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    公开号:WO1985001709A1
    申请号:PCT/DE1984/000211
    申请日:1984-10-12
    公开日:1985-04-25
    发明作者:Elmar Vollmer；Jens Hofmann；Helmut Adam
    申请人:Audi Ag；
    IPC主号:B60R21-00
    专利说明:
    [0001] Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge
    [0002] Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitseinrichtung für Fahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
    [0003] Bei einem starken Frontaufprall ist stets zu beobachten, daß der Lenker eines Kraftfahrzeuges trotz angelegtem Sicherheitsgurt mit dem Kopf auf das Lenkrad aufschlägt. Dies wird hervorgerufen entweder durch die starke Vorver¬ lagerung des Oberkörpers und des Kopfes oder bzw. zu¬ sätzlich durch den Umstand, daß beim Frontaufprall über die Lenksäule das Lenkrad in den Fahrgastraum geschoben wi rd.
    [0004] Um die Wirkungen des Kopfaufschlags zu reduzieren, ist es bekannt, das Lenkrad mit einer Prallplatte zu versehen. Auch ein Airbag kann das Verletzungsrisiko reduzieren. Beide Einrichtungen können jedoch eine Verletzung durch die Lenkanlage nicht ausschließen. Besonders der Airbag ist in Verbindung mit der notwendigen Fülleinri chtung und dem Sensor sehr aufwendig und wird von verschiedenen Benutzern abgelehnt.
    [0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln bei einem Frontaufprall den Kopfaufschl ag auf das
    [0006] OMPI Lenkrad zu verhindern.
    [0007] Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
    [0008] Dadurch, daß beim Frontaufprall ab einer vorbestimmten Größenordnung durch die Sicherheitseinrich¬ tung das Lenkrad aus dem Kopfaufschlagbereich wegbewegt wird, kann der Kopfaufschlag verhindert werden; es wird also die Ursache für die mögliche Kopfverletzung be¬ seitigt und nicht nur wie bei bekannten Einrichtungen ver¬ sucht, die Wirkungen des Aufschlags zu reduzieren.
    [0009] Das Wegbewegen des Lenkrades beim Frontaufprall kann mecha¬ nisch, hydraulisch oder pyrotechnisch in Verbindung mit einem Sensor erfolgen.
    [0010] Um das Lenkrad aus dem möglichen Kopfaufschlagbereich weg¬ zubewegen, sind je nach baulichen Gegebenheiten die ver¬ schiedensten Kinematiken denkbar, so z. B. ein seitliches Wegklappen oder ein Wegklappen nach oben. Besonders vor¬ teilhaft ist es jedoch, wenn die Sicherheitseinrichtung das Lenkrad etwa senkrecht zu der von ihm umschlossenen Fläche in Richtung auf die Fahrzeugfront wegzieht. Diese Bewegungsrichtung läßt sich sehr einfach beherschen und bewirkt, daß das Lenkrad in Anlage an die Armaturentafel gelangt oder gar in diese eindringt.
    [0011] Besonders vorteilhaft ist, wenn die Sicherheitseinrichtung einen Mechanismus umfaßt, welcher d e relative Verschiebung zwi¬ schen einem im Frontbereich angeordnetem Aggregat (z. B. Motor- Getriebe-Aggregat) und einem im vorderen Bereich der Fahrgastzelle angeordneten Karosseriebautei (z. B. Quer¬ träger im Bereich der Stirnwand beim Frontaufprall zum Wegziehen des Lenk¬ rades nutzt Der Verschiebeweg kann beispielsweise mittels eines Gestänges, eines Seiles oder hydraulisch auf das Lenkrad übertragen werden. Es versteht sich, daß dabei eine Umlenkung vorgenommen werden muß, da das Lenkrad entgegen der Bewegungsrichtung des Aggregats bewegt werden soll.
    [0012] Durch die Nutzung der Relativbewegung zwischen Aggregat und Fahrgastzelle beim Frontaufprall steht eine sehr hohe Kraft und ein ausreichender Weg zur Verfügung. Von Vorteil ist dabei die Proportionalität der Kraft zur Aufprall- energie. Auch der direkte Zusammenhang zwischen Verschiebe¬ weg und der Wucht des Aufpralls kommt der Einrichtung zu- gute. Die Relativbewegung zwischen dem Aggregat und der Karosserie - insbesondere des Fahrgastraumes - kommt zu¬ stande, da sich schon kurze Zeit nach dem Frontaufprall das Aggregat am Hindernis abstützt und sich die Karosserie noch über das Aggregat schiebt.
