SU1079522A1

SU1079522A1 - Trauma-proof steering gear for a vehicle

Info

Publication number: SU1079522A1
Application number: SU823404470A
Authority: SU
Inventors: Лев Исаакович Азархин; Ефим Владимирович Каскин
Priority date: 1982-03-04
Filing date: 1982-03-04
Publication date: 1984-03-15

Abstract

ТРАВМОБЕЗОПАСНОЕ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее рулевое колесо. раснапоженное на шарнирном рулевом валу , пропупленном сквозь рулевую колонку, св занную с гофрированным кронштейном креплени ее к корпусу транспортного средства , отличающеес тем, что, с целью повышени безопасности водител путем обеспечени оптимального характера сопротивлени деформации при первичном и вторичном ударах, гофры кронштейна расположены лучеобразно по дуге окружности, центр которой совмеш,ен с центром шарнира рулевого вала, при этом поперечные гофры выполнены с переменным поперечным сечением и в направлении от центра шарнира рулевого вала. (Л дЭ Oi N5SAFETY VEHICLE Steering, containing the steering wheel. mounted on a hinged steering shaft, propped through a steering column, connected to a corrugated bracket that is attached to the vehicle body, characterized in that, to increase driver safety by ensuring optimal deformation resistance during primary and secondary impacts, the bracket corrugations are radially shaped an arc of a circle whose center is co-mixed, with the hinge center of the steering shaft, while the transverse corrugations are made with a variable cross section and in the direction from Centralized steering shaft. (L DE Oi N5

