DE102004045760A1

DE102004045760A1 - Device for locking the steering wheel of a vehicle comprises a reducing gear formed as a hypocycloid gear which drives a cam of a cam drive

Info

Publication number: DE102004045760A1
Application number: DE200410045760
Authority: DE
Inventors: Roland Ruegenberg
Original assignee: TEETRONIC GmbH
Current assignee: TEETRONIC GmbH
Priority date: 2004-09-21
Filing date: 2004-09-21
Publication date: 2006-04-06

Abstract

Device for locking the steering wheel of a vehicle comprises a reducing gear formed as a hypocycloid gear (3) which drives a cam (6) of a cam drive (4). Preferred Features: The cam drives a slide (8) moving across the rotary axis. The lock (5) in the slide can be slid and locked in the lock direction. The lock has a spring (11) which acts in the unlocking direction.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verriegeln der Lenkung eines Kraftfahrzeugs mittels eines Elektromotors, der über ein Untersetzungsgetriebe und ein Kurvengetriebe einen in einem stationären Gehäuse verschiebbar gelagerten Riegel zum Eingriff in ein Riegelelement einer drehbar gelagerten Lenksäule betätigt.The The invention relates to a device for locking the steering a motor vehicle by means of an electric motor, via a Reduction gear and a cam gear slidable in a stationary housing mounted latch for engagement in a locking element of a rotatable mounted steering column actuated.

Ein derartige Einrichtung ist z.B. durch die DE 101 09 609 C1 bekannt geworden. Danach treibt eine Elektromotor ein Schneckengetriebe an, das über eine axial wirkende Kurvenscheibe einen verschiebbaren Riegel betätigt. Ein druckfederbelasteter Stift verhindert die Rückwärtsbewegung des Riegels falls der Antriebsmotor nicht schnell genug abgeschaltet wird. Die Steuerung des Stiftes auf eine Vorlaufbahn und eine Rücklaufbahn verursacht aber beim Überspringen der erforderlichen Stufen unerwünschte Geräusche. Weiterhin erfordert die Anordnung aufgrund der großen erforderlichen Ablaufdurchmesser und der geringen erreichbaren Übersetzung einen relativ großen Elektromotor. Ein vollständigen Bewegungszyklus kann nur durch Drehrichtungsumkehr mittels zusätzlicher elektronischer Schaltkomponenten erreicht werden. Die große Motorleistung erfordert eine hohe Stromleitfähigkeit der entsprechend teueren Schaltkomponenten. Die relativ große Bauart bedingt nicht nur höhere Kosten für die schützenden Gehäuseteile, sondern auch ein unerwünscht hohes Gewicht.Such a device is eg by the DE 101 09 609 C1 known. Thereafter, an electric motor drives a worm gear, which actuates a sliding latch via an axially acting cam. A spring-loaded pin prevents backward movement of the latch if the drive motor is not turned off fast enough. However, the control of the pen on a leader and return path causes unwanted noise when skipping the required steps. Furthermore, the arrangement requires a relatively large electric motor due to the large required drainage diameter and the low achievable ratio. A complete cycle of movement can only be achieved by reversing the direction of rotation by means of additional electronic switching components. The large motor power requires a high current conductivity of the correspondingly expensive switching components. The relatively large design requires not only higher costs for the protective housing parts, but also an undesirably high weight.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anforderungen an die Verriegelung durch eine besonders leichte und kostengünstige Konstruktion zu erfüllen.Of the Invention is based on the object, the requirements for the lock to meet by a particularly lightweight and inexpensive construction.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Derartige flach bauende reibungsarme Hypozykloidgetriebe sind üblicherweise mit einem deformierbaren Zahnriemen versehen der mittels einer Excenterscheibe mit einem äußeren Gehäusezahnkranz von geringfügig höherem Durchmesser in Eingriff gelangt. Das Hypozykloidgetriebe ermöglicht eine besonders große Übersetzung, so dass ein drehmomentschwächerer Antriebsmotors verwendet werden kann. Diese selbsthemmende Getriebebauart erschwert die gewaltsame Entriegelung erheblich selbst bei unvollständiger Verriegelung. Außerdem wird die unbeabsichtigte Verriegelung während der Fahrt z.B. durch Vibrationen sowie eine Beschädigung bei gehemmter Riegelbewegung vermieden. Der gleichmäßige Bewegungsablauf ergibt gleichmäßig schwache Antriebsgeräusche und dämpft die störenden Rastgeräusche.These The object is specified by that in the characterizing part of claim 1 Characteristics solved. Such low-profile hypocycloid low-friction gears are common provided with a deformable toothed belt by means of an eccentric disc with an outer housing sprocket of slight higher Diameter engaged. The Hypozykloidgetriebe allows a very large translation, so that a torque weaker Drive motor can be used. This self-locking gearbox design complicates the violent unlocking considerably even with incomplete locking. In addition, will unintentional locking while driving e.g. by Vibrations as well as damage avoided with inhibited locking movement. The smooth movement results equally weak drive noise and dampens the disturbing ones Rest noise.

