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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln einer Lenkung
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit ausgestattetes
Lenksystem nach dem Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs.
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Zum
Verriegeln einer Lenkung in einem Kraftfahrzeug sind schon lange
sogenannte Lenkradschlösser bekannt, die am Lenkrad bzw.
an der Lenksäule angeordnet sind und mittels eines Sperrelementes
die Bewegung des Lenkrades bzw. der Lenksäule verhindern.
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Aus
der
DE 10 2005
025 834 A1 ist eine Vorrichtung zum Verriegeln einer Lenkung
bekannt, bei der ein bewegliches Sperrglied, das in Einrastposition
an der Lenkquelle gebracht werden kann, mittels einer elektrischen
Lenkungsverriegelung, d. h. mittels eines elektromotorisch betriebenen
Aktuators, angesteuert und bewegt wird. Demnach ist eine Vorrichtung
zum Verriegeln und Entriegeln einer Lenkung mit einer Verriegelungseinheit
bekannt, die ein bewegliches Sperrelement aufweist, das in ein Einrastelement
eingreift. Die bekannte elektrische Lenkungsverriegelung weist zwar
den Vorteil auf, dass sie nicht manuell betrieben werden muss, befindet sich
aber gleichwohl wie die an sich bekannten Lenkradschlösser
unmittelbar an der Lenkradsäule bzw. Lenkwelle und muss
somit recht hohe Momente bzw. Kräfte bei der Verriegelung
auffangen. Dies wiederum erfordert eine relativ großzügig
und belastbar ausgelegte Konstruktion.
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Aus
der
DE 603 06 694
T2 ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Verriegelung einer
Lenkung in einem Kraftfahrzeug bekannt, bei der beispielsweise auf
der Hochmomentenseite an der Lenkwelle bzw. Lenksäule eine
Verriegelungseinrichtung vorgesehen ist (s. dortige
1).
Alternativ dazu wird dort auch vorgeschlagen eine Verriegelungseinrichtung
an der Niedrigmomentenseite (s. insbes. dortige
2)
vorzusehen, die dort auf eine ein Moment übertragende Welle
wirkt, insbesondere auf die Antriebswelle eines als elektrischen
Motor ausgebildeten Unterstützungsantriebs wirkt, wobei
die Verriegelungseinheit mindestens ein bewegliches Verriegelungselement, in
Gestalt eines Verriegelungsstiftes „25”, aufweist, das
bzw. der in einen Eingriffsabschnitt eingreift, nämlich
in ein in der Welle „35” vorgesehenes Eingriffsloch „41” eingreift.
Diese Lösung erfordert spanbearbeitende Maßnahmen
(Bohren und/oder Fräsen) an der Welle zur Herstellung solcher
Eingriffslöcher, was eine gewissen Herstellungsaufwand
bedeutet und zudem die Stabilität der Welle selbst schwächt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art
unter Überwindung der genannten Nachteile in vorteilhafter
Weise zu verbessern. Insbesondere soll eine Vorrichtung zur Verriegelung
einer Lenkung in einem Kraftfahrzeug vorgeschlagen werden, die im
Niedrigmomentenbereich auf eine Welle wirkt, wobei der Antrieb der
Welle, der insbesondere eine Unterstützungsantrieb für das
Lenksystem darstellt und z. B. als Elektromotor ausgebildet ist,
im Verriegelungszustand gegen mechanische Überlastung geschützt
ist. Außerdem soll ein damit ausgestattetes Lenksystem
vorgeschlagen werden.
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Die
Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie durch ein Lenksystem mit den Merkmalen des
nebengeordneten Anspruchs.
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Demnach
wird vorgeschlagen, die Verriegelungseinheit mit einem Einrastelement
auszustatten, das mit mindestens einem Eingriffsabschnitt versehen
ist und mittels eines Kupplungselementes mit der Welle verbindbar
ist.
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Vorzugsweise
ist das Kupplungselement als eine Rutschkupplung ausgebildet, die
zwischen der Welle und dem Einrastelement angeordnet ist. Dies kann
z. B. durch einen gewellten Ring realisiert werden, der auf die
Welle gesteckt ist und an dem das Einrastelement, insbesondere dessen
Innenwandung, anliegt.
