DE10017032A1 - Vorrichtung zur Ver- und Entriegelung der Lenkspindel einer Lenkeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Ver- und Entriegelung der Lenkspindel (2) einer Lenkeinrichtung eines Fahrzeuges, bei der die Verriegelung der Lenkspindel (2) mit Hilfe eines durch einen elektromechanischen Antrieb (5) von einer Ent- in eine Verriegelungsposition bewegten Sperrelementes (3; 30) erfolgt. DOLLAR A Um kurze Entriegelungszeiten des Sperrelementes (3; 30) zu erreichen und einen raumsparenden Aufbau der Vorrichtung (1) sicherzustellen, schlägt die Erfindung vor, beim Verriegelungsvorgang über eine entsprechend große Übersetzung die für die Entriegelung benötigte Energie in einer auf das Sperrelement (3; 30) wirkenden Rückholfeder (11; 32) zu speichern und zur Entriegelung, nach Aktivierung des elektromechanischen Antriebes (5), freizugeben, so daß das Sperrelement (3; 30) federangetrieben in die Entriegelungsposition springt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ver- und Entriegelung der Lenkspindel einer Lenkeinrichtung eines Fahrzeuges, bei der die Verriegelung der Lenkspindel mit Hilfe ei­ nes durch einen elektromechanischen Antrieb von einer Ent- in eine Verriegelungsposition bewegten Sperrelementes erfolgt.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 197 19 343 C1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung umfaßt einen in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor mit nachgeschaltetem Stellantrieb zur Verschiebung eines Sperrelementes von seiner Ver- in seine Entriegelungsstellung und umgekehrt, wobei das Sperrelement in seiner Verriege­ lungsstellung in die durch benachbarte Zähne gebildete Ausnehmung eines an der Lenk­ spindel befestigten Zahnkranzes eingreift und damit die Lenkspindel blockiert. Als Stell­ antrieb zur Verschiebung des Sperrelementes wird bei der bekannten Vorrichtung ein Noc­ kenantrieb verwendet.

Als nachteilig hat sich bei dieser bekannten Vorrichtung erwiesen, daß die Verwendung des Nockenantriebes mit relativ langen Entriegelungszeiten verbunden ist.

Aus der DE 37 39 172 C1 ist ferner eine Vorrichtung zur Verschiebung eines Sperrele­ mentes bekannt, bei der ein nicht im einzelnen dargestellter Elektromotor ein Schnecken­ rad antreibt, welches in die Zähne des teilweise als Zahnstange ausgebildeten Sperrelementes eingreift.

Auch bei Verwendung dieser bekannten Vorrichtung werden relativ lange Entriegelungs­ zeiten benötigt. Außerdem ist bei dieser Vorrichtung für die erforderliche Verschiebung des Sperrelementes ein relativ starker Elektromotor erforderlich, der einen entsprechend großen Bauraum benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, mit der einerseits kurze Entriegelungszeiten des Sperrelementes erreichbar sind und die andererseits sehr raumsparend aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weite­ re, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, bei einer Vorrichtung mit elek­ tromechanischem Antrieb beim Verriegelungsvorgang innerhalb relativ langer Verfahrens­ zeiten und über eine entsprechend große Übersetzung die für die Entriegelung benötigte Energie in einer auf den Sperrbolzen wirkenden Rückholfeder zu speichern und die Rück­ holfeder anschließend zur Entriegelung freizugeben, so daß das Sperrelement federange­ trieben schnell in die Entriegelungsposition springt.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das als Sperrbolzen ausgebil­ dete Sperrelement über einen Schwenkhebel verschoben, der durch eine vorgespannte Drehfeder in Entriegelungsrichtung gedrückt wird. Zum Verriegeln der Lenkspindel wird ein von dem elektromechanischen Antrieb bewegter Nocken z. B. um 180° von einer obe­ ren Position in eine untere Position gedreht. Dabei drückt er den Schwenkhebel und damit den Sperrbolzen gegen die vorgespannte Rückholfeder nach unten. Beim Zurückdrehen des Nockens wird dieser über eine Schräge in der Steuerkontur des schwenkbaren Hebels gegen eine Druckfeder zurückgedrückt, so daß er den Schwenkhebel freigibt und dieser dann in die obere, entriegelte Position springt und dabei den Sperrbolzen mitnimmt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Sperrbolzen, der von einem Schwenkhebel verscho­ ben wird, welcher über einen Steuernocken mit einem elektromechanischen Antrieb verbunden ist;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des in Fig. 1 mit 4 bezeichneten Schwenkhe­ bels;

