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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für die Führung eines Sperrbolzens eines Lenkradschlosses sowie ein Lenkradschloss mit einer solchen Führungsvorrichtung nach den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen.
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Es ist bekannt, dass Fahrzeuge gegen den Diebstahl des Fahrzeugs unterschiedliche Schutzmechanismen aufweisen. Ein solcher Schutzmechanismus ist das sogenannte Lenkradschloss. Dabei handelt es sich um eine mechanische Sperre der Lenkwelle einer Lenkvorrichtung des Fahrzeugs. Eine solche Lenkvorrichtung ist üblicherweise mit einer Lenkwelle ausgestattet, welche die Lenkrotationsbewegung an entsprechende Stellmechaniken überträgt. Innerhalb dieser Lenkwelle sind Nuten ausgebildet, in welche in radialer Richtung ein entsprechender Sperrbolzen des Lenkradschlosses eingreifen kann. Sobald der Sperrbolzen in diese Sperrnut der Lenkwelle eingreift, ist eine Rotation der Lenkwelle nicht mehr möglich. Für den normalen Betrieb des Fahrzeugs befindet sich demnach der Sperrbolzen außer Eingriff dieser Sperrnuten.
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Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, dass eine Führung des Sperrbolzens zwischen der sperrenden und der freigebenden Position notwendig ist, welche mechanischen Belastungen ausgesetzt wird. Insbesondere bei versuchter Lenkbewegung bei einem Sperrbolzen, welcher sich in der Sperrposition befindet, müssen die entsprechenden Haltekräfte nicht nur von der Lenkwelle und der Sperrnut, sondern auch von der entsprechenden Führungsvorrichtung des Lenkradschlosses über den Sperrbolzen abgetragen bzw. aufgenommen werden. Mit anderen Worten kontaktiert eine Seitenfläche des Sperrbolzens mit entsprechenden Führungsflächen der Führungsvorrichtung, über welche diese Abstützkräfte abgetragen werden. Dies kann dazu führen, dass große mechanische Einwirkungen zu struktureller Beschädigung des Materials dieser Führungsvorrichtung führen können. Im schlimmsten Fall führt dies zu einer Beeinträchtigung der Sperrfunktionalität bzw. der Führungsfunktionalität, so dass die Sperrfunktion nur zum Teil oder überhaupt nicht mehr gegeben ist. So kann beispielsweise ein Verklemmen dazu führen, dass ein mechanischer Defekt das Entsperren der Sperrvorrichtung, also das Herausziehen des Sperrbolzens aus der Lenkwelle, verändert bzw. unmöglich macht.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in kostengünstiger und einfacher Weise die Festigkeit der Führungsvorrichtung auf eine lange Einsatzzeit hin zu verbessern und ggf. den Verschleiß zu reduzieren.
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Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Führungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Lenkradschloss mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Lenkradschloss und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Erfindungsgemäß ist eine Führungsvorrichtung für die Führung eines Sperrbolzens eines Lenkradschlosses vorgesehen. Hierfür ist die Führungsvorrichtung mit einem Grundkörper ausgestattet mit zumindest vier als Führungsflächen ausgebildeten Innenwänden, welche eine Führungsöffnung des Grundkörpers umgeben. Dabei ist zwischen wenigstens zwei der zumindest vier Führungsflächen ein Übergangsabschnitt mit einem Führungsfreistich angeordnet. Der Führungsfreistich weist einen ersten Krümmungsabschnitt und einen zweiten Krümmungsabschnitt mit unterschiedlichen Krümmungsradien auf. Dabei können erfindungsgemäß natürlich auch drei oder mehr Krümmungsabschnitte mit unterschiedlichen Krümmungsradien vorgesehen sein. Auch eine kontinuierliche Veränderung des Krümmungsradius ist denkbar, so dass z. B. eine parabelförmige Krümmungskontur entsteht.