    [0013] Gegenüber bekannten Einrichtungen - z. B. Airbag - ist auch kein Sensor notwendig, weil die Sicherheitseinrichtung direkt durch die Verformung beim Frontaufprall wirkt. Eine Fehlauslösung ist somit ebenfalls ausgeschlossen.
    [0014] Vorteilhaft besteht der die Verschiebebewegung übertragende Mechanismus aus einem Seil , welches an dem Aggregat und einem mit dem Lenkrad verbundenem Bauteil befestigt ist und an einem Karosseriebauteil umgelenkt (z. B. durch eine Rolle oder einen Rohrbogen) wird. Durch das Seil können hohe Kräfte übertragen und Toleranzen ausgeglichen werden. Die Umlenkung des Seiles wird zweckmäßig an einer Stelle mit geringem Ver¬ formungsweg vorgenommen. Ist dies nicht oder nur bedingt mög¬ lich, dann läßt sich der geringere
    [0015] OMPl Verformungsweg des die Umlenkung aufnehmenden Karosserie¬ teiles bei der Sei 1 abstim ung berücksichtigen.
    [0016] Der Anspruch 5 hat eine Ausführungsform der Sicherheits¬ einrichtung zum Gegenstand, welche sicherstellt, daß bei einer nur geringen Eindringung des Aggregates in die Fahr¬ zeugkarosserie ein ausreichend großer Verschiebeweg durch die flaschenzugarti ge SeilVerlegung erreicht wird. Eine geringe Aggregateeindrückung kann beispielsweise dann auf¬ treten, wenn der Vorbau relativ steif ist oder als Aggregat ein quer eingebauter Motor dient. Die gewünschte Ober¬ setzung kann dadurch erreicht werden, daß das dem Lenkrad abgewandte Ende des Seiles nicht am Aggregat, sondern an einer massiven Karosseriestelle befestigt ist und das .Seil eine Schlaufe bildet, in welche das rückwärtige Ende des Aggregates oder ein daran ausgebildeter Ausleger stößt.
    [0017] Bezüglich der Seilauslegung ist es zweckmäßig, daß Seil¬ lose vorgesehen wird , welche bei einer festgelegten maximalen Aggregateeindringung den maximalen Lenkradweg festlegt. Dadurch wird einem Reißen des Seiles vorgebeugt und eine unerwünschte Lenkradrückfederung vermieden. Es ist jedoch auch möglich, einen Zugkraftbegrenzer, welcher ein definiertes Abreißen oder Dehnen des Seiles bewirkt, vorzusehen. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Seil zwischen seiner Befestigung an einem mit dem Lenkrad verbundenen Bauteil und dem Zug- kraftbegrenzer zusätzlich an einem Karosserieteil festge¬ klemmt wird. Dadurch kann auch bei Verwendung eines Zugkraftbe¬ grenzers, ebenso w e durch ein Dehnglied/ eine Lenkradrückfe'derung ver¬ hindert werden.
    [0018] An Stelle der Kraftübertragung über ein Seil kann vorteil¬ haft auch eine hydraulische Betätigung gewählt werden. Da¬ zu ist es notwendig, daß die Relativbewegung des Aggregates beim Frontaufprall auf einen Geberzylinder einwirkt, welcher an entsprechender Stelle karosseriefest angeordnet ist. Die Energieübertragung erfolgt über die Hydraulikflüssigkeit zu einem ebenfalls karosseriefest angeordneten Nehmerzylinder. Wird der Nehmerzylinder mit Druck beaufschlagt, dann zieht er über ein Gestänge die Lenksäule und damit das Lenkrad in die Armaturentafel. In der Rohrleitung wird zweckmäßig ein Rückschlagventil vorgesehen, welches einer Rückfederung der Lenksäule entgegenwirkt. Durch die hydraulische Betätigung ist ein frühes Ansprechen, sowie in einfacher Weise eine Obersetzung durch die Wahl der Kol bendurchmesser der Hydrau¬ likzylinder möglich.
