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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sperren der Lenkspindel
eines Kraftfahrzeugs gegen Drehen mittels eines mit Sperrausnehmungen
der Lenkspindel zusammenwirkenden, einteiligen Sperrbolzens, welcher
in Richtung auf die Lenkspindel federbelastet und mit Hilfe eines
elektromotorisch hin- und herdrehbaren Steuergliedes zwischen einer
Lenkspindelsperrstellung und einer Lenkspindelfreigabestellung hin-
und herschiebbar ist und einen Schalter zur Erzeugung eines das
Erreichen der Lenkspindelfreigabestellung angebenden Signals betätigt, wobei
das Steuerglied den Sperrbolzen umschließt und zwei innere Schrägflächen aufweist,
welche mit zwei einander bezüglich
der Drehachse des Steuergliedes diametral gegenüberliegenden, radialen Vorsprüngen des
Sperrbolzens zusammenwirken und jeweils an den beiden Enden in je eine
Endfläche übergehen,
die in einer zur Drehachse des Steuergliedes senkrechten Ebene liegt.
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Eine
derartige Vorrichtung ist bekannt (
DE 101 09 609 C1 ). Dabei ist vorgesehen,
daß
- a) die eine Schrägfläche des Steuergliedes und deren
beide Endflächen
gegenüber
der anderen Schrägfläche des
Steuergliedes und deren beiden Endflächen in Richtung der Drehachse
des Steuergliedes versetzt sind und sich in einem größeren Abstand
um die Drehachse des Steuergliedes herum erstrecken und
- b) die beiden Vorsprünge
des Sperrbolzens unbeweglich sind, wobei derjenige Vorsprung, mit
welchem die von der Drehachse des Steuergliedes weiter entfernte
Schrägfläche des
Steuergliedes und deren beide Endflächen zusammenwirken, gegenüber demjenigen
Vorsprung, mit welchem die andere Schrägfläche des Steuergliedes und deren
beide Endflächen
zusammenwirken, entsprechend weit in Richtung der Drehachse des Steuergliedes
versetzt ist und eine entsprechend größere Länge aufweist,
wobei
jede Schrägfläche des
Steuergliedes und deren beide Endflächen sich gemeinsam über einen Zentriwinkel
von annähernd
360° erstrecken
können.
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Bekannt
ist außerdem
eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung (
DE 101 21 714 C1 ), bei
welcher jede Schrägfläche des
Steuergliedes über
eine Zwischenfläche,
welche in einer zur Drehachse des Steuergliedes senkrechten Ebene
liegt, in die der Lenkspindelfreigabestellung des Sperrbolzens zugeordnete
Endfläche
der Schrägfläche übergeht.
Die beiden Zwischenflächen
wirken mit den beiden Vorsprüngen
des Sperrbolzens zusammen, wenn der Sperrbolzen eine erste Lenkspindelfreigabestellung
einnimmt. Die beiden Endflächen
wirken mit den beiden Vorsprüngen
des Sperrbolzens zusammen, wenn der Sperrbolzen über die erste Lenkspindelfreigabestellung
hinaus in eine zweite Lenkspindelfreigabestellung bewegt worden
ist. Der Schalter der Vorrichtung ist zur Erzeugung eines Signals,
welches angibt, daß der
Sperrbolzen die erste Lenkspindelfreigabestellung einnimmt, mittels
des Sperrbolzens betätigbar,
während
beim Drehen des Steuergliedes in der der Bewegung des Sperrbolzens
in die zweite Lenkspindelfreigabestellung zugeordneten Richtung
die beiden Vorsprünge
des Sperrbolzens von den beiden Zwischenflächen zu den beiden Endflächen laufen.
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Bekannt
ist auch eine Vorrichtung zum Sperren der Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs
gegen Drehen mittels eines mit Sperrausnehmungen der Lenkspindel
zusammenwirkenden, zweiteiligen Sperrbolzens, welcher in Richtung
auf die Lenkspindel federbelastet und mit Hilfe eines elektromotorisch
hin- und herdrehbaren Steuergliedes zwischen einer Lenkspindelsperrstellung
und einer Lenkspindelfreigabestellung hin- und herschiebbar ist.
Der Sperrbolzen besteht aus einem mit den Sperrausnehmungen der Lenkspindel
zusammenwirkenden Sperrteil und einen durch eine Schraubendruckfeder
in Richtung auf die Lenkspindel belasteten sowie vom Steuerglied umschlossenen
Betätigungsteil,
welche entgegen der Wirkung einer zwischengeschalteten Schraubendruckfeder
ineinanderschiebbar sind. Das Steuerglied weist zwei innere Schrägflächen auf,
welche mit zwei einander bezüglich
der Drehachse des Steuergliedes diametral gegenüberliegenden, radialen Vorsprüngen des
Betätigungsteils
zusammenwirken und jeweils an den beiden Enden in je eine Endfläche übergehen,
die in einer zur Drehachse des Steuergliedes senkrechten Ebene liegt.
