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Die Erfindung betrifft eine elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung (ESL), mit der das Drehen des Lenkrades beim Parken eines Fahrzeugs elektrisch verriegelt wird.
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In den letzten Jahren sind Fahrzeuge mit einer elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung, mit der zum Verhindern des Diebstahls das Drehen des Lenkrades beim Parken verriegelt wird, verfügbar. Bei solcher elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung wird ein elektrischer Stellantrieb, wie ein elektrischer Motor, durch Erfassung des Ausschaltens des Anlassschalters im Betriebszustand des Fahrzeugmotors eingeschaltet. Dann wird ein Verriegelungselement durch den elektrischen Stellantrieb verschoben. Somit greift das Verriegelungselement in eine Lenkwelle ein und das Lenkrad wird verriegelt. Weiterhin ist die o.g. Lenkradschloßeinrichtung so ausgebildet, dass durch Erfassung des Einschaltens des Anlassschalters beim Stillstand des Fahrzeugmotors der elektrische Stellantrieb eingeschaltet wird und mit diesem elektrischen Stellantrieb das Verriegelungselement in die Entriegelungsposition verschoben wird, wodurch das Eingreifen des Verriegelungselementes in die Lenkwelle gelöst wird und das Drehen des Lenkrades ermöglicht wird.
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Die o.g. elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung weist ein Gehäuse auf, welches mit Schrauben usw. an der Lenksäule des Fahrzeugs befestigt wird. Dieses Gehäuse weist ferner einen Kasten und eine die Öffnung des Kastens sperrende Klappe auf, wobei der Kasten im befestigten Zustand nach unten geöffnet ist. Im Gehäuse sind das Verriegelungselement, der elektrische Stellantrieb, eine Leiterbahn usw. aufgenommen, wobei auf der Leiterbahn ein Stromkreis zur Steuerung des elektrischen Stellantriebs angeordnet ist. In der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung sind eine Fremdtromsquelle und ein als elektrisches Verbindungsmittel zum Verbinden mit dem Steuergerät dienender Innenstecker angeordnet, wobei durch die Fremdstromquelle der Strom und das Steuersignal dem elektrischen Stellantrieb und der Leiterbahn zugeführt werden.
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In der
JP-A-2009-096299 ist offenbart, dass bei einer elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung die Zugänglichkeit zum Verbinden eines Außensteckers mit einem Innenstecker erhöht wird, indem in einer an einer Seitenfläche des Kastens des Gehäuses ausgebildeten Aussparung ein Ende des Innensteckers derart angeordnet ist, dass das Ende des Innensteckers nicht aus dem Gehäuse hervorragt.
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Normalerweise wird die elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung aufgrund des Bauraums usw. meistens an der unteren Seite der Lenksäule befestigt. Bei der Erfindung gemäß
JP-A-2009-096299 ist die elektrische betätigte Lenkradschloßeinrichtung an der unteren Seite der Lenksäule angeordnet, wobei der Außenstecker mit dem am Seitenteil des Gehäuses angeordneten Innenstecker verbunden ist. In solchem Fall wird der sich aus dem Seitenteil der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung erstreckende Leitungssatz des Außensteckers durch das an der Lenksäule angeordnete Band zusammen mit den Leitungssätzen der benachbarten elektrischen Bauteile gebündelt. Der Leitungssatz erstreckt sich somit in Richtung der Lenksäule, die oberhalb des Leitungssatzes positioniert ist. Dieser Leitungssatz wird dann an der Lenksäule entlang angeordnet und mit der im Bereich der Lenksäule angeordneten Steuereinheit, Stromquelle usw. verbunden.
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Falls der Leitungssatz auf die o.g. Art und Weise angeordnet ist, liegen der Innenstecker der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung und der mit diesem verbundene Außenstecker unterhalb des gebündelten Teils. Somit konnten im Fahrgastraum vergossene Getränke oder ein aufgrund von Kondensation entstandener Wassertropfen über den Leitungssatz den Außenstecker erreichen. Das Getränk oder der Wassertropfen konnte dann über den Innenstecker in die elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung geführt werden. Falls der Wassertropfen usw. in die elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung geführt wird, kann ein Kurzschluss usw. entstehen. Dieser Kurzschluss kann den Defekt der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung verursachen.
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Zum Lösen eines solchen Problems kann ein kostspieliger wasserdichter Verbinder oder eine Manschette verwendet werden. Hierzu entsteht jedoch ein anderes Problem, dass die Herstellungskosten erhöht werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung zu schaffen, mit welcher die Wasserdichtheit mit einer einfachen Konstruktion ohne Kostensteigerung erhöht wird.
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Die Aufgabe wird bei einer elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung, mit einem Verriegelungselement, das durch Eingreifen in eine Lenkwelle des Fahrzeugs das Drehen des Lenkrades verhindert, einem elektrischen Stellantrieb, mit dem die Antriebskraft zur Verschiebung des Verriegelungselementes erzeugt wird, einem Innenstecker als ein elektrisches Verbindungsmittel zur Verbindung mit dem Fremdstromquelle, die zum Eispeisen des Stroms in den elektrischen Stellantrieb dient, einem Gehäuse, das einen Kasten und eine die Öffnung des Kastens sperrende Klappe umfasst, wobei der Kasten beim befestigten Zustand mit einer Lenksäule, die die Lenkwelle drehbar aufnimmt, nach unten geöffnet ist, wobei mindestens das Verriegelungselement und der elektrische Stellantrieb im Gehäuse aufgenommen sind, dadurch gelöst, dass an der Klappe des Gehäuses eine durchgehende Bohrung ausgebildet ist, durch die der Innenstecker und der sich an die Fremdstromquelle anschließende Außenstecker miteinander verbunden werden können.