    [0019] Bei Sicherheitseinrichtungen mit einem Ausl sesensor ist es auch möglich, daß der Mechanismus aus einem Seil be - steht, welches an einem in einem Expl osionszyl inder befind¬ lichen Kolben und einem mit dem Lenkrad verbundenem Bauteil befestigt ist. Bei einer derartigen Sicherh'ei tsvorri chtung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Auslösesensor auf die relative Verschiebung zwischen einem im Frontbereich angeordnetem Aggregat und einem weiter hinten angeordnetem Karosseriebauteil reagiert. Dadurch wird gegenüber einen auf Trägheitskräfte reagierenden Auslösesensor eine ver¬ besserte Funktionssicherheit gewährleistet. Diese ist auch notwendig, da bei Fehlauslösung oder nur einem kleinen Auf¬ prall das Fahrzeug nicht mehr lenkfähig wäre.
    [0020] Es versteht sich von selbst, daß nicht nur das Lenkrad weg¬ gezogen werden soll , sondern auch Bauteile, welche mit dem Lenkrad unmittelbar verbunden sind und ansonsten in den Innen¬ raum ragen würden. Je nach Ausführung ist es deshalb not¬ wendig, das gesammte Lenksäulenelement nach vorne zu ziehen. Dabei ist es zweckmäßig, wenn Lenksäulen Verwendung finden, welche eine Längsverschiebung zum Lenkgetriebe bzw. zur Stirnwand hin ermöglichen. Solche bekannte Lenksäulen beeinhalten zur Aufnahme der Verschiebung beispielsweise ein Gitter- oder Wellrohr, Doppel kardangelenke, ein Teleskop oder unter Schub ausklinkende Elemente.
    [0021] Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher be¬ schrieben. Es zeigt
    [0022] Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Sicherheitseinrichtung mit einem Seil bei einem Personenkraftwagen,
    [0023] Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel , bei welchem das Seil zur Erzielung einer Ober¬ setzung anders geführt ist,
    [0024] Fig. 3 eine hydraulisch betätigte Sicher- heitseinrichtung und
    [0025] Fig. 4 eine pyrotechnisch betätigte Sicher- hei tsei nrichtung.
    [0026] Fig. 1 zeigt schematisch den vorderen Innenraum eines Per¬ sonenkraftwagens. Auf dem Fahrersitz 5 des Personenkraft¬ wagens ist eine Person mittels eines bekannten Dreipunkt- Sicherheitsgurtes 7 gehalten. Das Antriebsaggregat 9 be¬ findet sich im Bug des Fahrzeuges und besteht aus einem längs eingebautem Motor 11 , an den sich nach hinten ein Getriebe 13 anschließt.
    [0027] Wie aus Fig. 1 unmitte-lbar ersichtlich, ist etwa parallel zu einem Armaturenbrett 15 ein Lenkrad 17 angeordnet, wel¬ ches über eine Lenksäule 19 mit einem Lenkgetriebe 21 in Verbindung steht. Das nicht drehbare Lagerteil 23 ist durch eine Lasche 25 an einem im Bereich des Armaturenbretts 15 angeordneten Querträger 27 festgelegt. Die Anbindung des Lagerteiles 23 an die Lasche 25 ist so gewählt, daß ein Ausklinken möglich ist.
    [0028] Um eine axiale Verschiebung der Lenksäule 19 und damit des Lenkrades 17 zu ermöglichen, umfaßt die Lenksäule 19 einen Abschnitt, welcher aus einem Gitterrohr 29 besteht und bei einer vorbestimmten Belastung eine axiale Verschiebung zu - läßt.
    [0029] Am Lagerteil 23 der Lenksäule 19 ist schließlich ein Seil 31 befestigt, welches bis zu einer Umlenkrolle 33 im Bereich der Stirnwand 35 des Fahrzeuges bis zu einer Befestigungs¬ stelle 37 am Getriebe 13 geführt ist.
