DE2240341A1

DE2240341A1 - Fahrzeug-lenkung

Info

Publication number: DE2240341A1
Application number: DE2240341A
Authority: DE
Inventors: Bengt Lindstroem
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-23
Filing date: 1972-08-17
Publication date: 1973-03-08
Also published as: GB1360168A; FR2151351A5; SE367367B; JPS4830241A; US3786691A; IT965113B

Description

Fahrzeug-Lenkung

Die Priorität der schwedischen Patentanmeldung 10 589/71 vom 23. August 1971 wird in Anspruch genommen

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Lenkungen für radgetriebene Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge.

Die Erfindung bezieht sich auf solche Lenkungen, bei denen die Lenksäule zweigeteilt ist und deren unterer Teil mit dem Lenkgetriebe, beispielsweise einer Lenkschnecke verbunden ist und an deren oberem Teil das Lenkrad des Fahrzeuges angeordnet ist, und deren beide Teile mittels eines, ein Drehmoment übertragenden Getriebes verbunden sind, das eine gegenseitige relative axiale Bewegung der Teile zuläßt.

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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen neuen und vorteilhaften Aufbau der Lenksäule zu schaffen, bei dem die einzelnen Teile der Lenksäule sich gegeneinander bewegen können, wenn der untere und/oder der obere Teil der Lenksäule einem starken Stoß in axialer Richtung ausgesetzt ist, beispielsweise bei einem frontalen Aufprall des Fahrzeuges; Wenn ein Fahrzeug frontal gegen ein Hindernis prallt, wird bei konventionellen Fahrzeugen die Lenksäule im allgemeinen gegen den Fahrer gestoßen und verursacht ernstliche Verletzungen, oder der Fahrer wird gegen das Lankrad geschleudert und erleidet dabei erhebliche körperliche Schäden.

Um mit dem Lenkrad gute und normale Lenkbewegungen auf die Fahrzeugräder zu übertragen und andererseits Verletzungen des Fahrers zu vermeiden, wenn der mit dem Lenkrad verbundene Teil der Lenksäule bei einem Zusammenprall einem starken Stoß ausgesetzt ist, wurde schon vorgeschlagen, die zwei Teile der Lenksäule mit einer, das Drehmoment übertragenden Vorrichtung zu verbinden, die aus zylindrischen Zahnrädern bestand· Dadurch wurde eine relative axiale Bewegung zwischen dem unteren und dem oberen Teil der Lenksäule ermöglicht, d.h. wenn der untere Teil der Lenksäule einem starken Stoß in axialer Richtung ausgesetzt wurde.

Es wurde Jedoch gefunden, daß derartige Maßnahmen den Fahrer eines Fahrzeuges nicht vor Verletzungen durch die

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Lenksäule "bewahrt, wenn das !Fahrzeug frontal aufprallt· Daher ist es ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung* die Längsachsen der einzelnen Teile der Lenksäule gegeneinander zu ver- setzen und diese Seile mittels eines Getriebes mit Kegelrädern zu verbinden, so daß diese Seile der Lenksäule in verschiedenen axialen Richtungen einander gegenüber angeordnet werden können.

Eine Lenkung für radgetriebene Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, ist nach, der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile der Lenksäule gegeneinander versetzt sind und über Ke gel Zahnräder miteinander derart verbunden sind, daß sie in einem Winkel zueinander angeordnet werden können. Die Enden des oberen und des unteren Lenksäulen-Teiles sind in einen Gehäuse drehbar gelagert und tragen dort je ein Lenksäulen-Kegelrad, und diese beiden Kegelräder sind miteinander getrieblich verbunden durch, ein Getriebe-Zwischenglied, das an seinen beiden Enden je ein Kegelrad trägt, das mit dem jeweiligen Lenksäulen-Kegelrad kämmt und das in Lagern in dem Gehäuse drehbar angeoi^dnet ist, wobei das Gehäuse in seiner Ilitte in zwei Hälften geteilt ist, die gegeneinander in verschiedene Stellungen verdrehbar miteinander verbunden sind, und xtfobei das Gehäuse in einer bogenförmigen Führung verstellbar ist, deren Kreismittelpunkt am unteren Ende des unteren Lenksäulenteilos liegt und mit Verbindungs— und Klemme lementen versehen ist, die eine Verstellung des Gehäuses entlang der bogenförmigen Führung und eine entsprechende Verdrehung der Gehäusehälften gegeneinander zulassen und festlegen, um die gewünschte Stellung