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Unter dem Begriff Lenkradschloss wird im Rahmen der Erfindung jede Verriegelungsvorrichtung für ein funktionswesentliches Bauteil an einem Fahrzeug verstanden. Dabei wird üblicherweise das funktionswesentliche Bauteil des Fahrzeuges durch die Verriegelungsvorrichtung in der Sperrposition durch den Sperrbolzen insbesondere formschlüssig (ggf. zusätzlich auch kraftschlüssig) verriegelt. In einer Freigabeposition gibt hingegen der Sperrbolzen der Verriegelungsvorrichtung das funktionswesentliche Bauteil zur freien Nutzung frei. Bei dem funktionswesentlichen Bauteil kann es sich zumindest um eine Lenkradsäule, ein Bremspedal oder einen Gangschalthebel handeln, was durch die Verriegelungsvorrichtung in der Sperrposition verriegelt oder blockiert wird und somit funktionsunfähig ist. Zur Führung des Sperrbolzens (zumindest zwischen der Freigabeposition und der Sperrposition) dient die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung an der Verriegelungsvorrichtung oder des Lenkradschlosses. Zur Vereinfachung wird im nachfolgenden Text immer nur von dem Lenkradschloss gesprochen auch wenn jede andere Verriegelungsvorrichtung gemeint ist.
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Der Grundkörper der Führungsvorrichtung kann auch zumindest teilweise durch einen Teil eines Gehäuses des Lenkradschlosses gebildet sein. Hierbei werden in der Regel harte / aufbruchssichere Materialien für den Grundkörper und das Gehäuse verwendet, wie z. B. Metallguss-Legierungen, Leichtmetall(druck)guss-, Aluminiumzinkguss- oder Zinkdruckguss-Legierungen (bspw. Zamak) oder Kombinationen davon. Diese Materialien zeichnen sich durch eine hohe mechanische Stabilität aus und sind korrosionsbeständig. Insgesamt lässt sich somit eine besonders stabile und robuste Führungsvorrichtung bilden.
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Erfindungsgemäß basiert eine Führungsvorrichtung also auf bekannten technischen Lösungen, welche durch eine führende Kontaktierung zwischen Führungsflächen und entsprechenden Seitenflächen des Sperrbolzens eine geführte Bewegung des Sperrbolzens zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition ermöglichen. Für den Fall, dass sich der Sperrbolzen in der Sperrposition befindet, kann es sein, dass bei einer versuchten Lenkbewegung der Sperrbolzen gegen diese versuchte Lenkbewegung sperrt. Die dafür eingebrachten Sperrkräfte werden nun über den Sperrbolzen und die Kontaktierung zwischen der jeweiligen Führungsfläche und der kontaktierenden Seitenfläche des Sperrbolzens in der Führungsvorrichtung abgetragen.
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Die Abtragung der voranstehend beschriebenen Sperrkräfte erfolgt nicht in gleichmäßig flächiger Weise, sondern geht üblicherweise einher mit entsprechend elastischer Verformung des Sperrbolzens bzw. des Materials des Grundkörpers der Führungsvorrichtung. Dies führt wiederum dazu, dass üblicherweise am Sperrbolzen, insbesondere in dessen Kantenbereich, der größte Teil der Kräfte übertragen wird. Der Großteil der Kräfte auf einer kleinen Übertragungsfläche, wie dem Kantenbereich des Sperrbolzens, führt jedoch dazu, dass Kraftspitzen bei der Abtragung dieser Sperrkräfte im Material des Grundkörpers entstehen. Diese Kraftspitzen müssen bisher dahingehend aufgefangen werden, dass genau in diesem Bereich eine entsprechend größere Materialstärke und damit einhergehend mehr Bauraum und mehr Gewicht vorgesehen werden muss.
