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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Lenkradschloß zum Eingreifen eines Schloßriegels
in eine Lenkachse, um ein Lenken unmöglich zu machen.
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Die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung 2000-225922 beschreibt
ein Beispiel eines verbreitet verwendeten mechanischen Lenkradschlosses
zur Verhinderung von Autodiebstählen.
In einem derartigen Lenkradschloß wird ein mechanischer Schlüssel in
einen Schlüsselzylinder
eingesetzt und gedreht, um einen Schloßriegel, der in eine Lenkachse
eingreift, von dieser Lenkachse freizumachen. Dieses ermöglicht,
daß das
Lenkrad gedreht werden kann oder das Kraftfahrzeug gelenkt werden kann.
Wenn der mechanische Schlüssel
aus dem Schlüsselzylinder
entfernt wird, greift der Schloßriegel
in die Lenkachse ein, um ein Lenken unmöglich zu machen. Das Drehen
des Lenkrades ist folglich begrenzt und das Lenkradschloß dient
dazu, einen Diebstahl zu verhindern.
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Die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung 2003-063354 beschreibt
ein Beispiel eines elektronischen Lenkradschlosses, das in den letzten Jahren
vorgeschlagen wurde, um mechanische Lenkradschlösser zu ersetzen. In einem
derartigen Lenkradschloß treibt
ein Betätigungsmittel,
wie ein Motor, einen Schloßriegel
an, so daß dieser
in eine Lenkachse eingreift, um ein Lenken unmöglich zu machen.
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4 zeigt ein typisches elektronisches Lenkradschloß 100.
Das Lenkradschloß 100 beinhaltet
einen Motor 110, der einen Schloßriegel 130 antreibt.
Der Schloßriegel 130 greift
in eine Lenkachse 120 und macht ein Lenken unmöglich.
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Bei
einem Kraftfahrzeug, in welches das Lenkradschloß 100 eingebracht
ist, befindet sich das Lenkradschloß 100 beispielsweise
beim Anlassen des Motors in einem verriegelten Zustand und ein Lenken
wird unmöglich
gemacht. Daher steuert ein elektronisches Steuergerät 140 (ECU)
den Motor 110, um eine Rotation (z. B. eine Vorwärtsrotation)
zu erzeugen, die den Schloßriegel 130 von
der Lenkachse 120 freimacht. Im Ergebnis erreicht das Lenkradschloß 100 einen
entriegelten Zustand und ein Lenken wird ermöglicht. Die Bewegung des Schloßriegels 130 von
der Schließstellung,
in der der Schloßriegel 130 in
die Lenkachse 120 eingreift, in die entriegelte Stellung,
in der der Schloßriegel 130 von
der Lenkachse 120 freigemacht ist, aktiviert einen Schalter 141 zur
Erfassung der Entriegelung.
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Das
elektronische Lenkradschloßsteuergerät 140 erfaßt den entriegelten
Zustand des Lenkradschlosses 100 durch die Aktivierung
des Schalters 141 zur Erfassung der Entriegelung. Durch
die Feststellung des entriegelten Zustandes hält das elektronische Lenkradschloßsteuergerät 140 den
Motor 110 an. Wenn sich das Lenkradschloß 100 in
dem entriegelten Zustand befindet, ist eine der Bedingungen zum
Anlassen des Motors erfüllt.
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Falls
beispielsweise des Tür
des Kraftfahrzeugs geöffnet
wird, nachdem der Motor abgestellt wurde und sich das elektronische
Lenkradschloßsteuergerät 140 in
dem entriegelten Zustand befindet, steuert das elektronische Lenkradschloßsteuergerät 140 den
Motor 110 an, um eine Rotation (z. B. umgekehrte Rotation)
zu erzeugen. Dieses bringt den Schloßriegel 130 mit der
Lenkachse 120 in Eingriff. Im Ergebnis gelangt das Lenkradschloß 100 in den
verriegelten Zustand und macht ein Lenken unmöglich. Die Bewegung des Schloßriegels 130 von der
entriegelten Stellung in die verriegelte Stellung aktiviert einen
Schalter 142 zur Erfassung der Verriegelung.