    [0030] O PI Bei einem Frontaufprall stützt sich bereits bei geringer Verformung des Fahrzeugbugs das Aggregat 9 am Hindernis ab und die leichter verformbare Karosserie schiebt sich über das Antriebs¬ aggregat 9. Dadurch kommt eine Relativbewegung zwischen dem Antriebsaggregat 9 und der Fahrzeugkarosserie zu¬ stande (gestrichelt dargestellt). Diese Relativverschiebung wird durch das am Getriebe 13 festgelegte Seil 31 über das Lagerteil 23 auf das Lenkrad 17 übertragen, wodurch dieses in das Armaturenbrett 15 gezogen wird. Parallel zu diesem Bewegungsablauf klinkt die Lasche 25 am Lagerteil 23 aus; gleichzeitig wird das Gitterrohr 29 in axialer Richtung zu¬ sammengestaucht.
    [0031] Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist ähnlich aufgebaut, so daß nur auf die Unterschiede eingegangen zu werden braucht Für die gleichen oder ähnlichen Teile werden deshalb die selben Bezugszeichen,, jedoch mit einem Strich versehen, ver¬ wendet.
    [0032] Bei dem zweiten Beispiel lag das Problem zugrunde, daß durch einen relativ steifen Vorbau des Fahrzeuges mit einem Quer¬ motor bei einem Frontaufprall nur eine geringe Rεlativbe- wegung auftritt, welche das Lenkrad 17' nicht ausreichend weit auf das Armaturenbrett 15' zuzubewegen vermag. Es ist deshalb eine Übersetzung vorgesehen, welche durch eine an¬ dere Anbindung des Seiles 31' ermöglicht wird. Das Seil 31' wird nicht am Antriebsaggregat 9' angebunden, sondern un¬ mittelbar an einem möglichst starren Teil der Karosserie. Das Antriebsaggregat 9f trägt einen Dorn 39, welcher auf das Seil 31' zwischen der Umlenkrolle 33' und seiner Befestigung an der Fahrzeugkarosserie bei 41 einwirkt. Durch diese Ober¬ setzung wird erreicht, daß bei einer bestimmten Relativver¬ schiebung zwischen Antriebsaggregat 9' und Fahrzeugkarosserie
    [0033] -^υs-EΛ
    [0034] OMPI ein doppelt so hoher Weg zum Wegziehen des Lenkrades 17; zur Verfügung steht.
    [0035] Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Relativverschiebung hydraulisch übertragen wird. Bauteile, welche mit denen der beiden vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen gleich oder ähnlich sind, werden hier mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit zwei Strichen versehen, gekennzeichnet.
    [0036] Ein an der Fahrzeugkarsosserie festgelegter Geberzylinder 43 wird bei einem Frontaufprall durch die Anlenkung seiner Kolbenstange 45 am Getriebe 13'' mit Druck beaufschlagt, über eine Hydraulikleitung 47 wird die Hydraulikflüssig¬ keit in einen Nehmerzylinder 49 geführt, wodurch sich sein. Kolben 51 und die Kolbenstange 53 nach unten bewegt. Ober die Befestigung der Kolbenstange 53 an dem Lagerteil 23* wird bei dieser Bewegung gleichzeitig das Lenkrad 171' in das Armaturenbrett 15'* gedrückt. Ein Rückschlagventil 55 in der Hydraulikleitung 47 verhindert eine Rückfederung des Lenkrades 17'' . Durch eine Abstimmung der wirksamen Durch¬ messer von Geberzylinder 43 und Nehmerzylinder 49 läßt sich bei einer vorgegebenen Relativverschiebung die gewünschte Weg-Obersetzung erreichen.
    [0037] Schließlich zeigt Fig. 4 ein Ausführungsbei spiel , bei welchem das Lagerteil 23' " zusammen mit dem Lenkrad 17' " bei einem Aufprall pyrotechnisch an das Armaturenbrett 15'" gezogen wird. Dazu ist das Seil 31 ' " am Kolben 57 eines Explosions¬ zylinders 59 befestigt und über eine gebogene Umlenkfläche 61 zum Lagerteil 23' " geführt und mit diesem verbunden.
