DE10010277A1 - Elektromagnetische Sperrvorrichtung, insbesondere für den Zündschalter oder das Zündschloß von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Elektromagnetische Sperrvorrichtung, insbesondere für den Zündschalter oder das Zündschloß von KraftfahrzeugenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Sperrvorrichtung, insbesondere für den Zündschalter oder das Zündschloß von Kraftfahrzeugen, mit einem elektromagnetisch betätigten Sperrstift (2), der als Magnetanker (3) eines Hubmagneten (4) (Solenoid) ausgebildet und am Umfang (7) des Rotors (5) eines Zündschalters, der Verbindungswelle oder des Schließzylinders eines Zündschlosses für einen im wesentlichen radialen Eingriff mit einem Nocken (6) am Umfang des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders angeordnet ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daqß der Nocken (6) als ein quer zur Längsachse (8) des Rotors (5), der Welle oder des Schließzylinders bewegliches Gleitstück (9) ausgebildet und in einer Vertiefung (10) am Umfang (7) des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders unter dem Druck einer Feder (11) nach außen verschiebbar geführt ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Sperrstift (2) des Solenoids oder Hubmagneten (4) sich in der Vertiefung (10) nicht verklemmen kann ebensowenig wie in der Führungsbuchse (20) an dem Solenoid oder der Magnetspule des Hubmagneten (4). Dadurch, daß der Nocken (6) als ein federbelastetes Gleitstück (9) ausgebildet ist, das quer zur Längsachse des Rotors (5), der Welle oder des Schließzylinders in der Vertiefung verschiebbar geführt ist und unter dem Druck einer Feder (11) nach außen gedrückt wird, wird die Haltekraft des Hubmagneten (4) nach Abschalten des Stromkreises zuverlässig überwunden und der Magnetanker (3) ...
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Sperrvorrichtung, insbesondere für den
Zündschalter oder das Zündschloß von Kraftfahrzeugen mit einem elektromagnetisch
betätigten Sperrstift, der als Magnetanker eines Hubmagneten (Solenoid) ausgebildet und am
Umfang des Rotors eines Zündschalters, der Verbindungswelle oder des Schließzylinders
eines Zündschlosses für einen im wesentlichen radialen Eingriff mit einem Nocken am
Umfang des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders angeordnet ist.
Bei Kraftfahrzeugen mit Automatikgetriebe ist es problematisch, wenn der Zündschlüssel von
dem Zündschloß abgezogen werden kann, ohne daß der Wählhebel des Automatikgetriebes in
die Parkstellung gebracht worden ist. Um die damit verbundenen Gefahren zu vermeiden,
sind elektromagnetisch betätigte Sperriegel im Zündschalter oder Zündschloßgehäuse
eingeführt worden, die den Fahrer daran hindern, das Fahrzeug zu verlassen bzw. den
Zündschlüssel abzuziehen, ohne den Getriebewählhebel vorher in die Parkposition gebracht
zu haben. Wenn das Fahrzeug fährt und der Wähl- oder Schalthebel nicht in der Parkstellung
ist, wird das Solenoid bzw. der Hubmagnet erregt und der Sperriegel oder Sperrstift in eine
Vertiefung am Rotor des Zündschalters oder des Schließzylinders oder an einer den
Schließzylinder und den Zündschalter verbindenden Welle gebracht, so daß der Zündschlüssel
nicht in die Abziehstellung gedreht werden kann.
Beim Ausschalten des Stromkreises für den Zündschalter wird der Magnetanker des
Solenoids oder Hubmagneten mit dem daran befestigten Sperrstift durch eine
Schraubendruckfeder wieder in seine Ausgangsstellung zurückgedrückt. Dies ist jedoch
insofern problematisch, als die Kraft der Druckfeder vielfach nicht ausreicht, um den
Magnetanker mit dem daran befestigten Sperrstift nach Abschalten des Stromkreises aus der
Vertiefung am Umfang des Rotors, der Verbindungswelle oder des Schließzylinders wieder
zu lösen.
