DE3828658A1 - Kraftfahrzeuglenkung mit einer teleskoplenksaeule und einer rueckzugsvorrichtung fuer den oberen lenksaeulenteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeuglenkung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der modernen Sicherheitstechnik zum Schutz des Fahrers eines Kraftfahrzeugs gegen Verletzungen durch Aufprallen auf das Lenk­ rad bzw. die Lenkradnabe bei einem Crash geht - unterstützt durch die gesetztliche Anschnallpflicht durch Sicherheitsgurte - die Tendenz dahin, im Falle eines Unfalls das Zurückhalten, d. h. Abbremsen, des Fahrers relativ zum Fahrzeug vollständig dem Sicherheitsgurt zu überlassen und vor dem Fahrer durch Zurückziehen des Lenkrads nebst Lenksäule den zum Abbremsen mit erträglichen Verzögerungen erforderlichen Freiraum zu schaffen. Frühe Beispiele für Konstruktionen dieser Art finden sich in der US-PS 37 91 233 und der DE-OS 24 08 174, B 62 D 1/18, von der die Erfindung ausgeht.

In den Konstruktionen nach der Offenlegungsschrift ist der untere Mantelrohrteil an der Spritzwand abgestützt. Der obere Lenksäulenteil verläuft mit seinem unteren, kolbenartig ausgebil­ deten Ende in einem zylindrischen Bereich des unteren Lenksäulen­ teils und wird von einer Wendelfeder mit einer Kraft in Richtung weiteres Eindringen in den unteren Lenksäulenteil beaufschlagt. Die kolbenartige Partie des oberen Lenksäulenteils ist im unteren Lenksäulenteil mittels Arretierstiften festgelegt, die durch im Augenblick des Crashs erfolgendes Aufbringen zusätzlicher Kräfte auf die kolbenartige Erweiterung, insbesondere ausgelöst durch einen Kollisionsschalter, zerstört werden; dadurch kann durch Entspannen der Feder eine Verkürzung der Lenksäule unter erwünschtem Wegziehen des Lenkrads vom Fahrer erfolgen.

Abgesehen von relativ aufwendigen Lösungen mit einem Kollisions­ schalter sieht eine Ausführungsform der Konstruktion nach der Offenlegungsschrift auch die Ausnutzung der Trägheit des oberen Lenksäulenteils nebst Lenkrad zur Zerstörung der Abscherstifte vor, jedoch ist diese Lösung schon deshalb unsicher, weil infolge schräger Anordnung der Lenksäule beim Crash Kraftkomponenten quer zur Achse derselben auftreten und demgemäß die Gefahr eines Verkantens gegeben ist.

Angesichts der festen Abstützung der unteren Teile von Lenksäule und Mantelrohr an Fahrzeugteilen, die bei einem Crash in Richtung auf den Fahrer verschoben werden, besteht bei diesem Stand der Technik außerdem das grundsätzliche Problem der Schaffung eines Freiraums für die Abbremsung des Fahrers bei derartigen Verformungen des Vorderwagens. Zur Vergrößerung des Abstands zwischen Fahrer und Lenkrad steht dann nämlich nicht der voll­ ständige Entspannungsweg der Feder zur Verfügung, sondern dieser Weg, vermindert um die Verlagerung der Abstützstelle insbesondere des unteren Lenksäulenteils.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeug­ lenkung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß ein wirksames Zurückziehen von Lenkrad und Lenkradnabe vom Fahrer bei einem Crash ohne zusätzliche Crashsensoren, wie Kollisionsschalter in der Offenlegungsschrift oder trägheits­ betätigte Verriegelungen in der US-Patentschrift, bei unfallbe­ dingter Verformung des Vorderwagens sichergestellt ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausgestal­ tungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Tritt bei einem mit der erfindungsgemäßen Lenkung ausgerüsteten Kraftfahrzeug also eine unfallbedingte Verformung des Vorderwagens im Sinne einer Annäherung des Lenkgetriebes an den Fahrer auf, so bewirkt der sich dann ebenfalls in Richtung auf den Fahrer verlagernde untere Mantelrohrteil eine Aufhebung der Arretierung des oberen Mantelrohrteils und damit des oberen Lenksäulenteils, so daß beide unter der Wirkung der sich dann entspannenden Feder in Richtung nach vorn vom Fahrer wegbewegt werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sie im übrigen völlige Freiheit hinsichtlich der Ausbildung und Lagerung der Lenkung läßt. Beispielsweise kann die Lenkung zusammen mit Pedalen an einem Montageträger zu einer vorgefertig­ ten Montageeinheit zusammengefaßt werden, der dann im Fahrzeug zwischen den A-Säulen angeordnet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, die im wesentlichen einen senkrechten Axialschnitt wiedergibt.

Zwischen dem Lenkgetriebe 1 einerseits und dem Lenkrad 2 anderer­ seits erstreckt sich in drehfester Verbindung die die Lenkbefehle des Fahrers übertragende Lenksäule 3, die aus den beiden Lenk­ säulenteilen 4 und 5 in teleskopierender Anordnung (nachgiebig fixiert durch die Feder 6) zusammengesetzt ist. In üblicher Weise sind Mittel zur drehfesten Verbindung dieser beiden Teile 4 und 5 vorgesehen.

Umgeben wird die Lenksäule 3 von dem Mantelrohr 7, das ebenfalls aus zwei teleskopierenden Rohrteilen, nämlich dem oberen Mantel­ rohrteil 8 und dem unteren Mantelrohrteil 9, zusammengesetzt ist. Dabei ragt der untere Mantelrohrteil 9 mit seinem zumindest örtlich am Rand 9 a etwas eingezogenen Endbereich in das Innere des oberen Mantelrohrteils 8 hinein.