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Das
elektronische Lenkradschloßsteuergerät 140 stellt
den verriegelten Zustand des Lenkradschlosses 100 durch
die Aktivierung des Schalters 142 zur Erfassung der Verriegelung
fest. Durch die Feststellung des verriegelten Zustandes hält das elektronische
Lenkradschloßsteuergerät 140 den Motor 110 an.
In dem verriegelten Zustand macht das Lenkradschloß 100 ein
Lenken unmöglich
und dient einer Verhinderung von Diebstählen.
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Unabhängig davon,
ob das Lenkradschloß mechanisch
oder elektronisch ist, wird bei einem fest in die Lenkachse eingreifenden
Schloßriegel
die zum Freimachen des Schloßriegels
von der Lenkachse erforderliche Kraft (die erforderliche Freimachungskraft)
groß.
In einem mechanischen Lenkradschloß kann die notwendige große Freimachungskraft
das Freimachen des Schloßriegels
von der Lenkachse behindern, wenn der mechanische Schlüssel gedreht wird.
In einem solchen Fall muß das
Lenkrad beim Drehen des mechanischen Schlüssels leicht gedreht werden,
um die Eingreifkraft des Schloßriegels
relativ zur Lenkachse zu verringern. In einem elektronischen Lenkradschloß führt die
große
notwendige Freimachungskraft zu einem Bedarf nach einem Motor, der
eine starke Antriebskraft erzeugt. Dieses führt zur Verwendung eines großen Motors.
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Um
die notwendige Freimachungskraft zu reduzieren, kann der in die
Lenkachse eingreifende Teil des Schloßriegels konisch sein. Dieses
würde das Freimachen
des Schloßriegels
von der Lenkachse nur durch Drehen des mechanischen Schlüssels oder
nur durch die Kraft des Motors sicherstellen. Allerdings kann so
auch ein gewaltsames Entriegeln des Lenkradschlosses ermöglicht werden.
Folglich kann die konische Ausführung
des Schloßriegels
zur Reduzierung der notwendigen Freimachungskraft den Diebstahl
verhindernden Effekt des Lenkradschlosses beeinflussen.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Lenkradschloß vorzusehen,
das die zum Freimachen eines Schloßriegels von einer Lenkachse
erforderliche Kraft verringert, ohne den Diebstahl verhindernden
Effekt des Lenkradschlosses zu beeinflussen.
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Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Lenkradschloß zum Verriegeln
einer mit einem Lenkrad verbundenen Lenkachse. Das Lenkradschloß beinhaltet
einen Schloßriegel,
der in einer Riegelstellung in die Lenkachse eingreift und die Lenkachse
in einer entriegelten Stellung freimacht. Das Lenkradschloß beinhaltet einen
Schloßanschlag,
der beweglich mit dem Schloßriegel
verbunden ist, so daß eine Bewegung
des Schloßriegels
zwischen der verriegelten Stellung und der entriegelten Stellung
möglich
ist.
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Andere
Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen,
die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
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Die
Erfindung wird zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten
mit Bezug auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen
zusammen mit den beigefügten Zeichnungen
verstanden werden, in denen:
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1 eine
schematische Darstellung ist, die die Struktur eines Lenkradschlosses
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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2A und 2B schematische
Zeichnungen sind, die die Betätigung
des Lenkradschlosses zeigen,
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3A und 3B schematische
Darstellungen sind, die die Betätigung
des Lenkradschlosses zeigen und
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4 eine
schematische Darstellung ist, die ein Beispiel eines Lenkradschlosses
nach dem Stand der Technik zeigt.
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Ein
Lenkradschloß 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zum Gebrauch in einem Kraftfahrzeug wird
nun erläutert
werden.
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1 zeigt
das Lenkradschloß 1,
das ein elektronisches Lenkradschloß ist und die mittels eines
Motors 10 erzeugte Kraft nutzt, um einen Schloßriegel 30 mit
einer Lenkachse 20 in Eingriff zu bringen und ein Lenken
unmöglich
zu machen.