Es sind ein analog wirkender Hallsensor zur Überwachung sowohl der Lenkspindelsperrstellung
als auch der Lenkspindelfreigabestellung des Sperrbolzens und ein
digital oder ebenfalls analog wirkender Hallsensor zur redundanten Überwachung
der Lenkspindelfreigabestellung des Sperrbolzens vorgesehen, mit
denen ein an einem der beiden radialen Vorsprünge des Betätigungsteils des Sperrbolzens
vorgesehener Permanentmagnet zusammenwirkt (
DE 199 29 435 C2 ).
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Bekannt
ist ferner eine Vorrichtung zum Sperren der Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs
gegen Drehen mit einem einteiligen Sperrbolzen, welcher mit Sperrausnehmungen
der Lenkspindel zusammenwirkt und zwischen einer Lenkspindelsperrstellung
und einer Lenkspindelfreigabestellung hin- und herbewegbar ist,
und mit einem mittels eines Elektromotors mit umkehrbarer Drehrichtung
hin- und herdrehbaren Steuerglied zur Axialverschiebung des Sperrbolzens
in der einen oder in der anderen Richtung, wobei das Steuerglied den
Sperrbolzen umschließt
und ein Innengewinde aufweist, welches mit einem bezüglich der
Drehachse des Steuergliedes radialen Vorsprung des Sperrbolzens
zusammenwirkt und an den beiden Enden in je eine Endfläche übergeht,
die in einer zur Drehachse des Steuergliedes senkrechten Ebene liegt.
Der Vorsprung des Sperrbolzens ist von einem Querstift gebildet,
der in einer Querbohrung des Sperrbolzens axial verschieblich ist.
Jede Endfläche
des Innengewindes des Steuergliedes ist von einer derart verlaufenden Seitenflanke
begrenzt, daß der
Querstift nach dem beim Drehen des Steuergliedes in der entsprechenden
Richtung erfolgten Übergang
auf die Endfläche auf
derselben bleibt, auch wenn das Steuerglied in derselben Richtung
weitergedreht wird, und erst dann die Endfläche verläßt und wieder mit einem aus dem
Sperrbolzen ragenden Ende in das Innengewinde eintritt, wenn das
Steuerglied in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird (
DE 199 61 975 C1 ).
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Bekannt
ist weiterhin eine Vorrichtung zum Sperren der Lenkspindel eines
Kraftfahrzeugs gegen Drehen mit einem Sperrbolzen, welcher mit Sperrausnehmungen
der Lenkspindel zusammenwirkt und zwischen einer Lenkspindelsperrstellung
und einer Lenkspindelfreigabestellung hin- und herbewegbar ist,
und mit einem mittels eines Elektromotors mit umkehrbarer Drehrichtung
hin- und herdrehbaren Steuerglied zur Axialverschiebung des Sperrbolzens
oder eines mit dem Sperrbolzen zusammenwirkenden koaxialen Betätigungsbolzens
in der einen oder in der anderen Richtung, wobei der Sperrbolzen
oder dessen Betätigungsbolzen
und das Steuerglied koaxial angeordnet sind und über einen Querstift, welcher
in einer Querbohrung des inneren Sperrbolzens oder des inneren Betätigungsbolzens
desselben axial verschieblich ist, sowie über zwei schraubenlinienförmig verlaufende
innere Nuten und eine ebene Endfläche des äußeren Steuergliedes, welche
sich senkrecht zur Drehachse des Steuergliedes erstreckt, an die beiden
Nuten anschließt
und durch eine Seitenflanke begrenzt ist, die vom Boden einer Nut außen im Abstand
an der anderen Nut vorbei zum Sperrbolzen oder zum Betätigungsbolzen
desselben hin verläuft, derart
zusammenwirken, daß der
Sperrbolzen und der Betätigungsbolzen
desselben beim Drehen des Steuergliedes in derjenigen Richtung,
in welcher die beiden aus der Querbohrung des Sperrbolzens oder des
Betätigungsbolzens
desselben vorstehenden Enden des Querstiftes in den Nuten zu der
Endfläche des
Steuergliedes hinlaufen, entsprechend axial verschoben wird, um
dann, wenn die Enden des Querstiftes von den Nuten auf die Endfläche übergehen, stillzustehen
und in der erreichten Axialstellung zu bleiben, bis das Steuerglied
in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird und die Enden des
Querstiftes in den Nuten von der Endfläche weg laufen, so daß der Sperrbolzen
oder der Betätigungsbolzen desselben
sich in der entgegengesetzten Richtung axial verschiebt. Die Nuten
des Steuergliedes können
an den von der ersten Endfläche
entfernten Enden in eine zweite ebene Endfläche des Steuergliedes übergehen,
welche sich senkrecht zur Drehachse des Steuergliedes erstreckt
und durch eine Seitenflanke begrenzt ist, die vom Boden einer Nut
außen
im Abstand an der anderen Nut vorbei zum Sperrbolzen oder zum Betätigungsbolzen
desselben hin verläuft,
so daß der
Sperrbolzen oder der Betätigungsbolzen
desselben beim Drehen des Steuergliedes in derjenigen Richtung,
in welcher die beiden aus der Querbohrung des Sperrbolzens oder
des Betätigungsbolzens
desselben vorstehenden Enden des Querstiftes in den Nuten von der
ersten Endfläche
zu der zweiten Endfläche
des Steuergliedes laufen, nach der entsprechenden Axialverschiebung
des Sperrbolzens oder des Betätigungsbolzens
desselben dann, wenn die Enden des Querstiftes von den Nuten auf
die zweite Endfläche übergehen,
stillsteht und in der erreichten Axialstellung bleibt, bis das Steuerglied
in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird und die Enden des
Querstiftes in den Nuten von der zweiten Endfläche zu der ersten Endfläche laufen,
so daß der
Sperrbolzen oder der Betätigungsbolzen
desselben sich in der entgegengesetzten Richtung axial verschiebt
(
DE 100 30 688 C1 ).
