DE102014215147A1 - Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Lenkhilfevorrichtung - Google Patents

Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Lenkhilfevorrichtung Download PDF

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    • B60R25/01Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens
    • B60R25/02Fittings or systems for preventing or indicating unauthorised use or theft of vehicles operating on vehicle systems or fittings, e.g. on doors, seats or windscreens operating on the steering mechanism

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Lenkhilfevorrichtung (28), wobei der Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, eine möglichst kompakt bauende und verschleißarme Lenkungsverriegelungsvorrichtung (60) für ein Kraftfahrzeug mit Lenkhilfevorrichtung (28) zur Verfügung zu stellen, die besonders für den Einsatz bei lenksäulenbasierten Lenkhilfevorrichtungen (28) mit Schneckenradgetrieben (22) geeignet ist. Eine erfindungsgemäße Lenkungsverriegelungsvorrichtung (60) ist für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkhilfevorrichtung (28) vorgesehen, wobei die Lenkhilfevorrichtung (28) eine drehbar gelagerte Welle (34) mit einem Wellenende (44) umfasst, in dessen Bereich eine Verriegelungseinheit angeordnet ist. Die Verriegelungseinheit ist dazu ausgebildet, zur Verriegelung der Lenkung des Kraftfahrzeuges ein mittelbar oder unmittelbar auf die Welle (34) wirkendes Haltemoment zu erzielen. Dabei umfasst die Verriegelungseinheit ein drehfest mit dem Wellenende (44) verbundenes oder an diesem ausgebildetes rotierbares Element (64), das zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material besteht, wobei die Verriegelungseinheit ferner ein magnetisierbares Fluid (90) und Magnetisierungsmittel umfasst, welche derart angeordnet sind, dass das Fluid (90) mit Hilfe des Magnetisierungsmittels magnetisierbar und entmagnetisierbar ist, um eine Verriegelung der Lenkung durch magnetische Fixierung des rotierbaren Elements (64) gegenüber dem Fluid (90) zu erzielen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Lenkhilfevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Aus DE 103 92 909 B4 ist eine Sperrvorrichtung mit Diebstahlsicherungsfunktion für Kraftfahrzeuge mit einer als Lenkhilfevorrichtung dienenden elektrischen Servolenkung bekannt. Diese Sperrvorrichtung umfasst ein beweglich gelagertes Blockierglied, das zur mechanischen Verriegelung der Lenkung eines Kraftfahrzeuges in eine Umfangsnut eines Rotationsbauteils eingreifen kann, wobei das Rotationsbauteil drehfest mit einer Motorwelle eines elektrischen Hilfsmotors verbunden ist.
  • Aus DE 10 2011 056 379 A1 ist ein Lenksystem eines Kraftfahrzeuges bekannt, das als Lenkungsverriegelungsaktor einen Linearmotor zur Bewegung eines Sperrgliedes aufweist. Als Sperrglied ist eine Spindel beschrieben, die zur Verriegelung so verfahrbar ist, dass diese in einen mit der Lenksäule oder einer mit dieser über ein Getriebe funktional in Verbindung stehende Motorwelle einer Lenkhilfevorrichtung drehfest verbundenen Rastring eingreift.
