DE3136634A1

DE3136634A1 - Zusammenschiebbare lenksaeule fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3136634A1
Application number: DE19813136634
Authority: DE
Inventors: Paolo Farnese Viterbo Seghi
Original assignee: Societa Applicazioni Gomma Antivibranti SAGA SpA
Current assignee: Societa Applicazioni Gomma Antivibranti SAGA SpA
Priority date: 1980-10-14
Filing date: 1981-09-16
Publication date: 1982-07-01
Also published as: IT1209271B; FR2491854A1; IT8025308A0

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. DR. HERMANN FAY

S.A.G.A. SOCIETA' APPLICAZIONI GOMMA ANTIVIBRANTI-S.p.A.

Via Ripamonti 88
1-20141 Mailand

7900 Ulm, 14.09.1981 Akte PG/5548 th

Zusammenschiebbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für Kraftfahrzeuge, die sich im Falle eines Frontalaufpralls ineinanderschiebt und so verhindert, daß .die Lenksäule in den Fahrgastraum des Fahrzeugs hineindringt und Passagiere verletzt.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine zusammenschiebbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge,. die eine Übertragungswelle mit zwei Wellenstücken besitzt, die in Längsrichtung fluchtend angeordnet sind, und deren einander zugekehrte Enden durch ein Elastomer-Element miteinander verbunden sind, während ihre voneinander abgekehrten Enden die beiden Enden der Übertragungswelle bilden.

Eine Lenksäule dieser Art ist in dem britischen Patent Nr. 1.174.540 beschrieben. Diese Lenksäule besitzt Jedoch eine komplizierte und aufwendige

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Konstruktion und benötigt zudem die Verwendung eines Hilfselemente, um die beiden Teile, aus denen die Übertragungswelle besteht, zusammenzuhalten.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Lenksäule für Kraftfahrzeuge zu verwirklichen, die vor allem einfach und sicher ist.

Erfindungsgemäß wird, diese Aufgabe durch eine Lenksäule für Kraftfahrzeuge der oben beschriebenen Art gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die beiden einander zugekehrten Enden durch eine prismatische Kupplung miteinander verbunden sind, die in einem Schnitt senkrecht zur Längsrichtung der Übertragungswelle ein schwalbenschwanzförmiges Profil aufweist, und auch das Elastomer-Element aus einem schwalbenschwanzförmig gebogenen Profil besteht, das zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen der prismatischen Kupplung so eingepreßt ist, daß diese Flächen miteinander durch Reibung fest gegenüber axialen, auf eine Trennung der Flächen hinwirkenden Kräften verbunden sind, deren Intensität unterhalb eines bestimmten Wertes liegt, wobei die Wellenstücke jeweils mit einer gekrümmten Aufgleitfläche versehen sind, welche ein Auseinandergehen der Fluchtung der Wellenstücke bewirken, wenn die einander zugekehrten Enden der Wellenstücke sich

durch Einwirkung einer axialen Druckkraft, die größer ist als der vorgenannte bestimmte Wert, voneinander lösen.

In einer bevorzugten Ausführung ist die Lenksäule entsprechend dieser Erfindung weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß

a) das er.ste Wellenstück in der Mitte seiner Oberfläche mit einem längs verlaufenden Steg versehen ist, der ab dem inneren Ende des Wellenstücks eine Verbreiterung mit schwalbenschwanzförmigem