Description

Изобретение относитс к безопасным рулевым управлени м транспортных средств, а именно к энергопоглощающим устройствам безопасных рулевых управлений. Процесс столкновени автомобил при дорожно-транспортном происшествии в отношении рулевого управлени характеризуетс двум стади ми - первичным и вторичным ударом. Первичный удар характеризуетс действием деформирующего усили и перемещением рулевого управлени в направлении водител . При этом перемещение может быть настолько велико, что уже в первой стадии удара может произойти травмирование водител . В процессе вторичного удара водитель под воздействием инерционной нагрузки перемещаетс к нулевому управлению, т.е. в направлении, противоположном направлению первичного удара. Учитыва , что в направлении первичного удара действующее усилие пропорционально массе автомобил , а усилие в направлеНИИ вторичного удара пропорционально массе водител , т.е. на пор док ниже, а также , что рулева колонка с рулевым валом располагаетс наклонно относительно горизонтальной плоскости, т.е. усили первичного и вторичного ударов не совпадают с осью рулевого вала, к элементам креплени рулевой колонки в отношении первичного и вторичного ударов предъ вл ютс противоречивые требовани . Допустима максимальна по услйви м толерантности сила воздействи рулевого управлени на тело водител в отношении вторичного удара обеспечиваетс нормированием ударопрочностных свойств элементов креплени рулевой колонки (т.е. нормированным ослаблением элементов креплени рулевой колонки), а предотвращение перемещени верхней части рулевого управлени на водител в процессе удара возможно посредством упрочнени элементов креплени нулевой колонки. Известно травмобезопасное рулевое управление энергопоглощающего устройства, которое совмещено с кронштейном креплени рулевой колонки, поглош.ающим энергию удара тела водител о рулевое управление в процессе вторичного удара. Такие кронщтеины содержат участки, ослабленные путем уменьшени сечени или введени дополнительных отверстий, ослабл ющих кронштейн в направлении действи вторичного удаР .а 1. Недостатком этой конструкции вл етс то, что уменьшаетс обща жесткость креплени , в том числе и в направлении действи первичного удара. Известно также травмобезопасное рулевое управление транспортного средства, содержащее рулевое колесо, расположенное на шарнирном рулевом валу, пропущенном сквозь рулевую колонку, св занную с гофрированным кронщтейном креплени ее к корпусу транспортного средства 2. Недостатком известной конструкции вл етс то, что гофры, обладающие повышенной продольной и пониженной-поперечной жесткостью, расположены в направлении , характеризующимс повышенной жесткостью в сторону меньшего усили и наоборот . Цель изобретени - повышение безопасности водител путем обеспечени оптимального характера сопротивлени деформации при первичном и вторичном ударах. Указанна цель достигаетс тем, что в травмобезопасном рулевом управлении транспортного средства, содержащем рулевое колесо, расположенное на шарнирном рулевом валу, пропущенном сквозь рулевую колонку, св занную с гофрированным кронштейном креплени ее к корпусу транспортног средства, гофры кронштейна расположены лучеобразно по дуге окружности, центр которой совмешен с центром шарнира рулевого вала, при этом поперечные гофры выполнены с переменным поперечным сечением и в направлении от центра шарнира рулевого вала. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое травмобезопасное рулевое управление с кронштейном креплени рулевой колонки и схема сил действующих при первичном ударе; на фиг. 2 - схема сил действующих в процессе вторичного удара и после деформации в результате вторичного удара. Кронщтейн 1 креплени колонки безопасного рулевого управлени установлен между силовым брусом 2 транспортного средства и рулевым управлением 3. Кронштейн 1 на боковых поверхност х имеет гофры переменного сечени . Высота гофр в точке А меньше высоты гофр в точке Б. Кронштейн 1 на боковых поверхност х имеет гофры переменного сечени , расположенные лучеобразно от вершины В, совмещенной с центром, вокруг которого происходит изгиб рулевого вала в процессе деформации кронштейна 1. При наличии шарнкра в рулевом управлении центр изгиба совпадает с осью шарнира. В процессе первичного удара часть усили , которое действует в направлении противоположном давлению автомобил и стремитс деформировать его, воспринимаетс рулевым управлением. Так как рулевой вал расположен наклонно относительно горизонтальной плоскости сила F (фиг. 1) раскладываетс на составл ющие: G - действующую вдоль рулевого вала и N- перпендикул рно валу. Угол наклона рулевого вала к горизонтали дл легковых автомобилей колеблетс от 18 до 32°, и осева составл юща значительно превышает по величине силу N.This invention relates to the safe steering of vehicles, and specifically to energy-absorbing devices of safe steering. The collision process of a vehicle in a traffic accident in relation to steering is characterized by two stages - primary and secondary impact. The primary impact is characterized by the action of the deforming force and the movement of the steering in the direction of the driver. In this case, the displacement may be so great that in the first stage of the impact the driver may be injured. In the process of secondary impact, the driver under the influence of inertial load moves to zero control, i.e. in the opposite direction to the primary strike. Taking into account that in the direction of the primary strike, the acting force is proportional to the mass of the car, and the force in the direction of the secondary impact is proportional to the driver’s mass, i.e. an order of magnitude lower, and also that the steering column with a steering shaft is inclined relative to the horizontal plane, i.e. The forces of the primary and secondary impacts do not coincide with the axis of the steering shaft; contradictory requirements are imposed on the fastening elements of the steering column in relation to the primary and secondary impacts. The maximum permissible tolerance force on the driver’s body with respect to secondary impact is provided by normalizing the impact resistance of the steering column mounting elements and i.e. preventing the steering column from moving to the driver during the impact. possible by hardening the fastening elements of the zero column. Known safety steering power absorbing device, which is combined with the bracket of the steering column, absorbed the energy of the driver's body impact on the steering in the process of secondary impact. Such brackets contain areas weakened by reducing the cross-section or introducing additional holes that weaken the bracket in the direction of the secondary impact. A 1. The disadvantage of this design is that the overall rigidity of the attachment decreases, including in the direction of the primary impact. It is also known that vehicle safety steering contains a steering wheel located on a hinge steering shaft passed through a steering column connected with a corrugated bracket attached to the vehicle body 2. A disadvantage of the known construction is that the corrugations having increased longitudinal and lower transverse stiffness, arranged in a direction characterized by increased stiffness towards less force and vice versa. The purpose of the invention is to increase the safety of the driver by ensuring the optimal nature of the resistance of the deformation during the primary and secondary impacts. This goal is achieved by the fact that, in a vehicle-safe steering system containing a steering wheel located on a hinge steering shaft passed through the steering column associated with a corrugated bracket fixing it to the vehicle body, the bracket corrugations are ray-shaped along an arc of a circle whose center combined with the center of the hinge of the steering shaft, while the transverse corrugations are made with a variable cross section and in the direction from the center of the hinge of the steering shaft. FIG. 1 schematically depicts the proposed safety steering with a bracket for fastening the steering column and the scheme of forces acting during the primary strike; in fig. 2 - diagram of the forces acting in the process of secondary impact and after deformation as a result of secondary impact. A bracket 1 of a secure steering column mount is installed between the vehicle power bar 2 and the steering 3. The bracket 1 on the side surfaces has corrugations of variable cross section. The height of the corrugations at point A is less than the height of the corrugations at point B. Bracket 1 on the side surfaces has corrugations of variable cross section, arranged ray-like from the top B, aligned with the center, around which the steering shaft bends during deformation of the bracket 1. If there is a sharnkra in the steering The control center of the bend coincides with the axis of the hinge. During the initial impact, some of the force that acts in the opposite direction to the pressure of the car and tends to deform it is perceived by the steering. Since the steering shaft is located obliquely relative to the horizontal plane, the force F (Fig. 1) is decomposed into the following components: G - acting along the steering shaft and N - perpendicular to the shaft. The angle of inclination of the steering shaft to the horizontal for passenger cars ranges from 18 to 32 °, and the axial component greatly exceeds the force N by magnitude.