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Vorgeschlagen
wurde schließlich
auch schon eine Vorrichtung zum Sperren der Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs
gegen Drehen mittels eines mit Sperrausnehmungen der Lenkspindel
zusammenwirkenden, einteiligen Sperrbolzens, welcher in Richtung
auf die Lenkspindel federbelastet und mit Hilfe eines elektromotorisch
hin- und herdrehbaren Steuergliedes zwischen einer Lenkspindelsperrstellung und
einer Lenkspindelfreigabestellung hin- und herschiebbar ist, wobei
das Steuerglied den Sperrbolzen umschließt und zwei einander bezüglich der
Drehachse des Steuergliedes diametral gegenüberliegende, radiale Innenvorsprünge aufweist,
welche in zwei schräg
verlaufende äußere Umfangsnuten
des Sperrbolzens eingreifen und von zwei Kugeln gebildet sein können, die
auch in zwei relativ kurze innere Längsnuten des Steuerglieds eingreifen,
welche von der lenkspindelfernen Stirnseite des Steuergliedes ausgehen.
Es sind zwei elektrische Schalter vorgesehen, welche mit einer äußeren Umfangsnut
vorgegebener Länge
des Steuergliedes zusammenwirken, so daß der eine Schalter den reversierbaren
elektrischen Antriebsmotor des Steuergliedes dann ausschaltet, wenn
das Steuerglied die der Lenkspindelsperrstellung des Sperrbolzens
entsprechende Drehstellung erreicht, und der andere Schalter den Elektromotor
dann ausschaltet, wenn das Steuerglied die der Lenkspindelfreigabestellung
des Sperrbolzens entsprechende Drehstellung erreicht (DE 10 2004
061 487 A1).
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
angegebenen Art zu schaffen, deren Funktionsweise noch weiter verbessert
ist und bei welcher insbesondere gewährleistet ist, daß ihr Schalter
stets zuverlässig
vom Sperrbolzen umgeschaltet wird, und zwar beim Drehen des Steuergliedes
in der der Bewegung des Sperrbolzens in die Lenkspindelsperrstellung
zugeordneten Richtung auch dann, wenn der Sperrbolzen schwergängig sein
oder sogar klemmen sollte, und beim Drehen des Steuergliedes in
der der Bewegung des Sperrbolzens in die Lenkspindelfreigabestellung
zugeordneten Richtung auch dann, wenn die Federbelastung des Sperrbolzens
infolge Federbruchs weggefallen sein sollte.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die
im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung
sind in den restlichen Patentansprüchen angegeben.
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Nachstehend
ist eine bevorzugte Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum Sperren der Lenkspindel eines Kraftfahrzeugs gegen Drehen anhand
von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt
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1 die
Draufsicht in Richtung des Pfeils I in 2 bei abgenommenem
Deckel und ohne Leiterplatte im Lenkspindelsperrzustand;
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2 den
Längsschnitt
entlang der Linie II-II in 1 mit Deckel
und Leiterplatte;
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3 den
Längsschnitt
entlang der Linie III-III in 2;
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4 den
Längsschnitt
gemäß 2,
wobei der Sperrbolzen sich in einer Lenkspindelvorsperrstellung
befindet;
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5 den
Längsschnitt
entlang der Linie V-V in 4;
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6 den
Längsschnitt
gemäß 2,
wobei der Sperrbolzen sich in der Lenkspindelfreigabestellung befindet;
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7 den
Längsschnitt
entlang der Linie VII-VII in 6;
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8 eine
Draufsicht auf das Steuerglied;
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9 den
Längsschnitt
entlang der Linie IX-IX in 8;
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10 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des zweiteiligen Steuergliedes;
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11 eine
weitere perspektivische Explosionsdarstellung des zweiteiligen Steuergliedes;
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12 eine
vergrößerte Abwicklung
der mit einer ersten und einer zweiten Gegenfläche versehenen Schrägfläche des
Steuergliedes, wie aus 9 ersichtlich.
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Die
dargestellte Vorrichtung zum Sperren der Lenkspindel 1 eines
Kraftfahrzeugs gegen Drehen weist einen einteiligen Sperrbolzen 2 auf,
welcher mit Sperrausnehmungen der Lenkspindel 1 zusammenwirkt,
nämlich
mit Sperrnuten 3 einer auf der Lenkspindel 1 befestigten
Sperrhülse 4.
Die Lenkspindel 1 und die Sperrhülse 4 sind von einem
nicht wiedergegebenen Mantelrohr mit einer Durchgangsöffnung für den Sperrbolzen 2 umschlossen.