Ein Hauptproblem bei den bekannten Einrichtungen ist auch die Reibung zwischen Sperrstift
und Rotor sowie zwischen dem Sperrstift und dessen Führung an dem Solenoid bzw.
Hubmagneten. Durch die Reibung zwischen diesen Teilen entsteht eine Haftwirkung, die den
Sperrstift mit dem Magnetanker in der Sperrstellung an der Vertiefung des Rotors, der Welle
oder des Schließzylinders festhält und somit eine Drehung des Zündschlüssels in die
Abziehstellung selbst dann verhindert, wenn zuvor der Wählhebel des Getriebes in die
Parkstellung gebracht worden ist. Der Fahrer kann den Zündschlüssel dann nur abziehen,
wenn er den Zündschalter oder das Zündschloß mit Gewalt in die Abziehstellung gebracht
hat.
Dieses Problem könnte zwar durch die Verwendung einer stärkeren Feder gelöst werden, die
jedoch ein größeres Solenoid erfordern und somit ein zusätzliches Raumproblem zur
Unterbringung des Zündschalters mit dem Solenoid oder Hubmagneten für die
Sperrvorrichtung schaffen würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend geschilderten Probleme mit einer
Vorrichtung zu vermeiden, die mit einfachen und funktionssicheren technischen Mitteln so
ausgebildet ist, daß der Sperrstift des Solenoids oder Hubmagneten nach Abschalten des
Stromkreises zuverlässig und sicher wieder außer Eingriff mit dem Sperrnocken am Umfang
des Rotors, der Verbindungswelle oder des Schließzylinders gebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in erster Linie dadurch gelöst, daß der Nocken als
ein quer zur Längsachse des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders bewegliches
Gleitstück ausgebildet und in einer Vertiefung am Umfang des Rotors, der Welle oder des
Schließzylinders unter dem Druck einer Feder nach außen verschiebbar geführt ist.
Besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 8
gekennzeichnet.
Hierdurch wird gewährleistet, daß der Sperrstift des Solenoids oder Hubmagneten sich in der
Vertiefung am Umfang des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders nicht verklemmen
kann, ebensowenig wie in der Führungsbuchse an dem Solenoid oder der Magnetspule des
Hubmagneten. Dadurch, daß der Nocken als ein federbelastetes Gleitstück ausgebildet ist, das
quer zur Längsachse des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders in der Vertiefung am
Umfang des Rotors oder der Welle oder des Schließzylinders verschiebbar geführt ist und
unter dem Druck einer Feder nach außen gedrückt wird, wird die Haltekraft des Hubmagneten
nach Abschalten des Stromkreises zuverlässig überwunden und der Magnetanker mit dem
Sperrstift sicher aus der Sperrstellung wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt.
Für die Funktionsweise der Sperrvorrichtung ist es dabei von besonderem Vorteil, wenn das
Gleitstück eine in Drehrichtung des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders vorn liegende
Auflaufschräge für den Sperrstift der Magnetspule oder des Solenoids aufweist, die in eine
radiale Anschlagfläche für den Sperrstift übergeht.
Von besonderem Vorteil für die einwandfreie Funktionsweise der Sperrvorrichtung ist es
weiterhin, daß die Längsachse des Gleitstückes mit der radialen Anschlagfläche für den
Sperrstift gegenüber dem Radius des Rotors entgegen der Drehrichtung in einem Winkel "X"
von wenigen Graden nach hinten geneigt ist. Hierdurch wird eine Klemmwirkung beim
Zurückschieben des Sperrstiftes in die Lösestellung mit einfachen Mitteln vermieden.
Die einwandfreie Funktionsweise der Sperrvorrichtung wird auch noch dadurch unterstützt,
daß die Vertiefung für das Gleitstück eine Einlaufschräge mit einem kurvenförmigen Verlauf
aufweist, deren rückwärtige Kante bei vollständig niedergedrücktem Gleitstück dem Anfang
der Auflaufschräge etwa in einem gleichen radialen Abstand von der Drehachse des Rotors,
der Welle oder des Schließzylinders gegenüberliegt.