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Die Erfindung nach Anspruch 2 ist gegenüber der Erfindung nach dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im montierten Zustand mit dem Fahrzeug eine nach oben geöffnete U-förmig gekrümmte Krümmung an einem Teil eines Leitungssatzes ausgebildet ist, wobei sich dieser Leitungssatz aus dem mit dem Innenstecker verbundenen Außenstecker nach unten erstreckt.
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Die Erfindung nach Anspruch 3 ist gegenüber der Erfindung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse eine Aufnahme ausgebildet ist, in die eine Leiterbahn eingeführt werden kann, wobei auf der Leiterbahn ein Stromkreis zur Steuerung des elektrischen Stellantriebs angeordnet ist, und dass der Innenstecker an einem der durchgehenden Bohrung der Klappe gegenüberstehenden Ende der Leiterbahn einstückig befestigt ist.
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Die Erfindung nach Anspruch 4 ist gegenüber der Erfindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehende Bohrung der Klappe als eine Bohrung ausgebildet ist, welche keine Aussparung aufweist.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 1 ist die durchgehende Bohrung an der die untere Öffnung des Kastens des Gehäuses überdeckenden Klappe ausgebildet, wobei die elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung an der Lenksäule befestigt ist. Da der Innenstecker und der Außenstecker über die durchgehende Bohrung miteinander verbunden werden können, liegen der Innenstecker und der Außenstecker auf der Unterseite der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung. Somit kann der Wassertropfen usw. nicht den Innenstecker erreichen, wenn der Wassertropfen usw. auch den mit dem Außenstecker verbundenen Leitungssatz den Außenstecker entlang erreicht. Auf diese Weise kann die hohe Wasserdichtheit verwirklicht werden. Somit kann ein Defekt der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung, welcher beispielsweise durch den Kurzschluss verursacht wird, verhindert werden. Weiterhin ist keine große Aussparung nötig, welche bei der bekannten Technik nötig ist, da die durchgehende Bohrung an der Klappe des Gehäuses ausgebildet ist. Hierdurch kann die durch die Aussparung verursachende Verschlechterung der Festigkeit des Kastens verhindert werden. Die obigen Effekte und Wirkungen sind einfach durch die Veränderung der Anordnung des Innensteckers erreichbar. Da kein kostspieliger, wasserdichter Anschluss usw. nicht nötig ist, kann die Kostensteigerung der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung verhindert werden.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 2 ist die U-förmige Krümmung an einem Teil des Leitungssatzes, der aus dem mit dem Innenstecker verbundenen Außenstecker nach unten geleitet ist, ausgebildet. Somit kann der mit dem Eigengewicht die Krümmung erreichte Wassertropfen usw. gegen die Gravitation nicht den Außenstecker oder den Innenstecker, der oberhalb der Krümmung liegt, erreichen. Auf diese Weise kann die hohe Wasserdichtheit der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung erreicht werden.
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Gemäß der Erfindung nach Anspruch 3 ist der Innenstecker am Ende der Leiterbahn, welches der durchgehenden Bohrung gegenübersteht, ausgebildet, wobei die Leiterbahn in der im Kasten 3 des Gehäuses ausgebildeten Aufnahme aufgenommen ist. Nachdem die Leiterbahn durch Einführen dieser Leiterbahn aus der unteren Öffnung des Kastens in diesen Kastens in der Aufnahme aufgenommen wird, können die Klappe und der Innenstecker lediglich durch Überdecken der unteren Öffnung des Kastens mit der Klappe leicht zusammen montiert werden. Somit kann die Montierbarkeit erhöht werden. Da bei der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung nach dem Anspruch 1 oder 2 die hohe Wasserdichtheit erreicht wird, sind Dichtelemente, wie z.B. eine Manschette, am Spalt zwischen dem Innenstecker (oder dem Außenstecker) und der durchgehenden Bohrung der Klappe nicht mehr notwendig. Da die Anzahl des Bauteils reduziert wird, können die Vereinfachung der Konstruktion und die Senkung der Herstellungskosten erreicht werden.
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Da bei der Erfindung nach dem Anspruch 4 die durchgehende Bohrung der Klappe als geschlossene Bohrung ausgebildet ist, ist eine die Spannungskonzentration verursachte Kerbe (Aussparung) nicht mehr notwendig. Somit kann die hohe Festigkeit der Klappe erreicht werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand Ausführungsbeispiele zeigender Zeichnung näher erklärt. Es zeigen:
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1 ein perspektivisches Bild der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung im montierten Zustand,
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2 eine von unten gesehene Draufsicht der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung,
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3 ein vertikales Schnittbild der im geschlossenen Zustand liegenden erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung,
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4 ein Schnittbild entlang der A-A Linie in 3,
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5 eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung,
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6 eine von unten gesehene Draufsicht des Kastens der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung und
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7 ein perspektivisches Bild, in dem ein Verfahren zur Montage der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung in den Kasten der Leiterbahn gezeigt ist.