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Der
Sperrbolzen 2 weist einen rechteckigen Querschnitt auf
und ist in einem Kanal 5 entsprechenden Querschnitts eines
Gehäuses 6 axial
verschieblich gelagert, dessen Längsachse 7 die
gemeinsame Längsachse 8 der
Lenkspindel 1 und des dazu koaxialen Mantelrohres rechtwinklig
schneidet.
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Das
Gehäuse 6 ist
auf der der Lenkspindel 1 und dem Mantelrohr abgewandten
Seite mit einer durch einen Deckel 9 verschlossenen Montageöffnung 10 versehen
und am Mantelrohr befestigt.
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Der
Sperrbolzen 2 ist zwischen der aus 2, 3 ersichtlichen
Lenkspindelsperrstellung, in welcher er mit seinem der Lenkspindel 1 benachbarten
Ende 11 in eine Sperrnut 3 der Sperrhülse 4 eingreift,
so daß die
Lenkspindel 1 nicht mehr gedreht werden kann, und der aus 6, 7 ersichtlichen
Lenkspindelfreigabestellung hin- und herbewegbar, in welcher der
Sperrbolzen 2 mit seinem Ende 11 in keine Sperrnut 3 der
Sperrhülse 4 eingreift und
die Lenkspindel 1 freigibt, so daß sie gedreht werden kann.
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Der
Sperrbolzen 2 ist durch eine zwischen dem Deckel 9 des
Gehäuses 6 und
dem Sperrbolzen 2 angeordnete Schraubendruckfeder 12 in
Richtung auf die Lenkspindel 1 belastet. Zur Axialverschiebung
des Sperrbolzens 2 entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 12 in
die Lenkspindelfreigabestellung und unter der Wirkung der Schraubendruckfeder 12 in
der entgegengesetzten Richtung in die Lenkspindelsperrstellung dient
ein mittels eines Elektromotors 13 mit umkehrbarer Drehrichtung
hin- und herdrehbares Steuerglied 14. Das Steuerglied 14 ist im
wesentlichen koaxial zum Sperrbolzen 2 angeordnet, umgibt
den Sperrbolzen 2 und ist im Gehäuse 6 um eine zur
Längsachse 7 des
Sperrbolzenkanals 5 parallele Achse 15 zwischen
einer zu dieser Achse 15 koaxialen Ringfläche 16 des
Gehäuses 6 und
einem zu dieser Achse 15 koaxialen Kranz von Innenvorsprüngen 17 am
Deckel 9 des Gehäuses 6 drehbar
gelagert. Das Steuerglied 14 ist als rohrförmiges Schneckenrad
mit einer Außenverzahnung 18 ausgebildet,
in welche eine Antriebsschnecke 19 eingreift, die auf der
Ausgangswelle 20 des im Gehäuse 6 angeordneten
Elektromotors 13 befestigt ist, wie aus 1 hervorgeht.
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Der
Sperrbolzen 2 ist mit einem ersten äußeren Vorsprung 21 versehen,
mit welchem eine erste innere Schrägfläche 22 sowie eine
erste innere Endfläche 23 und
eine zweite innere Endfläche 24 des Steuergliedes 14 zusammenwirken.
Außerdem
weist der Sperrbolzen 2 einen zweiten äußeren Vorsprung 25 auf,
mit dem eine zweite innere Schrägfläche 26 sowie
eine dritte innere Endfläche 27 und
eine vierte innere Endfläche 28 des
Steuergliedes 14 zusammenwirken.
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Wie
besonders deutlich aus 8 bis 10 ersichtlich,
geht die erste Schrägfläche 22 des
Steuergliedes 14 an ihrem einen Ende 29 in die erste
Endfläche 23 und
an ihrem anderen Ende 30 in die zweite Endfläche 24 über und
setzt sich die zweite Schrägfläche 26 des
Steuergliedes 14 an ihren beiden Enden 31, 32 jeweils
in der dritten Endfläche 27 bzw.
in der vierten Endfläche 28 fort.
Die erste Schrägfläche 22 und
die zweite Schrägfläche 26 des Steuergliedes 14 weisen
dieselbe Steigung auf und sind jeweils in der Nähe der zweiten Endfläche 24 mit einer
ersten Zwischenfläche 33 bzw.
in der Nähe
der vierten Endfläche 28 mit
einer zweiten Zwischenfläche 34 versehen.
Die Endflächen 23, 24, 27, 28 und die
Zwischenflächen 33, 34 liegen
jeweils in einer zur Drehachse 15 des Steuergliedes 14 senkrechten Ebene.
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Die
mit der ersten Zwischenfläche 33 versehene
erste Schrägfläche 22,
die erste Endfläche 23 und
die zweite Endfläche 24 des
Steuergliedes 14 sind gegenüber der mit der zweiten Zwischenfläche 34 versehenen
zweiten Schrägfläche 26,
der dritten Endfläche 27 und
der vierten Endfläche 28 des
Steuergliedes 14 in Richtung der Drehachse 15 des
Steuergliedes 14 um die Strecke H (9) versetzt
und erstrecken sich in einem Abstand A (9) um die Drehachse 15 des
Steuergliedes 14 herum, der größer ist als der Abstand A' (9),
in welchem sich die zweite Schrägfläche 26 einschließlich der
zweiten Zwischenfläche 34,
die dritte Endfläche 27 und
die vierte Endfläche 28 des
Steuergliedes 14 um dessen Drehachse 15 herum
erstrecken.