Die Funktionssicherheit der Vorrichtung wird nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal
auch noch dadurch erhöht, daß das Gleitstück in der Vertiefung zwischen einander parallel
gegenüberliegenden Feder- und Nutführungen verdrehungssicher angeordnet ist.
Weiterhin wird eine sehr hohe Haftkraft in der Sperrstellung des Sperrstiftes dadurch erreicht,
daß das Solenoid bzw. der Hubmagnet eine rohrförmige Führungsbuchse mit einer
Anschlagfläche für den Magnetanker aufweist, die ebenso wie der Magnetanker aus einem
ferromagnetischen Material besteht, und mit der der Magnetanker in der Sperrstellung des
Sperrstiftes in metallische Berührung kommt, so daß die Haltekraft des Solenoids oder
Hubmagneten in der Sperrstellung um ein Vielfaches der normalen Magnetkraft verstärkt
wird.
Schließlich wird eine besonders platzsparende Bauweise der Sperrvorrichtung dadurch
erreicht, daß die Führungsbuchse für den Sperrstift eine zylindrische Aussparung für eine den
Sperrstift umgebende und an der Unterseite des Magnetankers angreifende Rückstellfeder
aufweist.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine Sperrvorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Stellung vor dem Eingriff
des Sperrstiftes in eine Vertiefung am Rotor eines Zündschalters oder am Umfang
eines Schließzylinders oder einer Verbindungswelle zwischen Schließzylinder und
Zündschalter,
Fig. 2 die Sperrvorrichtung in einer zweiten Stellung beim Eingriff des Sperrstiftes in die
Vertiefung nach einer Weiterdrehung des Rotors, der Verbindungswelle oder des
Schließzylinders und
Fig. 3 die Sperrvorrichtung in einer dritten Stellung, in der der Sperrstift des Solenoids oder
der Magnetspule wieder aus der Sperrstellung von Fig. 2 gelöst ist.
In Fig. 1 bis 3 ist eine elektromagnetische Sperrvorrichtung 1 gezeigt, die insbesondere für
den Zündschalter oder das Zündschloß von Kraftfahrzeugen geeignet ist. Die
Sperrvorrichtung 1 hat einen elektromagnetisch betätigten Sperrstift 2, der als Magnetanker 3
eines Hubmagneten oder Solenoids 4 ausgebildet und am Umfang des Rotors 5 eines
Zündschalters oder der Welle oder des Schließzylinders eines Zündschlosses für einen im
wesentlichen radialen Eingriff mit einem Nocken, Daumen oder Sperrnase 6 am Umfang 7
des Rotors 5 oder der Welle oder des Schließzylinders angeordnet ist.
Wie in der Zeichnung zu erkennen ist, ist der Nocken 6 als ein quer zur Längsachse 8 des
Rotors 5, der Welle oder des Schließzylinders bewegliches Gleitstück 9 ausgebildet und in
einer Vertiefung 10 am Umfang des Rotors 9, der Welle oder des Schließzylinders unter dem
Druck einer Feder 11 nach außen verschiebbar geführt.
Das Gleitstück 9 hat eine in Drehrichtung 12 des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders
vorn liegende Auflaufschräge 13 für den Sperrstift 2 des Hubmagneten oder Solenoids 4, die
in eine radiale Anschlagfläche 14 für den Sperrstift 2 übergeht. Der Anstiegswinkel "Y" der
Auflaufschräge 13 beträgt etwa 50° bis 60° quer zur Längsachse 15 des Gleitstückes 9.
Die Längsachse 15 des verschiebbaren Gleitstückes 9 mit der radialen Anschlagfläche 14 für
den Sperrstift 2 ist gegenüber dem Radius 16 des Rotors 5 entgegen der Drehrichtung um
wenige Grade nach hinten geneigt, vorzugsweise in einem Winkel "X" von etwa 10°.