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1 zeigt ein perspektivisches Bild der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung im montierten Zustand. 2 zeigt eine von unten gesehene Draufsicht der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung. 3 zeigt ein vertikales Schnittbild der im geschlossenen Zustand liegenden erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung. 4 zeigt ein Schnittbild entlang der A-A Linie in 3. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung. 6 zeigt eine von unten gesehene Draufsicht des Kastens der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung. 7 zeigt ein perspektivisches Bild, in dem ein Verfahren zur Montage der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung in den Kasten der Leiterbahn gezeigt ist.
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Die erfindungsgemäße elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung 1 dient zur Verriegelung/Entriegelung des Drehens der in 1 gezeigten Lenkwelle (Lenkrad) 50, wobei diese Lenkwelle 50 an der zylindrischen Lenksäule 51 angeordnet ist (s. 1). Durch die Lenksäule 51 ist die Lenkwelle 50 drehbar durchgegangen. Am oberen Ende der Lenkwelle 50 ist ein Lenkrad befestigt. Mit dem unteren Ende der Lenkwelle 50 ist ein nicht gezeigtes Lenkgetriebegehäuse verbunden. Falls der Fahrer das Lenkrad betätigt (dreht), wird die Drehung über die Lenkwelle 50 in das Lenkgetriebegehäuse übertragen. Hierdurch wird eine im Lenkgetriebegehäuse angeordnete, nicht gezeigte Zahnstange in Seitenrichtung des Fahrzeugs bewegt. Die Vorderräder werden dann dadurch gedreht, dass die Bewegung der Zahnstange über eine nicht gezeigte Spurstange in jedes Vorderrad übertragen wird.
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Die erfindungsgemäße elektrische betätigte Lenkradschloßeinrichtung 1 weist ein an der Lenksäure 51 angebrachtes Gehäuse 2 auf, wobei dieses Gehäuse 2 aus einem aus einem unmagnetischen Metall (beispielsweise Magnesiumlegierung) bestehenden Kasten 3 und einer metallischen Klappe 4, die die untere Öffnung des Kastens 3 überdeckt, besteht, wie in den 1–5 gezeigt ist.
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Der Kasten 3 ist als rechteckige Schachtel geformt. Am oberen Teil des Kastens 3 ist eine kreisbogenförmige Ausnehmung 3a ausgebildet, in welcher die Lenksäule 51 eingefügt ist (s. 1). Das Gehäuse 2 ist mit dem kreisbogenförmigen Halteblech 53 an der Lenksäule 51 befestigt, wobei das Halteblech 53 an den beiden Seiten der Lenksäule 51 jeweils mit einer Schraube 52 (eine der beiden ist in 1 gezeigt) am Kasten 3 befestigt ist. Hierzu sind, wie in 5 gezeigt ist, drei Stiftbohrungen 3b (in 5 ist nur eine Stiftbohrung gezeigt), in die jeweils ein Stift 5 hineingedrückt wird, auf jeden drei Seiten des Kastens 3 ausgebildet.
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Die Klappe 4 ist als eine rechteckige Platte ausgebildet. Wie in 5 gezeigt ist, sind drei blockförmige Verstiftungsstellen 4A, drei säulenförmige Deckelstützen 4B, ein Aufnehmungszylinderteil 4C mit einem Boden, eine rechteckige, kreisbogenförmig gekrümmte Motorstütze 4D und ein Anpressteil 4E an der inneren (oberen) Seite einstückig stehend angeordnet. Eine Leiterbahnstütze 4a ist jeweils am oberen Ende des Anpressteils 4E und einer der Verstiftungsstellen 4A einstückig ausgebildet. Am Seitenbereich der Motorstütze 4D der Klappe 4 ist eine rechteckige durchgehende Bohrung 4b (s. 2) als keine Aussparung aufweisende Bohrung (geschlossene Bohrung) ausgebildet.
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Die drei Verstiftungsstellen 4A sind jeweils der Position jeder Stiftbohrung 3b entsprechend stehend angeordnet. Auf jeder Verstiftungsstelle 4A ist ein kreisförmiges Einführungsloch 4c (in 5 nur ein Einführungsloch gezeigt), in das der Stift 5 hineingedrückt wird, ausgebildet.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist die Klappe 4 derart am Umfangsbereich der unteren Kante des Kastens 3 eingefügt, dass die Klappe 4 die untere Öffnung des Kastens 3 von unten überdeckt. Die Klappe 4 wird dann dadurch am Kasten 3 so befestigt, dass die jeweils durch die am Seitenteil des Kastens 3 ausgebildeten drei Stiftbohrungen 3b (s. 5) durchgehenden Stifte 5 in jedes Einführungsloch 4c hineingedrückt wird, welches jeweils an den an der Klappe 4 stehend angeordneten drei Verstiftungsstellen 4A ausgebildet ist.