Zwischen der Federauflage 10 am in der Figur unteren Ende des oberen Mantelrohrteils 8 einerseits und der an einem Träger 11 des Fahrzeugs befestigten Halterung 12 andererseits, die an ihrem in der Figur linken Ende ebenfalls eine Federauflage 13 besitzt, ist die hier als Spannfeder dienende Druckfeder 14 fest eingespannt. Sie sucht also den oberen Mantelrohrteil 8 zusammen mit dem oberen Lenksäulenteil 4, der bei 15 formschlüssig mit ihm verbunden ist, in der Figur nach links, d. h. vom Fahrer weg, zu ziehen.

An einer derartigen Entspannung wird die Feder 14 dadurch ge­ hindert, daß im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs die um die Achse 16 am Fahrzeugaufbau schwenkbar gelagerte Arretierklinke 17 mit ihrer Arretiernase 18 in die Ausnehmung 19 des oberen Mantelrohrteils 8 eingreift, demgemäß eine Bewegung desselben in der Figur nach links unterbindet. Die Arretierklinke 17 besitzt ferner die Auslösenase 20, die insbesondere auf ihrer dem Rand 9 a des unteren Mantelrohrteils 9 zugekehrten Seite eine abgeschrägte oder abgerundete Innenfläche besitzt, so daß der Rand 9 a bei Bewegungen des unteren Mantelrohrs 9 in Richtung nach rechts die Auslösenase 20 leicht in radialer Richtung aus seinem Weg drücken kann.

Eine derartige Bewegung des unteren Mantelrohrteils 9 tritt bei einem Crash auf, der eine Verformung des Vorderwagens und damit verbunden eine Verschiebung des Lenkgetriebes 1 oder anderer Teile nach hinten, d. h. in der Figur nach rechts, zur Folge hat. Bei einem derartigen Crash drückt also der sich dann nach rechts verlagernde Mantelrohrteil 9 die Arretierklinke 17 aus ihrer figürlich dargestellten Arretierlage, so daß die Arretiernase 18 den oberen Mantelrohrteil 8 zur durch die Kraft der Spannfeder 14 hervorgerufenen Bewegung in der Figur nach links freigibt, so daß das Lenkrad 2 um eine dem Entspannungs­ weg der Feder 14 entsprechende Strecke vom Körper des Fahrers entfernt wird.

Diese Bewegung erfolgt trotz Vorhandenseins des Deformations­ elements 21, das sich auf der Federauflage 10 abstützt, praktisch ungehindert, da dieses Deformationselement als Knickelement ausgebildet ist.

Verständlicherweise kann die gezeigte Lenkung in mancherlei Weise abgeändert und ergänzt werden. So kann beispielsweise die Arretierklinke 17 durch eine Abdeckung 22 gegen Fehlauslösen gesichert sein und durch Federkraft in ihrer gezeichneten Arretier­ stellung gehalten werden.

Mit der Erfindung ist also eine Kraftfahrzeuglenkung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs geschaffen, die mit einfachen Mitteln ein Bewegen des Lenkrads im Crashfall zur Gewinnung eines Freiraums für das Abbremsen der Trägheitsbewegung des Fahrers mittels eines Sicherheitsgurts schafft.

Claims (7)

1. Kraftfahrzeuglenkung mit einer Teleskoplenksäule, von der ein oberer Lenksäulenteil ein Lenkrad trägt und ein unterer Lenksäulenteil in drehfester Verbindung mit einem Lenkgetriebe steht, und mit einem die Lenksäule umgebenden Teleskop-Mantel­ rohr, enthaltend einen äußeren oberen und einen inneren unteren Mantelrohrteil, sowie mit einer eine Spannfeder und eine bei einem Crash auslösende, mechanische Arretierung enthaltenden Rückzugsvorrichtung für den oberen Lenksäulenteil und den oberen Mantelrohrteil, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Mantelrohrteil (8) über zumindest ein zum Auslösen zurückziehbares, am Fahrzeug gelagertes Arretierglied (17) mit einer in den Weg des unteren Mantelrohrteils (9) beim Crash ragenden Betätigungsnase (20) gehalten ist und mit dem oberen Lenksäulenteil (4) axial in Mitnahmeverbindung (15) steht, und daß die Spannfeder (14) zwischen einer Auflage (10) am oberen Mantelrohrteil (8) und einer fahrzeugfesten Auflage (12) eingespannt ist.

2. Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Arretierglied als schwenkbar gelagerte Klinke (17) ausgebildet ist, die mit einem Arretier­ fortsatz (18) in eine Ausnehmung (19) im oberen Mantelrohr­ teil (8) hineinragt.

3. Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsnase (20) zusätzlich zum Arretierfortsatz (18) vorhanden ist, eine Ausnehmung im oberen Mantelrohrteil (8) durchsetzt und eine Auflaufschräge für einen Rand (9 a) des unteren Mantelrohrteils (9) besitzt.

4. Kraftfahrzeuglenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (9 a) nach innen gezogen ist.

5. Kraftfahrzeuglenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Mantelrohrteil (9) sich bis in den Bereich des Lenkgetriebes (1) erstreckt und von einem sich an der Federauflage (10) des oberen Mantelrohrteils (8) abstützenden Ausknickelement (21) umgeben ist.

6. Kraftfahrzeuglenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfeder (14) als Wendelfeder einen Bereich des oberen Mantelrohrteils (8) umschlingt.

7. Kraftfahrzeuglenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannfeder (14) eine Druckfeder ist.