. Profil aufweist, wobei die Breite in zu dieser Oberfläche senkrechter Richtung zunimmt, und die Oberfläche ab dem inneren Ende zuerst eben ist und dann in Richtung zum äußeren Ende in eine konkav gekrümmte Fläche übergeht und damit die Aufgleitfläche dieses ersten Wellensttlcks bildet,

b) das zweite Wellenstück mit einem längs verlaufenden Einschnitt versehen ist, der ab dem inneren Ende dieses Wellenstücks eine Verengung mit schwalbenschwanzförmigem Profil aufweist, wobei die Breite in senkrecht vom Grund des Einschnitts ausgehender Richtung abnimmt, und der Grund ab dem inneren Ende zuerst eben verläuft, um dann in Richtung zum äußeren Ende in eine

konkav gekrümmte Fläche überzugehen und so die Aufgleitfläche des zweiten Wellenstücks zu bilden, und daß

c) das Zwischenstück aus Elastomer, das schwalbenschwanzförmig gebogen ist, zwischen die Fläche des verengten Einschnitts im zweiten Wellenstück und die Fläche des verbreiterten Stegs am ersten Wellenstück eingepreßt ist. 10

Vorzugsweise ist auch das Zwischenstück aus Elastomer zusätzlich mit einer Stirnwand senkrecht zur Achse des schwalbenschwanzförmigen Profils versehen, die an der freien Endfläche des verbreiterten Stegs am ersten Wellenstück anliegt.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:
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Fig. 1 eine Ansicht einer Lenkvorrichtung mit

einer Lenksäule nach der Erfindung in sche-

matischer Darstellung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Übertragungswelle der Lenksäule nach Fig. 1, und

Fig. 3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Übertragungswelle nach Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 ist allgemein mit 1 ein* Lenkvorrichtung bezeichnet, die eine Lenksäule 2 für die Verbindung eines Lenkrades 3 mit einer Vorrichtung 40 zur Steuerung des nicht dargestellten Lenkmechanismus eines Kraftfahrzeugs umfaßt.

Die Lenksäule 2 enthält eine Übertragungswelle 4 mit zwei gabelförmigen Enden 4a, 4b, die ihrerseits mittels Kardangelenken an die anschließenden Enden der Lenksäule 2 angeschlossen sind. Diese Übertragungswelle 4 besteht nach den Fig. 2 und 3 aus zwei Wellenstü.r-.ken 5 und 6, die in Längsrichtung fluchtend angeordnet sind und zwei miteinander verbundene innen liegende Enden 5a„ 6a sowie zwei vonein- ' ander abgekehrte Enden haben, die die beiden be-■ reits erwähnten gabelförmigen Enden 4a, 4b bilden.

Das erste Wellenstück 5 besitzt über einen wesentlichen Teil seiner Länge ab dem inneren Ende 5a eine Fläche 7, die.mittig mit einem längs verlaufenden Steg 8 versehen ist. Die Fläche 7 besteht ausgehend vom Ende 5a des Wellenstücks 5 aus einer ersten ebenen Fläche 7a und einer zweiten konkav nach außen gekrümmten Fläche 7b, die an ihrem der ersten Fläche 7a entgegengesetzten Ende in die frei liegende Oberfläche 8a des Längsstegs 8 übergeht. Der Steg 8 hat am Ende 5a des Wellenstücks 5 einen verbreiterten Teil 9 in Schwalbenschwanzform

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dessen Breite in zur Ebene 7a der Fläche 7 senkrechter Richtlang zunimmt. .

Das zweite Wellenstück 6 hat einen längs verlaufenden Einschnitt 10, der ab dem Ende 6a des •Wellenstücks 6 eine Verengung 11 in Schwalbenschwanzform aufweist, deren Breite in zum Grund des Einschnitts 10 senkrechter Richtung und ausgehend von diesem Grund abnimmt. Der Grund des Einschnitts 10, der allgemein mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet ist, weist eine erste ebene Fläche 12a ab dem Ende 6a des Wellenstücks 6 und eine zweite konkav nach außen gekrümmte Fläche 12b auf.

In montiertem Zustand nach Fig. 2 ist die Verengung des Einschnitts 10 des Wellenstücks 6 über das Teil 9 des Stegs 8 des Wellenstücks 5 geschoben, und dazwischen ein allgemein mit der Bezugsziffer 13 bezeichnetes Elastomer-Element gesetzt.