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In erfindungsgemäßer Weise ist nun genau in dem Bereich, in welchem bisher mit hohen Kraftspitzen beim Abtragen der Sperrkräfte gerechnet werden musste, kein Material mehr vorgesehen. Vielmehr ist genau in diesem Kantenbereich der Führungsfreistich des Übergangsabschnitts zwischen zumindest zwei der zumindest vier Führungsflächen vorgesehen. Das bedeutet also, dass zumindest eine von vier Kanten des Sperrbolzens kontaktfrei innerhalb des Führungsfreistichs angeordnet ist. Mit anderen Worten kann nun die Sperrkraft in dieser Richtung nicht mehr über die Kante des Sperrbolzens an die Führungsvorrichtung übertragen werden, da genau dort keinerlei Kontakt mehr zwischen dem Sperrbolzen und der Führungsvorrichtung bzw. deren Grundkörper besteht. Damit verlagert sich automatisch in geometrischer Weise die Übertragung der Sperrkraft in die Führungsfläche, welche direkt an den Führungsfreistich angrenzt, hinein.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Führungsfreistichs ist dieser in besonders einfacher, kostengünstiger und vor allem kompakter Weise einsetzbar. So wird durch Krümmungsabschnitte, welche sich zueinander mit unterschiedlichen Krümmungsradien verhalten, eine Kombination unterschiedlicher Funktionalitäten in einem Führungsfreistich möglich. Ein relativ großer Krümmungsradius in dem Bereich der Führungsfläche, welche in hauptsächlicher Weise, wie später noch erläutert als Hauptführungsfläche, die Sperrkräfte abtragen wird, kann mit großem Krümmungsradius eine entsprechende gute und breite Verteilung der abzutragenden Sperrkraft ermöglichen. Würde dieser große Krümmungsradius fortgeführt werden, würde dies zu einem entsprechend großen Ausbilden des Führungsfreistichs führen. Um jedoch die Gesamtkompaktheit des Bauteils der Führungsvorrichtung möglichst klein zu halten, wird ein unterschiedlicher Krümmungsradius, vorzugsweise ein deutlich kleinerer Krümmungsradius, nun mithilfe des zweiten Krümmungsabschnitts die Seitenfläche des Führungsfreistichs wieder zu der benachbarten Führungsfläche, insbesondere der später noch erläuterten Neben-Führungsfläche, zurückführen.
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Durch die erfindungsgemäße Kombination von zumindest zwei Krümmungsabschnitten mit unterschiedlichen Krümmungsradien wird nun zum einen eine besonders kompakte Bauform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung möglich. Zum anderen wird trotz der großen Kompaktheit der Führungsvorrichtung eine höhere Dauerstabilität erzielt, da eine Verteilung der ansonsten an der Kante des Sperrbolzens auftretenden Kraftspitzen bei der Übertragung der Sperrkraft zur Verfügung gestellt werden kann.
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Dabei ist darauf hinzuweisen, dass grundsätzlich eine solche Führungsvorrichtung aus unterschiedlichsten Materialien ausgebildet werden kann. Der Grundkörper kann dabei zum Beispiel aus Gussmaterialien, in einem Gussverfahren hergestellt werden. Auch andere Fertigungsweisen, zum Beispiel eine additiv aufbauende Fertigungsweise mit sogenannten 3-D-Druckverfahren, sind im Sinne der vorliegenden Erfindung durchaus denkbar.
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Dabei ist weiter darauf hinzuweisen, dass der Sperrbolzen hinsichtlich seiner Bewegung im Wesentlichen frei ausgestaltet ist. So kann beispielsweise der Sperrbolzen entlang einer geraden Linie zwischen der Sperrposition und der Freigabeposition bewegbar sein. Jedoch sind auch schräg angeordnete Bewegungsmodalitäten für den Sperrbolzen durchaus im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Der Übergangsabschnitt zwischen zumindest zwei Führungsflächen ist dabei als der Bereich zu verstehen, welcher sich durch das Einbringen des Führungsfreistiches zwischen diesen beiden Führungsflächen ergibt. Der Übergangsabschnitt ist somit vorzugsweise selbst mit einer eigenen Übergangsfläche versehen, wobei der gesamte Führungsfreistich und damit der gesamte Übergangsabschnitt mit seiner Übergangsfläche kontaktfrei zum jeweiligen Sperrbolzen bei dessen Führung liegt.