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Der
Motor 10 dient als Antriebsquelle, um den Schloßriegel 30 mit
der Lenkachse 20 in Eingriff zu bringen und den Schloßriegel 30 von
der Lenkachse 20 freizumachen. Der Motor 10 ist
ein Gleichstrommotor, der eine Rotation in der Vorwärtsrichtung
und in der umgekehrten Richtung erzeugt. Der Motor 10 ist
mit einem Getriebemechanismus 11 verbunden, der die Rotationskraft
des Motors 10 auf ein Gestänge 50 überträgt. Der
Getriebemechanismus 11 beinhaltet einen Reduktionsgetriebezug,
um die von der Antriebsachse (Abtriebsachse des Motors 10)
auf eine angetriebene Achse übertragene
Rotationsgeschwindigkeit zu verringern und einen Getriebezug, um
die Drehbewegung der angetriebenen Achse in eine lineare Bewegung
des Gestänges 50 umzuwandeln.
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Das
Lenkradschloß 1 beinhaltet
einen Schließkörper 40.
Der Schließkörper 40 beinhaltet eine
erste Buchse 41, die den Schloßriegel 30 beweglich
aufnimmt. Die erste Buchse 41 ist linear und erstreckt
sich in einer ersten Richtung, in der der Schloßriegel 30 in die
Lenkachse 20 eingreift und von dieser frei wird. Die erste
Buchse 41 besitzt ein offenes Ende. Der in der ersten Buchse 41 aufgenommene
Schloßriegel 30 besitzt
einen distalen Abschnitt, der vom Schließkörper 40 hervorragt.
Die distale Stellung greift direkt in die Lenkachse 20 ein
und macht die Lenkachse 20 direkt frei.
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Der
Schließkörper 40 beinhaltet
ebenfalls eine zweite Buchse 42, die einen Schloßanschlag 60 bewegbar
aufnimmt. Die zweite Buchse ist linear und erstreckt sich in eine
zweite Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
In der bevorzugten Ausführungsform
erstreckt sich die zweite Buchse 42 linear entlang der
zweiten Richtung, die senkrecht zur ersten Richtung ist. Der Schloßanschlag 60, der
in der zweiten Buchse 42 aufgenommen ist, besitzt einen
distalen Abschnitt, der mit dem Schloßriegel 30 verbunden
ist.
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Eine
Spiralfeder oder Feder 43 ist innerhalb der ersten Buchse 41 aufgenommen.
Die Feder 43 ist zwischen der die erste Buchse 41 in
dem Schließkörper 40 definierenden
Wand und dem Basisbereich des Schloßriegels 30 angeordnet.
Die Feder 43 drängt
den Schloßriegel 30 in
Richtung der Lenkachse 20.
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Der
Schloßriegel 30 beinhaltet
einen Schlitz 31 zur Aufnahme des distalen Bereiches des
Riegelanschlags 60. Der Schlitz 31 ist durch eine
innere untere Oberfläche 32 des
Schloßriegels 30 und
die Wandungsflächen
eines Eingriffsblocks 33 (Eingriffsfläche 34 und Seitenfläche 35)
definiert, wie in 1 erkennbar ist. An gegenüberliegenden
Seiten des distalen Bereiches des Schloßriegels 30 sind konische
Oberflächen 36 vorgesehen.
Die konischen Oberflächen 36 sind
jeweils derart ausgebildet, daß der
Abstand von der Achse L1 des Schloßriegels 30 in einer
linearen Weise abnimmt, wenn das distale Ende des Schloßriegels 30 näher kommt.
Der Winkel θ1
zwischen der Achse L1 und jeder konischen Oberfläche 36 ist auf 45° oder weniger
eingestellt. In der bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel θ1 auf 20° eingestellt.
Die Achse L1 des Schloßriegels 30 erstreckt
sich parallel zur ersten Richtung.
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Das
Gestänge 50 ist
in der zweiten Buchse 42 angeordnet, um den Riegelanschlag 60 zu
tragen. In Richtung des Schloßriegels 30 steht
von dem distalen Ende des Gestänges 50 ein
Federsitz 51 hervor. Der Federsitz 51 trägt stabil
eine zwischen dem Gestänge 50 und
dem Riegelanschlag 60 angeordnete Feder 52. Die
Feder 52 drängt
den Riegelanschlag 60 in Richtung des Schloßriegels 30.
