbinder der Haltebügel mit der lenksäule zu den Kissen und der Halterung gleitend verschieblich ist. Durch die Verwendung der abscherbaren Verbinder wird ein Auflösen der Verbindung bei einer bestimmten Zusammenstosskraft erreicht, lach dem Abseheren der Verbinder hindern diese nicht die anschliessende axiale Bewegung des Haltebügels. Ferner geben die Flansche der Kissen eine äusserst erwünschte axiale Führung für die axiale Bewegung des Halbebügels. Es ist vorteilhaft, wenn die die Füfrmmg bildenden Flansche der Kissen den Haltebügel neben nach rückwärts offenen Schlitzen den Haltebügel umgreifen. Durch diese

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Ausbildung kann unter Zusamraenstossbedingungen das Lenkrad sich nicht gegen den Fahrer "bewegen, da die geschlossenen Enden der Schlitze in dem Haltebügel gegen die Kissen zur Anlage kommen und eine derartige Bewegung unterwinden. Andererseits wird, wenn der !Fahrer "beim Zusammenstoss nach vorn gegen das Lenkrad geworfen wird, eine axiale Bewegung des Haltebügels von den Kissen fort gestattet, nachdem die Verbinder abgeschoren sind.

Bei einer vorteilhaften Bauform ist vor_T gesehen, dass jedes Kissen einen mittleren Teil mit einem Durchbruch zur Aufnahme eines Hängebolzens enthält, der ein Abstandsstück zwischen einem Flansch der Halterung und einem Flansch des Tragbügels bildet. Durch diese Ausbildung ist die Verbindung von dem Anzugsdrehmoment der Mutter auf den Hängebolzen unabhängig und die Reaktionskraft auf die Halterung des Fahrzeuges wird über den mittleren Teil der Kissen übertragen, ohne dass damit die erwünschte axiale Bewegung des Haltebügels zum Kissen nach dem Abscheren der Verbinder gestört wird.

Nach einem weiteren Vorschlag der Neuerung ist vorgesehen, dass die abscherbaren Verbinder zwischen den Kissen unS dem Haltebügel aus Kunststoff bestehen und an Ort und Stelle durch Einspritzen gebildet sind. Durch diese Massnahme wird die Herstellung vereinfacht. Der

Haltebügel und einer der Flansche der Kissen werden mit zueinander ausgerichteten Durchbrächen versehen, in die nach ausgerichteter Montage des Kissens und des Haltebügeis Kunststoff eingespritzt wird, der nach dem Aushärten die abscherbaren Verbinder bildet,

Zweckmässig weist jeder Verbinder in seiner Mitte einen eingeschnürten Hals auf· Hierdurch wird jeder abscherbare Verbinder in formschlüssiger lage festgehalten, ferner kann durch die Wahl des Querschnittes des Halses die Kraft gewählt werden, bei der ein Abscheren im Zusammenstossfall eintreten soll·

Eine zweckmässige Bauart kennzeichnet sich dadurch, dass der Haltebügel mit dem Mantel der Lenksäule axial oberhalb eines unter Energievernichtung zusammenstauchbaren gitterförmigen Abschnitts des Mantels verbunden ist, der unterhalb dieses Abschnittes mit einem Brandschott des Fahrzeuges verbunden ist. Die Steifigkeit des Brandschotts versucht eine Aufwärtsbewegung des unteren Endes der Lenksäule unter Zusammenstossbedingungen des Fahrzeugs zu verhindern. I-s± der Zusammenstoss jedoch sehr hart, so beult sich das Brandschott aus bzw. wird sogar zerstört, so dass der untere Teil der Lenksäule sich axial nach oben bewegen kann. Die Lenkwelle kann sich jedoch nicht axial nach oben auf den Fahrer bewegen, weil

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der gitterförmige Abschnitt zusammenbricht_# wobei über den Haltebügel und die Hängebolzen die Reaktionskraft auf den Fahrzeugkörper übertragen wird. Gleichgültig, ob das Brandschott "beschädigt wird oder nicht, können die abscherbaren Verbinder, wenn der Fahrer anschliessend nach vom gegen das Lenkrad geworfen wird, ih-re funktion erfüllen und ein gesteuertes Nachgeben des Haltebügels und der lenksäule in Bezug zu den festen Teilen der oberen Halterung bewirken.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der !Teuerung dargestellt, I_n der Zeichnung ist

Fig. 1 eine Teilseitenansicht eines Kraftfahrzeuges mit einer teleskopischen Lenkanlage nach der _JFeaaEung,

!ig. 2 ein Querschnitt nach der Linie 2-2 der lig» 1 in Richtung der Pfeile gesehen in grösserem Maßstabe, lig. 3 eine zum Teil geschnittene Teilansicht

nach der Linie 3-3 der Fig. 2 in Richtung der Pfeile gesehen und

Fig. 4 eine perspektivische Teildarstellung eines Kissens,

Wie Fig. 1 zeigt, ist innerhalb eines Fahrzeugkörpers 10 eine teleskopische Lenkanlage 12 angeordnet, die unter Zusammenstossbedingungen zusammenbrechen

kann, Die lenksäule 12 erstreckt sieb, von einer nachgiebigen Kupplung 14 zur Verbindung mit einem nicht dargestellten lenkgetriebe nach rückwärts in den Fahrgastraum des fahrzeuges zu einem lenkrad 16, das am axial oberen Ende der lenksäule vorgesehen ist.