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Durch
diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wirkt
die Verriegelung auf der Niedrigmomentenseite an der angetriebenen
Welle, die bloß ein relativ geringes Unterstützungs-Moment übertragen muss.
Dabei greift das Verriegelungselement in das Einrastelement ein,
welches selbst nicht Bestandteil der Welle ist. An der Welle selbst
müssen keine Eingriffslöcher oder dergleichen
vorgesehen werden. Das Einrastelement ist als separates Bauteil
ausgeführt und wird über das Kupplungselement
form- und/oder kraftschlüssig mit der Welle verbunden,
wobei das Kupplungselement bei einer drohenden Überlastung
des Antriebs durchrutschen kann, um den Antrieb und damit auch das
Lenksystem selbst vor Schaden zu bewahren. Das Auslösemoment bzw.
der Momentenschwellwert, der dem Übergang zu einem Überlastungszustand
entspricht, kann z. B. durch Dimensionierung des Kupplungselementes
genau definiert bzw. eingestellt werden.
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Vorzugsweise
befindet sich die Verriegelungseinheit direkt auf oder an einer
Antriebs- bzw. Motorwelle eines Unterstützungsantriebs,
der in dem Lenksystem angeordnet ist und das unterstützende Moment
liefert. Wenn beispielsweise der Unterstützungsantrieb
als Elektromotor ausgebildet ist, kann die Verriegelungseinheit
platzsparend zwischen Elektromotor und Steuergerät angeordnet
werden.
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Das
erfindungsgemäße Lenksystem zeichnet sich dadurch
aus, dass zur Verriegelung der Lenkung die Verriegelungseinheit
auf der Niedrigmomentenseite angeordnet ist, wobei die Verriegelungseinheit
mit einem Einrastelement auszustatten, das mit mindestens einem
Eingriffsabschnitt versehen ist und mittels eines Kupplungselementes
mit der Welle verbindbar ist. Es wird also unmittelbar in demjenigen Bereich
des Lenksystems verriegelt, wo das unterstützende Moment
von einem Unterstützungsantrieb, vorzugsweise einem Elektromotor,
erzeugt wird. Dabei stellt das Kupplungselement eine definierbare Überlastschutzfunktion
dar.
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Bei
den für die Erfindung in Frage kommenden Lenksysteme wird
von einem Untersetzungsverhältnis von etwa 20 ausgegangen,
so dass die auf der Niedrigmomentenseite am Unterstützungsantrieb auftretenden
Momente um einen entsprechenden Faktor 20 geringer sind als die
auf der Hochmomentenseite, also an der Lenksäule selbst.
Somit kann bei der Ausgestaltung der hier vorgeschlagenen Vorrichtung
bzw. Verriegelungseinheit mit deutlich kleiner bzw. schwächer
dimensionierten Bauteilen vorgegangen werden. Der Überlastungsschutz
wirkt auch auf die Verriegelungseinheit selbst und erlaubt deshalb
eine weitere schwächere und damit platzsparendere und kostengünstigere
Bauteiledimensionierung, die vorzugsweise mit Kunststoff realisiert werden
kann.
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Besonders
bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Demnach
ist es vorteilhaft, wenn das Einrastelement als ein Raststern ausgebildet
ist, der auf der Welle angeordnet ist, wobei der Raststern mehrere als
Rastungen ausgebildete Eingriffsabschnitte aufweist. Vorzugsweise
besteht das mindestens eine bewegliche Verriegelungselement auch
aus einem Sperrbolzen, der zum Verriegeln der Lenkung in das Einrastelement,
insbesondere in eine seiner Rastungen, eingreift. Dabei können
ein oder mehrere weitere Verriegelungselemente vorgesehen sein,
die auf den Sperrbolzen wirken und den Eingriff herstellen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform sind dabei zwei Verriegelungselemente
koaxial zueinander ausgerichtet. Ein Verriegelungselement ist z.