Dieses Elastomer-Element 13 besteht aus einem Profil 14 ebenfalls von Schwalbenschwanzform mit einem ebenen Mittelteil 15, zwei seitlichen Teilen 16, die entgegengesetzt zum Mittelteil 15 gegeneinan- ■ der konvergierend verlaufen, und zwei äußeren Teilen 17, die in einer gemeinsamen Ebene parallel zur Ebene des Mittelteils 15 liegen. Das Elastomer-Element 13 umfaßt weiterhin eine Stirnwand 18, die senkrecht zur Achse des Profils 14 angeordnet ist.

Das Profil 14 wird zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen der Verengung 11 des Einschnitts 10 im Wellenstück 6 und des verbreiterten Teiles 9 des Stegs 8 am Wellenstück 5 eingepreßt. Die Stirnwand 18 des Elements 13 liegt an der freien Endfläche 9a des verbreiterten Teils 9 des Stegs 8 an.

Im montierten Zustand der Übertragungswelle 4 befindet sich das Wellenstück 6 in relativ zum WeI-lenstück 5 umgekehrter Lage als sie zur besseren Klarheit in Fig. 3 dargestellt ist.

Das elastomere Profil 14 wird in die prismatische Kupplung zwischen den Enden 5a, 6a der beiden WeI-' lenstücke 5, 6 eingepreßt und sorgt infolge der Reibung für eine fest Verbindung dieser Teile. Lediglich die Einwirkung von axialen Kräften auf die beiden Wellenstücke 5, 6 größer als die Haftreibung zwischen den einander anliegenden Flächen des Elastomer-Elements 13 und der Wellenstücke 5, 6 bewirkt eine gegenseitige Verschiebung der beiden Wellenstücke 5, 6 in Längsrichtung.

Im Falle einer frontalen Kollisions des Fahrzeugs, bei welche eine axiale Stoßkraft größer als diese Haftreibung auf die Übertragungswelle 4 einwirkt, . bewegen sich daher die beiden Enden 4a, 4b aufeinander zu und verhindern so, daß die Lenksäule in den Fahrgastraum des Fahrzeugs eindringen kann.

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Außerdem bewirkt das Auflaufen der beiden äußeren Profilteile 17 des Elastomer-Elements 13 auf die gekrümmte Fläche 7b des Wellenstücks 5 und das Auflaufen der Außenfläche des Mittelteils 15 des Elastomer-Elements 13 auf die gekrümmte Fläche 12b im Grund 12 des Einschnitts 10 des Wellenstücks 6, daß die beiden Wellenstücke 5, 6 außer Flucht geraten. Die beiden Flächen 7b und 12b dienen dabei als Aufgleitflächen und bewirken ein gegenseitiges Auseinanderbrechen der beiden Wellenstücke 5, 6 der Übertragungswelle 4, und damit eine Verkürzung der letzteren bei einem Aufprall des Fahrzeugs.

Die Übertragungswelle 4 als Teil der Lenksäule 1 stellt eine besonders einfache Konstruktion dar, weil sie nur aus zwei Wellenstücken 5, 6 und aus dem Elastomer-Element 13 besteht, das in die prismatische Kupplung der Wellenstücke eingesetzt ist.

Die besondere Formgebung der beiden Wellenstücke 5, 6, und vor allem die Einführung der Aufgleitflächen 7b, 12b garantieren außerdem maximale Sicherheit im Falle von Kollisionen, da das gegenseitige Auseinanderbrechen der beiden Wellenstücke 5, 6, aus denen sich die Übertragungswelle zusammensetzt, schneller erfolgt.