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des oberen'und unteren Teiles der Lenksäule gegeneinander zu erhalten. Jeder der !Teile der Lenksäule tritt durch ein Lager in der Wandung in die entsprechende Hälfte des Gehäuses ein und sitzt mit seinem Ende in einem Drehlager, das in einem Deckel angeordnet ist, der eine Öffnung in der Gehäusewandung verschließt, wobei die Befestigung dieses Deckels derart ausgeführt ist, daß der Deckel bei einem bestimmten Druck des Lenksäulen-Teiles aus seinem Sitz herausgedrückt wird, so daß der Lenksäulenteil sich gegenüber dem Gehäuse axial verschieben kann und die von dem Deckel verschlossene Öffnung eimern größeren Durchmesser hat als der Durchmesser des Kegelrades an diesem Lenkääulenteil, so daß das Kegelrad durch diese Öffnung hindurchtreten kann. Die beiden Gehäusehälften sind je mit einem kreisförmigen Flansch an ihren gegeneinanderliegenden Seiten versehen und beide aufeinanderliegenden Flanschen enthalten axiale Bohrungen zum Einsetzen eines Verschluß Stiftes, um die beiden Hälften in der gewünechten Vinkellage einander gegenüber festzulegen. Die beiden kreisförmigen Flanschen des Gehäuses sind in einer oberen und unteren Führungsschiene mit U-förmigem Querschnitt geführt, die eine kreisbogenförmige Führung für das Ge-Muse bilden und an denen Rastete Ilen vorgesehen sind, um das

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Gehäuse in verschiedenen Stellungen entlang der Führung .festzu-

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Auf grand der Anordnung eines Getriebes mit Kegelrädern swi-Bohen den einzelnen Teilen der Lenksäule wird der untere Teil

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der Lenksäule unter der Wirkung eines axial aufwärts

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ORIQWAL INSPECTEP

gerichteten Stoßes in einer Richtung bewegt, die von der axialen .Richtung des oberen Teiles der Lenksäule,. an dem das Lenkrad angebracht ist, abweichen. Dadurch wird verhindert, daß der untere Teil der Lenksäule den !Fahrer treffen kann. Der untere
Teil der Lenksäule bewegt sich dann axial in einer Richtung von der axialen Richtung des oberen Teiles der Lenksäule, an dem
das Lenkrad sitzt, hinweg, so daß der Fahrer, bei einem Frontalzusammenstoß nicht getroffen wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezu£ auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

E¹JKur 1 ein Kraftfahrzeug in perspektivischer Ehantomzeich-

nung mit der Lenkung nach der Erfindung,
ffifTur 2 eine perspektivische Ansicht, bei der einige Teile

weggebrochen sind der Lenkung nach der Erfindung,
tMi^ur ρ einen Schnitt durch die Lenkung nach Ii¹Ig₀ 2,
"Flliui' /J- eine schematische Seitenansicht der beiden Teile der Lenksäule in den zwei verschiedenen Winkels tellungen des unteren Lenksäulenteil-es,

JdJaiLLjji eine schematische porapoktivische Anaioht eines Ü3~ tails, um zu verdeutlichen, in welcher Weiße das Getriebegehäuse verstellbar und in varschiö denen Stellampen entlang einer lcüoiabogenförmigen FUhnirig feststellbar ißt;·

Nach B¹L^Ur 1 ist; ein Kxal'fcfahrzeug Ί m.t einer

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3 oder dergleichen ausgerüstet, die mit den die Lenkbewegung auf die Fahrzeugrader übertragenden Stangen und Hebeln zusammenwirkt. Die Schneckenlenkung 3 ist an dem Fahrzeugrahmen angebracht und von der Schneckenlenkung ragt der untere Teil 2 der Lenksäule hoch, der an seinem gegenüberliegenden Ende mit einem Kegelrad 12 verbunden ist, das in einem Gehäuse 20 angeordnet ist. Der Lenksäulenteil 2 ist in der Wandung des Gehäuses 2a gelagert oder in einer besonderen Halterung, die in dem Gehäuse angeordnet ist. Der untere Lenksäulenteil 2 ist an seinem unteren Ende über ein Kreuzgelenk 2b mit dem Eingangsende der Lenkschnecke 3 verbunden, so daß dieses untere Lenksäulenteil in verschiedene Winkelstellungen bewegt werden kann.