B. als ein bewegliches Aufnahmeteil ausgebildet. Das andere Verriegelungselement
ist ein darin verschiebbar gelagerten, insbesondere elastisch verschiebbar gelagerten, Sperrbolzen.
Dabei kann in dem Aufnahmeteil noch ein elastisches Element, insbesondere eine
Druckfeder, angeordnet sein, die auf den in dem Aufnahmeteil verschiebbar
gelagerten Sperrbolzen wirkt. Zudem kann der Sperrbolzen einen Stift
aufweisen, der in einem Langloch, das an dem Aufnahmeteil vorgesehen
ist, geführt wird. Durch diese Anfederung wird der Eingriff
immer sichergestellt, auch dann, wenn das Einrastelement sich zunächst
nicht in einer optimalen Einrastposition zum Sperrbolzen befinden
sollte.
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In
einer alternativen Ausführungsform sind die zwei beweglichen
Verriegelungselemente parallel zueinander ausgerichtet. Dabei ist
das eine Verriegelungselement als ein bewegliches Halterungsteil
ausgebildet. Als zweites Verriegelungsteil ist ein Sperrbolzen daran
verschiebbar angeordnet, insbesondere elastisch verschiebbar angeordnet.
Zudem kann an dem Halterungsteil und/oder an dem Sperrbolzen ein
elastisches Element, insbesondere eine Drehfeder angeordnet sein,
die auf den an dem Halterungsteil verschiebbar angeordneten Sperrbolzen
wirkt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Sperrbolzen und/oder
das Halterungsteil eine Aussparung aufweist, mittels der der Sperrbolzen
parallel zu dem Halterungsteil geführt wird. Auch bei dieser
Konstruktion ergibt sich eine optimale Anfederung des Sperrbolzens.
Zudem erlaubt die parallele Anordnung der Verriegelungselemente
eine sehr kompakte Bauweise.
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Auch
ist es vorteilhaft, wenn die Verriegelungseinheit einen Aktuator,
insbesondere einen elektromotorisch betreibbaren Aktuator, aufweist,
der das mindestens eine bewegliche Verriegelungselement, insbesondere
das Aufnahmeteil bzw. das Halterungsteil, antreibt. Dabei kann vorgesehen
sein, dass der insbesondere elektromotorisch betreibbare Aktuator über
mindestens ein Getriebe das mindestens eine bewegliche Verriegelungselement
antreibt. Vorzugsweise weist das mindestens eine Getriebe eine Zahnradstufe
und/oder eine Gewindespindel mit einer Gewindehülse auf,
wobei die Gewindehülse in oder an dem Aufnahmeteil bzw.
dem Halterungsteil ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich
dazu weist das mindestens eine Getriebe ein Schneckengetriebe und/oder
ein Kurvengetriebe auf.
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Bevorzugt
kann die Verriegelungseinheit auch mindestens einen Sensor, insbesondere
einen Hall-Sensor aufweisen, der die Position und/oder Bewegung
des mindestens einen beweglichen Verriegelungselements, insbesondere
des Aufnahmeteils bzw. des Halterungsteils, erfasst. Dabei ist es
vorteilhaft, wenn die Verriegelungseinheit zwischen dem Unterstützungsantrieb
und einem dafür vorgesehenen Steuergerät angeordnet
ist. Auch ist es vorteilhaft, wenn eine elektronische Steuerungsschaltung für
den elektromotorisch betreibbaren Aktuator vorgesehen ist, die in
dem Steuergerät integriert ist.
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Das
erfindungsgemäße Lenksystem ist vorzugsweise ein
mit einem Unterstützungsantrieb ausgestattetes Lenksystem,
wobei der Unterstützungsantrieb vorzugsweise als Elektromotor
ausgebildet ist. Demnach eignet sich die Erfindung insbesondere zur
Realisierung in einer Elektrolenkung.
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Nachfolgend
werden die Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile im
Detail anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben.
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Die 1 zeigt
den Grundaufbau eines Lenksystems, das mit einem als Elektromotor
ausgebildeten Unterstützungsantrieb versehenen ist.