Durch das Gestänge 50 erstreckt
sich eine Stifteinsatzöffnung 53 in
einer zur zweiten Richtung senkrechten Richtung. In der Stifteinsatzöffnung 53 ist
ein Stift 54 eingesetzt. Die beiden Enden des Stiftes 54 greifen
in den Riegelanschlag 60 ein.
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Der
Riegelanschlag 60 beinhaltet eine Aufnahme 61 zum
Aufnehmen der Feder 52 und des Gestänges 50. Zwei gegenüberliegende
längliche Öffnungen 63 erstrecken
sich in der zweiten Richtung L2 durch die Wandungen des Riegelanschlags 60 in
die Aufnahme 61. Die beiden Enden des Stiftes 54 sind beweglich
innerhalb der länglichen Öffnungen 63 aufgenommen.
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An
dem distalen unteren Teil des Riegelanschlags 60 ist, wie
in 1 dargestellt ist, ein erster Begrenzungsbereich 62 ausgebildet.
Entlang einer Endfläche
des distalen Bereiches des Riegelanschlags 60 erstreckt
sich eine Anschlagfläche 64. Von
der Anschlagfläche 64 erstreckt
sich ein Eingriffstück 71.
Das Eingriffstück 71 besitzt
einen Basisbereich einschließlich
einer fluchtenden Oberfläche 72, die
von der Lenkachse 20 abgewandt ist. Die fluchtende Oberfläche 72 fluchtet
mit einer oberen Oberfläche 65 des
Riegelanschlags 60. Das Eingriffstück 71 besitzt des
weiteren einen zweiten begrenzenden Abschnitt 73, der an
dem oberen Teil des Eingriffstücks 71 ausgebildet
ist, so daß er
von der Lenkachse 20 weg gerichtet ist. Der zweite begrenzende
Abschnitt 73 besitzt eine begrenzende Fläche 74,
die sich in einer zur Eingriffsfläche 34 des Eingriffsblocks 33 des
Schloßriegels 30 parallelen
Richtung erstreckt. Der zweite begrenzende Bereich 73 beinhaltet
eine geneigte Oberfläche 75,
die die begrenzende Fläche 74 und
die fluchtende Fläche 72 verbindet. Die
geneigte Oberfläche 75 ist
so ausgebildet, daß die
Entfernung von der Achse L2 des Riegelanschlags 60 in einer
linearen Weise in Richtung der Basisseite des Riegelanschlags 60 von
der distalen Seite abnimmt. Der Winkel θ2 zwischen der Achse L2 und
der geneigten Oberfläche 75 ist
auf 45° eingestellt.
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Die
Betätigung
des Lenkradschlosses 1 wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen
erläutert
werden.
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2A zeigt
das Lenkradschloß 1 in
einem entriegelten Zustand, in, dem der Riegelanschlag 60 in
einer zurückgezogenen
Stellung in dem Schlitz 31 des Schloßriegels 30 gehalten
ist. In diesem Zustand steht der Eingriffsblock 33 des
Schloßriegels 30 mit der
Begrenzungsoberfläche 74 des
zweiten Begrenzungsabschnitts 73 des Riegelanschlags 60 in
Eingriff. Der Schloßriegel 30 ist
des weiteren in einer entriegelten Stellung angeordnet. In dem entriegelten Zustand
dient der zweite Begrenzungsbereich 73 einer Begrenzung
der Bewegung des Schloßriegels 30 aus
der entriegelten Stellung in eine verriegelte Stellung.
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In
dem entriegelten Zustand wird der Motor 10 angetrieben,
um eine Rotation zu erzeugen und das Gestänge 50 mittels des
Getriebemechanismusses 11 in Richtung des Schloßriegels 30 zu
bewegen. Dieses bewegt den Riegelanschlag 60 nach vorne, das
heißt
weiter in den Schloßriegel 30 hinein.