  • Aus DE 10 2011 013 957 A1 ist eine als Lenkhilfevorrichtung dienende elektrisch unterstützte Servolenkung mit Schneckenwelle und Schneckerad sowie einer Lenkungsverriegelungsvorrichtung mit Magnetbremse bekannt. Die Lenkungsverriegelungsvorrichtung umfasst eine Ankerplatte und ein Magnetjoch, wobei die Ankerplatte drehfest, aber axial verschieblich auf der Schneckenwelle gelagert ist. Die Ankerplatte ist gehäusefest angeordnet und dreht sich im Gegensatz zur Ankerplatte nicht mit der Schneckenwelle mit. Im entriegelten Zustand befindet sich das Magnetjoch beabstandet zu der Ankerplatte. Zur Verriegelung kann die Ankerplatte mit Hilfe eines als Spule in dem Magnetjoch angeordneten Elektromagneten axial so weit verfahren werden, dass diese an dem Magnetjoch anliegt und somit einer Drehbewegung der Schneckenwelle mit der drehfest verbundenen Ankerplatte entgegenwirkt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst kompakt bauende und verschleißarme Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit Lenkhilfevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die besonders für den Einsatz bei lenksäulenbasierten Lenkhilfevorrichtungen mit Schneckenradgetrieben geeignet ist.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruch 1. Weitere praktische Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Eine erfindungsgemäße Lenkungsverriegelungsvorrichtung ist für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkhilfevorrichtung vorgesehen, wobei die Lenkhilfevorrichtung eine drehbar gelagerte Welle mit einem Wellenende umfasst, in dessen Bereich eine Verriegelungseinheit angeordnet ist. Die Verriegelungseinheit ist dazu ausgebildet, zur Verriegelung der Lenkung des Kraftfahrzeuges ein mittelbar oder unmittelbar auf die Welle wirkendes Haltemoment zu erzielen. Dabei umfasst die Verriegelungseinheit ein drehfest mit dem Wellenende verbundenes oder an diesem ausgebildetes rotierbares Element, das zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material besteht, wobei die Verriegelungseinheit ferner ein magnetisierbares Fluid und Magnetisierungsmittel umfasst, welche derart angeordnet sind, dass das Fluid mit Hilfe des Magnetisierungsmittels magnetisierbar und entmagnetisierbar ist, um eine Verriegelung der Lenkung durch magnetische Fixierung des rotierbaren Elements gegenüber dem Fluid zu erzielen. Mit dem vorstehend genannten "Bereich des Wellenendes" ist insbesondere ein sich in axialer Richtung an das Wellenende anschließender Bereich gemeint sowie ein in axialer Richtung im Bereich der Welle befindlicher Bereich des Wellenendes, der außerhalb eines von einem Gehäuse, insbesondere eines Motorschildes, abgedeckt ist. Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung kann eine besonders kompakte und verschleißarme Verriegelung einer Lenkung eines Kraftfahrzeuges erfolgen, da auf verfahrbare, mechanische Elemente, wie z.B. Sperrbolzen etc., verzichtet werden kann. Darüber hinaus ermöglicht es das wie vorstehend wiedergegebene technische Konzept eine Verriegelungseinheit sehr flexibel und insbesondere in zur Verfügung stehenden Freiräumen anzuordnen. Die erfindungsgemäße Lenkungsverriegelungsvorrichtung kann auch mit einem niedrigen Gesamtgewicht technisch umgesetzt und mit sehr kurzen Reaktionszeiten angesteuert werden.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung ist die Welle die Antriebswelle eines Motors, insbesondere eines Elektromotors. Die Verriegelungseinheit ist zumindest teilweise fest mit einem Motorschild verbunden, d.h. in ein Motorschild integriert oder als Motorschild ausgebildet. Dies hat insbesondere dann Vorteile, wenn ein Lagerschild aus konstruktiven Gründen ohnehin erforderlich ist. In diesem Fall kann durch eine geeignete konstruktive Anpassung des Lagerschildes das Lagerschild als Träger für eine Verriegelungseinheit ausgebildet sein. Auf Einzelheiten hierzu wird nachfolgend noch im Detail eingegangen.
  • Das Motorschild kann auch so ausgebildet sein, dass es die Welle oder einen drehfest mit der Welle verbundenen Mitnehmer gleitend oder mittels mindestens eines separaten Lagerelements lagert.
  • In einer weiteren praktischen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung ist zumindest das magnetisierbare Fluid in einem karosseriefesten Gehäuse aufgenommen. Weiter bevorzugt ist es, dass auch die Magnetisierungsmittel und/oder das rotierbare Element in einem karosseriefesten Gehäuse aufgenommen sind bzw. ist. Mit karosseriefest ist gemeint, dass das Gehäuse an einem feststehenden Element einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere an einem Rahmenelement eines Kraftfahrzeuges oder an einem mit einem Rahmenelement fest verbundenen Element befestigt ist. Das Gehäuse kann auch Teil eines Rahmens selbst sein und insofern einstückig mit einem Rahmen eines Kraftfahrzeuges ausgebildet sein. Die Anordnung des magnetisierbaren Fluids und optional der Magnetisierungsmittel und/oder des rotierbaren Elements in einem karosseriefesten Gehäuse hat den Vorteil, dass diese Elemente nicht mit der Welle rotieren und insofern beschleunigt und abgebremst werden müssen. Das Trägheitsmoment der Welle wird insoweit nicht beeinträchtigt.