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Ferner kann es vorgesehen sein, dass ein Querschnitt durch den Sperrbolzen geometrisch von einem Querschnitt durch den Führungsbereich, insbesondere durch zumindest einen Übergangsabschnitt, geometrisch voneinander abweichend ausgestaltet ist. Damit sind die beiden Querschnitte des Sperrbolzens und des Führungsbereichs der Führungsvorrichtung gerade im Bereich der Übergangsabschnitte nicht geometrisch komplementär zueinander ausgestaltet. Der Führungsbereich der Führungsvorrichtung wird insbesondere durch die Führungsflächen gebildet. Damit liegen vorzugsweise die Ecken des Sperrbolzens nicht an den Ecken der Führungsvorrichtung, insbesondere im Übergangsabschnitt aneinander an und sind somit kontaktfrei ausgestaltet. Hierdurch können erhöhte Abstützkräfte gerade in den Übergangsabschnitten vermieden werden, wodurch sich auch der Verschleiß bei der Führungsvorrichtung und des Sperrbolzens deutlich reduzieren lassen.
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Die Innenwände, welche als Führungsflächen ausgebildet sind, können dabei geometrisch an die entsprechend korrespondierenden Seitenflächen des Sperrbolzens angepasst sein. Vorzugsweise, wie dies später noch erläutert wird, sind sowohl die Führungsflächen als auch die Seitenflächen des Sperrbolzens eben oder im Wesentlichen eben ausgebildet. Jedoch sind selbstverständlich auch deutlich komplexere geometrische Formen der entsprechenden Flächen wie auch der Querschnitte des Sperrbolzens bzw. der Führungsöffnung denkbar. Bevorzugt ist jedoch ein im Wesentlichen rechteckiger Querschnitt des Sperrbolzens mit einem entsprechend korrespondierenden rechteckigen Querschnitt der Führungsöffnung im Grundkörper.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung zwei gegenüberliegende Führungsflächen als Haupt-Führungsflächen und zwei weitere gegenüberliegende Führungsflächen als Neben-Führungsflächen ausgebildet sind, welche kleiner als die Haupt-Führungsflächen ausgebildet sind. Dabei ist zumindest zwischen einer Haupt-Führungsfläche und einer Neben-Führungsfläche der Übergangsabschnitt mit dem Führungsfreistich angeordnet. Die Unterscheidung zwischen Haupt-Führungsflächen und Neben-Führungsflächen ist dabei insbesondere auf die geometrische Gesamtgröße dieser Führungsflächen zu verstehen. Üblicherweise werden unterschiedliche Größen in unterschiedlichen Ausrichtungen des Sperrbolzens eingesetzt. So ist beispielsweise die jeweilige Führungsfläche korrespondierend zur jeweiligen Seitenfläche des Sperrbolzens dann eine große Haupt-Führungsfläche, wenn sie vorzugsweise mit ihrer Flächennormalen in Umfangsrichtung der zu sperrenden Lenkwelle ausgerichtet ist. Die auftretenden Sperrkräfte werden also üblicherweise über die entsprechend größeren Haupt-Führungsflächen abgetragen, so dass die Neben-Führungsflächen für die Abtragung von Sperrkräften eine deutlich geringere Rolle spielen. Dies führt auch dazu, dass die erfindungsgemäßen Vorteile bereits dann erzielt werden, wenn an zumindest einem einzigen Übergangsabschnitt zwischen zumindest zwei der vier Führungsflächen der erfindungsgemäße Führungsfreistich vorgesehen ist. Selbstverständlich können die Vorteile noch weiter verbessert werden, wenn an zwei, drei oder sogar an allen Übergangsabschnitten aller vorhandenen Führungsflächen die entsprechenden Führungsfreistiche zur Verfügung gestellt sind.