Die Vorwärtsbewegung
des Riegelanschlags 60 macht die Begrenzungsfläche 74 von
dem Eingriffsblock 33 frei. Nachfolgend stößt die Anschlagsfläche 64 des Riegelanschlags 60 gegen
den Schloßriegel 30,
wie in dem Zustand der 2B dargestellt ist.
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In
diesem Zustand wirkt die Feder 43 und bewegt den Schloßriegel 30 in
Richtung der Lenkachse 20. Im Ergebnis gelangt der Eingriffsblock 33 des Schloßriegels 30 in
Kontakt mit der geneigten Oberfläche 75,
wie es in dem Zustand der 3A gezeigt ist.
In diesem Zustand ist die Anschlagfläche 64 von dem Schloßriegel 30 freigegeben.
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Nachfolgend
bewegt sich der Riegelanschlag 60 weiter in den Schloßriegel 30 hinein,
bis der erste begrenzende Bereich 62 mit der inneren unteren
Oberfläche 32 des
Schloßriegels 30 in
Eingriff steht. Im Ergebnis gelangt das Lenkradschloß 1 in den
verriegelten Zustand, in dem der Schloßriegel 30 in der
in 3B dargestellten verriegelten Stellung angeordnet
ist. In diesem Zustand dient der erste Begrenzungsbereich 62 dazu,
die Bewegung des Schloßriegels 30 aus
der verriegelten Stellung in die entriegelte Stellung zu begrenzen.
Der Riegelanschlag 60 wird in diesem Zustand in einer vorspringenden
Stellung gehalten.
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Beim
Freimachen des Schloßriegels 30 von der
Lenkachse 20 aus dem verriegelten Zustand der 3B wird
der Motor 10 angetrieben, um eine Rotation in der umgekehrten
Richtung zu erzeugen. Diese bewegt das Gestänge 50 und den Riegelanschlag 60 mittels
des Getriebemechanismusses 11 nach rückwärts, das heißt von dem
Schloßriegel 30 weg. Wenn
sich der Riegelanschlag 60 nach rückwärts bewegt, gelangt der Eingriffsblock 33 des
Schloßriegels 30 in
Kontakt mit der geneigten Oberfläche 75,
wie es in dem Zustand der 3A dargestellt
ist. In diesem Zustand ist der erste begrenzende Bereich 62 von der
inneren unteren Oberfläche 32 freigemacht.
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Eine
weitere Rückwärtsbewegung
des Riegelanschlags 60 bewegt den Eingriffsblock 33 entlang
der geneigten Oberfläche 75 gegen
die Kraft der Feder 43, bis der Eingriffsblock 33 mit
der Begrenzungsoberfläche 74 in
Eingriff gelangt, wie es in dem Zustand der 2A dargestellt
ist. In der Folge bewegt der Riegelanschlag 60 den Schloßriegel 30 aus der
Schließstellung
in die entriegelte Stellung.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
besitzt die im nachfolgenden beschriebenen Vorteile.
- 1. Zusätzlich
zum Eingriff des Schloßriegels 30 in die
Lenkachse 20 bietet der Eingriff des Riegelanschlags 60 in
den Schloßriegel 30 einen
Antidiebstahleffekt. Dieses ermöglicht,
daß der
Schloßriegel 30 die
geneigten Oberflächen 36 besitzt,
die den Eingriff zwischen dem Schloßriegel 30 und der
Lenkachse 20 in geeigneter Weise lösen. Daher wird die zum Freimachen
des Schloßriegels 30 von
der Lenkachse 20 erforderliche Kraft vermindert. Das Lenkradschloß 1 reduziert
folglich die notwendige Freimachungskraft ohne den Diebstahl verhindernden
Effekt zu beeinflussen.
- 2. In dem verriegelten Zustand begrenzt der erste Begrenzungsabschnitt 62 die
Bewegung des Schloßriegels 30 aus
der verriegelten Stellung in die entriegelte Stellung. Dieses bewahrt
das Lenkradschloß 1 in
dem verriegelten Zustand.