  • In geometrischer Hinsicht ist es bei einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung bevorzugt, wenn
    • a) sich das Gehäuse von der Welle oder einem mit der Welle drehfest verbundenen Mitnehmer aus – in radialer Richtung betrachtet – bis zum äußersten Element der Verriegelungsvorrichtung erstreckt und/oder
    • b) sich das Gehäuse – in axialer Richtung betrachtet – über sämtliche Elemente der Verriegelungseinheit erstreckt.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, ist das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung vorzugsweise so ausgebildet, dass es die Verriegelungseinheit vollständig aufnimmt. In diesem Fall sind sämtliche Elemente der Verriegelungseinheit von dem Gehäuse wirksam gegen äußere Einflüsse geschützt.
  • Hinsichtlich der Montage einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung ist es von Vorteil, wenn die Verriegelungseinheit (und optional das Gehäuse) Teil einer (vorzugsweise vollständig) vormontierbaren Einheit ist. In diesem Fall kann die Verriegelungseinheit überwiegend oder sogar vollständig vormontiert werden. Zur Anbindung der Verriegelungseinheit an die Welle muss diese dann nur noch mit dieser funktional verbunden werden. Dies kann beispielsweise durch axiales Aufschieben über eine Steckverzahnung, durch axiales Aufpressen oder durch sonstiges form-, kraft- und/oder stoffschlüssiges Verbinden erfolgen.
  • Wenn das Gehäuse einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle oder eines drehbar mit der Welle verbundenen Mitnehmers umfasst, kann die Verriegelungseinheit platzsparend ringförmig um die Durchgangsöffnung positioniert werden. Sofern die Lenkungsverriegelungsvorrichtung einen Mitnehmer umfasst, kann der Mitnehmer auch Teil einer vormontierbaren Verriegelungseinheit sein, d.h. er kann vollständig zusammen mit der Verriegelungseinheit vormontiert werden und muss zur Endmontage nur noch funktional mit der Welle verbunden werden.
  • Als Magnetisierungsmittel sind bei einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung vorzugsweise mindestens eine Spulenanordnung und mindestens ein als Joch dienendes ferromagnetisches Element vorgesehen. Mit einer solchen Anordnung, die in vorhandenem Bauraum flexibel anordenbar ist, können ein Magnetfeld auf einfache Art und Weise generiert und degeneriert und eine Magnetisierung bzw. Entmagnetisierung eines magnetisierbaren Fluids auf einfache Art und Weise erzielt werden.
  • Besonders bevorzugt ist es, wenn die Spulenanordnung so orientiert ist, dass ein zumindest teilweise in axialer Richtung orientierter Magnetfluss durch die Spulenanordnung bewirkt wird und das Joch und/oder das rotierbare Element auf – in axialer Richtung betrachtet – verschiedenen Seiten der Spulenanordnung derart angeordnet sind, dass sich der von der Spulenanordnung bewirkte Magnetfluss zu einer geschlossenen Form ausbildet, insbesondere zu einer Ringform. Dabei ist es zwar nicht erwünscht, aber auch nicht schädlich, wenn die Ringform nicht vollständig geschlossen, sondern in kleineren Bereichen unterbrochen ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn in Bereichen, in welchen eine Umlenkung des Magnetflusses erfolgen sollen, die Umleitung des Magnetflusses durch einen kontinuierlichen Übergang zwischen einer Spule und einem Joch bzw. durch entsprechende Formung der Spule bzw. des Jochs unterstützt wird.
  • Bei der vorstehend genannten Welle handelt es sich vorzugsweise um eine Antriebswelle eines Motors, der Teil der Lenkhilfevorrichtung ist. Besonders bevorzugt sind diesbezüglich lenksäulenbasierte Lenkhilfevorrichtungen, besonders bevorzugt mit Schneckengetrieben, wie diese aus dem Stand der Technik in verschiedenen Varianten bekannt sind. Als Welle einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung, in deren Bereich die Verriegelungseinheit angeordnet ist, dient in diesem Fall insbesondere eine Schneckenwelle.
  • Als rotierbares Element besonders geeignet ist eine kreisringförmige Scheibe aus einem ferromagnetischen Material. Bevorzugt sind insbesondere dünne Scheiben mit einer Dicke (Erstreckung in axialer Richtung der Welle) von weniger als 10 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm und besonders bevorzugt weniger als 3 mm. Als dünne Scheiben ebenfalls angesehen werden Scheiben, deren axiale Erstreckung sehr viel kleiner als ihre radiale Erstreckung ist, darunter werden insbesondere axiale Längenerstreckungen von maximal 10 Prozent der radialen Erstreckung (Radius) verstanden.
  • Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1 einen Ausschnitt einer aus dem Stand der Technik bekannten Lenkung eines Kraftfahrzeuges mit einer Lenkhilfevorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
  • 2 eine Schnittdarstellung durch die Welle der in 1 gezeigten, aus dem Stand der Technik bekannten Lenkhilfevorrichtung (Darstellung nur des Motors ohne Schneckengetriebe),
  • 3 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Lenkungsverriegelungsvorrichtung,
  • 4 eine vergrößerte Darstellung des in 3 mit IV gekennzeichneten Bereichs mit einer optionalen Sensoreinheit,
  • 5 die in 3 gezeigte Ausführungsform, bei welcher die Lenkungsverriegelungsvorrichtung als Motorschild ausgebildet ist, mit einer optionalen Lagereinheit und
  • 6 eine vergrößerte Darstellung des in 5 mit VI gezeichneten Bereichs.
  • 1 zeigt einen Abschnitt einer Lenkung 10 mit einer Lenksäulenachse 12. Um die Lenksäulenachse 12 drehbar gelagert sind eine Eingangswelle 14 sowie eine Ausgangswelle 16, welche über einen Torsionsstab 18 in bekannter Art und Weise gekoppelt sind. Wie in 1 ersichtlich, ist drehfest mit der Ausgangswelle 16 ein Schneckenrad 20 eines Schneckengetriebes 22 verbunden. Das Schneckenrad 20 steht im Eingriff mit einer Schneckenwelle 24, wobei die Schneckenwelle 24 um eine Achse 26 drehbar gelagert ist. Die Achse 26 ist in der gezeigten Ausführungsform senkrecht zur Lenksäulenachse 12 angeordnet. Die Schneckenwelle 24 ist Teil einer Lenkhilfevorrichtung 28, welche in 2 in einer Schnittdarstellung wiedergegeben ist.
  • Wie aus 2 ersichtlich, umfasst die Lenkhilfevorrichtung 28 neben der Schneckenwelle (in 2 nicht erkennbar) einen Motor 30, der in einem Gehäuse 32 angeordnet ist. In der in 2 dargstellten Ausführungsform handelt es sich bei dem Motor 30 um einen Elektromotor, der in bekannter Art und Weise im Wesentlichen aus einem Stator und einem innerhalb des Stators rotierbar gelagerten, mit einer Motorwelle 34 verbundenen Rotor besteht. In der gezeigten Ausführungsform ist die Motorwelle 34 über eine Steckverzahnung 36 mit der Schneckenwelle 24 verbunden. Anstelle dieser Variante kann auch die Motorwelle 34 zusammen mit der Schneckenwelle 24 einstückig ausgebildet werden.
  • Die Motorwelle 34 ist über als Kugellager ausgebildete Lager 38, 40 gelagert, wobei das Lager 38 auf der der Schneckenwelle 24 zugewandten Seite angeordnet ist und das Lager 40 auf der der Schneckenwelle 24 abgewandten Seite der Motorwelle 34 angeordnet ist.
  • Wie aus 2 ferner ersichtlich ist, wird das Lager 40 von der rechten Seite her in axialer Richtung und darüber hinaus auch in radialer Richtung von einem Motorschild 42 gehalten. Das Motorschild 42 dient ferner als Verschlusselement des Gehäuses 32 auf der der Schneckenwelle 24 abgewandten Seite der Motorwelle 34.
  • Das der Schneckenwelle 24 abgewandte Ende 44 der Motorwelle 34 ist drehfest mit einem Mitnehmer 46 verbunden. Der Mitnehmer 46 wiederum ist drehfest mit einem Magnetring 48 verbunden, der mit einem in axialer Richtung beabstandet zu diesem angeordneten Sensorring 50 zusammenwirkt. Der Sensorring 50 und der Magnetring 48 bilden zusammen einen Motorlagesensor, der dazu dient, die Stellung des mit der Motorwelle 34 drehfest gekoppelten Rotors permanent zu erfassen.