Fig. 3 eine weitere perspektivische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten und in einem Gehäuse befindlichen erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich der Sperrbolzen in seiner Entriegelungsstellung befindet;

Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht, wobei sich der Sperrbolzen in seiner Ver­ riegelungsstellung befindet;

Fig. 5 die schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der Er­ findung, wobei sich der Sperrbolzen in seiner Entriegelungsstellung befindet und durch einen drehbar angeordneten Nocken verschiebbar ist und

Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht, wobei sich der Sperrbolzen in seiner Ver­ riegelungsstellung befindet.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Vorrichtung zur Ver- und Entriegelung der Lenkspindel 2 einer Lenkeinrichtung eines Fahrzeuges bezeichnet. Dabei ist das die Vorrichtung 1 umgebende Gehäuse aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 umfaßt ein als Sperrbolzen ausgebildetes Sperrelement 3, welches über einen Schwenkhe­ bel 4 mit einem elektromechanischen Antrieb 5 in Wirkverbindung steht. Der Schwenkhe­ bel 4 und der Sperrbolzen 3 sind kraftschlüssig in an sich bekannter Weise über eine Feder 6 verbunden, die in der Verriegelungsposition des Sperrbolzens 3 diesen federbelastet in die durch benachbarte Zähne 7, 8 gebildete Ausnehmung 9 eines auf der Lenkspindel 2 befestigten Zahnkranzes 10 drückt.

Die Vorrichtung 1 enthält ferner eine Rückholfeder 11, die sich einerseits an dem Schwenkhebel 4 und andererseits an dem Gehäuse 12 der Vorrichtung 1 abstützt (Fig. 3 und 4).

Der elektromechanische Antrieb 5 umfaßt einen Elektromotor 13, der über zwei Zahnräder 14, 15 eine Trommel 16 dreht, in welcher ein von einer Druckfeder 17 beaufschlagter Steuernocken 18 längsverschiebbar gelagert ist. Dieser Steuernocken greift mit seiner der Druckfeder abgewandten Seite in eine Steuerkontur 19 des Schwenkhebels 4 ein (Fig. 2).

Mit Hilfe Fig. 2 wird nachfolgend die Wirkungsweise der in den Fig. 1-4 dargestellten Vor­ richtung 1 erläutert. Dabei möge sich der Sperrbolzen 3 zunächst in seiner Entriegelungs­ position befinden (vgl. auch Fig. 3). Der Steuernocken 18 befindet sich in einer oberen Po­ sition (Ausgangsposition). Wird der Elektromotor 13 nun aktiviert, um die Lenkspindel 2 zu verriegeln, so wird die Trommel 16 entgegen dem Uhrzeigersinn um 180° gedreht. Da­ bei drückt der Steuernocken 18 gegen eine obere Anschlagkante 20 der Steuerkontur 19 des Schwenkhebels 4 und verschwenkt diesen um die Achse 21. Gleichzeitig gleitet der Steuernocken 18 entlang der oberen Anschlagkante 20 nach außen.

Nach Erreichen seiner am weitesten außenliegenden Position 22 wird der Steuernocken 18 über eine nach unten gerichtete schräge Fläche 23 auf eine untere Anschlagkante 24 ver­ schoben. Beim Erreichen dieser Anschlagkante befindet sich der Sperrbolzen 3 in seiner Verriegelungsposition (Fig. 4) und der Elektromotor 13 wird durch Betätigung eines Schalters 25 abgeschaltet.