Die lenksäule 12 hat einen äusseren rohrförmigen Mantel 20, in dem drehbar eine teleskopartig zusammenschiebbare lenkwelle 22 zwischen der nachgiebigen Kupplung 14 und dem lenkrad 16 gelagert ist. Die lenkwelle ist von einer teleskopisch zusammenschiebbaren nicht dargestellten Gangschalthülse umgeben. Beim Auftreten einer axialen Kraft auf die lenksäule infolge eines Zusammenstosses des Fahrzeuges kann ein gitterförmiger Abschnitt 24 des Mantels 20 unter Energievernichtung teleskopartig zusammenbrechen, wobei diesem Zusammenbrechen ein gesteuerter Widerstand entgegensteht. Das axial untere Ende 14 des Mantels unterhalb des energieverniohtenden Abschnitts 24 erstreckt sich durch ein Brandschott 28 des Fahrzeugkörpers 10 und ist in axialer Richtung in beiden Eichtungen durch zwei Halteplatten festgelegt.

Das obere axiale Ende der lenksäule 12 ist mit dem Fahrzeugkörper 20 über eine obere Halterungseinheit 30 verbunden. Wie Fig. 1 zeigt, enthält ein Armaturenbrett ein Frontpaneel 32, das sich in Querrichtung zwischen den vorderen Türpfosten des Fahrzeugkörpers

erstreckt. Eine verstärkende Ha3fc erung 34 erstreckt sieh im wesentlichen nach unten und vorwärts von ihrem oberen Ende zum Brandschott 28 und zur Haube des fahrzeugkörpers. Eine rinnenförmige Verstärkung 36 ist mit ihren beiden Enden mit den Türpfosten und in ihrer Mitte mit der Halterung 34 verbunden. Wie fig. 2 zeigt, weist die Halterung 34 zwei einander entgegengerichtete ebene Plansche 38 und 40 auf, die mit Löchern zum Durchstecken der Gewindeenden von Hängebolzen 42 versehen sind, welche an ihrem anderen Ende mit der Haube des fahrzeugkörpers 10 verbunden sind.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, hat ein Haltebügel 44 einen mittleren Il-förmigen Teil, der einen Teil des Mantels 20 umfasst und mit diesem durch Schweissungen 46 verbunden ist. Hach beiden Seiten erstrecken sich vom mittleren Teil flansche 48 und 50. Der flansch 48 hat in seinem Hauptteil einen einseitig offenen Schlitz 52 und an einer seitlichen Verlängerung einen gleichen einseitig offenen Schlitz 54. Der andere flansch 50 hat nur einen einseitig offenen Schlitz 56, Die drei Schlitze 52, 54 und 56 sind alle nach rückwärts gerichtet offen. In die Schlitze 52, 54 und 56 sind Kissen 58 eingesetzt, die im Ausführungsbeispiel aus Aluminium im Spritzguss hergestellt sind. Die Kissen enthalten in der Mitte Öffnungen zum Durchführen der Hängebolzen 42, Wie fig. 4 zeigt, erhebt sich ein mittle-

rer Teil 60 über die benachbarten Flanschen des Haltebügels 44 und liegt nach dem Zusammenbau flach gegen die Halterung 34 an, um diese in Abstand von dem Haltebügel 44 zu halten* An einander gegenüberliegenden Kanten jedes Kissens 58 sind durch obere und untere Flanschen 62 und 64 Nuten gebildet, die Ränder des Haltebügels 44 eng umgreifen, und zwar neben den Sehlitzen 52, 54 und 56. Jedes Kissen 58 bildet hierdurch eine Führung für den Haltebügel 44, in der sich dieser in Längsrichtung verschieben kann, nachdem Verbinder zwischen beiden Teilen abgeschoren sind. Jedes Kissen 58 erhält vier abscherbare Verbinder 66 aus vergiessbarem Werkstoff, insbesondere thermoplastischem Kunststoff, der an Ort und Stelle in öffnungen im unteren Plansch 64 des Kissens 58 und ausgerichtete Öffnungen im Haltebügel 44 eingespritzt wird, um die abscherbaren Verbinder zu bilden. In der Mitte weist jeder Verbinder 66 einen eingeschnürten Hals 68 auf, der bei anormalen axialen Kräften, wie sie unter Zusammenstossbedingungen des Fahrzeugs auftreten, abscheren. Beim Einbau der Lenksäule 12 in den Fahrzeugkörper 10 wird die Lenksäule in eine Lage gebracht, bei der die Hängebolzen 42 durch die zugeordneten Kissen 58 hindurchgeführt werden können, wobei die Kissen gegen die Halterung 34 anliegen und durch Muttern 70, die auf die Hängebolzen 42 aufgeschraubt werden, starr befestigt

werden, indem die Hängebolzen sich mit Schultern 72 abstützen.