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Die 2 zeigt
gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
den Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit Verriegelungseinheit, die direkt an dem als Elektromotor ausgebildeten
Unterstützungsantrieb angeordnet ist.
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Die 3a.b
zeigen dazu eine Querschnittsdarstellung bzw. dreidimensionale Ansicht
mit Details der in der Vorrichtung vorgesehenen Verriegelungseinheit.
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Die 4 zeigt
die Vorrichtung im nicht-montierten Zustand und veranschaulicht
somit noch weiter ihren Aufbau.
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Die 5a,
b zeigen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
einen alternativen Aufbau einer parallel erfindungsgemäßen
Verriegelungseinheit.
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Die 1 zeigt
als Ausgangssituation für die Erfindung in einer Gesamtansicht
ein Lenksystem, das als Elektrolenkung ausgeführt ist.
Das Lenksystem weist dazu insbesondere einen Unterstützungsantrieb 1 auf,
der als Elektromotor ausgestaltet ist. Außerdem weist das
Lenksystem ein Steuergerät 2 auf, das mit dem
Unterstützungsantrieb elektrisch verbunden ist und diesen
ansteuert. Neben weiteren Elementen weist das Lenksystem insbesondere
eine Lenksäule 10 auf, an welcher herkömmlicher
Weise Verriegelungsvorrichtungen bzw. Lenkradschlösser angebracht
werden. Erfindungsgemäß wird nun im Niedermomentenbereich
des Lenksystems, insbesondere zwischen dem Unterstützungsantrieb 1 und dem
Steuergerät 2 eine Vorrichtung zum Verriegeln der
Lenkung angeordnet, die eine noch näher beschriebene Verriegelungseinheit
aufweist, die auch eine Überlastschutzfunktion bereitstellt.
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Die 2 zeigt
als erstes Ausführungsbeispiel eine derartige Anordnung,
wobei die Verriegelungseinheit 20 im Bereich der Antriebswelle 3 des Unterstützungsantriebs 1 angeordnet
ist. In dem hier gezeigten konkreten Beispiel ist Verriegelungseinheit 20 an
einem Ende der Motorwelle 3 des Elektromotors 1 angeordnet.
Auf der Motorwelle 3 ist ein Raststern 4 angebracht,
in den ein bewegliches Verriegelungselement der Verriegelungseinheit 20 eingreift. Der
Raststern 4 weist mehrere Eingriffabschnitte bzw. Rastungen
auf und ist vorzugsweise mittels eines gewellten Ringes 5,
der ein Kupplungselement darstellt, mit der Motorwelle 3 so
verbunden, dass das Drehmoment des Motors 1 direkt auch
auf den Raststern 4 wirkt. Dabei stellt das Kupplungselement eine
definierbare Rutschkupplung dar, die im Verriegelungszustand den
Elektromotor, aber auch die anderen damit verbundenen Bauteile und
-gruppen einschließlich der Verriegelungseinheit 20 gegen
mechanische Überlastung schützt. Das in den Raststern 4 eingreifende
Verriegelungselement ist vorzugsweise als Sperrbolzen ausgebildet,
der passend zu Rastungen des Raststerns geformt ist.
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Wie
auch anhand der 3a und 3b zu sehen
ist, befindet sich im Verriegelungszustand der bewegliche Sperrbolzen 25 in
einer Rastung 4* des Raststerns 4 und blockiert
somit die Drehung der Motorwelle 3. Dabei wird mittels
des Kupplungselements bzw. des gewellten Ringes 5 ein definierbarer Moment
im Sollwert eingestellt, bis zu dem eine Verriegelung wirkt. Der
gewellte Ring 5 entspricht demnach einer Überlastkupplung
mit einem vorgebbaren Auslösemoment, das beispielsweise
5 Nm betragen kann. Aufgrund des Untersetzungsverhältnisses
der Lenkung von beispielsweise 20 ergibt sich auf der Hochmomentenseite
bzw. auf der Lenkwellenseite ein entsprechendes Auslösemoment
von 100 Nm. Da aber die Verriegelung im Niedrigmomentenbereich stattfindet,
können die Kupplung und auch der Raststern 4 wesentlich
kleiner dimensioniert werden. Dasselbe gilt auch für die
gesamte Verriegelungseinheit 20, die nachfolgend noch näher
beschrieben wird.