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Der
erste Vorsprung 21 und der zweite Vorsprung 25 des
Sperrbolzens 2 stehen jeweils im wesentlichen radial bezüglich der
Drehachse 15 des Steuergliedes 14 vom Sperrbolzen 2 ab,
und zwar auf einander in Bezug auf die Drehachse 15 des Steuergliedes 14 diametral
gegenüberliegenden
Seiten. Der erste Vorsprung 21 ist gegenüber dem
zweiten Vorsprung 25 des Sperrbolzens 2 genau
so weit in derselben Richtung entlang der Drehachse 15 des Steuergliedes 14 versetzt,
wie die erste Schrägfläche 22 einschließlich der
ersten Zwischenfläche 33 und die
erste Endfläche 23 sowie
die zweite Endfläche 24 des
Steuergliedes 14 gegenüber
der mit der zweiten Zwischenfläche 34 versehenen
zweiten Schrägfläche 26 und
der dritten Endfläche 27 sowie
der vierten Endfläche 28 des
Steuergliedes 14, nämlich
um die Strecke H in 2 bis 7 nach oben.
Darüber
hinaus ist die Länge
L des ersten Vorsprungs 21 des Sperrbolzen 2 um
so viel größer als
die Länge
L' des zweiten Vorsprungs 25 des
Sperrbolzens 2 (2), wie der Abstand A der mit
der ersten Zwischenfläche 33 versehenen
ersten Schrägfläche 22 des
Steuergliedes 14 und der ersten Endfläche 23 sowie der zweiten
Endfläche 24 von
der Drehachse 15 des Steuergliedes 14 größer ist
als der Abstand A' der
mit der zweiten Zwischenfläche 34 versehenen
zweiten Schrägfläche 26 des
Steuergliedes 14 und der dritten Endfläche 27 sowie der vierten
Endfläche 28 von
der Drehachse 15 des Steuergliedes 14.
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Wie
ebenfalls besonders deutlich aus 8 bis 10 hervorgeht,
ist das Steuerglied 14 an dem von der ersten Schrägfläche 22 entfernten
Ende 35 der ersten Endfläche 23 mit einer inneren
Anschlagfläche 36 für den ersten
Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 und an dem von
der ersten Schrägfläche 22 entfernten
Ende 37 der zweiten Endfläche 24 mit einer inneren
Anschlagfläche 38 für den ersten
Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 versehen. Genauso weist das
Steuerglied 14 an dem von der zweiten Schrägfläche 26 entfernten
Ende 39 der dritten Endfläche 27 eine innere
Anschlagfläche 40 für den zweiten
Vorsprung 25 des Sperrbolzens 2 und an dem von
der zweiten Schrägfläche 26 entfernten
Ende 41 der vierten Endfläche 28 eine innere
Anschlagfläche 42 für den zweiten
Vorsprung 25 des Sperrbolzens 2 auf. Die Anschlagflächen 36, 38, 40, 42 erstrecken sich
jeweils parallel zur Drehachse 15 des Steuergliedes 14.
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Sowohl
die erste Schrägfläche 22 des
Steuergliedes 14 einschließlich der ersten Zwischenfläche 33 und
die erste Endfläche 23 sowie
die zweite Endfläche 24 als
auch die zweite Schrägfläche 26 des
Steuergliedes 14 einschließlich der zweiten Zwischenfläche 34 und
die dritte Endfläche 27 sowie
die vierte Endfläche 28 erstrecken
sich gemeinsam über einem
Zentriwinkel α (8)
von annähernd
360°, umschließen also
die Drehachse 15 des Steuergliedes 14 fast vollständig, nämlich bis
auf den minimalen Abstand der beiden Anschlagflächen 36, 38 bzw. der
beiden Anschlagflächen 40, 42 voneinander.
Dabei erstrecken sich sowohl die mit der ersten Zwischenfläche 33 versehene
erste Schrägfläche 22 des Steuergliedes 14 und
die erste Endfläche 23 sowie die
zweite Endfläche 24 als
auch die mit der zweiten Zwischenfläche 34 versehene zweite
Schrägfläche 26 des
Steuergliedes 14 und die dritte Endfläche 27 sowie die vierte
Endfläche 28 jeweils über einen
Zentriwinkel β (8)
von etwa 120° und
liegen die in 10 untere erste Endfläche 23 sowie
obere vierte Endfläche 28 in
derselben zur Drehachse 15 des Steuergliedes 14 senkrechten
Ebene.
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Wie
besonders deutlich aus 2 bis 7 hervorgeht,
sind der erste Vorsprung 21 und der zweite Vosprung 25 des
Sperrbolzens 2 jeweils von einem zylindrischen Stift gebildet,
der in eine zylindrische Querbohrung des Sperrbolzens 2 eingepreßt ist.
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Der
Sperrbolzen 2 wirkt mit einem elektrischen Schalter 43 an
einer im Gehäuse 6 angeordneten
Leiterplatte 44 zusammen, um die Erzeugung eines Signals
zu bewirken, welches angibt, daß der Sperrbolzen 2 die
Lenkspindelfreigabestellung erreicht hat und einnimmt, und welches
vorliegen muß, damit
der Motor des jeweiligen Kraftfahrzeugs angelassen werden kann.