Bei einem Zusammenstoss des Fahrzeugs, "bei dem eine anormal hohe axiale Kraft auf die Lenksäule 12 in Vos?s?ä±?bsrichtung ausgeübt wird, die ausreicht, um die Verbinder 66 abzuscheren, erfolgt eine sofortige Trennung des Haltebügels 44 und der lenksäule 12 von den Kissen 58, den Hängebolzen 42 und der Halterung am Instrumentenbrett des Fahrzeugs, wobei eine Relativ bewegung in den einseitig offenen Schlitzen des Haltebügels und dem festgehaltenen Kissen erfolgt. Die Lenksäule 12 kann sich somit axial bewegen und teleskopartig zusammenbrechen, wobei sich der energievernichtende Abschnitt 24 fortschreitend verformt, um eine gesteuerte Absorbtion der Zusammenstossenergie zu bewirken» Sollte die axiale Kraft auf die Lenksäule 12 nach rückwärts gerichtet auftreten, also vom Lenkgetriebe her, so ist eine Rückwärtsbewegung des Haltebügels 44 in Bezug zu den Kissen 58 und den Hängebolsen 42 durch die geschlossenen Enden der Schlitze begrenzt, worauf der Haltebügel eine Reaktionskraft gegen eine derartig rückwärts gerichtete Kraft ausübt, die am Instrumentenbrett des Fahrzeugkörpers ihren Rückhalt findet. Auf diese Weise ist eine Rückwärtsbewegung der Lenksäule auf die Fahrgäste unterbunden.

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Durch die Plansche 62 und 64 der Kissen 58, die den Haltebügel 44 eng umgeben, und durch, das Festschrauben der Kissen 58 gegen die Halterung 34 über die Muttern 70 auf den Haltebolzen 42 sind der Haltebügel 44 und die lenksäule 12 fest mit dem Instrumentenbrett des Fahrzeugs ohne Spiel und Schwingungen unter normalen Betriebsbedingungen verbunden. Die Befestigung der Muttern 70 auf den Hängebolzen 42 ergibt keine vergrösserte Reibverbindung zwischen den Kissen und dem Haltebügel, Wenn auch die verschiedenen Kissen den Haltebügel fest umgreifen, um die notwendige Abstützung zu bewirken, so ist diese Verbindung nicht so, dass sie einen merklichen Widerstand gegen die relative Gleitbewegung zwischen dem Haltebügel und den Kissen bietet, nachdem die Verbinder 66 abgeschoren sind. Bei der Verlagerung des Haltebügels 44 relativ zu den Kissen 58 nach dem Abscheren der Verbinder kommt der Haltebügel 44 nicht in Berührung mit benachbarten Teilen der Halterung. Die LenksäulenanXage nach der Neuerung ist daher unter normalen Betriebsbedingungen äusserst wirksam, in denen eine feste Abstützung erforderlMi ist und ermöglicht im lalle eines Fahrzeugzusammenstosses ein zuverlässiges und ungehindertes Lösen der Lenksäule mindestens von ihrer oberen Halterung.

Claims (1)

1. -13.67

   Sohutzansprüche:

   1« Teleskopisch^ Lenkanlage für Kraftfahrzeuge, bei der ein mit einem Mantel der Lenksäule verbundener Haltebügel und eine mit einem festen Fahrzeugteil verbundene Halterung miteinander durch Verbindungsglieder verbunden sind, die unter Zusammenstossbedingungen des fahrzeuge nachgeben, dainuch gekennzeichnet, dass mit dem Haltebügel (44) durch abscherbare Verbinder (66) Kissen (58) verbunden sind, die flansche (62,64) aufweisen, zwischen denen nach dem Abscheren der Verbinder der Haltebügel mit der Lenksäule (12) zu den Kissen und der Halterung (34) gleitend verschieblich ist.

   2,TEleskopische Lenkanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die führung bildenden flansche (62,64) der Kissen (58) den Haltebügel (44) neben nach rückwärts offenen Schlitzen (52,54,56) im Haltebügel umgreifen.

   3. Teleskopische Lenkanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kissen (58) einen mittleren Teil (60) mit einem Durchbruch zur Aufnahme eines Hängebolzens (42) enthält, der ein Abstandsstück zwischen einem flansch (38,40) der Halterung (34)

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   (44) und einem Flansch (48,50) des Tragbüg eis/bildet,

   4. Teleskopische Lenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass die abshcerbaren Verbinder (66) zwischen den Kissen (58) und dem Haltebügel (44) aus Kunststoff bestehen und an Ort und Stelle durch Einspritzen gebildet sind.

   5· Teleskopische Lenkanlage nach Anspruch 1 und 4» dadurch gekennzeichnet, dass jeder Verbinder (66) in seiner Mitte einen eingeschnürten Hals (68) aufweist.

   6, Teleskopische Lenkanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass der Halte» bügel (44) mit dem Mantel (20) der Lenksäule (12) axial oberhalb eines unter Energievernichtung zusammenstauchbaren gitterförmigen Abschnitts (24) des Mantels verbunden ist, der unterhalb dieses Abschnittes mit einem Brandschott (28) des Fahrzeugs verbunden ist₀