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Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung der erste Krümmungsabschnitt einen größeren Krümmungsradius aufweist als der zweite Krümmungsabschnitt, wobei der erste Krümmungsabschnitt in die Neben-Führungsfläche und der zweite Krümmungsabschnitt in die Haupt-Führungsfläche übergeht. Wie bereits erläutert worden ist, handelt es sich damit um zwei unterschiedliche Krümmungsradien mit unterschiedlichen Funktionen. Die Haupt-Führungsfläche dient dazu, die hauptsächliche Abtragemöglichkeit für die Sperrkraft im sperrenden Einsatz des Sperrbolzens zur Verfügung zu stellen. Die entsprechende angrenzende Fläche des ersten Krümmungsabschnitts ist dementsprechend mit einem kleineren Krümmungsradius ausgestattet, so dass eine Verteilung der abzutragenden Sperrkraft auf einen größeren Materialbereich des Grundkörpers der Führungsvorrichtung erfolgt. Sobald diese Abtragung hinsichtlich der flächigen Erstreckung des ersten Krümmungsabschnitts ausreichend groß verteilt ist, kann nun der zweite Krümmungsabschnitt mit einem deutlich größeren Krümmungsradius anschließen, wobei dieser zweite Krümmungsabschnitt als Hauptfunktion nicht mehr die Verteilung der Sperrkräfte, sondern vielmehr das möglichst kompakte Rückführen des Führungsfreistichs zur Neben-Führungsfläche zum Ziel hat. Damit wird die gesamte Scharfkantigkeit des Führungsfreistichs reduziert und gleichzeitig die erfindungsgemäßen Vorteile bei möglichst kompakter Bauform erzielt.
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Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung der Führungsfreistich zwischen dem ersten Krümmungsabschnitt und dem zweiten Krümmungsabschnitt zumindest einen dritten Krümmungsabschnitt aufweist, dessen Krümmungsradius zwischen den Krümmungsradien der beiden benachbarten Krümmungsabschnitte ausgebildet ist. Selbstverständlich sind auch beliebig viele weitere Krümmungsabschnitte zwischen dem ersten Krümmungsabschnitt und dem zweiten Krümmungsabschnitt denkbar. Bei dieser Ausführungsform sind der erste Krümmungsabschnitt und der zweite Krümmungsabschnitt sozusagen die Abschnitte des Führungsfreistichs, welche die beiden Randbereiche im Übergang zu den beiden benachbarten Führungsflächen ausbilden. Bevorzugt ist es sogar, wenn die Krümmungsradien hinsichtlich ihrer Unterschiede zwischen dem ersten Krümmungsabschnitt und dem zweiten Krümmungsabschnitt im Wesentlichen kontinuierlich verändert sind. Damit ergibt sich eine sich kontinuierlich verändernde Krümmung von der ersten Führungsfläche bzw. dem ersten Krümmungsabschnitt zur zweiten Führungsfläche bzw. dem zweiten Krümmungsabschnitt. Dies erlaubt es, eine deutlich verbesserte Anpassung der Verteilung der Abtragung der Sperrkräfte zur Verfügung zu stellen und gleichzeitig einen möglichst hohen Grad an Kompaktheit für das Gesamtsystem des Führungsfreistichs zur Verfügung zu stellen.
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Ebenfalls von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung die Führungsöffnung eine rechteckige oder im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, wobei die Krümmungsmittelpunkte des ersten Krümmungsabschnitts und des zweiten Krümmungsabschnitts, insbesondere aller Krümmungsabschnitte, auf der gleichen Seite einer Diagonale der Führungsöffnung liegen, welche sich durch den Führungsfreistich hindurch erstreckt. Wie bereits erläutert worden ist, werden häufig Sperrbolzen als quaderförmige Bolzen eingesetzt. Die entsprechende Führungsöffnung bzw. die Querschnittsfläche für den Durchgang des Sperrbolzens der Führungsöffnung ist dementsprechend ebenfalls rechteckig ausgebildet. Verbindet man die entsprechenden gegenüberliegenden Eckpunkte dieses Rechtecks miteinander, ergibt sich die bei dieser Ausführungsform definierte Diagonale der Führungsöffnung. Diese Diagonale lässt sich über die Führungsöffnung hinaus durch den jeweiligen Führungsfreistich des Übergangsabschnitts hindurch definieren. Erfindungsgemäß liegen nun die Krümmungsmittelpunkte von zumindest dem ersten Krümmungsabschnitt als auch dem zweiten Krümmungsabschnitt auf der gleichen Seite dieser Diagonale. Damit wird eine besonders vorteilhafte geometrische Korrelation der beiden Krümmungsabschnitte erzielt, welche insbesondere die Vorteile der großen Kompaktheit des Gesamtsystems der Führungsvorrichtung mit einer besonders vorteilhaften Aufteilung der Sperrkräfte des Sperrbolzens auf den entsprechend vergrößerten Übergangsabschnitt des Führungsfreistichs erzielt.