Die Vertiefung 10 für das Gleitstück 9 am Umfang 7 des Rotors 5 der Welle oder des
Schließzylinders hat außerdem eine Einlaufschräge 17 mit einem kurvenförmigen Verlauf,
deren rückwärtige Kante 18 bei vollständig niedergedrücktem Gleitstück 9 dem Anfang der
Auflaufschräge 13 etwa in einem gleichen radialen Abstand von der Drehachse 8 des
Rotors 5, der Welle oder des Schließzylinders gegenüberliegt (Fig. 2). Das Gleitstück 9 ist in
der Vertiefung 10 zwischen einander parallel gegenüberliegenden Feder- und Nutführungen
19 verdrehungssicher geführt.
Das Solenoid bzw. der Hubmagnet 4 ist radial zur Drehachse 8 des Rotors 5, der
Verbindungswelle oder des Schließzylinders angeordnet und hat eine rohrförmige
Führungsbuchse 20 mit einer Anschlagfläche 21 für den Magnetanker 3, die ebenso wie der
Magnetanker 4 aus einem ferromagnetischen Material besteht. In der Sperrstellung des
Sperrstiftes 2 (Fig. 2) kommt der Magnetanker 3 in metallische Berührung mit der
Führungsbuchse 20, 21, so daß die Haltekraft des Solenoids oder des Hubmagneten 4 in der
Sperrstellung um ein Vielfaches der normalen Magnetkraft verstärkt wird.
Die Führungsbuchse 20 für den Sperrstift 2 hat eine zylindrische Aussparung 22 für eine den
Sperrstift 2 umgebende und an der Unterseite des Magnetankers 3 angreifende
Rückstellfeder 23.
Mit der erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung 1 wird eine wichtige Eigenschaft von
Solenoiden oder Magnetspulen nutzbar gemacht. Die von einem Solenoid oder einem
Hubmagneten 4 erzeugten Kräfte erreichen sehr hohe Werte, wenn der Luftspalt zwischen
zueinander passenden Teilen auf Null geht. Die Lösung kann auf verschiedene Situationen auf
dem Gebiet der Konstruktion von Zündschaltern zur Anwendung kommen, und zwar sowohl
am Rotor wie auch am Schloßgehäuse.
Wenn der Rotor 5 des Zündschalters oder die Welle zwischen Zündschloß und Zündschalter
in die Sperrstellung von Fig. 2 gedreht wird, tritt der Sperrstift 2 aus dem erregten Solenoid 4
vollständig hervor, bis die zueinander passenden Teile des Magnetankers 3 und der
Führungsbuchse 20 für den Sperrstift 2 in gegenseitige metallische Berührung gelangen und
die magnetische Haftkraft außerordentlich zunimmt, beispielsweise auf einen Wert von 4 N.
Dies ist in Fig. 1 und 2 gezeigt. Bei der anschließenden Drehung des Rotors 5 oder der Welle
um wenige Grade wird das Gleitstück 9 mit dem Nocken 6 durch den Sperrstift 2 des
Solenoids 4 niedergedrückt, da die Druckfeder 11 des Gleitstückes 9 nur eine Federkraft von
beispielsweise etwa 2 N erzeugt, die geringer ist als die Haltekraft des Solenoids, die den
Sperrstift 2 nach außen drückt, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Wenn die Stromzufuhr zu dem Solenoid oder Hubmagneten 4 unterbrochen wird, stößt das
federbelastete Gleitstück 9 den Sperrstift 2 oder Sperranker des Solenoids 4 zurück. Die
Druckrichtung 24 des Gleitstückes 4 mit der Sperrnase 6 steht in einem Winkel von "X"
schräg zu der Achse 15 des Gleitstückes 9. Diese schräg oder diagonal verlaufende
Druckbewegung erzeugt das notwendige Spiel zwischen der Sperrnase oder dem Nocken 6
und dem Sperrstift 2, so daß der Sperrstift 2 sich völlig zurückziehen und wieder in seine
Ausgangsstellung von Fig. 3 gelangen kann.