Das Gehäuse 2a isb vollständig geschlossen, es ist jedoch mit einem verhältnismäßig leicht entfernbaren Deckel 11 versehen, der auf seiner ebenen Fläche mit einem Lager zur Unterstützung des Endes des anliegenden Lenksäulenteiles versehen ist.

Wie aus den Figuren 2 und 3 zu erkennen, besteht die Lenkung nach der Erfindung auch au« einem oberen Lenksäulenteil 9» su* dem das Lenkrad "IO uoa [''ahrueu^as aiurobrachfc ist. Die Längsachse des Leiikaäu lenkeil.ee 9 let gegenüber der Längsachse den Lenksäulenbeilaa 2 vorü^tsst und die beiden Teile 2 und 9 stehen über eine Qetriabatreibladung mit den Kegelrädern. 12» 13» 15 und 16 in forMHtthlüuiügivr Verbindung. Die Anordnung ist so getroffen, daß ira Falle eines Frontalsvußnmmanpralle der untere Lenk-· üäuLonteii 2 d*n Djokal T! aua +sinaia Ui bz

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im Gehäuse herausdrückt und das Kegelrad 12 durcli die Deckelöffnung aus dem Gehäuse heraustritt. Der Lenksäulenteil 2 bewegt sich dann von dem Lenksäulenteil 9_t der das Lenkrad trägt, hinweg. Es kann den Fahrer nicht treffen«, Das Kegelrad 12, das an dem Lenksäulenteil 2 sitzt, kämmt mit einem Kegelrad 13, das auf einem Ende einer querverlaufenden Zwischenwelle 14- sitzt, die innerhalb des Gehäuses 2a drehbar angeordnet ist, und zwar in den beiden, ge gene inander liegenden Endwänden der beiden Gehäuse 2a und 9a-. Am anderen Ende trägt die Welle 14 ein Kegelrad 15j das mit einem Kegelrad 16 an dem oberen Lenksäulenteil 9 kämmt. Das Kegelrad 16, das an dem oberen Lenksäulenteil 9 sitzt, ist in dem Gehäuse 9a angeordnete

Wie aus Figur 4 zu entnehmen ist, können die beiden Lenksäulenteile 2 und 9 in verschiedenen Winkelstellungen zueinander eingestellt werden. Um das zu ermöglichen, sind diese beiden Gehäuse 2a und 9a gegeneinander verdrehbar und mit Hilfe der Welle 14 zentriert, da diese Welle in den Endwänden der Gehäuse 2a und 9a, die ge gene inander lie gen (siehe Fig. 2) zentrisch drehbar gelagert ist. Die Endwände erstrecken sich, über die AußeamanteIf lache der Gehäuse 2a und 9a und bilden zusammen einen kreisförmigen Flansch, der entlang einer kreisbogenförmigen Führung 17 (Fig. 5) veröchieblich ist* Der Kreismittelpunkt der kreisbogenförmigen Führung liegt in dein Kreuzgelenk 2b oder' einem anderen Schwenkpunkt am unteren Ende des unteren Lenksäulenteiles 2· Die Führung 17 besteht aus zwei