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Die 3a und 3b zeigen
dazu näher im Detail den Aufbau der Verriegelungseinheit 20 gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel. Die Verriegelungseinheit 20 enthält
im wesentlichen ein erstes Verriegelungselement, das als Aufnahmeteil 24 ausgestaltet
ist, in dem wiederum ein zweites Verrieglungselement, nämlich
der Sperrbolzen 25, federnd gelagert und geführt
wird, um zwecks Verriegelung der Lenkung in den Raststern 4 einzugreifen.
Dazu wird das Aufnahmeteil 24 über einen Aktuator
bewegt. Der Aktuator ist hier ein kleiner Elektromotor 21,
der über mehrere Gewindeteile 22, 23a und 23b das
Aufnahmeteil 24 bewegt, in dem wiederum der Sperrbolzen 25 gelagert
ist und mittels einer Druckfeder 27 elastisch angefedert
wird.
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Um
den Sperrbolzen 25 in Eingriff mit dem Raststern 4 zu
bringen, treibt der kleine Elektromotor 21 über
eine Zahnradstufe 22 eine Gewindespindel 23a an,
die wiederum auf eine Gewindehülse 23b wirkt,
die in dem Aufnahmeteil 24 integriert ist. Somit wird die
Rotationsbewegung des Elektromotors 21 in eine translatorische
Axialbewegung der beiden Verriegelungselemente, nämlich
Aufnahmeteil 24 und Sperrbolzens 25, umgesetzt.
Die im Aufnahmeteil 24 befindliche Druckfeder 27 sorgt
für eine elastische Anfederung des Sperrbolzens, wobei
die Federwirkung durch Materialwahl und Dimensionierung der Feder
eingestellt werden kann.
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Wie
die 3b zur weiteren Veranschaulichung der Funktionsweise
zeigt, wird der Sperrbolzen 25 mittels eines Stiftes 26,
der sich in einem Langloch 28 befindet, axial geführt.
Das Langloch 28 definiert zumindest den unteren Anschlagspunkt
für die Rückführung bzw. für
die axiale Rückwärtsbewegung des Sperrbolzens 25.
Der Sperrbolzen 25 ist hier koaxial zum Aufnahmeteil 24 bzw.
zur Gewindehülse 23b angeordnet und wird über
die axiale Verstellung der Gewindehülse 23b und
damit mit dem gesamten Aufnahmeteil 24 bewegt. Dabei sorgt
die Anfederung durch die Druckfeder 27 stets für
eine erfolgreiche Verriegelung, auch für den Fall, dass
der Raststern 4 mit seinen Rastungen 4* zunächst
nicht optimal positioniert sein sollte, d. h. die Spitze des Sperrbolzens 25 zunächst
auf einen Zahn des Raststerns 4 stoßen sollte.
Sobald die Welle 3 sich dann etwas dreht, drückt
die Druckfeder 27 den Sperrbolzen 25 mit seiner
Spitze in die nächste Rastung 4* und führt
somit sofort eine wirksame Verriegelung herbei.
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Zur
Entriegelung wird der Aktuator 21 aktiviert, so dass sich
der Sperrbolzen 25 zusammen mit dem Aufnahmeteils 24 zurückzieht.
Dazu wird die Drehung des Aktuators bzw. Elektromotors 21 umgekehrt
und somit ergibt sich über die Getriebeteile 22, 23a und 23b eine
Aufwärtsbewegung der beiden Verriegelungselemente, d. h.
des Aufnahmeteils 24 und des Sperrbolzens 25.
Die führt schließlich zur Freigabe des Raststerns 4 und
somit zur Entriegelung der Lenkung.
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Die 4 veranschaulicht
nochmals den Aufbau der beschriebenen Verriegelungseinheit, wobei
insbesondere das als gewellter Ring 5 ausgeführte
Kupplungselement 5 im ausgebauten Zustand zu sehen ist.