    [0038] Die auf den Explosionszylinder 59 einwirkende Treibladung 63 wird bei einem Aufprall vorbestimmter Größe elektrisch ge¬ zündet. Dazu ist ein karosseriefest angeordneter Auslösesen¬ sor 65 vorgesehen, welcher bei einer aufprall bedi ngten Relati verschiebung der Motor- Getriebe- Einheit auf den karosserie-
    [0039] O festen Auslösesensor 65 zu durch elektrischen Kontakt die Treibladung 63 zündet. Durch die Explosion wird der Kolben 57 und indirekt mit ihm verbunden das Lenkrad 17' in Richtung auf die Fahrzeugfront zu gezogen.
    [0040] OMPI
    权利要求:
    Claims
    P a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Sicherheitseinrichtung für die Bedienungsperson eines mit einem Lenkrad ausgerüsteten Fahrzeuges, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sicherheitseinrichtung bei einem Frontaufprall ab einer vorbestimmten Größenordnung das Lenkrad (17;17' ; 17' ' ) ganz oder teilweise aus dem möglichen Kopfaufschlagberei ch der Bedienungsperson wegbewegt.
    2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sicherheitsein¬ richtung das Lenkrad (17 17' ; 17' ' ) etwa senkrecht zu der von ihm umschlossenen Fläche in Richtung auf die Fahrzeugfront zieht.
    Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sicherheitseinrichtung einen Mechanismus umfaßt, wel¬ cher die "relative Verschiebung zwischen einem im Frontbereich angeordneten Aggregat (Antriebsaggregat 9; 9' ; Getriebe 13' ' ) und einem weiter hinten angeordneten Karosserie¬ bauteil beim Frontaufprall zum Wegziehen des Lenkrades (17; 17' ; 17" ) nutzt.
    O PI 4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Mechanismus aus einem Seil (31) besteht, welches an dem Aggregat (An¬ triebsaggregat 9) und einem mit dem Lenkrad (17) ver¬ bundenen Bauteil (Lagerteil 23) befestigt ist und an dem Karosseriebauteil umgelenkt wird.
    5. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Mechanismus aus einem Seil (31' ) besteht, welches an einem mit dem Lenk¬ rad (17') verbundenen Bauteil befestigt ist, zu einer karosseriefesten Umlenkstelle (U lenkrolle 33') hinter dem Aggregat (Antriebsaggregat 9' ) und weiter bis zu einem ebenfalls karosseriefesten Verankerungspunkt (41) geführt ist, und wobei das Aggregat einen Fortsatz (Dorn 39) aufweist, welcher beim Frontaufprall auf das Seil (31 ') im Bereich zwischen seiner karosseriefesten Verankerung und seiner Umlenkung einwirkt.
    6. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, d a- d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Seil (31 ; 31 ' ) mit einem Zugkraftbegrenzer versehen ist.
    7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Seil (31 ; 31' ) zwischen seiner Befestigung an einem mit dem Lenkrad (17; 17' ) verbundenen Bauteil und dem Zugkraftbegrenzer zusätzlich an einem Karosserieteil festgeklemmt ist.
    8. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Mechanismus zwei karosseriefest angeordnete und mit einer Hydrauliklei¬ tung (47) in Verbindung stehende Hydraul kzylinder um-
    OMPI faßt, beim Frontaufprall das Aggregat (Getriebe 13") auf die Kolbenstange (45) des ersten Hydraulikzylinders (Geberzylinder 43) wirkt und dadurch die H.ydraulik- flüssigkeit in den zweiten Hydraulikzylinder (Nehmer¬ zylinder 49) drückt, dessen Kolbenstange (53) mit dem Lenkrad (17' ' ) in Verbindung steht und dieses wegzieht.
    9. Sicherheitseinrichtung mit einem Auslösesensor nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h¬ n e t, daß der Mechanismus aus einem Seil (31 '") be¬ steht, welches an einem in einem Explosionszylinder (59) befindlichen Kolben (57) und einem mit dem Lenkrad (17'") verbundenem Bauteil befestigt ist.
    10. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ausl sesensor (65) auf die relative Verschiebung zwischen einem in Front¬ bereich angeordneten Aggregat und einem weiter hinten angeordneten Karosseriebauteil reagiert.
    "gFREX/
    O PI
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    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    DEP3337231.4||1983-10-13||
    DE19833337231|DE3337231C2|1983-10-13|1983-10-13||DE19843466501| DE3466501D1|1983-10-13|1984-10-12|Safety device for vehicle|
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