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Wie in 6 gezeigt ist, sind eine Aufnahme 3A des Verriegelungselementes, eine Aufnahme 3B der Leiterbahn, eine Aufnahme 3C des elektrischen Motors und ein Einbauort 3D der Antriebswelle des elektrischen Motors ausgebildet, wobei die Aufnahme 3A des Verriegelungselementes und der Aufnahme 3B der Leiterbahn über ein schmales, vertikal verlaufendes Verbindungsteil 3E miteinander verbunden sind. An den zueinander gegenüberliegenden Innenflächen ist jeweils ein vertikaler Führungsblock 3F vorherstehend angeordnet, wobei an jedem Führungsblock 3F eine Haltenut 3c zum Halten eines Endes der Leiterbahn 15 vertikal ausgebildet ist.
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Wie in 6 gezeigt ist, ist eine Auffangfläche 3d zum Stützen des Endes des als elektrischer Stellantrieb arbeitenden elektrischen Motors 13 (später erwähnt) an der rechteckigen, konkaven Aufnahme 3C des elektrischen Motors, welche am Kasten 3 ausgebildet ist, ausgebildet. Auf der Auffangfläche 3d sind zwei dreieckige Rippen 3e einstückig und hervorstehend angeordnet, wobei die Axialverschiebung des elektrischen Motors 13 durch die Rippen 3e begrenzt wird.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist ein Verriegelungselement 6 in der am Kasten 3 ausgebildeten Aufnahme 3A (s. 6) aufgenommen. Dieses Verriegelungselement 6 besteht aus einem unmagnetischen, metallischen Mitnehmer 7 und einer plattenförmigen Schloßschraube 8, wobei an der Außenfläche des unteren Endes des Mitnehmers 7 ein Außengewinde 7a ausgebildet ist und die Schloßschraube 8 im Mitnehmer 7 vertikal verschiebbar angeordnet ist. An der Schloßschraube 8 ist ein Langloch 8a in vertikale Richtung ausgebildet, wobei die Schloßschraube 8 über den Stift 9, der durch das Langloch 8a quer durchgeht, mit dem Mitnehmer 7 verbunden ist. Der Stift 9 ist durch Anpressen im Einführungsloch 7b, das im Mitnehmer quer ausgebildet ist, durchgehend gehalten.
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Die Schloßschraube 8 ist in dem am Kasten 3 ausgebildeten, rechteckigen Einführungsloch 3f in vertikale Richtung verschiebbar eingefügt, wobei die Schloßschraube 8 mit der Feder 10, die zwischen der Schloßschraube 8 und dem Mitnehmer 7 angeordnet ist, immer nach oben (Verriegelungsrichtung) gespannt ist. Normalerweise verschiebt die Schloßschraube 8 mit dem Mitnehmer 7 zusammen in vertikale Richtung, wobei das Unterteil des Langlochs 8a der Schloßschraube 8 mit dem Stift 9 zusammenwirkt (s. 3).
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Wie in 5 gezeigt ist, ist ein sich horizontal erstreckender Arm 7A auf einer Seite des Mitnehmers 7 mit diesem Mitnehmer 7 einstückig ausgebildet. Auf der anderen Seite ist ein rechteckiger, blockartiger Drehanschlag 7B mit dem Mitnehmer 7 einstückig ausgebildet. Der Arm 7A ist im Verbindungsteil 3E (s. 6) in vertikale Richtung verschiebbar angeordnet. Am Ende des Arms 7A ist ein nicht gezeigter Magnet gedrückt aufgenommen. Der Drehanschlag 7B des Mitnehmers 7 dient zum Blockieren der Drehung des Mitnehmers 7, indem der Drehanschlag 7B in die am Kasten 3 ausgebildete Eingriffsnut (nicht gezeigt) eingreift.
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Wie in 3 gezeigt ist, ist ein zylinderförmiges Getriebe 11 an der am Kasten 3 ausgebildeten Aufnahme 3A des Verriegelungselementes (s. 6) drehbar angeordnet, wobei die untere Außenfläche des Getriebes 11 mit dem an der Innenfläche (oberen Fläche) der Klappe 4 stehend angeordneten Aufnehmungszylinderteil 4C des Getriebes drehbar gehalten ist. Weiterhin ist ein Schneckentrieb 11a an der unteren Außenfläche des Getriebes 11 ausgebildet, wobei an der Innenfläche des Getriebes 11 ein Innengewinde 11b ausgebildet ist.
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Der Unterteil des Mitnehmers 7 ist in das Getriebe 11 eingeführt, wobei das an der unteren Außenfläche des Mitnehmers 7 ausgebildete Außengewinde 7a in das an der Innenfläche des Getriebes 11 ausgebildete Innengewinde 11b eingreift. Eine Feder 12 ist zwischen dem am zentralen Abschnitt des Aufnehmungszylinderteils 4C stehend angeordneten Federsitz 4d und dem Mitnehmer 7 gepresst angeordnet, wobei das Verriegelungselement 6 (Mitnehmer 7 und Schloßschraube 8) mit der Feder 12 immer nach oben (Verriegelungsrichtung) gedrückt ist.