- 3. In dem entriegelten Zustand begrenzt die Begrenzungsfläche 74 des
zweiten Begrenzungsabschnitts 73 die Bewegung des Schloßriegels 30 aus
der entriegelten Stellung in die verriegelte Stellung. Dieses bewahrt
das Lenkradschloß 1 in dem
entriegelten Zustand.
- 4. Die geneigten Oberflächen 36 des
Schloßriegels 30 sichern
das Freimachen des Schloßriegels 30 von
der Lenkachse 20.
- 5. Die Reduzierung der notwendigen Freimachungskräfte verkürzen die
Zeit, in der der Motor 10 aktiviert ist. Dieses verbessert
das Antwortverhalten beim Anlassen des Motors.
- 6. Die Reduzierung der notwendigen Freimachungskraft ermöglicht die
Verwendung eines kleineren Motors 10. Folglich kann die
Größe des Lenkradschlosses 1 verringert
werden.
- 7. Die Reduzierung der notwendigen Freimachungskraft ermöglicht,
daß der
Reduktionsgetriebezug des Getriebemechanismusses 11 ein kleineres
Reduktionsverhältnis
besitzt. Folglich kann die Größe des Lenkradschlosses 1 reduziert werden.
- 8. Der Schloßriegel 30 und
der Riegelanschlag 60 des Lenkradschlosses 1 bilden
eine doppelachsige Struktur. Im Vergleich mit einem Lenkradschloß, das nur
einen Schloßriegel
beinhaltet und eine einachsige Struktur ausbildet, können der Motor 10 und
der Getriebemechanismus 11 näher an der Lenkachse 20 angeordnet
werden. Dieses verbessert den Diebstahl verhindernden Effekt des
Lenkradschlosses 1.
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Es
sollte Fachleuten klar sein, daß die
vorliegende Erfindung in zahlreichen anderen spezifischen Formen
ausgebildet sein kann, ohne den Bereich oder die Idee der Erfindung
zu verlassen. Es sollte insbesondere verstanden werden, daß die Erfindung in
den folgenden Formen ausgebildet sein kann.
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Das
Lenkradschloß kann
in einer Weise ausgebildet sein, daß die zweite Richtung nicht
senkrecht zur ersten Richtung verläuft, solange sich die zweite
Richtung von der ersten Richtung unterscheidet. Es ist nur erforderlich,
daß das
Lenkradschloß 1 den
Schloßriegel 30 und
den Riegelanschlag 60 beinhaltet, die eine doppelachsige
Struktur ausbilden.
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Der
Winkel θ1
muß nicht
20° betragen,
solange er 45° oder
weniger beträgt.
Es ist nicht zu bevorzugen, daß der
Winkel θ1
größer als
45° ist,
da dieses häufig
einen festen Eingriff zwischen dem Schloßriegel 30 und der
Lenkachse 20 verursachen kann. Der Winkel θ2 muß nicht
45° sein,
solange er geringer als 90° ist.
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Anstelle
der Federn 43 und 52 können beliebige Zwangsmittel
verwendet werden.
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Auf
den Oberflächen
des Schloßriegels 30 und
der Lenkachse 20 kann eine Beschichtung aufgebracht sein,
um die notwendige Freimachungskraft zu verringern.
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Anstelle
des Motors 10 kann ein beliebiges Betätigungsmittel verwendet werden.
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Die
Konkav-Konvex-Beziehung zwischen der Lenkachse 20 und dem
Schloßriegel 30 kann
umgekehrt sein.
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Die
vorliegende Erfindung kann für
ein mechanisches Lenkradschloß verwendet
werden. Dieses würde
die Häufigkeit
reduzieren, in der das Lenkrad beim Drehen eines mechanischen Schlüssels leicht
gedreht werden müßte, um
die Eingriffskraft zwischen der Lenkachse und dem Schloßriegel
zu verringern. Im Ergebnis würde
die Nutzungsfreundlichkeit verbessert.
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Die
vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen
müssen
als beispielhaft und nicht beschränkend aufgefaßt werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dort offenbarten Einzelheiten beschränkt, sondern
kann innerhalb des Bereiches und der Äquivalenz der anhängenden
Ansprüche
modifiziert werden.