  • Die Erfindung, welche nachfolgend im Detail anhand von mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben wird, nutzt bei dem vorstehend in Verbindung mit den 1 und 2 beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Lenkhilfevorrichtungen 28 den in 2 mit dem Bezugszeichen 52, 54 gekennzeichneten Bauraum, welcher sich kreisringförmig um den Mitnehmer 46 erstreckt. Für Elemente, die identisch oder zumindest funktionsgleich mit den in Verbindung mit vorstehend beschriebenen Elementen sind, werden im Folgenden die gleichen Bezugszeichen verwendet.
  • In 3 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung 60 gezeigt. Bei dieser Lenkungsverriegelungsvorrichtung 60 handelt es sich um eine vormontierbare Einheit 62 mit einem Mitnehmer 46, der funktional wie in 2 mit einer Motorwelle 34 verbunden sein kann. Die Einheit 62 umfasst ein drehfest mit dem Mitnehmer 46 verbundenes rotierbares Element 64, das als ferromagnetische, kreisringförmige Scheibe 66 ausgebildet ist. Die kreisringförmige Scheibe 66 ist auf einem im Bereich des rechten Endes des Mitnehmers 46 ausgebildeten Absatz 68 angeordnet und so ausgebildet, dass sich im aufgeschobenen Zustand die kreisringförmige Scheibe 66 über den Absatz 68 erstreckt, an der Stirnseite 70 des Absatzes 68 anliegt und sich ferner über den sich anschließenden Hauptbereich 72 zumindest teilweise erstreckt.
  • Die vormontierbare Einheit 62 umfasst des Weiteren ein Gehäuse 74, das sich von dem Mitnehmer 46 aus – in radialer Richtung betrachtet – bis zum äußersten Element der Lenkungsverriegelungsvorrichtung 60 erstreckt. Das Gehäuse 74 erstreckt sich darüber hinaus – in axialer Richtung betrachtet – über sämtliche Elemente der vormontierbaren Einheit 62. Mit anderen Worten ausgedrückt, sind sämtliche Elemente der Lenkungsverriegelungsvorrichtung von dem Gehäuse 74 zusammen mit einem Deckel 80 umschlossen.
  • Das Gehäuse 74 ist über nicht dargestellte Verbindungselemente mit einem karosseriefesten Element eines ebenfalls nicht dargestellten Kraftfahrzeuges fest verbunden. Es rotiert daher nicht mit dem Mitnehmer 46 und der Motorwelle 34 (in 3 nicht dargestellt) mit. Daher ist der Mitnehmer 46, welcher drehfest mit einer Motorwelle 34 (wie in Verbindung mit 2 beschrieben) verbunden ist, relativ zu dem Gehäuse 74 beweglich. Dazu sind an dem Gehäuse 74 in dem zum Mitnehmer 46 gerichteten Abschnitt ein nur schematisch wiedergegebenes Gleitlager 76 sowie eine Dichtung 78 vorgesehen, welche in entsprechenden Ausnehmungen 106 des Gehäuses 74 aufgenommen sind. Das Gehäuse 74 selbst berührt den Mitnehmer 46 nicht.
  • Das Gehäuse 74 ist – in axialer Richtung der Motorwelle 34 bzw. des Mitnehmers 46 betrachtet – als offenes Gehäuse zur Aufnahme weiterer Elemente ausgebildet. Im vollständig vormontierten Zustand ist das Gehäuse 74 jedoch wie in 3 dargestellt mit Hilfe des Deckels 80 verschlossen.
  • An der linken Innenwand des Gehäuses 74 ist eine kreisringförmige Scheibe 88 benachbart zu einer inneren kreisringförmigen Spule 84 und einer äußeren kreisringförmigen Spule 86 angeordnet. Zwischen den kreisringförmigen Spulen 84, 86 sind ein kreisringförmiges Magnetelement 110 sowie kreisringförmige Magnetelemente 112, 114 angeordnet, welche durch geeignete Bestromung mittels der Spulen 84, 86 magnetisiert und entmagnetisiert werden können. Die Magnetelemente 110, 112, 114 sind dabei so gewählt, dass nach einer Magnetisierung und Abbruch der Bestromung die magnetische Wirkung aufrechterhalten bleibt. Mit Hilfe der Magnetelemente 110, 112, 114 soll durch Magnetisierung ein Magnetfeld aktiviert werden können, und durch eine Gegenbestromung soll dieses Magnetfeld wieder deaktiviert werden können. Die kreisringförmige Scheibe 88 und das rotierbare Element 64 sollen bei aktiviertem Magnetfeld als Joch für einen Magnetkreis dienen. Dieser Magnetkreis erstreckt sich bei der in 3 gezeigten Ausführungsform zwischen den Spulen 84, 86 in axialer Richtung entlang des Magnetelements 110 (nach links), dann zu einem ersten Teil entlang des Jochs in radialer Richtung zur Drehachse 82 des Mitnehmers 46 hin und zu einem zweiten Teil in die entgegengesetzte Richtung in radialer Richtung nach außen, dann wiederum in axialer Richtung (nach rechts) durch die Magnetelemente 112, 114 und schließlich über das rotierbare Element 64 wieder zurück in den Bereich des Magnetelements 110 zwischen den Spulen 84, 86. Die Drehachse 82 des Mitnehmers entspricht in der gezeigten Ausführungsform der Achse 26 der Schneckenwelle 24.