Der Sperrbolzen 2 betätigt
und verschiebt mit seinem dem Deckel 9 des Gehäuses 6 benachbarten
Ende 45 einen axial beweglichen, federbelasteten Schaltstift 46 des
Schalters 43 aus seiner Ruhestellung, wenn der erste Vorsprung 2i und der
zweite Vorsprung 25 des Sperrbolzens 2 auf der ersten
Schrägfläche 22 bzw.
der zweiten Schrägfläche 26 des
Steuergliedes 14 von der ersten Zwischenfläche 33 bzw.
der zweiten Zwischenfläche 34 zur
zweiten Endfläche 24 bzw.
vierten Endfläche 28 laufen,
so daß ein
Signal erzeugt wird, welches angibt, daß der Sperrbolzen 2 sich
in einer ersten Lenkspindelfreigabestellung befindet, und läßt beim
Lauf der Vorsprünge 21, 25 des
Sperrbolzens 2 in der umgekehrten Richtung auf den Schrägflächen 22, 26 des
Steuergliedes 14 von den besagten Endflächen 24, 28 zu
den Zwischenflächen 33, 34 den
Schaltstift 46 des Schalters 43 unter der Wirkung
seiner Federbelastung wieder in seine Ruhestellung zurückkehren,
so daß das
erwähnte
Signal endet.
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Wie
sich besonders deutlich aus 9, 10, 12 ergibt,
ist der Sperrbolzen 2 in demjenigen Drehbereich des Steuergliedes 14,
in welchem der Sperrbolzen 2 den Schalter 43 betätigt, nämlich mit
dessen Schaltstift 46 zusammenwirkt, im Steuerglied 14 zwangsgeführt. Zu
diesem Zweck ist das Steuerglied 14 in diesem Drehbereich
gegenüber
seiner ersten Schrägfläche 22 mit
einer zu derselben parallelen Gegenfläche 47 versehen, welche
mit der ersten Schrägfläche 22 eine
innere Nut 48 des Steuergliedes 14 zur Aufnahme
des ersten Vorsprungs 21 des Sperrbolzens 2 begrenzt,
deren Breite B (12) dem Durchmesser D (12)
des ersten Vorsprungs 21 entspricht. Die Gegenfläche 47 erstreckt
sich entlang der ersten Zwischenfläche 33, des von derselben
zur zweiten Endfläche 24 führenden
Abschnitts 49 der ersten Schrägfläche 22 und eines etwa
gleich langen Abschnitts 50 der ersten Schrägfläche 22 auf
der anderen Seite der ersten Zwischenfläche 33 parallel zur
ersten Zwischenfläche 33 und
den beiden Schrägflächenabschnitten 49, 50 beiderseits
derselben. Entsprechend verläuft
die Nut 48 des Steuergliedes 14 zur Aufnahme des
ersten Vorsprungs 21 des Sperrbolzens 2.
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Die
Gegenfläche 47 des
Steuergliedes 14 geht an dem Ende 51, an welchem
der auf der ersten Schrägfläche 22 des
Steuergliedes 14 zur Nut 48 hin laufende erste
Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 in die Nut 48 eintritt,
in eine weitere Gegenfläche 52 am Steuerglied 14 über, die
sich parallel zur ersten Endfläche 23 des
Steuergliedes 14 erstreckt, und zwar in einem Abstand T
(9, 12), welcher mindestens so groß wie die
Summe der Tiefe t (5) der Sperrnuten 3 der
Sperrhülse 4 und
des Durchmessers D des ersten Vorsprungs 21 des Sperrbolzens 2 ist.
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Wie
besonders deutlich aus 8 bis 11 ersichtlich,
ist das Steuerglied 14 zweiteilig ausgebildet, so daß es verhältnismäßig einfach
und kostengünstig
hergestellt werden kann. Das Steuerglied 14 besteht aus
einem rohrförmigen
inneren Steuergliedteil 53 aus Kunststoff sowie einem rohrförmigen äußeren Steuergliedteil 54 aus
Kunststoff, welche ineinandergesteckt und miteinander verrastet sind.
Am inneren Steuergliedteil 53 sind die Außenverzahnung 18 und
sowohl die erste Schrägfläche 22 einschließlich der
ersten Zwischenfläche 33,
die erste Endfläche 23 und
die zweite Endfläche 24 als
auch die zweite Schrägfläche 26 einschließlich der
zweiten Zwischenfläche 34,
die dritte Endfläche 27 und
die vierte Endfläche 28 vorgesehen.
Am äußeren Steuergliedteil 54 sind
die erste Gegenfläche 47 und
die zweite Gegenfläche 52 ausgebildet.
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Das äußere Steuergliedteil 54 weist
einen Längsvorsprung 55 sowie
drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilte,
radial federnde Rastzungen 56 auf. Das innere Steuergliedteil 53 ist
mit einer Längsnut 57 und
drei in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten
Rastöffnungen 58 versehen.
