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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ver- und Entriegelung der
Lenkspindel einer Lenkeinrichtung eines Fahrzeuges, bei der die
Verriegelung der Lenkspindel mit Hilfe eines durch einen elektromechanischen
Antrieb von einer Ent- in eine Verriegelungsposition bewegten Sperrelementes
erfolgt.
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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 Verriegelungsstellung
in die durch benachbarte Zähne
gebildete Ausnehmung eines an der Lenkspindel befestigten Zahnkranzes
eingreift und damit die Lenkspindel blockiert. Als Stellantrieb
zur Verschiebung des Sperrelementes wird bei der bekannten Vorrichtung ein
Nockenantrieb verwendet.
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Als
nachteilig hat sich bei dieser bekannten Vorrichtung erwiesen, daß die Verwendung
des Nockenantriebes mit relativ langen Entriegelungszeiten verbunden
ist.
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Aus
der
DE 37 39 172 C1 ist
ferner eine Vorrichtung zur Verschiebung eines Sperrelementes bekannt,
bei der ein nicht im einzelnen dargestellter Elektromotor ein Schneckenrad
antreibt, welches in die Zähne
des teilweise als Zahnstange ausgebildeten Sperrele mentes eingreift.
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Auch
bei Verwendung dieser bekannten Vorrichtung werden relativ lange
Entriegelungszeiten benötigt.
Außerdem
ist bei dieser Vorrichtung für
die erforderliche Verschiebung des Sperrelementes ein relativ starker
Elektromotor erforderlich, der einen entsprechend großen Bauraum
benötigt.
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Aus
der
WO 00/59758 ist
eine gattungsgemäße Vorrichtung
zur Ver- und Entriegelung der Lenkspindel einer Lenkeinrichtung
eines Fahrzeuges bekannt, bei der die Verriegelung der Lenkspindel
mit Hilfe eines durch einen elektromechanischen Antrieb von einer
Ent- in eine Verriegelungsposition bewegten Sperrelementes erfolgt,
wobei die Vorrichtung eine auf das Sperrelement wirkende Rückholfeder umfaßt, die
derart angeordnet ist, daß sie
bei der Verriegelung der Lenkspindel vorgespannt und zur Betätigung des
Sperrelementes bei dem Entriegelungsvorgang der Lenkspindel den
das Sperrelement verschiebenden Antrieb unterstützt.
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Schließlich ist
aus der
DE 196 50
751 C2 eine Vorrichtung zur Ver- und Entriegelung der Lenkspindel
einer Lenkeinrichtung bekannt, bei welcher eine Rückholfeder
vorgesehen ist, welche beim Entriegeln vorgespannt und zum Verriegeln
entspannt wird.
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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.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren
die Unteransprüche.
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Die
Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, bei einer Vorrichtung
mit elektromechanischem Antrieb beim Verriegelungsvorgang innerhalb
relativ langer Verfahrenszeiten und über eine entsprechend große Übersetzung
die für
die Entriegelung benötigte
Energie in einer auf den Sperrbolzen wirkenden Rückholfeder zu speichern und
die Rückholfeder
anschließend
zur Entriegelung freizugeben, so daß das Sperrelement nur federangetrieben
schnell in die Ent riegelungsposition springt. Hierzu ist zwischen
Antrieb und Sperrelement eine Steuerkontur vorgesehen, welche eine
entsprechend sprunghafte Bewegung des federbeaufschlagten Sperrelementes
in die Entriegelungsposition ermöglicht.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird das als Sperrbolzen ausgebildete 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 oberen 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.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden
anhand von Figuren erläuterten
Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
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1 die
perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsge mäßen Vorrichtung
mit einem Sperrbolzen, der von einem Schwenkhebel verschoben wird,
welcher über
einen Steuernocken mit einem elektromechanischen Antrieb verbunden
ist;
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2 eine
schematische Darstellung des in 1 mit 4 bezeichneten
Schwenkhebels;
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3 eine
weitere perspektivische Ansicht der in 1 dargestellten
und in einem Gehäuse
befindlichen erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei sich der Sperrbolzen in seiner Entriegelungsstellung befindet;
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4 eine 3 entsprechende
Ansicht, wobei sich der Sperrbolzen in seiner Verriegelungsstellung
befindet;
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5 die
schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung,
wobei sich der Sperrbolzen in seiner Entriegelungsstellung befindet
und durch einen drehbar angeordneten Nocken verschiebbar ist und
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6 eine 5 entsprechende
Ansicht, wobei sich der Sperrbolzen in seiner Verriegelungsstellung
befindet.