  • Das rotierbare Element 64 ist in der in 3 gezeigten Ausführungsform von einem magnetisierbaren Fluid 90 umgeben. Dieses magnetisierbare Fluid 90 ist von einer die Spulen 84, 86 umgebenden Vergussmasse 92, dem Gehäuse 74 und dem Deckel 80 umschlossen. Über Öffnungen 94 kann überschüssiges magnetisierbares Fluid 90 entnommen und fehlendes magnetisierbares Fluid 90 nachgefüllt werden. Durch geeignetes Bestromen der Spulen 84, 86 kann mit Hilfe eines magnetischen Kreises das magnetisierbare Fluid 90 wahlweise so magnetisiert bzw. entmagnetisiert werden, dass das rotierbare Element 64 gegenüber dem magnetisierbaren Fluid 90 festgelegt bzw. frei beweglich ist. Das Bestromen der Spulen 84, 86 erfolgt vorzugsweise über vorgegebene Strom-Zeit-Impulse, die weiter vorzugsweise in einer modifizierten Leistungssteuerung des Motors 30 erzeugt werden. Im festgelegten Zustand des rotierbaren Elements 64 wirkt ein Sperrmoment auf das rotierbare Element 64, den drehfest damit verbundenen Mitnehmer 46 und die drehfest mit dem Mitnehmer 64 verbundene Motorwelle 34, wodurch eine wirksame Lenkungsverriegelung bewirkt wird. Aufgrund der Gestaltung der vormontierbaren Einheit 62 ist diese in der in 3 gezeigten Ausführungsform für eine Lenkhilfevorrichtung 28, wie sie in Verbindung mit 2 beschrieben wurde und aus dem Stand der Technik bekannt ist, sowie als Motorschild 42 einsetzbar.
  • 4 zeigt eine optionale Ausführungsform einer vormontierbaren Einheit 62. Bei dieser Ausführungsform dient das Gehäuse 74 zusätzlich zur Aufnahme eines Hall-Sensors 100 mit einer Messplatine 102 und einer entsprechenden Kontaktierung 104 (schematisch dargestellt). Die Messplatine 102 ist fest mit dem Gehäuse 74 verbunden und rotiert somit nicht mit dem Mitnehmer 46 mit. Darüber hinaus ist innerhalb der kreisringförmigen Ausnehmung 106 des Gehäuses 74 ein Magnetringträger 96 mit einem Magnetringelement 98 angeordnet. Dieser Magnetringträger 96 und das Magnetringelement 98 sind drehfest mit dem Mitnehmer 46 verbunden und rotieren mit diesem mit. Der Hall-Sensor 100 und das Magnetringelement 98 sind die wesentlichen Bestandteile eines Motorlagesensors, der es ermöglicht, die Stellung des Rotors über die drehfest mit diesem verbundene Motorwelle 34 permanent zu erfassen.
  • In den 5 und 6 ist eine weitere optionale Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lenkungsverriegelungsvorrichtung 60 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird die kreisringförmige Ausnehmung 106 des Gehäuses 74 dazu genutzt, ein Lager 108 (in 5 nur schematisch dargestellt) für den Mitnehmer 46 vorzusehen. Dieses Lager 108 kann als zweite Lagerung für die Motorwelle 34 und/oder für den Mitnehmer 46 genutzt werden.
  • Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Lenkung
    12
    Lenksäulenachse
    14
    Eingangswelle
    16
    Ausgangswelle
    18
    Torsionsstab
    20
    Schneckenrad
    22
    Schneckengetriebe
    24
    Schneckenwelle
    26
    Achse
    28
    Lenkhilfevorrichtung
    30
    Motor
    32
    Gehäuse
    34
    Motorwelle
    36
    Steckverzahnung
    38
    Lager
    40
    Lager
    42
    Motorschild
    44
    Ende
    46
    Mitnehmer
    48
    Magnetring
    50
    Sensorring
    52
    Bauraum
    54
    Bauraum
    60
    Lenkungsverriegelungsvorrichtung
    62
    vormontierbare Einheit
    64
    rotierbares Element
    66
    kreisringförmige Scheibe
    68
    Absatz
    70
    Stirnseite
    72
    Hauptbereich
    74
    Gehäuse
    76
    Gleitlager
    78
    Dichtung
    80
    Deckel
    82
    Drehachse
    84
    innere kreisringförmige Spule
    86
    äußere kreisringförmige Spule
    88
    kreisringförmige Scheibe
    90
    magnetisierbares Fluid
    92
    Vergussmasse
    94
    Öffnung
    96
    Magnetringträger
    98
    Magnetringelement
    100
    Hall-Sensor
    102
    Messplatine
    104
    Kontaktierung
    106
    Ausnehmung
    108
    Lager
    110
    kreisringförmiges Magnetelement
    112
    kreisringförmiges Magnetelement
    114
    kreisringförmiges Magnetelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10392909 B4 [0002]
    • DE 102011056379 A1 [0003]
    • DE 102011013957 A1 [0004]

Claims (10)

  1. Lenkungsverriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Lenkhilfevorrichtung (28), wobei die Lenkhilfevorrichtung (28) eine drehbar gelagerte Welle (34) mit einem Wellenende (44) umfasst, in dessen Bereich eine Verriegelungseinheit angeordnet ist, wobei die Verriegelungseinheit dazu ausgebildet ist, zur Verriegelung der Lenkung des Kraftfahrzeuges ein mittelbar oder unmittelbar auf die Welle (34) wirkendes Haltemoment zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit ein drehfest mit dem Wellenende (44) verbundenes oder an diesem ausgebildetes rotierbares Element (64) umfasst, das zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material besteht, wobei die Verriegelungseinheit ferner ein magnetisierbares Fluid (90) und Magnetisierungsmittel umfasst, welche derart angeordnet sind, dass das Fluid (90) mit Hilfe der Magnetisierungsmittel magnetisierbar und entmagnetisierbar ist, um eine Verriegelung der Lenkung durch magnetische Fixierung des rotierbaren Elements (64) gegenüber dem Fluid (90) zu erzielen.
  2. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (34) die Antriebswelle eines Motors (30) ist und die Verriegelungseinheit zumindest teilweise fest mit einem Motorschild (42) verbunden oder als Motorschild (42) ausgebildet ist.
  3. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das magnetisierbare Fluid (90) in einem karosseriefesten Gehäuse (74) aufgenommen ist.
  4. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass a) sich das Gehäuse (74) von der Welle (34) oder einem mit der Welle (34) drehfest verbundenen Mitnehmer (46) aus – in radialer Richtung der Welle (34) betrachtet – bis zum äußersten Element der Lenkungsverriegelungsvorrichtung (60) erstreckt und/oder b) sich das Gehäuse (74) – in axialer Richtung der Welle (34) betrachtet – über sämtliche Elemente der Verriegelungseinheit erstreckt.
  5. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit Teil einer vormontierbaren Einheit (62) ist
  6. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (74) eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Welle (34) oder eines drehbar mit der Welle (34) verbundenen Mitnehmers (46) umfasst.
  7. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetisierungsmittel mindestens eine Spulenanordnung (84, 86) und mindestens ein als Joch dienendes ferromagnetisches Element umfasst.
  8. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (84, 86) so orientiert ist, dass ein zumindest teilweise in axialer Richtung orientierter Magnetfluss durch die Spulenanordnung (84, 86) bewirkt wird und das Joch und/oder das rotierbare Element (64) – in axialer Richtung der Welle (34) betrachtet – auf verschiedenen Seiten der Spulenanordnung (84, 86) derart angeordnet sind, dass sich der von der Spulenanordnung (84, 86) bewirkte Magnetfluss zu einer geschlossenen Form ausbildet.
  9. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (34) eine Antriebswelle eines Motors (30) ist, der Teil der Lenkhilfevorrichtung (28) ist.
  10. Lenkungsverriegelungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierbare Element (64) ein kreisringförmige Scheibe (88) ist.
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