DE10025488C2 - Vorrichtung zum Verriegeln oder Entriegeln eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Lenkrades eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2.

Es sind verschiedene Lösungen für eine Vorrichtung zum Verriegeln oder Entriegeln eines Lenkrads eines Kraftfahrzeugs bekannt (EP 844 154 A2, EP 805 078 A1, EP 764 566 A1, FR 27 66 441), bei denen mittels eines elektromotorischen Antriebes ein als Bolzen ausgebildetes Blockierelement in eine Öffnung der Lenksäule eingebracht wird, um die Lenksäule zu verriegeln. Die Drehbewegung des Elektromotors wird dabei in eine Längsbewegung des Bolzens umgesetzt. Über einen schneckenförmigen Antrieb des Bolzens wird dabei eine schraubenlinienförmige Hubkurve realisiert.

Weiterhin wird bei Fahrzeugen, die derzeit von der Anmelderin hergestellt werden und am Markt angeboten werden, beim Verriegeln des Lenkrades eines Kraftfahrzeugs die Lenksäule blockiert, indem ein als Bolzen ausgebildetes Blockierelement in eine Öffnung der Lenksäule eingeschoben wird. Dabei wird die Bewegung des Bolzens in der Bewegungsrichtung erzeugt durch eine Drehbewegung, die durch eine schraubenlinienförmige Hubkurve in eine Bewegung in Längsrichtung des Bolzens umgesetzt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, den Verriegelungs- und den Entriegelungsvorgang zu verbessern.

Dieses Problem wird nach Anspruch 1 erfindungsgemäß gelöst, indem die Schraubenlinie entlang der Längsbewegung des Bolzens unterschiedliche Steigungen aufweist.

Indem die Schraubenlinie am Ende der Einrückbewegung des Bolzens - und damit auch am Beginn der Ausrückbewegung - eine geringe Steigung aufweist, stehen bei konstantem Antriebsmoment eines die Bewegung des Bolzens verursachenden Elektromotors am Ende der Einrückbewegung wie auch am Anfang der Ausrückbewegung vergleichsweise große Kräfte zur Verfügung.

Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn der Bolzen infolge der Stellung der Lenkung in der Öffnung der Lenksäule unter mechanischer Spannung gehalten wird.

Während es bisher notwendig war, den Elektromotor so zu dimensionieren, dass auch bei einer konstanten Schraubenlinie am Beginn des Ausrückvorgangs hinreichend große Kräfte zur Verfügung stehen, kann durch die angepasste Dimensionierung der Steigung der Elektromotor geringer dimensioniert werden. Indem die Steigung gegen Ende der Ausrückbewegung größer wird, kann dann eine hinreichende Stellgeschwindigkeit des Bolzens erreicht werden, wenn dieser nicht mehr in der Öffnung der Lenksäule unter mechanischer Spannung gehalten wird.

Der Bolzen kann senkrecht oder in einem spitzen Winkel in die Lenksäule eintreten.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 2 ist das Blockierelement als Teil eines Kipphebels ausgebildet, der einen Angriffspunkt zur Übertragung von Kräften zum Ver- und Entriegeln des Lenkrades durch ein Verschwenken des Kipphebels und ein dadurch bedingtes Ein- bzw. Ausrücken des Blockierelements aus der Öffnung der Lenksäule aufweist.

Über diesen Kipphebel können wiederum unter Beachtung der Hebelverhältnisse am Beginn des Ausrückvorgangs vergleichsweise große Kräfte zur Verfügung gestellt werden.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 3 wird das Verschwenken des Kipphebels erzeugt durch eine Drehbewegung, die durch eine schraubenlinienförmige Hubkurve umgesetzt wird, wobei die Schraubenlinie entlang der Schwenkbewegung des Kipphebels unterschiedliche Steigungen aufweist.

Auch hierbei kann durch eine entsprechende Ausgestaltung die Steigung am Ende des Einrückvorgangs und damit auch am Beginn des Ausrückvorgangs entsprechend klein gestaltet werden, so dass dann entsprechend große Kräfte für die Schwenkbewegung des Kipphebels zur Verfügung stehen. Es wird dann ein Ausrücken des Kipphebels auch dann ermöglicht, wenn das Blockierelement infolge der Stellung der Lenkung in der Öffnung der Lenksäule unter mechanischer Spannung gehalten wird.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 4 wird die Drehbewegung mittels eines Elektromotors erzeugt.