Montagetechnisch besonders vorteilhaft ist die koaxiale bzw. achsparallele Anordnung der der Antriebs- und Getriebeeinheiten in einer kompakten Bauweise, die den Einbau in unterschiedliche Lenksysteme begünstigt.Technically assembly Particularly advantageous is the coaxial or axially parallel arrangement that of the drive and gear units in a compact design, which favors the installation in different steering systems.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den Ansprüchen 2 bis 8 gekennzeichneten Merkmalen.advantageous Further developments of the invention will become apparent from the in claims 2 to 8 marked features.

Durch den großen Verweilwinkel nach Anspruch 2 kann auf eine präzise Winkelpositionierung der Kurvenscheibe verzichtet werden, so dass hierfür nur einfache Tastelemente, z.B. in Form von Kontaktfedern.By the big one Dwell angle according to claim 2 can be on a precise angular positioning of Be omitted cam, so this only simple feeler elements, e.g. in the form of contact springs.

Die im wesentlichen dreieckige Kurvenscheibe in der Art eines Exzenternockens nach den Ansprüchen 4 und 5 mit einer Ecke in der Drehachse bewirkt während einer Volldrehung im wesentlichen vier Bewegungszyklen des Schiebers mit dem Riegel:

1. das Schieben in die verriegelte Stellung,
2. das Halten in der verriegelter Stellung,
3. das Schieben in die entriegelte Stellung und
4. das Halten in der entriegelten Stellung.

The substantially triangular cam in the manner of an eccentric cam according to claims 4 and 5 with a corner in the axis of rotation causes during a complete rotation substantially four movement cycles of the slider with the bolt:

1. pushing into the locked position,
2. holding in the locked position,
3. sliding into the unlocked position and
4. holding in the unlocked position.

Durch die Haltestellungen 2. und 4. ist es möglich, den Antriebsmotor mit einfachen Mitteln zu bremsen, ohne das hohe Anforderungen and die Genauigkeit der Winkelposition gestellt werden müssen.By the stops 2. and 4. it is possible to use the drive motor simple means to brake, without the high requirements and the Accuracy of the angular position must be made.

Durch die Ausformung der Rastkurven nach Anspruch 6 wird eine hohe Entriegelungskraft zu Beginn des Entriegelungszyklus ausgeübt. Falls diese Kraft nicht ausreicht, um den Riegel zu entriegeln, fällt die Kraft durch die Federrastung ab. Dadurch wird die Motorlast wieder verringert, was den Motor schont und die akustisch unerwünschte Drehzahlvariation des Motors minimiert.By the shape of the locking curves according to claim 6 becomes a high unlocking force exercised at the beginning of the unlocking cycle. If this force is not sufficient to unlock the latch, the force falls through the spring catch from. As a result, the engine load is reduced again, which protects the engine and the acoustically undesirable Speed variation of the motor minimized.

Durch die Feder nach Anspruch 7 wird die stabile Entriegelungsstellung gesichert.By The spring according to claim 7, the stable unlocking position secured.

Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Riegels nach Anspruch 8 ist es mit geringem Aufwand möglich, die Einrichtung unter schiedlichen Riegelelementen der Lenksäule mit unterschiedlichen verschleißfesten Rastspitzen anzupassen bei gleichbleibendem Grundkörper gewichtsparend anzupassen.By the two-part embodiment of the bolt according to claim 8 is possible with little effort, the device under different locking elements of the steering column with different wear-resistant Ratchet tips adapt to weight while maintaining the same body weight adapt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit den in den Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmalen ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:One embodiment the invention having the features characterized in the subclaims is shown in the drawing and will be explained in more detail below. It demonstrate:

1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Verriegelungseinrichtung mit den durch Pfeile angedeuteten Montagerichtungen, 1 an exploded perspective view of a locking device with the direction indicated by arrows mounting directions,

2 einen axialen Längsschnitt durch die Einrichtung nach 1 mit einem Teil einer Lenksäule eines Kraftfahrzeugs 2 an axial longitudinal section through the device after 1 with a part of a steering column of a motor vehicle

3 eine Stirnansicht III eines Hypozykloidgetriebes nach 1 3 an end view III of a Hypozykloidgetriebes after 1

4 eine Stirnansicht IV eines Kurvengetriebes mit einem Riegel nach 1 mit der Lenksäule in einer stabilen Entriegelungsphase 4 an end view IV of a cam mechanism with a bolt to 1 with the steering column in a stable unlocking phase

5 bis 7 nachfolgende Riegelphasen des Kurvengetriebes nach 5 5 to 7 subsequent locking phases of the cam gear after 5

1 und 2 zeigen eine Einrichtung zum Verriegeln der Lenkung eines Kraftfahrzeugs mit einem im Kraftfahrzeug stationär befestigbaren Gehäuse 1, einem Elektromotor 2, der über ein Hypozykloidgetriebe 3 und ein Kurvengetriebe 4 einen im Gehäuse 1 verschiebbar gelagerten Riegel 5 zum Eingriff in ein Riegelelement 13 einer drehbar gelagerten Lenksäule 14 des Kraftfahrzeugs betätigt. 1 and 2 show a device for locking the steering of a motor vehicle with a housing stationary fastened in the motor vehicle 1 an electric motor 2 that has a hypocycloidal gear 3 and a cam gear 4 one in the housing 1 slidably mounted latch 5 for engagement in a locking element 13 a rotatably mounted steering column 14 of the motor vehicle actuated.

Das Hypozykloidgetriebe besteht aus einem Gehäusekörper 15, der auch den Elektromotor 2 aufnimmt und zuordnet. An der Innenseite eines äußeren Ringstegs des Gehäusekörpers ist ein Zahnkranz 16 einstückig ausgeformt. Auf einer Abtriebswelle 20 des Elektromotors 2 ist eine Exzenterscheibe 17 angebracht. Zwischen dieser und dem Zahnkranz 16 ist ein flexibler Zahnriemen 18 angeordnet der partiell in den Zahnkranz 16 eingreift, wie dies in 4 zu erkennen ist. Der Zahnriemen ist mit einer Abtriebsscheibe 21 gekoppelt, die mit einem zentralen Vorsprung 22 aus dem Hypozykloidgetriebe 3 herausragt. Ein am Gehäuse 1 verschraubter Getriebedeckel 19 verschließt die Abtriebsseite des Hypozykloidgetriebes 3 und hält die zusammengesteckten Funktionsteile der Abtriebswelle 20 und des Hypozykloidgetriebes 3 in ihrer Montagelage sichert. Die Abtriebsscheibe 21 weist zum auf den Deckel ge richtete Federkontakte 28 auf, die mit nicht dargestellten Gegenkontakten zur Überwachung der Drehstellung versehen ist. Aufgrund des großen Übersetzungsverhältisses ist die Abtriebsscheibe 21 bei abgeschalteten Motor in ihrer Drehlage selbsthemmend fixiert.The Hypozykloidgetriebe consists of a housing body 15 who also has the electric motor 2 receives and assigns. On the inside of an outer ring land of the housing body is a sprocket 16 integrally formed. On an output shaft 20 of the electric motor 2 is an eccentric disc 17 appropriate. Between this and the sprocket 16 is a flexible toothed belt 18 The partially arranged in the sprocket 16 intervenes, as in 4 can be seen. The timing belt is equipped with a driven pulley 21 coupled with a central projection 22 from the hypocycloidal gear 3 protrudes. One on the case 1 bolted gearbox cover 19 closes the output side of the Hypozykloidgetriebes 3 and holds the mated functional parts of the output shaft 20 and the hypocycloidal gear 3 secured in their mounting position. The driven pulley 21 has to ge on the lid directed spring contacts 28 on, which is provided with mating contacts, not shown for monitoring the rotational position. Due to the large gear ratio is the driven pulley 21 self-locking in its rotational position when the engine is switched off.