Damit wird eine Rutschkupplung realisiert, die einen sicheren Überlastschutz
für den die Welle 3 antreibenden Elektromotor
darstellt, aber auch die anderen Bauteile, einschließlich der
Verriegelungseinheit selbst vor Überlastung schützt.
Es sind viele ähnliche Kupplungselemente denkbar.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung zeigen die 5a und 5b.
Demnach kann der Sperrbolzen 25' auch derart gelagert sein,
dass er nicht koaxial zu der Gewindehülse 23b angeordnet ist.
In dem hier gezeigten Beispiel wird der Sperrbolzen 25' parallel
zur Gewindespindel 23a bzw. zur Gewindehülse 23b in
einem damit verbundenen Aufnahmeteil 24' gelagert, wodurch
sich eine kompaktere Bauweise ergibt. Die Anfederung des Sperrbolzens 25' wird
durch eine Drehfeder 27' erzielt. Insgesamt ergibt die
Konstruktionsvariante eine größere Gestaltungsmöglichkeit
für die Verriegelungseinheit.
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Anstelle
des hier gezeigten und beschriebenen Getriebes, das eine Zahnradstufe
mit Gewindespindel umfasst, ist es auch denkbar, ein Schneckengetriebe
mit Kurvengetriebe einzusetzen. Auch andere Getriebeformen sind
denkbar.
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Die
hier vorgeschlagene Erfindung zeichnet sich insbesondere durch den
Vorteil aus, dass die Bauteile relativ klein und schwach dimensioniert
werden können und trotzdem eine sehr sichere und zuverlässige
Verriegelung der Lenkung bewirken. Die Erfindung kann in allen Lenksystemen
zum Einsatz kommen, ist aber insbesondere für Elektrolenkungen geeignet.
Dabei kann der Unterstützungsantrieb bzw. Elektrotor auch
z. B. an der Lenksäule angeordnet werden, und muss nicht
zwingend koaxial oder parallel zur Zahnstange angeordnet sein. In
allen Varianten wird die Erfindung immer auf der Niedrigmomentenseite
eingesetzt. Demnach kann die Verriegelungseinheit auch z. B. auch
auf einer Schneckenwelle angeordnet werden. Zur besseren Steuerung
und Überwachung der vorzugsweise elektrisch angetriebenen
Verriegelungseinheit sind Sensoren, insbesondere Hall-Sensoren,
vorgesehen.
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Wie
oben beschrieben wird (s. auch 1), kann
die Verriegelungseinheit 20 bei einer Elektrolenkung insbesondere
im Bereich zwischen Elektromotor 1 und Steuergerät 2 angebracht
werden. Hierbei wird vorzugsweise im äußeren Bereich
der Motorwelle 3 der Raststern 4 aufgebracht,
wobei dieser über einen gewellten Ring 5 mit der
Motorwelle verbunden wird. Dadurch bildet sich eine Überlastkupplung,
die mit einem definierten Auslösemoment versehen werden
kann. Aufgrund der Untersetzung stellt sich ein sehr geringes Auslösemoment
ein, wodurch die Kupplung und der Raststern 4 sowie auch
die übrigen Bauteile wesentlich kleiner dimensioniert werden
können, als dies im Stand der Technik der Fall ist. Zudem
kann die Verriegelungseinheit 20 auch in die Nähe
des Steuergerätes 2 gebracht werden. Somit werden
keine zusätzlichen Stromkabel bzw. Steuerungskabel für
die Ansteuerungselektronik benötigt.
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Vorzugsweise
hat die Verriegelungseinheit 20 einen elektromotorisch
betriebenen Aktuator, der das Sperrelement bzw. den Sperrbolzen 25 bewegt. Hierzu
ist z. B. ein kleiner Elektromotor 21 geeignet, der über
eine Zahnradstufe 22 eine Gewindespindel 23a in
Drehung versetzt. Die damit verbundene Gewindehülse 23b setzt
diese Drehung bzw. Rotationsbewegung in eine Längsverschiebung
bzw. Axialbewegung des Aufnahmeteils 24 um und treibt somit den
Sperrbolzen 25 an, um in die verriegelte bzw. entriegelte
Position gebracht zu werden.