Dabei erweist sich der Einsatz der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft, weil aufgrund der Anpassung der benötigten Kräfte der Elektromotor entsprechend kleiner dimensioniert werden kann.

Nach Anspruch 5 ist vorgesehen, dass ein Gehäuse zur Aufnahme des Verriegelungsmechanismus an der Lenksäule befestigt ist, wobei der Verriegelungsmechanismus in das Gehäuse einschiebbar ist, wenn sich das Blockierelement in der entriegelten Stellung befindet, wobei der Verriegelungsmechanismus durch das Blockierelement gegen eine Entnahme aus dem Gehäuse gesichert ist, wenn sich das Blockierelement in der verriegelten Stellung befindet.

Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass der Verriegelungsmechanismus einfach montierbar und demontierbar ist und dennoch in seiner verriegelten Stellung sicher in seiner Position gehalten wird, wodurch eine Demontage zur Realisierung eines unberechtigten Zugriffs auf das Kraftfahrzeug hinreichend erschwert wird.

Gemäß Anspruch 6 ist ein Gehäuse zur Aufnahme des Verriegelungsmechanismus an der Lenksäule befestigt, wobei der Verriegelungsmechanismus in das Gehäuse einschiebbar ist, wenn sich das Blockierelement in der entriegelten Stellung befindet, wobei der Verriegelungsmechanismus durch ein Klemmelement gegen eine Entnahme aus dem Gehäuse gesichert ist, wenn sich das Blockierelement in der verriegelten Stellung befindet.

Vorteilhaft kann also auch durch eine solche Gestaltung eine Entnahme des Verriegelungsmechanismus verhindert werden, wenn das Schloss verriegelt ist.

Vorteilhaft kann also erreicht werden, dass eine Montage des Verriegelungsmechanismus einfach möglich ist, wenn der Verriegelungsmechanismus in entriegelten Zustand ist. Wird der Verriegelungsmechanismus verriegelt, ist dieser dann auch gegen ein unbefugte Ausbauen gesichert. Ein Ausbau ist erst wieder möglich, wenn der Verriegelungsmechanismus wieder entriegelt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigt dabei im einzelnen:

Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 Teile der Vorrichtung nach Fig. 1 in einer anderen Ansicht,

Fig. 3 eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung in einer entriegelten Stellung,

Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 3 in einer verriegelten Stellung und

Fig. 5-Fig. 9: verschiedene Möglichkeiten zur Befestigung eines Verriegelungsmechanismus.

In Fig. 1 ist eine Lenksäule 1 gezeigt, wobei die Betrachtungsrichtung in axialer Längsrichtung der Lenksäule orientiert ist. Senkrecht zu dieser Längsrichtung der Lenksäule erstreckt sich ein Bolzen 2, der in seiner eingerückten Stellung (Darstellung der Fig. 1) in eine Öffnung 3 der Lenksäule eingreift. In dieser eingerückten Stellung verhindert der Bolzen 2 eine Verdrehung der Lenksäule.

Die Bewegung des Bolzens 2 wird durch eine Drehbewegung eines Elektromotors 4 bewirkt, dessen Drehbewegung der Welle durch eine Schnecke und ein Zahnrad umgelenkt wird.

Diese Drehbewegung wird dann durch eine schraubenlinienförmige Hubkurve in eine Längsbewegung des Bolzens 2 umgesetzt.

Weiterhin ist eine Druckfeder 6 zu sehen, die eine Abwärtsbewegung des Bolzens 2 unterstützt.

In dem Gehäuse 5 ist durch eine entsprechende Ausformung die schraubenlinienförmige Hubkurve realisiert, die eine Bewegung des Bolzens 2 in seiner Längsrichtung bewirkt.

Vorteilhaft ändert sich dabei die Steigung der Schraubenlinie derart, dass die Steigung am Ende der Einrückbewegung des Bolzens 2 und damit auch am Beginn der Ausrückbewegung des Bolzens 2 geringe Werte annimmt, wohingegen die Steigung am Ende der Ausrückbewegung größere Werte annimmt, um insgesamt eine hinreichende Ausrückgeschwindigkeit zu erreichen.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Draufsicht von schräg oben. Gleiche Teile zur Fig. 1 sind dabei mit identischen Bezugszeichen versehen.

Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Vorrichtung in einer entriegelten Stellung. Identische Teile zu den Fig. 1 und 2 sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen. Dies betrifft den Elektromotor 4 sowie die Längsachse 1 der Lenksäule. Fig. 3 zeigt die Vorrichtung also in einer gegenüber der Darstellung der Fig. 1 um 90° gedrehten Ansicht.

Weiterhin ist ein Kipphebel 301 zu sehen, dessen unteres Ende als Blockierelement wirkt, indem es bei einer entsprechenden Kippbewegung in eine Öffnung der Lenksäule eingreift. Der Kipphebel 301 wird über eine Führung, speziell eine Drehachse 303 geführt. In der verriegelten Stellung des Kipphebels 301 greift weiterhin ein Klemmhebel 302 in eine Öffnung in der Lenksäule ein, so dass dann die Vorrichtung insgesamt gegen ein Herausziehen gesichert ist. Der Kipphebel 301 weist einen oberen Angriffspunkt 308 auf, an dem ein Bügel 304 mit einem Innengewinde angebracht ist. Mit diesem Bügel 304 wirkt eine Hülse 305 mit einem Gewinde zusammen, die wiederum durch einen Elektromotor 4 antreibbar ist. Wird die Hülse in eine Drehbewegung versetzt, wird über das Innengewinde des Bügels 304 dieser in Längsrichtung bewegt. Über die Bewegung des Angriffspunkts 308 wird ebenfalls der Kipphebel 301 bewegt. Es ist ein Endschalter 307 vorgesehen, der beim Erreichen der jeweiligen Endposition anspricht und über das Relais 306 den Elektromotor 4 abschaltet. Fig. 3 zeigt die Vorrichtung in einer entriegelten Stellung.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung in einer verriegelten Stellung.

Vorteilhaft weist auch bei dieser Ausgestaltung das Innengewinde des Bügels 304 unterschiedliche Steigungen auf, so dass also auch zu Beginn der Ausrückbewegung des Kipphebels große Kräfte übertragbar sind.

Weiterhin ist in der Darstellung der Fig. 4 zu sehen, dass die Bewegungsrichtung des Bügels 404 in der verriegelten Stellung zu Beginn der Bewegung senkrecht steht auf der Verbindungslinie des Drehpunktes 303 und des Angriffspunktes 308. Bei gleicher Kraft ist also hier aufgrund der geometrischen Verhältnisse das Drehmoment zu Beginn des Entriegelungsvorganges größer als gegen Ende des Entriegelungsvorganges, zu dem die Bewegungsrichtung des Bügels 304 und damit die wirkende Kraft nicht mehr senkrecht auf der Verbindungslinie des Drehpunkts 303 zu dem Angriffspunkt 308 steht.

Weiterhin ist den Fig. 1, 3 und 4 zu entnehmen, dass an der Lenksäule 1 ein Gehäuse 201 angebracht ist zur Aufnahme des Verriegelungsmechanismus 7. In den gezeigten Darstellungen der Fig. 1, 3 und 4 ist dieser Verriegelungsmechanismus 7 wiederum von einem eigenen Gehäuse 8 umgeben. Der Verriegelungsmechanismus 7 - und damit in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch das ihn umgebende Gehäuse 8 - wird in Richtung des Pfeils 202 in das an der Lenksäule 1 angebrachte Gehäuse 201 eingeschoben. Es ist dabei zu sehen, dass der Verriegelungsmechanismus 7 dann einschiebbar ist, wenn das Blockierelement 3, 302 in der entriegelten Stellung ist. Weiterhin ist zu sehen, dass der Verriegelungsmechanismus 7 in der Position in dem Gehäuse 201 gehalten wird, wenn das Blockierelement 2, 302 in der verriegelten Position ist. Das bedeutet auch, dass eine Demontage nur möglich ist, wenn das Blockierelement 2, 302 wiederum in der entriegelten Position ist. Es ist beispielsweise weiterhin möglich, den Verriegelungsmechanismus 7 in der in das Gehäuse 201 eingebauten Position zusätzlich durch einen mittels einer Federkraft belastetes Bolzenelement zu halten, das in das Gehäuse 201 eingreift. Vorteilhaft ist dieses Bolzenelement dann von außen zugänglich. Das bedeutet, dass dieses Bolzenelement in ein Loch in dem Gehäuse 201 eingreift, so dass eine Demontage erfolgen kann, indem das Bolzenelement entgegen seiner Federkraft eingedrückt wird, so dass dann der Verriegelungsmechanismus 7 entfernt werden kann, wenn das Blockierelement 2, 302 nicht in der verriegelten Position ist.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen die Schritte zum Einbringen eines Verriegelungsmechanismus 7 in das Gehäuse. Zunächst wird entsprechend der Darstellung der Fig. 5 der Verriegelungsmechanismus 7 parallel zur Lenksäule 1 in das Gehäuse am Mantelrohr eingeführt.