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Schienen mit U-förmigem Querschnitt (Fig. 5)· Dort ist zu erkennen, daß die kreisförmigen Flansche, die durch die Endwände der Gehäuse 2a und 9a gebildet werden, mit Bohrungen versehen sind zum Einsetzen von Verbindungsbolzen 19» die durch Bohrungen 18 in den ge s te life s ten Führungsschienen der Führung 17 hindurchgeführt und in die Bohrungen der kreisförmigen Flansche eingesteckt sind, um die Gehäuse in jeder gewünschten Winkelstellung zueinander festlegen zu können und um die Gehäuse 2a und 9a in der gewünschten Stellung an der Führung 17 festzulegen, die ihrerseits an dem Fahrzeugrahmen 20 festsitzt. Obwohl das in den Zeichnungen nicht im einzelnen dargestellt ist, soll darauf hingewiesen werden, daß der obere Lenksäulenteil 9 in einem Lager drehbar ist, das entlang einer senkrechten Führung verstellbar ist. Wenn der Lenksäulenteil 2 einem heftigen Stoß ausgesetzt ist, dann wird er zusammen mit seinem Kegelrad 12 in seiner axialen Richtung bewegt und drückt den Deckel 11 aus dem Gehäuse heraus. Die Richtung, in der der Lenksäulenteil 2 eingestellt wird, soll derart gewählt werden, daß dieser Teil keine empfindlichen Teile des Kraftfahrzeuges oder den Fahrer trifft, wenn er infolge eines Zusammenpralles aufwärts bewegt wird.

ihnlich wie der untere Lenksäulenteil 12 ist der obere Lenksäulenteil 9 im Falle eines Zusammenpralles besonderen Stößen ausgesetzt, also beispielsweise dann, wenn der Fahrer des Fahrzeuges gegen das Lenkrad geworfen wird. Es ist daher also zweckmäßig, eine Anordnung vorzusehen, die es erlaubt, daß der obere

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Lenksäulenteil ausweichen kann, -wenn ®r starken Stößsa. ausgesetzt ist« Zu diesem Zweck ist in diesem Lenksäulenteil sash dem Ausführungsbeispiel eine leder 7 angeordnet, die als Druckfeder axiale Kräfte aufnehmen kann· Di® Feder 7 sitzt innerhalb einer Hülse mit axialer Verzahnung, die ia ®s.tspp®Gh.®mde axiale Verzahnungen an dem unteren Abschnitt d@s oberen Lsnksäulenteile s 9 eingreifen« Das obere Eade dar Hülse ist mit dem oberen Abschnitt des Lenksäulenteiles 9 fest verbunden;, wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt«, In ähnlicher Weis® ist @s möglich, eine Druck-und/oder Zugfader in dem unteren Lanksäulenteil 2 anzuordnen., Wenn der Aufprall so groß ist₉ daß die Feder 7 ilm nicht wirkungsvoll absorbieren kana.₉ dann stößt der Lenksäulen— teil 9 und das damit verbunden© Kegelrad 16 den Deckel 11a gegenüber dem Kegelrad 16 in einer entsprechenden Öffnung der Wandung des Gehäuses 9a heraus_β

Das Gebrieberad 16 ist drehbar in einem Lager, das an dem Deckel 11a sitzt und wird daran gehindert,, dem Eingriff mit dem Getrieberad 15 auszuweichen, wenn der iönksäulenteil 9 lediglich leichten abwärts gerichteten Kräften ausgesetzt ist_s und zwar durch einen O-Iling 11b, der den Deckel 11 gegen derartige verhältnismäßig geringe Kräfte sicher festhält«

Das AusfiihrungsbeiapLel nach don tfL^juren 1 - 5 bietet dia zusätzlichen Vorteile, daß die axiale Hiohtung den oberen Lenlcsäulentoiles 9,an dem das Lenkrad 10 angeordnet ist, in verschiedenen Stellungen eingestellt werden kann, um ©ine

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gewisse Freiheit in der Auswahl einer geeigneten oder angenehmen Sitzstellung für den Fahrer zu ermöglichen.