Однако с направлением действи больщей составл ющей G совпадает продольное лучеобразное относительно вершины В расположение гофр и это обеспечивает повышенную жесткость и сопротивление деформации кронштейна 1 и предотвращает пере;меш ,ение рулевого управлени в направлении водител .However, the direction of action of the larger component G coincides with the longitudinal beam-like with respect to the top B of the corrugations, and this provides increased rigidity and resistance to deformation of the bracket 1 and prevents the steering from turning, steering in the driver's direction.

В процессе вторичного удара при соударении тела водител с рулевым управлением сила соударени Е, (фиг. 2) раскладываетс на составл ющие G, действующую вдоль вала и NI - в направлении, перпендикул рном валу, т.е. в направлении предпочтительного перемещени водител . При этом гофры на кронштейне 1 расположены в направлении , характеризующимс пониженной жесткостью, именно в сторону предпочтительного перемещени водител . Деформаци кронштейна сопровождаетс изменением углового положени рулевого вала относительно шарнира В.In the course of the secondary impact, when a driver with a steering control is struck by the body, the impact force E (Fig. 2) is decomposed into components G acting along the shaft and NI in the direction perpendicular to the shaft, i.e. in the direction of the preferred movement of the driver. At the same time, the corrugations on the bracket 1 are located in the direction characterized by reduced rigidity, namely towards the preferred movement of the driver. The deformation of the bracket is accompanied by a change in the angular position of the steering shaft relative to the hinge B.

Величины перемещений участков гофр в процессе деформации различны и завис тThe magnitudes of the movements of the segments of the corrugations in the deformation process are different and depend on

от их положени относительно центра изгиба В и кинематически в точке А меньше, чем в точке Б. Усили деформации участков гоф.р в процессе деформации такжеразличны и завис т от их положени относительно центра изгиба Бив точке А больще, чем в точке Б. Максимальна энергоемкость достигаетс выполнением гофр переменного сечени , увеличивающимс от точки А к точке Ц, т.е. в направлении от верщины В. Предлагаема конструкци позвол етtheir position relative to the center of the bend B and kinematically at point A is less than at point B. The deformation forces of the sections of the corrugated plate in the deformation process are also different and depend on their position relative to the center of the Biv bend and the point A is larger than at point B. The maximum energy intensity is achieved by making corrugations of variable cross section increasing from point A to point C, i.e. in the direction away from vertex B. The proposed design allows

повысить безопасность водител путем обеспечени оптимального характера сопротивлени деформации при первичном и вторичном ударах.increase driver safety by ensuring optimal deformation resistance during primary and secondary impacts.

qjas.Zqjas.Z

Claims

SAFETY STEERING VEHICLE STEERING SYSTEM, comprising a steering wheel located on an articulated steering shaft passed through a steering column connected to a corrugated bracket for attaching it to the vehicle body, characterized in that, in order to increase the safety of the driver by ensuring the optimal nature of deformation resistance during primary and secondary impacts, the corrugations of the bracket are located radially along an arc of a circle whose center is aligned with the center of the steering shaft hinge, at m transverse corrugations formed with variable cross section and in the direction from the center of the steering shaft hinge.