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Ein in 5 gezeigter Elektromotor 13 ist an der am Kasten 3 ausgebildeten Aufnahme 3C (s. 6) querliegend angeordnet, wobei auf der Antriebswelle 13a des Elektromotors 13 eine Schnecke 14, die einen kleineren Durchmesser aufweist, ausgebildet ist. Der Elektromotor 13 erzeugt die Antriebsleistung zur Verschiebung des Verriegelungselementes 6. Das Ende der Antriebswelle 13a des Elektromotors 13 ist im am Kasten 3 ausgebildeten Einbauort 3D (s. 6) der Antriebswelle des Elektromotors angeordnet, wobei die auf der Antriebswelle 13a ausgebildete Schnecke 14 in den an der Außenfläche des Getriebes 11 ausgebildeten Schneckentrieb 11a eingreift. Die Schnecke 14 und der Schneckentrieb 11a bilden einen Antriebsmechanismus, mit dem die Drehkraft der Antriebswelle 13a des Elektromotors 13 in die Hin- und Herbewegungskraft des Verriegelungselementes 6 umgesetzt wird.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt ist, ist eine aus Kunststoff bestehende Leiterbahn 15, auf der ein Stromkreis aufgestellt ist, in der Aufnahme 3B senkrecht stehend aufgenommen. Die Leiterbahn 15 ist im Kasten 3 so befestigt, dass die Oberfläche der Leiterbahn 15 parallel zur Verschiebungsrichtung des Verriegelungselementes 6 orientiert ist, wobei die beiden Kanten der Leiterbahn 15 jeweils in die am Führungsblock 3F ausgebildete Haltenut 3c eingeführt werden. Der Führungsblock 3F ist jeweils in den zueinander gegenüberstehenden beiden Positionen im Kasten 3 ausgebildet.
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Wie in 5 gezeigt ist, sind ein erstes Hallelement 16 und ein zweites Hallelement 17 als Magnetfelderfassungselement, das die Magnetkraft eines im Arm 7A des Mitnehmers 7 gedrückt gehaltenen Magnetes (nicht gezeigt) erfassen kann, jeweils an der dem Verriegelungsposition entsprechenden Stelle und an der dem Entriegelungsposition entsprechenden Stelle auf der Leiterbahn 15 angeordnet. Am Unterteil der Leiterbahn 15 ist ein Innenstecker 18 einstückig angebracht. Wie in den 4 und 5 gezeigt ist, sind zwei aus Kunststoff bestehende Positionierungselemente 21 an den beiden Enden (in Querrichtung gesehen) auf der Rückseite der Leiterbahn 15 sich vertikal erstreckend angeordnet. Am Innenstecker 18 sind die übereinander liegenden zwei Einspeiseverbindungen 20 für den Elektromotor, welche mit dem Elektromotor 13 verbunden ist, horizontal und hervorstehend angeordnet (s. 5).
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In diesem Ausführungsbeispiel bildet der Verbindungsteil 3E, mit der die am Kasten 3 ausgebildete Aufnahme 3A des Verriegelungselementes mit der Aufnahme 3B der Leiterbahn verbunden ist, einen Raum zwischen dem nicht gezeigten Magnet, der im Arm 7A anpressend angeordnet ist, und der in der Aufnahme 3B aufgenommenen Leiterbahn 15. Die aus Kunststoff bestehenden Deckel 22, 23 sind jeweils zwischen der Schnecke 14 und der Klappe 4 sowie zwischen dem Verriegelungselement 6 und der Leiterbahn 15 angeordnet, wobei die Deckel 22, 23 zur Verhinderung des Umherspritzens des Schmiermittels auf die Seite der Klappe 4 oder Leiterbahn 15 dienen.
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Nachfolgend wird das Verfahren zur Montage der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1 erklärt.
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Die Montage der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1 wird zuerst so durchgeführt, dass der Kasten 3 um 180° gedreht (s. 7), d.h. die untere Öffnung nach oben gerichtet wird, wobei im Kasten 3 das Verriegelungselement 6, das Getriebe 11, der Deckel 23 usw. aufgenommen werden.
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Nach der Montage des Elektromotors 13 auf der Leiterbahn 15 wird die Leiterbahn 15 dann um 180° gedreht und von unten in den Kanten 3 eingeführt (s. 7). Wird jede linke und rechte Kante der Leiterbahn 15 jeweils in die Haltenut 3c (s. 6) der Leiterbahn eingeführt, greift die Positionierungselemente 21, die jeweils auf der linken Seite und rechten Seite der Rückfläche der Leiterbahn 15 angeordnet sind, in jede Haltnut 3c der Leiterbahn ein. Wird die Leiterbahn 15 nach unten verschoben, wird die Leiterbahn 15 entlang der Haltenut 3c in die am Kasten 3 angeordnete Aufnahme 3B der Leiterbahn eingeführt (s. 6).