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Durch
Anfederung des Sperrbolzens 25 mittels eines elastischen
Elementes, wie z. B. der Druckfeder 27, wird eine flexible
aber sichere Verriegelung hergestellt. Die Endstellungen der Gewindehülse 23b bzw.
des Aufnahmeteils 24, können durch Endschalter
und/oder Hall-Sensoren erfasst werden. Eine Ansteuerungselektronik
kann in die Steuerung 2 integriert werden. Das eine Zahnrad
der Zahnradstufe 22 und die damit verbundene Gewindespindel 23a sind
vorzugsweise einteilig bzw. einstückig ausgebildet. Die
Gewindehülse 23b wird axial geführt,
wobei der Sperrbolzen 25 dazu koaxial angeordnet sein kann
(siehe erstes Ausführungsbeispiel) oder auch parallel dazu
angebracht werden kann (siehe zweites Ausführungsbeispiel).
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Die
zweite Ausführungsform (5a und 5b)
hat insbesondere den Vorteil, dass die Lagerung des Sperrbolzens 25' über
eine lange Führung erfolgen kann. Die freie Aufhängung
in dem Aufnahmeteil 24 vermindert die Verklemmungs- bzw.
Verkantungsgefahr. Der Sperrbolzen 25' ist außerdem über
eine Drehfeder 27' angefedert, um eine sichere Verriegelung
auch für den Fall zu bewirken, dass der Sperrbolzen 25' auf
einen Zahn des Raststerns 4 trifft.
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Zusammenfassend
und insbesondere mit Verweis auf 3a wird
hier eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Verriegelungseinheit
(20) aufweist, die auf der Niedrigmomentenseite eines Lenksystems
angeordnet ist und dort auf eine ein Moment übertragende
Welle (3) wirkt, wobei die Verriegelungseinheit (20)
mindestens ein bewegliches Verriegelungselement (24, 25)
aufweist, das in einen Eingriffsabschnitt eingreift, und wobei die
Verriegelungseinheit (20) ein Einrastelement (4)
aufweist, das mit mindestens einem Eingriffsabschnitt (4*)
versehen ist und mittels eines Kupplungselementes (5) mit
der Welle (3) verbindbar ist. Vorzugsweise ist das Kupplungselement
(5) als eine Rutschkupplung zwischen der Welle (3)
und dem Einrastelement (4) ausbildet.
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Die
hier vorgeschlagene Erfindung ist insbesondere für den
Einsatz in Elektrolenkungen geeignet.
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- 1
- Unterstützungsantrieb
(Elektromotor für Lenksystem)
- 2
- Steuergerät
- 3
- Motorwelle
des Unterstützungsantriebs
- 4
- Einrastelement
(Raststern)
- 4*
- Eingriffabschnitte
(Rastungen)
- 5
- Kupplungselement
(gewellter Ring), als Rutschkupplung ausgeführt
- 10
- Lenksäule
- 20
- Verriegelungseinheit
- 21
- Aktuator
für Verriegelung (kleiner Elektromotor)
- 22
- Zahnradstufe
(Teil des Getriebes)
- 23a
- Gewindespindel
(Teil des Getriebes)
- 23b
- Gewindehülse
((Teil des Getriebes)
- 24
- Aufnahmeteil
(erstes Verriegelungselement; mit Gewindehülse 23b versehen)
- 24'
- Halterungsteil
(alternatives erstes Verriegelungselement; mit Gewindehülse 23b versehen)
- 25
- Sperrbolzen
(zweites Verriegelungselement; im Aufnahmeteil 24 koaxial
gelagert oder am Halterungsteil 24' parallel angelagert)
- 26
- Stift
- 27,
27'
- elastisches
Element (Druckfeder oder Drehfeder)
- 28
- Langloch
(als Führung für Stift)
- 30
- Gehäuse
der Verriegelungseinheit
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005025834
A1 [0003]
- - DE 60306694 T2 [0004]