1
elektromagnetische Sperrvorrichtung
2
Sperrstift
3
Magnetanker
4
Hubmagnet, Solenoid
5
Rotor, Verbindungswelle oder Schließzylinder
6
Nocken, Daumen, Sperrnase
7
Umfang
8
Längsachse, Drehachse des Rotors
5
9
Gleitstück
10
Vertiefung
11
Feder
12
Drehrichtung
13
Auflaufschräge
14
radiale Anschlagfläche
15
Längsachse des Gleitstückes
9
16
Radius des Rotors
5
17
Einlaufschräge
18
rückwärtige Kante
19
Feder- und Nutführungen
20
Führungsbuchse
21
Anschlagfläche
22
zylindrische Aussparung
23
Rückstellfeder
24
Druckrichtung
"X" Winkel
"Y" Winkel
"X" Winkel
"Y" Winkel
Claims (8)
1. Elektromagnetische Sperrvorrichtung, insbesondere für den Zündschalter oder das
Zündschloß von Kraftfahrzeugen, mit einem elektromagnetisch betätigten Sperrstift
(2), der als Magnetanker (3) eines Hubmagneten (4) (Solenoid) ausgebildet und am
Umfang (7) des Rotors (5) eines Zündschalters, der Verbindungswelle oder des
Schließzylinders eines Zündschlosses für einen im wesentlichen radialen Eingriff mit
einem Nocken (6) am Umfang des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (6) als ein
quer zur Längsachse (8) des Rotors (5), der Welle oder des Schließzylinders
bewegliches Gleitstück (9) ausgebildet und in einer Vertiefung (10) am Umfang (7)
des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders unter dem Druck einer Feder (11)
nach außen verschiebbar geführt ist.
2. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gleitstück (9) eine in Drehrichtung (12) des Rotors (5), der Welle oder des
Schließzylinders vorn liegende Auflaufschräge (13) für den Sperrstift (2) des
Hubmagneten oder Solenoids (4) aufweist, die in eine radiale Anschlagfläche (14) für
den Sperrstift (2) übergeht.
3. Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auflaufschräge (13) in einem Winkel "Y" von etwa 50° bis 60° gegenüber der
Längsachse (15) des Gleitstückes (9) geneigt ist.
4. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Längsachse (15) des Gleitstückes (9) mit der radialen
Anschlagfläche (14) für den Sperrstift (2) gegenüber dem Radius (16) des Rotors (5)
entgegen der Drehrichtung in einem Winkel "X" von wenigen Graden nach hinten
geneigt ist.
5. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vertiefung (10) für das Gleitstück (9) eine Einlaufschräge (17)
mit einem kurvenförmigen Verlauf aufweist, deren rückwärtige Kante (18) bei
vollständig niedergedrücktem Gleitstück (9) dem Anfang der Auflaufschräge (13)
etwa in einem gleichen radialen Abstand von der Drehachse (8) des Rotors (5), der
Welle oder des Schließzylinders gegenüberliegt.
6. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gleitstück (9) in der Vertiefung (10) zwischen einander parallel
gegenüberliegenden Feder- und Nutführungen (19) verdrehungssicher angeordnet ist.
7. Sperrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Solenoid bzw. der Hubmagnet (4) eine rohrförmige
Führungsbuchse (20) mit einer Anschlagfläche (21) für den Magnetanker (3) aufweist,
die ebenso wie der Magnetanker (3) aus einem ferromagnetischen Material besteht,
und mit der der Magnetanker (3) in der Sperrstellung des Sperrstiftes (2) in
metallische Berührung kommt, so daß die Haltekraft des Solenoids oder Hubmagneten
(4) in der Sperrstellung um ein Vielfaches der normalen Magnetkraft verstärkt wird.
8. Sperrvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Führungsbuchse (20) für den Sperrstift (2) eine zylindrische Aussparung (22) für eine
den Sperrstift umgebende und an der Unterseite des Magnetankers angreifende
Rückstellfeder (23) aufweist.
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