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Nach dem Aufnahme der Leiterbahn 15 in die am Kasten 3 angeordnete Aufnahme 3B der Leiterbahn, werden der Deckel 22 und die Feder 12 am unteren Ende des Getriebes 11 angeordnet und die untere Öffnung des Kastens 3 wird schließlich mit der Klappe 4 gesperrt. Das heißt, zuerst greift die Klappe 4 in die untere Öffnung des Kastens 3 ein. Anschließend wird jede Stift 5 aus den am unteren Ende des Kastens 3 ausgebildeten drei Stiftbohrungen 3b eingeführt. Danach wird jeder Stift 5 in das an der Verstiftungsstelle 4A der Klappe 4 ausgebildete Einführungsloch 4c hineingedrückt. Dann wird die untere Öffnung des Kastens 3 mit der Klappe 4 gesperrt, wobei die Klappe 4 an den Kasten 3 montiert wird (s. 1 bis 4). Hierdurch wird die Montage der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1 abgeschlossen. Da der Elektromotor 13 in der Aufnahme 3C aufgenommen ist, werden die dreieckigen Rippen 3e durch Anschlag dieser Rippen 3e an die Vorderseite des Elektromotors 13, aus welcher die Antriebswelle 13b des Elektromotors 13 hervorragt, verformt. Somit wird die Instabilität von axialer Richtung verhindert. Weiterhin wird die Instabilität des Elektromotors 13 verhindert, da der Elektromotor 13 mit dem Innenstecker 18 der Einspeiseverbindung 20 verbunden wird.
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Die Spitze des Innensteckers 18, der am unteren Ende der im Kasten 3 aufgenomennen Leiterbahn 15 einstückig befestigt ist, ragt durch die an der Klappe 4 ausgebildete durchgehende Bohrung 4b aus der Bodenfläche der Klappe 4 hervor, falls die untere Öffnung des Kastens 3 durch die Klappe 4 gesperrt ist. Mit dem Innenstecker 18 wird der Außenstecker 25, der am Ende des Leitungssatzes 24 ausgebildet ist, wie in 1 gezeigt ist, von unten einsteckend verbunden, wobei der Leitungssatz 24 sich aus der nicht gezeigten Batterie oder ECU (Electronic Control Unit: Elektrische Steuerungseinheit) erstreckt. Das erste Hallelement 16 und das zweite Hallelement 17 (s. 5) an der Leiterbahn 15 sind über den Leitungssatz 24 mit der ECU elektrisch verbunden, wobei der Strom aus der nicht gezeigten Stromquelle (Batterie) über den Leitungssatz 24 und die Einspeiseverbindung 20 (s. 5) in den Elektromotor 13 eingespeist wird.
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Wie in 1 gezeigt ist, wird der Leitungssatz 24 entlang der Lenksäule 51 verkabelt, wobei ein Teil des Leitungssatzes 24 über das Band 27, das mit der Schraube 26 an der Lenksäule 51 befestigt ist, abgestützt ist. Eine U-förmige Krümmung 24A des Leitungssatzes 24 ist zwischen dem Band 27 und dem Außenstecker 25 ausgebildet. Das heißt, das Ende des Leitungssatzes 24 hängt nach dem Durchgang durch das Band 27 einmal von der Lenksäule 51 herunter, sowie dieses Ende des Leitungssatzes 24 nach oben geknickt und mit dem Außenstecker 25 verbunden.
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Nachfolgend wird die Arbeitsweise (Verriegelung/Entriegelung) der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1 aufgrund der 3 erklärt.
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Wie in 3 gezeigt ist, liegt die Schloßschraube 8 des Verriegelungselementes 6 beim Ruhebetrieb in der Verriegelungsposition, die der oberen Grenze entspricht, wobei das obere Ende der Schloßschraube 8 aus des Einführungsloch 3f in die Ausnehmung 3a hervorsteht. Somit wird das obere Ende der Schloßschraube 8 in die in 1 gezeigte Lenkwelle 50 eingreifen und das Drehen dieser Lenkwelle 50 wird verhindert. Da in diesem Zustand die Drehung des nicht gezeigten Lenkrades nicht möglich ist, wird der Diebstahl verhindert. In diesem Zustand liegt der im Arm 7A des Verriegelungselementes 6 aufgenommene Magnet in der Nähe von dem Hallelement 16, das am oberen Teil der Leiterbahn 15 angeordnet ist.
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Falls der Fahrer im obigen Zustand den Motorstartschalter einschaltet, wird dies durch die ECU erfasst, und dabei sendet die ECU ein Entriegelungssignal zur elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1. Das auf der Leiterbahn 15 der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1 angeordnete Steuerelement aktiviert dann den Elektromotor 13, wobei der Strom in den Elektromotor 13 eingespeist wird.
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Falls der Elektromotor 13, wie oben erwähnt, aktiviert wird, wird die Drehung der Antriebswelle 13a des Elektromotors 13 durch die Schnecke 14 und den Schneckentrieb 11a reduziert und auf das Getriebe 11 übertragen, wobei die Richtung der Drehung rechtwinklig umgewandelt wird. Da das Getriebe 11 gedreht wird, wird der Mitnehmer 7 gegen die Kraft der Feder 12 nach unten verschoben, wobei am Mitnehmer 7 ein Außengewinde 7a, das in den Innenumfang des im Getriebe 11 ausgebildeten Innengewinde 11b eingreift, ausgebildet ist. In diesem Fall werden der mit dem Mitnehmer 7 einstückig ausgebildete Arm 7A und die über den Stift 9 mit dem Mitnehmer 7 verbundene Schloßschraube 8 zusammen nach unten verschoben.
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Falls die Schloßschraube 8 die Entriegelungsposition, die der unteren Grenze entspricht, erreicht, wird das obere Ende der Schloßschraube 8 in die innere Seite des Einführungslochs 3f verschoben. Somit wird der Eingriff der Schloßschraube 8 in die Lenkwelle 50 gelöst. Da die Verriegelung der Lenkwelle 50 dann gelöst wird (Verriegelungszustand), ist die Drehung des Lenkrades durch den Fahrer nun möglich.