Soll die Lenkspindel 2 entriegelt werden, so wird der Elektromotor 13 entsprechend akti­ viert und die Trommel 16 dreht sich zurück (d. h. im Uhrzeigersinn). Dabei wird der Steu­ ernocken 18 zunächst etwas entlang der unteren Anschlagkante 24 nach außen verschoben und verliert im Bereich einer nach unten gerichteten weiteren schrägen Fläche 26 den Ein­ griff mit der Steuerkontur 19. Der Schwenkhebel 4 schnellt dann durch die Rückholfeder 11 angetrieben in die entriegelte Position. Die Trommel dreht sich anschließend weiter im Uhrzeigersinn, bis der Steuernocken 18 in die Steuerkontur 19 eingefallen ist und seine Ausgangsposition wieder erreicht hat.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungs­ beispiel beschränkt. So kann zur Erzielung einer entsprechenden Vorspannung der Rückholfeder der elektromechanische Antrieb beispielsweise einen drehbaren Nocken ansteu­ ern, welcher bei seiner rotierenden Bewegung auf das Sperrelement einwirkt und dieses verschiebt oder verschwenkt. Die Steuerkontur, mit welcher der Nocken auf das Sperrele­ ment einwirkt, kann dabei derart gewählt werden, daß sich der Nocken sowohl zur Verrie­ gelung als auch zur Entriegelung der Lenkspindel in der gleichen Richtung bewegt. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 5 und 6 schematisch dargestellt.

Dabei ist in den Fig. 5 und 6 mit 27 das Gehäuse einer entsprechenden Verriegelungsvor­ richtung bezeichnet, in dem von einem nicht dargestellten elektromechanischen Antrieb über eine Nockenwelle 28 ein Nocken 29 drehbar gelagert ist. An dem Nocken 29 stützt sich ein Sperrbolzen 30 ab. Zwischen einem an dem Sperrbolzen 30 angeordneten Abstüt­ zelement 31 und dem Gehäuse 27 ist eine Rückholfeder 32 angeordnet. An dem nocken­ seitigen Ende des Sperrbolzens 30 ist ein Pufferteil 33 (z. B. aus Hartgummi) befestigt.

Soll das Sperrelement von seiner in Fig. 5 dargestellten Entriegelungsposition in seine Ver­ riegelungsposition verschoben werden, so wird der entsprechende elektromechanische Antrieb aktiviert und der Nocken 29 dreht sich in Richtung des Pfeiles 34. Aufgrund der Steuerkontur des Nockens 29 wird das Sperrelement in eine entsprechende Ausnehmung der Lenkspindel verschoben. Gleichzeitig wird die Rückholfeder 32 gespannt.

Sobald der Nocken 29 die in Fig. 6 dargestellte Position erreicht hat, schaltet der entspre­ chende elektromechanische Antrieb ab. Der Sperrbolzen 30 befindet sich in seiner Verrie­ gelungsposition.

Soll der Sperrbolzen 30 anschließend wieder in seine Entriegelungsposition verschoben werden, so wird der Nocken 29 mittels des elektromechanischen Antriebes in Richtung des Pfeiles 34 weitergedreht. Sobald der Sperrbolzen 30 die nach innen gerichtete, steil abfal­ lende Fläche 35 der Steuerkontur des Nockens 29 erreicht hat, wird er durch die Rückhol­ feder 32 in die in Fig. 5 dargestellte Ausgangsstellung gedrückt.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel kann auch derart abgewandelt werden, daß sich der Nocken bei Aktivierung des elektromechanischen Antriebes von seiner in Fig. 5 dargestellten Ausgangsstellung jeweils um 360° dreht und der Sperrbolzen 30 bei der in Fig. 6 wiedergegebenen Stellung des Nockens durch ein z. B. federbeaufschlagtes Sperr­ element (nicht dargestellt) in seiner Verriegelungsposition gehalten wird. Zur Entriegelung muß dann das Sperrelement z. B. durch eine elektromagnetische Einrichtung aus seiner Sperrstellung verschoben bzw. verschwenkt werden, so daß die Rückholfeder 32 den Sperrbolzen 30 wieder in seine Ausgangsstellung drücken kann.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Lenkspindel