Das Kurvengetriebe 4 weist eine am Vorsprung 22 ausgebildete radial wirkende exzentrische Kurvenscheibe 6 mit einer dreieckförmigen Umlaufkontur in der Art eines Gleichdicks auf, der in der Art eines Kurbeltriebs spielarm in ein angepasstes rechteckiges Fenster 7 eines radial beweglichen Schiebers 8 eingreift, der den Riegel 5 betätigt. Die Gleichdickform der Kurvenscheibe 6 ergibt in den beiden Endstellung einen relativ großer Verweilwinkel. Am Schieber 8 und am Getriebedeckel 19 sind wechselseitig Kontaktelemente 23 angeordnet, die die Schieberstellung überwachen und über elektrische Leitungen 23 mit einer Steuerung des Elektromotors 2 verbunden sind. Das Gehäuse 1 ist abtriebseitig durch einen Deckel 29 verschlossen, der der Schieber 8 mit dem Riegel 5 umgreift.The cam mechanism 4 has one on the lead 22 formed radially acting eccentric cam 6 with a triangular circulating contour in the manner of a Gleichdicks on, in the manner of a crank mechanism backlash in an adapted rectangular window 7 a radially movable slide 8th engages the latch 5 actuated. The equal thickness of the cam 6 results in the two end position a relatively large dwell. On the slide 8th and on the gearbox cover 19 are mutually contact elements 23 arranged, which monitor the slide position and electrical lines 23 with a control of the electric motor 2 are connected. The housing 1 is on the output side by a cover 29 closed, the slider 8th with the latch 5 embraces.

Nach den 4 bis 7 ist der Riegel 5 im Schieber 8 in der Riegelrichtung verschiebbar und verrastbar gelagert. Er weist quer zur Riegelrichtung federbelastete rollenförmige Rastkörper 9 auf, die in Rastkurven 10 des Schiebers 8 eingreifen. Der Riegel 5 ist durch eine Feder 11 in der Entriegelungsrichtung vorgespannt. Er ist zweiteilig ausgebildet und weist eine verschleißfeste formschlüssig angesetzte, an das Riegelelement 13 der Lenksäule 14 angepasste Spitze 12 auf.After the 4 to 7 is the bar 5 in the slide 8th slidably mounted and lockable in the locking direction. He has transversely to the locking direction spring-loaded roller-shaped locking body 9 on that in latching curves 10 of the slider 8th intervention. The bolt 5 is by a spring 11 biased in the unlocking direction. It is designed in two parts and has a wear-resistant form-fitting attached to the locking element 13 the steering column 14 fitted tip 12 on.