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In 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 Schwenkhebel 4 mit
einem elektromechanischen Antrieb 5 in Wirkverbindung steht.
Der Schwenkhebel 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.
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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
(3 und 4).
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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 (2).
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Mit
Hilfe 2 wird nachfolgend die Wirkungsweise der in den 1–4 dargestellten Vorrichtung 1 erläutert. Dabei
möge sich
der Sperrbolzen 3 zunächst
in seiner Entriegelungsposition befinden (vgl. auch 3).
Der Steuernocken 18 befindet sich in einer oberen Position
(Ausgangsposition). Wird der Elektromotor 13 nun aktiviert,
um die Lenkspindel 2 zu verriegeln, so wird die Trommel 16 entgegen
dem Uhrzeigersinn um 180° gedreht.
Dabei 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.
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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 verschoben. Beim Erreichen dieser
Anschlagkante befindet sich der Sperrbolzen 3 in seiner
Verriegelungsposition (4) und der Elektromotor 13 wird
durch Betätigung
eines Schalters 25 abgeschaltet.
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Soll
die Lenkspindel 2 entriegelt werden, so wird der Elektromotor 13 entsprechend
aktiviert und die Trommel 16 dreht sich zurück (d.h.
im Uhrzeigersinn). Dabei wird der Steuernocken 18 zunächst etwas
entlang der unteren Anschlagkante 24 nach außen verschoben
und verliert im Bereich einer nach unten gerichteten weiteren schrägen Fläche 26 den Eingriff
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.
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Die
Erfindung ist selbstverständlich
nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So
kann zur Erzielung einer entsprechenden Vorspannung der Rück holfeder
der elektromechanische Antrieb beispielsweise einen drehbaren Nocken
ansteuern, welcher bei seiner rotierenden Bewegung auf das Sperrelement
einwirkt und dieses verschiebt oder verschwenkt. Die Steuerkontur,
mit welcher der Nocken auf das Sperrelement einwirkt, kann dabei
derart gewählt
werden, daß sich der
Nocken sowohl zur Verriegelung als auch zur Entriegelung der Lenkspindel
in der gleichen Richtung bewegt. Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel
ist in den 5 und 6 schematisch
dargestellt.
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Dabei
ist in den 5 und 6 mit 27 das Gehäuse einer
entsprechenden Verriegelungsvorrichtung 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
Abstützelement 31 und
dem Gehäuse 27 ist
eine Rückholfeder 32 angeordnet.
An dem nockenseitigen Ende des Sperrbolzens 30 ist ein
Pufferteil 33 (z.B. aus Hartgummi) befestigt.
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Soll
das Sperrelement von seiner in 5 dargestellten
Entriegelungsposition in seine Verriegelungsposition 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.
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Sobald
der Nocken 29 die in 6 dargestellte
Position erreicht hat, schaltet der entsprechende elektromechanische
Antrieb ab. Der Sperrbolzen 30 befindet sich in seiner
Verriegelungsposition.
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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 abfallende
Fläche 35 der
Steuerkontur des Nockens 29 erreicht hat, wird er durch
die Rückholfeder 32 in
die in 5 dargestellte Ausgangsstellung gedrückt.
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Das
vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel
kann auch derart abgewandelt werden, daß sich der Nocken bei Aktivierung
des elektromechanischen Antriebes von seiner in 5 dargestellten Ausgangsstellung
jeweils um 360° dreht
und der Sperrbolzen 30 bei der in 6 wiedergegebenen Stellung
des Nockens durch ein z.B. federbeaufschlagtes Sperrelement (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.
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- 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
- 35
- Fläche