3

Sperrelement, Sperrbolzen

4

Schwenkhebel

5

elektromechanischer Antrieb

6

Feder

7

,

8

Zähne

9

Ausnehmung

10

Zahnkranz

11

Rückholfeder, Drehfeder

12

Gehäuse

13

Elektromotor

14

,

15

Zahnräder

16

Trommel

17

Druckfeder

18

Steuernocken

19

Steuerkontur

20

obere Anschlagkante

21

Achse

22

außenliegende Position

23

schräge Fläche

24

untere Anschlagkante

25

Schalter

26

schräge Fläche

27

Gehäuse

28

Nockenwelle

29

Nocken

30

Sperrelement, Sperrbolzen

31

Abstützelement

32

Rückholfeder

33

Pufferteil

34

Pfeil Fläche

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Ver- und Entriegelung der Lenkspindel (2) einer Lenkeinrichtung ei­ nes Fahrzeuges, bei der die Verriegelung der Lenkspindel (2) mit Hilfe eines durch ei­ nen elektromechanischen Antrieb (5) von einer Ent- in eine Verriegelungsposition be­ wegten Sperrelementes (3; 30) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine auf das Sperrelement (3; 30) wirkende Rückholfeder (11; 32) umfaßt, die derart angeordnet ist, daß sie bei der Verriegelung der Lenkspindel (2) vorgespannt und zur Entriegelung freigegeben wird, so daß das Sperrelement (3; 30) in seine Entriegelungs­ position springt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (3) über einen Schwenkhebel (4) mit dem elektromechanischen Antrieb (5) verbunden und die auf das Sperrelement (3) wirkende Rückholfeder (11) an dem Schwenkhebel (4) angreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfeder (11) als Drehfeder ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhe­ bel (4) mit einer Steuerkontur (19) versehen ist, an der sich ein durch den elektrome­ chanischen Antrieb (5) verschwenkbarer federbelasteter Steuernocken (18) abstützt, derart,
daß zur Bewegung des Sperrelementes (3) in seine Verriegelungsstellung der Steuer­ nocken (18) nach Aktivierung des elektromechanischen Antriebes (5) gegen eine obere Anschlagkante (20) der Steuerkontur (19) des Schwenkhebels (4) drückt und den Schwenkhebel mitnimmt und dabei entlang der Anschlagkante (20) zunächst nach außen und dann über eine nach unten gerichtete und in Richtung des Steuernockens (18) abfallende schräge Fläche (23) auf eine untere Anschlagkante (24) gleitet, und
daß bei Aktivierung des elektromechanischen Antriebes (5) zur Betätigung des Sperr­ elementes (3) in seine Entriegelungsstellung der Antrieb (5) den Steuernocken (18) zu­ rückschwenkt und über eine nach unten gerichtete weitere schräge Fläche (26) der Steuerkontur (19) gelangt und durch den Druck der Rückholfeder (11) aus der Steuer­ kontur (19) herausgleitet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (3) und der Schwenkhebel (4) kraftschlüssig über eine Feder (6) mitein­ ander verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Nockenantrieb mit Nocken (29) umfaßt, an dessen äußeren Steuerkontur sich das Sperrelement (30) mit seiner Rückseite abstützt, daß die Steuerkontur des Nockens (29) derart ausgebildet ist, daß der Nocken das Sperrelement gegen den Druck einer Rück­ holfeder (32) von der Ent- in die Verriegelungsposition verschiebt und daß die Steuer­ kontur eine steil abfallende Fläche 35 aufweist, derart, daß bei einer Drehung des Noc­ kens über die Verriegelungsposition hinaus der Sperrbolzen (30) außer Eingriff mit der Steuerkontur des Nockens (29) gelangt und durch die Rückholfeder (32) in seine Aus­ gangslage gedrückt wird.