4 zeigt die Einrichtung in einer stabilen Ausgangsstellung, in der der Riegel 5 mit den Rastkörpern 9 in stark ausgebildeten Vertiefungen 25 der Rastkurve 10 fixiert ist. Nach 5 ist die Kurvenscheibe 6 um eine halbe Umdrehung in Richtung des Riegels verdreht und der Schieber 8 entsprechend ausgelenkt. Durch Vorlaufschrägen 26 der Rastkurve 10 ist sichergestellt, dass der Riegel gegen die Vorspannung der Feder 11 gemäß der Pfeilrichtung in die in 6 gezeigt Riegelstellung verschoben wird, in der die Rastkörper 9 in den Vertiefungen 25 Rastkurve gehalten sind. Nach 7 ist die Kurvenscheibe 6 mit dem Schieber 8 in ihre Ausgangsstellung weitergedreht. Die Rastkörper liegen nun an Rücklaufschrägen 27 der Rastkurve 10 an, wodurch der Riegel 5 unter Mithilfe der Feder 11 aus der Riegelstellung in seine Ausgangsstellung zurückgedrängt wird. Durch die Steigungen der Vor- und Rück laufschrägen und die Federkennlinie der Rastkörper 9 können für einen günstigen Ablauf am Riegel 5 unterschiedliche Druckkräfte eingestellt werden. Insbesondere wird erreicht, dass bei einem Aufsetzen des Riegels 5 auf die Lenksäule 14 oder beim Verklemmen in den Riegelelementen 13 die Betätigungskräfte abgefedert werden, so dass das Kurvengetriebe 4 nicht überbelastet und beschädigt werden kann. 4 shows the device in a stable starting position, in which the bolt 5 with the locking bodies 9 in strongly formed depressions 25 the latching curve 10 is fixed. To 5 is the cam 6 Twisted by half a turn in the direction of the bolt and the slider 8th deflected accordingly. Through leading bevels 26 the latching curve 10 It is ensured that the bolt against the bias of the spring 11 according to the arrow direction in the in 6 shown locking position is shifted, in which the locking body 9 in the wells 25 Catching curve are held. To 7 is the cam 6 with the slider 8th further rotated in their starting position. The locking body are now on return slopes 27 the latching curve 10 on, causing the latch 5 with the help of the spring 11 is pushed back from the latch position to its original position. Slope through the slopes of the forward and backward and the spring characteristic of the locking body 9 can for a favorable expiry on the bar 5 different pressure forces are set. In particular, it is achieved that when placing the bolt 5 on the steering column 14 or when jammed in the locking elements 13 the actuating forces are cushioned, so that the cam gear 4 can not be overloaded and damaged.

11: Gehäusecasing
22: Elektromotorelectric motor
33: HypozykloidgetriebeHypozykloidgetriebe
44: Kurvengetriebecam gear
55: Riegelbars
66: Kurvenscheibecam
77: Fensterwindow
88th: Schieberpusher
99: Rastkörperlatching body
1010: Rastkurvelocking curve
1111: Federfeather
1212: Spitzetop
1313: Riegelelementlocking element
1414: Lenksäulesteering column
1515: Gehäusekörperhousing body
1616: Zahnkranzsprocket
1717: Exzenterscheibeeccentric
1818: Zahnriementoothed belt
1919: Getriebedeckeltransmission cover
2020: Abtriebwelleoutput shaft
2121: Abtriebsscheibedriven pulley
2222: Vorsprunghead Start
2323: Kontaktelementcontact element
2424: Leitungmanagement
2525: Vertiefungdeepening
2626: Vorlaufschrägeforward slope
2727: RücklaufschrägeReverse slope
2828: Federkontaktespring contacts
2929: Deckelcover

Claims

Device for locking the steering of a motor vehicle by means of an electric motor ( 2 ), which via a reduction gear and a cam gear ( 4 ) in a stationary housing ( 1 ) slidably mounted bars ( 5 ) for engaging in a locking element ( 13 ) a rotatably mounted steering column ( 14 ), characterized in that the reduction gear as Hypozykloidgetriebe ( 3 ) is formed, one of the bolt ( 5 ) actuating cam ( 6 ) of the cam gear ( 4 ) drives.

Device according to claim 1, characterized in that the cam disc ( 6 ) has a dwell angle in the extreme positions.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the cam disc ( 6 ) has axially acting flow curves.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the radially acting cam ( 6 ) a transversely movable to the axis of rotation slide ( 8th ) of the cam gear ( 4 ) drives.

Device according to claim 4, characterized in that the cam disc ( 6 ) is essentially a triangular constant thickness mounted on a corner, which is located at the transverse to the direction of movement flanks of a window ( 7 ) of the slider ( 8th ) with little play.

Device according to claim 3 or 5, characterized in that the bolt ( 5 ) in the slide ( 8th ) is slidably and latchably mounted in the direction of the bar, that the bolt ( 5 ) with at least one latching body spring-loaded transversely to the latching direction ( 9 ), which is in a latching curve ( 10 ) engages the slider, and that the latching curve ( 10 ) has a contour which, in interaction with the detent body ( 9 ) depending on the relative deflection different feed forces on the bolt ( 5 ) exercises.

Device according to claim 6, characterized in that the bolt ( 5 ) by a spring acting in the unlocking direction ( 11 ) is biased.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bolt composed of two parts ( 5 ) a wear-resistant tip ( 12 ) having.