Wenn das äußere Steuergliedteil 54 und
das innere Steuergliedteil 53 ineinandergesteckt werden,
dann wird zu ihrer gegenseitigen Ausrichtung in Umfangsrichtung
der Längsvorsprung 55 des
Ersteren in die Längsnut 57 des
Letzteren eingeführt
und werden zu ihrer gegenseitigen Verrastung die hakenartigen Enden 59 der Rastzungen 56 des
Ersteren durch die Rastöffnungen 58 des
Letzteren gestreckt, um das innere Steuergliedteil 53 jenseits
der Rastöffnungen 58 zu
hintergreifen.
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Die
geschilderte Vorrichtung zum Sperren der Lenkspindel 1 gegen
Drehen funktioniert folgendermaßen.
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Wenn
sich der Sperrbolzen 2 in der Lenkspindelsperrstellung
befindet, dann erstreckt sich sein erster Vorsprung 21 gegenüber der
ersten Endfläche 23 und
sein zweiter Vorsprung 25 gegenüber der dritten Endfläche 27 im
Steuerglied 14, wie in 1, 2 dargestellt.
Um den Sperrbolzen 2 entgegen der Wirkung der Schraubendruckfeder 12 aus der
Lenkspindelsperrstellung axial in Richtung des Pfeils E gemäß 2 über die
erste Lenkspindelfreigabestellung in die zweite Lenkspindelfreigabestellung
nach 6, 7 zu verschieben, wird der Elektromotor 13 eingeschaltet,
so daß er
die Antriebsschnecke 19 in Richtung des Pfeils F und das Steuerglied 14 in
Richtung des Pfeils G gemäß 1 dreht.
Das hat zur Folge, daß die
erste Endfläche 23 unter
dem ersten Vorsprung 21 und die dritte Endfläche 27 unter
dem zweiten Vorsprung 25 wegläuft und der erste Vorsprung 21 auf
die erste Schrägfläche 22 sowie
der zweite Vorsprung 25 auf die zweite Schrägfläche 26 des
Steuergliedes 14 übergeht,
um auf derselben zur zweiten Endfläche 24 bzw. zur vierten Endfläche 28 im
Steuerglied 14 hinzulaufen und danach auf dieselbe überzugehen.
Wenn dabei der erste Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 die
in die erste Schrägfläche 22 des
Steuergliedes 14 eingeschaltete erste Zwischenfläche 33 und
der zweite Vorsprung 25 des Sperrbolzens 2 die
in die zweite Schrägfläche 26 des
Steuergliedes 14 eingeschaltete zweite Zwischenfläche 34 passiert,
nimmt der Sperrbolzen 2 die erste Lenkspindelfreigabestellung
ein, aus welcher sich der Sperrbolzen 2 mit Sicherheit
nicht in die Lenkspindelsperrstellung zurückbewegen kann, auch dann nicht,
wenn nach der Betätigung
des Schalters 43 durch den Sperrbolzen 2 beim Lauf seiner
Vorsprünge 21, 25 auf
den Schrägflächen 22, 26 des
Steuergliedes 14 von der ersten Zwischenfläche 33 bzw.
zweiten Zwischenfläche 34 zur
zweiten Endfläche 24 bzw.
vierten Endfläche 28 die
Stromzufuhr zum Elektromotor 13 ausfallen sollte. Der Elektromotor 13 wird
abgeschaltet, wenn der Sperrbolzen 2 des Schaltstift 46 des
Schalters 43 aus seiner Ruhestellung verschiebt und ein
Signal erzeugt wird, welches angibt, daß der Sperrbolzen 2 sich
in der ersten Lenkspindelfreigabestellung befindet.
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Um
den Sperrbolzen 2 unter der Wirkung der Schraubendruckfeder 12 aus
der zweiten Lenkspindelfreigabestellung axial in Richtung des Pfeils
V gemäß 6 in
die Lenkspindelsperrstellung laufen zu lassen, wird der reversierbare
Elektromotor 13 eingeschaltet, so daß er in umgekehrter Richtung
umläuft und
die Antriebsschnecke 19 sowie das Steuerglied 14 in
der umgekehrten Richtung dreht, nämlich in der dem Pfeil F bzw.
G gemäß 1 entgegengesetzten Richtung.
Der Elektromotor 13 wird am Ende einer vorgegebenen Zeitspanne
von beispielsweise 100 ms abgeschaltet, die beginnt, wenn der Sperrbolzen 2 den
Schaltstift 46 des Schalters 43 wieder freigibt und
in seine Ruhestellung zurückkehren
läßt, also das
Signal aufhört,
welches angibt, daß der
Sperrbolzen 2 sich in seiner ersten Lenkspindelfreigabestellung
befindet.
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Gemäß 4, 5 kann
das Steuerglied 14 auch dann ungehindert entgegen der Richtung des
Pfeils G in die Drehstellung nach 1 gedreht werden,
wenn dabei keine Sperrnut 3 der auf der Lenkspindel 1 sitzenden
Sperrhülse 4 auf
den Sperrbolzen 2 ausgerichtet ist, um dessen freies Ende 11 aufzunehmen.