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Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. Ö*R. BfEKMANN FAY

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7900 Ulm, 14.09.1981 Akte PG/5548 th

Patentansprüche:

ί 1.) Zusammenschiebbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge, ^ die eine Übertragungswelle (4) mit zwei in Längsrichtung fluchtenden Wellenstücken (5, 6) besitzt, deren innen liegende Enden (5a, 6a) unter Einbeziehung eines Elastomer-Elements (13) mit-' einander verbunden sind, und deren außenliegen-• den Enden die beiden Enden der Übertragungswel-Iebilden, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei -* innen liegenden Enden (5a, 6a) mittels einer prismatischen Kupplung (9, 11), die In einem Schnitt senkrecht zur Längsrichtung der Übertragungswelle (4) ein schwalbenschwanzförmiges Profil aufweist, miteinander verbunden sind, und das Elastomer-Element (13) ebenfalls ein schwalbenschwanzförmig gebogenes Profil (14) aufweist, das zwischen die sich gegenüberliegenden Flächen (9, 11) der prismatischen Kupplung so eingepreßt ist, daß die Flächen miteinander durch Reibung fest gegenüber axialen, auf eine

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Trennung der Flächen hinwirkenden Kräften verbunden sind, deren Intensität Kfeiner ist als ein festgelegter Wert, wobei die Wellenstücke (5, 6) jeweils mit einer gekrümmten Aufgleitfläche (7b, 12b) versehen sind, welche die Wellenstücke (5, 6) bei einem Lösen der Verbindung der inneren Enden (5a, 6a) infolge Einwirkung einer axialen Druckkraft größer als der festgelegte Wert außer Flucht bringen. 10
2. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Enden (4a, 4b) der Wellenstücke (5, 6) gabelförmig ausgebildet sind.
3. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch .gekennzeichnet, daß

a) das erste Wellenstück (5) eine Fläche (7) hat, die in der Mitte einen längs verlaufenden Steg (8) aufweist, der ab dem inneren Ende (5a) des Wellenstücks (5) mit einem verbreiterten Teil (19) in Schwalbenschwanzform versehen ist, dessen Breite ausgehend in senkrechter Richtung von der Fläche (7) aus zunimmt, und diese ab dem inneren Ende (5a) ein ebenes Flächenstück (7a) und ein zweites nach außen konkav gekrümmtes Flächenstück aufwist, welches die Aufgleitflächen (7b) des Wellenstücks (5) darstellt,

b) das zweite Wellenstück (6) einen längs verlaufenden Einschnitt (10) hat, der ab dem inneren Ende (6a) des zweiten Wellenstücks (6) eine Verengung (11).in Schwalbenschwanzform aufweist, deren Breite ausgehend in senkrechter Richtung von dem Grund (12) des Einschnitts (10) aus abnimmt, und der Grund (12) mit einer ebenen Fläche (12a) ab dem inneren Ende (6a) und einer zweiten konkav nach außen gekrümmten Fläche versehen ist, welche die Aufgleitfläche (12b) des zweiten Wellenstückes (6) darstellt, und daß

c) das schwalbenschwanzförmige Profil (14) des Elastomer-Elements (13) zwischen die Fläche der Verengung (11) des längs verlaufenden Einschnitts (10) des Wellenstücks (6) und die Fläche des verbreiterten Teiles (9) des längsverlaufenden Stegs (8) des ersten WeI-. lenstücks (5) eingepreßt ist.
4. Lenksäule nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß das schwalbenschwanzförmige Profil (14) des Elastomer-Elements (13) eine ebene Mittelfläche. (15) umfaßt, sowie zwei seitliche Außenflächen (16), die in entgegengesetzter Richtung zur Mittelfläche (15) konvergieren, und zwei Außenflächen (17), die in einer gemeinsamen Ebene

parallel zur Ebene der Mittelfläche (15) angeordnet sind.
5. Lenksäule nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomer-Element (13) eine Stirnwald (18) aufweist, die senkrecht zur Achse des schwalbenschwanzförmigen Profils (14) verläuft und an der freien Endfläche (9a) des verbreiterten Teils (9) des längs verlaufenden Stegs (8) ' des ersten Wellenstücks (5) anliegt.