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Falls der Arm 7A des Mitnehmers 7 nach unten verschoben wird, wird die Magnetkraft des Magnetes durch das zweite Hallelement 17 erfasst, da der am Ende des Arms 7A aufgenommene Magnet in die Nähe vom zweiten Hallelement 17, das am unteren Teil der Leiterbahn 15 angeordnet ist, kommt. Dann wird die Erreichung der Schloßschraube 8 in die Entriegelungsposition erfasst, und der Antrieb des elektrischen Motors 13 wird durch das Steuerelement der Leiterbahn 15 gestoppt. Da gleichzeitig die Entriegelungszustand zum Senden eines Abschlusssignals der Entriegelung zur ECU gehalten wird, ist die Fahrt des Fahrzeugs nun möglich.
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Falls der Fahrer beim Fahrzeugstillstand den Motorstartschalter ausgeschaltet, wird dies durch die ECU erfasst und ein Verriegelungssignal wird zur elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1 gesendet. Dann wird die Antriebswelle 13a des elektrischen Motors 13 umgekehrt gedreht, indem durch das auf der Leiterbahn 15 angeordnete Steuerelement der Strom in den Elektromotor 13 eingespeist wird.
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Falls die Antriebswelle 13a des elektrischen Motors 13, wie oben erwähnt, umgekehrt gedreht wird, wird diese Drehung über die Schnecke 14 und den Schneckentrieb 11a auf das Getriebe 11 übertragen. Da das Getriebe 11 umgekehrt gedreht wird, wird der Mitnehmer 7 nach oben verschoben. Weiterhin werden der mit dem Mitnehmer 7 einstückig ausgebildete Arm 7A und die über den Stift 9 mit dem Mitnehmer 7 verbundene Schloßschraube 8 auch nach oben verschoben.
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Falls die Schloßschraube 8, wie oben erwähnt, in die Verriegelungsposition, die der oberen Grenze entspricht, erreicht (s. 3), ragt das obere Ende der Schloßschraube 8 aus der Einführungsloch 3f in die Ausnehmung 3a hervor. Somit greift die Schloßschraube 8 in die Lenkwelle 50 ein, und die Drehung der Lenkwelle 50 wird verriegelt. Hierdurch ist die Drehung des Lenkrades nicht mehr möglich. Falls das Eingreifen der Schloßschraube 8 in die Eingriffnut der Lenkwelle 50 nicht gut durchgeführt wird, wird die Schloßschraube 8 gegen die Kraft der Feder 10 nach unten verschoben, insofern sich der Stift 9 in dem an der Schloßschraube 8 ausgebildeten Langloch 8a relativ verschieben kann. Somit kann keine übermäßige Belastung auf die Schloßschraube 8 wirken.
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Falls der Arm 7A des Mitnehmers 7 nach oben verschoben wird, wird die Magnetkraft des Magnetes durch das erste Hallelement 16 erfasst, da der am Ende des Arms 7A aufgenommene Magnet in die Nähe vom ersten Hallelement 16, das am oberen Teil der Leiterbahn 15 angeordnet ist, kommt. Dann wird das Erreichen der Verriegelungsposition durch die Schloßschraube erfasst, und der Antrieb des elektrischen Motors 13 wird durch das Steuerelement der Leiterbahn 15 gestoppt. Da gleichzeitig der Verriegelungszustand zum Senden eines Abschlusssignals der Verriegelung zur ECU gehalten wird, kann der Diebstahl des Fahrzeugs verhindert werden.
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Bei der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1 ist die durchgehende Bohrung 4b an der die untere Öffnung des Kastens 3 des Gehäuses 2 überdeckenden Klappe 4 ausgebildet, wobei die elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung 1 an der Lenksäule 51 befestigt ist. Da der Innenstecker 18 und der Außenstecker 25 über die durchgehende Bohrung 4b miteinander verbunden werden können, liegen der Innenstecker 18 und der Außenstecker 25 auf der Unterseite der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung. Somit kann der Wassertropfen usw. nicht den Innenstecker 18 erreichen, wenn der Wassertropfen usw. auch den mit dem Außenstecker 25 verbundenen Leitungssatz 24 entlang den Außenstecker 25 erreicht. Auf diese Weise kann die hohe Wasserdichtheit verwirklicht werden. Somit kann der Defekt der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1, welcher beispielsweise durch den Kurzschluss verursacht wird, verhindert werden. Insbesondere ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die U-förmige Krümmung 24A an einem Teil des Leitungssatzes 24, der aus dem mit dem Innenstecker 18 verbundenen Außenstecker 25 nach unten geleitet ist, ausgebildet. Somit kann der mit dem Eigengewicht die Krümmung 24A erreichende Wassertropfen usw. gegen die Gravitation nicht den Außenstecker 25 oder den Innenstecker 18, der oberhalb der Krümmung 24A liegt, erreichen. Auf diese Weise kann die hohe Wasserdichtheit der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1 erreicht werden, da der Wassertropfen usw. aus der Krümmung 24A fällt.