In der Darstellung der Fig. 6 wird der Verriegelungsmechanismus 7 um einige mm in Richtung Lenksäule 1 verschoben. Dabei taucht der Verriegelungsmechanismus 7 in einen rechteckigen Ausschnitt am Mantelrohr ein.

In der Darstellung der Fig. 7 wird der Verriegelungsmechanismus 7 nochmals um einige mm parallel zur Lenksäule bewegt, bis das Klemmelement 502 in eine Öffnung im Mantelrohr einschnappt. Wenn dann eine Verriegelung durch ein Absenken des Sperrbolzens erfolgt, kann auch das Klemmelement 502 nicht mehr angehoben werden. Der Verriegelungsmechanismus ist dann gegen eine Entnahme gesichert.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die Verhältnisse, wenn kein separates Klemmelement vorhanden ist, um den Verriegelungsmechanismus 7 gegen eine Entnahme zu sichern.

In der Darstellung der Fig. 8 wird der Verriegelungsmechanismus 7 in das Gehäuse am Mantelrohr der Lenksäule 1 eingeschoben.

Fig. 9 zeigt, dass der Verriegelungsmechanismus 7 in verriegeltem Zustand durch den abgesenkten Sperrbolzen gesichert ist, weil dieser Sperrbolzen in eine Öffnung im Mantelrohr sowie in eine der entsprechenden Öffnungen der Lenksäule 1 eingreift.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Lenkrades eines Kraftfahrzeugs, mit der die Lenksäule (1) blockierbar ist, indem ein als Bolzen (2) ausgebildetes Blockierelement in eine Öffnung (3) der Lenksäule (1) eingeschoben wird, wobei die Bewegung des Bolzens (2) in der Bewegungsrichtung des Bolzens (2) erzeugt wird durch eine Drehbewegung, die durch eine schraubenlinienförmige Hubkurve in eine Bewegung in Längsrichtung des Bolzens (2) umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenlinie entlang der Längsbewegung des Bolzens (2) unterschiedliche Steigungen aufweist.

2. Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Lenkrades eines Kraftfahrzeugs, mit der die Lenksäule (1) blockierbar ist, indem ein Blockierelement in eine korrespondierende Öffnung der Lenksäule eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (301) als Kipphebel (301) ausgebildet ist, der einen Angriffspunkt (308) zur Übertragung von Kräften zum Ver- und Entriegeln des Lenkrades durch ein Verschwenken des Kipphebels (301) und ein dadurch bedingtes Ein- oder Ausrücken des Kipphebels (301) aus der Öffnung der Lenksäule (1) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschwenken des Kipphebels (301) erzeugt wird durch eine Drehbewegung, die durch eine schraubenlinienförmige Hubkurve umgesetzt wird, wobei die Schraubenlinie entlang der Schwenkbewegung des Kipphebels (301) unterschiedliche Steigungen aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung mittels eines Elektromotors (4) erzeugt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (201) zur Aufnahme des Verriegelungsmechanismus (7) an der Lenksäule (1) befestigt ist, wobei der Verriegelungsmechanismus (7) in das Gehäuse (201) einschiebbar ist, wenn sich das Blockierelement (2, 301) in der entriegelten Stellung befindet, wobei der Verriegelungsmechanismus (7) durch das Blockierelement (2, 301) gegen eine Entnahme aus dem Gehäuse (201) gesichert ist, wenn sich das Blockierelement (2, 301) in der verriegelten Stellung befindet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (201) zur Aufnahme des Verriegelungsmechanismus (7) an der Lenksäule (1) befestigt ist, wobei der Verriegelungsmechanismus (7) in das Gehäuse (201) einschiebbar ist, wenn sich das Blockierelement (2, 301) in der entriegelten Stellung befindet, wobei der Verriegelungsmechanismus (7) durch ein Klemmelement (302) gegen eine Entnahme aus dem Gehäuse (201) gesichert ist, wenn sich das Blockierelement (2, 301) in der verriegelten Stellung befindet.