Aus der in 4, 5 dargestellten Lenkspindelvorsperrstellung
wird der Sperrbolzen 2 durch die Schraubendruckfeder 12 weiter
in Richtung des Pfeils V gemäß 4 bewegt,
um mit seinem Ende 11 in eine der beiden benachbarten Sperrnuten 3 der
Sperrhülse 4 einzugreifen
und die aus 2, 3 ersichtliche
Lenkspindelsperrstellung einzunehmen, sobald die Lenkspindel 1 so
gedreht worden ist, daß die
Sperrnut 3 auf den Sperrbolzen 2 ausgerichtet
ist.
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12 läßt besonders
deutlich erkennen, wie die erste Schrägfläche 22, die in dieselbe
eingeschaltete erste Zwischenfläche 33,
die erste Endfläche 23,
die zweite Endfläche 24,
die Gegenfläche 47 und
die weitere Gegenfläche 52 des
Steuergliedes 14 verlaufen und mit dem ersten Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 zusammenwirken.
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Wenn
das Steuerglied 14 in Richtung des Pfeils G gedreht wird,
um den Sperrbolzen 2 aus der Lenkspindelsperrstellung (2, 3)
zunächst
in die erste Lenkspindelfreigabestellung und danach in die zweite
Lenkspindelfreigabestellung (6, 7)
zu bewegen, dann läuft
der erste Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 aus
der Stellung 21a auf der ersten Endfläche 23, der ersten
Schrägfläche 22 und der
zweiten Endfläche 24 in
die Stellung 21b, wobei er an dem Ende 51 der
Gegenfläche 47,
an welchem diese in die weitere Gegenfläche 52 übergeht,
in die Nut 48 des Steuergliedes 14 eintritt, um
den Abschnitt 50 der ersten Schrägfläche 22, die in dieselbe eingeschaltete
erste Zwischenfläche 33 und
den Abschnitt 49 der ersten Schrägfläche 22 zu passieren. Beim
Lauf des ersten Vorsprungs 21 des Sperrbolzens 2 entlang
des zur zweiten Endfläche 24 hinführenden Schrägflächenabschnitts 49 wird
der Schalter 43 vom Sperrbolzen 2 umgeschaltet,
und zwar am Schaltpunkt S.
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Wenn
das Steuerglied 14 in der dem Pfeil G entgegengesetzten
Richtung gedreht wird, um den Sperrbolzen 2 aus der zweiten
Lenkspindelfreigabestellung (6, 7) über die
erste Lenkspindelfreigabestellung in die Lenkspindelsperrstellung (2, 3)
laufen zu lassen, dann bewegt sich der erste Vorsprung 21 des
Sperrbolzens 2 aus der Stellung 21b auf der zweiten
Endfläche 24,
der ersten Schrägfläche 22 und
der ersten Endfläche 23 in die
Stellung 21a, wobei er am anderen Ende 51' der Gegenfläche 47 in
die Nut 48 des Steuergliedes 14 eintritt, um den
Abschnitt 49 der ersten Schrägfläche 22, die in dieselbe
eingeschaltete erste Zwischenfläche 33 und
den Abschnitt 50 der ersten Schrägfläche 22 zu passieren.
Beim Lauf des ersten Vorsprungs 21 des Sperrbolzens 2 entlang
des von der zweiten Endfläche 24 wegführenden
Schrägflächenabschnitts 49 wird
der Schalter 43 durch den Sperrbolzen 2 umgeschaltet,
und zwar am Schaltpunkt S.
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Die
Gegenfläche 47 gewährleistet,
daß der erste
Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 den Schaltpunkt
S immer sicher erreicht und der Schalter 43 vom Sperrbolzen 2 stets
zuverlässig
umgeschaltet wird, und zwar beim Drehen des Steuergliedes 14 in Richtung
des Pfeils G auch dann, wenn die den Sperrbolzen 2 belastende
Schraubendruckfeder 12 gebrochen sein sollte, und beim
Drehen des Steuergliedes 14 in der entgegengesetzten Richtung
auch dann, wenn der Sperrbolzen 2 schwergängig sein oder
sogar klemmen sollte. Damit ist sichergestellt, daß der Elektromotor 13 in
jeder seiner beiden Drehrichtungen immer zum richtigen Zeitpunkt
abgestellt wird und das Steuerglied 14 nicht mit den beiden
Vorsprüngen 21, 25 des
Sperrbolzens 2 zusammenstoßen kann.
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Die
weitere Gegenfläche 52 erlaubt
zwar, daß der
Sperrbolzen 2 die Lenkspindelvorsperrstellung (4, 5)
einnehmen kann, in welcher der erste Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 sich
in der Stellung 21c befindet, verhindert jedoch, daß der Sperrbolzen 2 bei
ausgebauter Vorrichtung von Hand soweit aus der Lenkspindelsperrstellung
(2, 3) in Richtung des Pfeils E
in 2 zurückgedrückt werden
kann, daß er
den Schalter 43 umschaltet, was zu späteren Funktionsfehlern beim
normalen Betrieb der wieder eingebauten Vorrichtung zum Sperren
der Lenkspindel 1 gegen Drehen führen könnte, oder daß der erste
Vorsprung 21 des Sperrbolzens 2 in eine Stellung
gelangt, in welcher das Ende 51 der Gegenfläche 47 beim
Drehen des Steuergliedes 14 entgegen der Richtung des Pfeils
G gegen den ersten Vorsprung 21 laufen und letzterer das Steuerglied 14 blockieren
würde.