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Bei der vorliegenden Erfindung ist keine große Aussparung nötig, welche bei der bekannten Technik nötig ist, da die durchgehende Bohrung 4b an der Klappe 4 des Gehäuses 2 ausgebildet ist. Hierdurch kann die durch die Aussparung verursachende Verschlechterung der Festigkeit des Kastens 3 verhindert werden.
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Die obigen Effekte und Wirkungen sind einfach durch die Veränderung der Anordnung des Innensteckers 18 erreichbar. Da kein kostspieliger, wasserdichter Anschluss usw. nicht nötig ist, kann die Kostensteigerung der elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung verhindert werden.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Innenstecker 18 am Ende der Leiterbahn 15, welches der durchgehenden Bohrung 4b gegenübersteht, ausgebildet, wobei die Leiterbahn 15 in der im Kasten 3 des Gehäuses 2 ausgebildeten Aufnahme 3B aufgenommen ist. Nachdem die Leiterbahn 15 durch Einführen dieser Leiterbahn 15 aus der unteren Öffnung des Kastens 3 in diesen Kastens 3 in der Aufnahme 3B aufgenommen wird, können die Klappe 4 und der Innenstecker 18 lediglich durch Überdecken der unteren Öffnung des Kastens 3 mit der Klappe 4 leicht zusammen montiert werden. Somit kann die Montierbarkeit erhöht werden.
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Da bei der erfindungsgemäßen elektrisch betätigten Lenkradschloßeinrichtung 1, wie oben erwähnt, die hohe Wasserdichtheit erreicht wird, sind Dichtelemente, wie z.B. Manschette, am Spalt zwischen dem Innenstecker 18 und der durchgehenden Bohrung 4b der Klappe 4 nicht mehr notwendig. Da die Anzahl des Bauteils reduziert wird, können die Vereinfachung der Konstruktion und die Senkung der Herstellungskosten erreicht werden.
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Da bei der vorliegenden Ausführungsbeispiel die durchgehende Bohrung 4b der Klappe 4 als geschlossene Bohrung ausgebildet ist, ist eine die Spannungskonzentration verursachte Kerbe (Aussparung) nicht mehr notwendig. Somit kann die hohe Festigkeit der Klappe 4 erreicht werden.
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Bei dem oben erklärten Ausführungsbeispiel ist ein Teil des Innensteckers 18 derart ausgebildet, dass das Teil des Innensteckers 18 durch die durchgehende Bohrung 4b der Klappe 4 nach draußen geführt wird. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Außenstecker 25 durch die durchgehende Bohrung 4b der Klappe 4 mit dem Innenstecker 18 verbunden wird, ohne dass der Innenstecker 18 durch die durchgehende Bohrung 4b der Klappe 4 durchgeht. Es ist auch möglich, dass das Verbindungsteil mit dem Innenstecker 18 durch die durchgehende Bohrung 4b der Klappe 4 durchgeht, wobei der Innenstecker 18 außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet ist.
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Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Elektromotor als elektrischer Stellantrieb verwendet. Andere Variation sind auch denkbar. Beispielsweise kann ein Antrieb, der mit dem elektromagnetischen Solenoid das Verriegelungselement 6 bewegt, als elektrischer Stellantrieb ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- elektrisch betätigte Lenkradschloßeinrichtung
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kasten
- 3A
- Aufnahme des Verriegelungselementes
- 3B
- Aufnahme der Leiterbahn
- 3C
- Aufnahme des Elektromotors
- 3D
- Einbauort der Antriebswelle des Elektromotors
- 3E
- Verbindungsteil
- 3F
- Führungsblock
- 3a
- Ausnehmung
- 3b
- Stiftbohrung
- 3c
- Haltenut der Leiterbahn
- 3d
- Auffangfläche
- 4
- Klappe
- 4A
- Verstiftungsstelle
- 4B
- Deckelstütze
- 4C
- Aufnehmungszylinderteil des Getriebes
- 4D
- Motorstütze
- 4E
- Anpressteil des Elektromotors
- 4a
- Leiterbahnstütze
- 4b
- durchgehende Bohrung
- 4c
- Einführungsloch des Stiftes
- 4d
- Federsitz
- 5
- Stift
- 6
- Verriegelungselement
- 7
- Mitnehmer
- 7A
- Arm
- 7B
- Drehanschlag
- 7a
- Außengewinde
- 7b
- Einführungsloch des Stiftes
- 8
- Schloßschraube
- 8a
- Langloch
- 9
- Stift
- 10
- Feder
- 11
- Getriebe
- 11a
- Schneckentrieb
- 11b
- Innengewinde
- 12
- Feder
- 13
- Elektromotor (elektrischer Stellantrieb)
- 13a
- Antriebswelle des Elektromotors
- 14
- Schnecke
- 15
- Leiterbahn
- 16, 17
- Hallelement
- 18
- Innenstecker
- 19
- Schraube
- 20
- Einspeiseverbindung
- 21
- Positionierungselement
- 22, 23
- Deckel
- 24
- Leitungssatz
- 24A
- Krümmung des Leitungssatzes
- 25
- Außenstecker
- 26
- Schraube
- 27
- Band
- 50
- Lenkwelle
- 51
- Lenksäule
- 52
- Schraube
- 53
- Halteblech
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2009-096299 A [0004, 0005]