Aus der vorstehenden Erläuterung geht ebenfalls hervor, mit Bezug auf die Figuren 1-5» daß der untere Lenksäulenteil 2 entweder eine feste Winkelstellung hat oder in verschiedenen Winkelstellungen einstellbar ist. Wenn der untere Lenksäulenteil 2 einstellbar ist, werden die Gehäuse 9 ^ und 2a entlang eines gestellfesten kreisbogenförmigen Weges 17 geführt und sie sind mit diesen in der gewünschten Stellung fest zu verbinden,, Weiterhin können die beiden Gehäuse 2a und 9a eine feste Winkelstellung zueinander haben oder sie können relativ gegeneinander verdrehbar sein in verschiedene Winkelstellungen, abhängig von dem gewünschten Winkel zwischen den beiden Lenksäulenbeilen 2 und 9· Letztlich kann der obere Lenksäulenteil 9 eine feste Stellung einnehmen oder er kann in gewünschte Winkelstellungen einstellbar sein gegenüber dem .'Fahrzeugrahmen und dem unteren Lenksäulenteil 2<>

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Claims

Patentansprüche

1*) )Lenkung für radgetriebene Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer zweigeteilten Lenksäule, deren unterer Teil mit dem Lenkgetriebe, beispielsweise einer Lenkschnecke verbunden ist und an deren oberem Teil das Lenkrad des !Fahrzeuges angeordnet ist, und deren beide Teile mittels eines, ein Drehmoment übertragenden Getriebes verbunden sind, das eine gegenseitige relative axiale Bewegung der Teile zuläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (2) und (9) der Lenksäule gegeneinander versetzt sind und über Kegelzahnräder miteinander derart verbunden sind, daß sie in einem Winkel zueinander angeordnet werden können.

2o) Lenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des oberen (9) und des unteren (2) Lenksäulen—Teiles in einem Gehäuse (9s·), (2a) drehbar gelagert sind, dort je ein Lenksäulen-Kegelrad (16) bzw«. (12) tragen und diese beiden Kegelräder miteinander getrieblich verbunden sind durch ein Getriebe-Zwischenglied, das an seisin beiden Enden je ein Kegelrad (15), (13) trägt, das mit dsm jeweiligen Lenksäulen-Kegelrad kämmt und das in Lagern in dem Gehäuse drehbar angeordnet ist, wobei das Gehäuse in seiner Mitte in zwei Häli'ti.n (9&), (2a) geteilt ist, die gegeneinander

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in verschiedenen Stellungen verdrehbar miteinander verbunden sind und wobei das Gehäuse in einer bogenförmigen Führung (17) verstellbar ist, deren Kreismittelpunkt am unteren Ende des unteren Lenksäulenteiles (2) liegt und mit Verbindungsund Klemmelementen (19) versehen ist/ die eine Verstellung des Gehäuses entlang der bogenförmigen Führung und eine entsprechende Verdrehung der Gehäusehälften gegeneinander zulassen und festlegen, um die gewünschte Winkelstellung des oberen und unteren Teiles der Lenksäule gegeneinander zu erhalten.

3o) Lenkung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Teile der Lenksäule (2), (9) durch ein Lager in der Wandung in die entsprechende Hälfte (2a), 9a) des Gehäuses eintritt und mit seinem Ende in einem Drehlager sitzt, das an einem Deckel (11), (11a) angeordnet ist, der eine öffnung in der Gehäusewandung verschließt, wobei die Befestigung dieses Deckels derart ausgeführt ist, daß der Deckel bei einem bestimmten Druck des Lenksäulenteiles aus seinem Sitz herausgedrückt wird, so daß der Lenksäulenteil sich gegenüber dem Gehäuse axial verschieben kann und die von dem Deckel verschlossene öffnung einen größeren Durchmesser hat als der Durchmesser des Kegelrades an diesem Lenksäulenteil, so daß das Kegelrad (12) bzw· (16) durch diese öffnung hindurchtreten kann.

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4.) Lenkung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäusehälften (2a), (9a) an ihren gegeneinanderliegenden Seiten je mit einem kreisförmigen Flansch versehen sind lind beide aufeinanderliegenden Flansche axiale Bohrungen enthalten zum Einsetzen eines Verschlußstiftes, um die "beiden Hälften in der gewünschten Winkellage einander gegenüber festzulegen.

5.) Lenkung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden kreisförmigen Flansche des Gehäuses in einer oberen und unteren Führungsschiene mit U-förmigem Querschnitt geführt sind, die eine kreisbogenförmige Führung (17) für das Gehäuse (2a), (9a) bilden und an denen Raststellen (18) vorgesehen sind, um das Gehäuse in verschiedenen. Stellungen entlang der Führung festzulegen.

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