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Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung der Führungsfreistich in die Tiefe des Grundkörpers hinein eine geringere Erstreckung aufweist, als die Führungsöffnung. Dies führt dazu, dass in der Tiefe der Führungsöffnung deutlich mehr Material für den Grundkörper zur Verfügung gestellt werden kann, um dementsprechend an den in der Tiefe liegenden Positionen des Grundkörpers eine höhere Materialstärke mit höherer Stabilität auszubilden. Alternativ ist es auch denkbar, die Führungsöffnung hinsichtlich der Wandstärke in diesem tieferen Bereich zu reduzieren, um eine weitere Bauraumreduktion mit einer Gewichtsreduktion einhergehend erzielen zu können. Um die erfindungsgemäßen Vorteile mit dem Führungsfreistich erzielen zu können, erstreckt sich dieser Führungsfreistich bevorzugt in der Tiefe mindestens ca. 5 mm in den Grundkörper in Tiefenrichtung hinein. Es sind jedoch auch größere Erstreckungen in Tiefenrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Es kann weiter vorteilhaft sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung eine Führungsfläche, vorzugsweise eine Neben-Führungsfläche, zu den beiden benachbarten Führungsflächen jeweils einen Übergangsabschnitt mit einem Führungsfreistich aufweist. Damit ist insbesondere zwischen zwei gegenüberliegenden Haupt-Führungsflächen die jeweilige Neben-Führungsfläche mit der erfindungsgemäßen Funktionalität der Führungsfreistiche ausgestattet. Bevorzugt sind jedoch sämtliche Übergangsabschnitte zwischen sämtlichen vorhandenen Führungsflächen mit der erfindungsgemäßen Qualität der Führungsfreistiche ausgestattet. Dies führt dazu, dass die erfindungsgemäße Funktionalität in sämtlichen Richtungen bei im Wesentlichen sämtlichen versuchten Lenkbewegungen bei eingegriffenem Sperrbolzen in Sperrposition mit erfindungsgemäß erhöhter Stabilität der Führungsvorrichtung bedacht werden kann.
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Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung die Führungsfläche zwischen den beiden Führungsfreistichen als Führungssteg ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die geometrische flächige Erstreckung der Neben-Führungsfläche als minimale Fläche in einen Führungssteg übergeht. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn von einer Hauptübertragungsfläche für die abzutragenden Sperrkräfte im Wesentlichen ausschließlich über die Haupt-Führungsfläche ausgegangen werden kann. Damit kann die entsprechende Geometrie der Krümmungsradien für die vorhandenen Krümmungsabschnitte der einzelnen Führungsfreistiche noch freier an die jeweils vorhandene Kraftsituation angepasst werden. An dieser Stelle ist auch darauf hinzuweisen, dass selbstverständlich jeder Übergangsabschnitt mit einem für diese beiden benachbarten Führungsflächen spezifischen geometrischen Grundmuster für die einzelnen Krümmungsradien ausgestattet sein kann. So ist es denkbar, dass die einzelnen Führungsfreistiche der einzelnen Übergangsabschnitte zueinander identisch sind oder aber unterschiedliche Ausbildungen der Krümmungsradien aufweisen.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung zwischen dem ersten Krümmungsabschnitt und/oder dem zweiten Krümmungsabschnitt und der jeweils benachbarten Führungsfläche eine Kante ausgebildet ist mit einem Übergangsradius mit zur Krümmung des jeweiligen Krümmungsabschnitts entgegengesetzter Krümmung. Wird bei einem Sperrbolzen in Sperrposition eine Lenkbewegung der Lenkwelle versucht, so wird dies unter anderem auch zu einer Verformung in elastischer Weise für den Sperrbolzen führen. Die Ausbildung der Kante zwischen dem jeweiligen Krümmungsabschnitt und der benachbarten Führungsfläche in Form eines Übergangsradius führt nun dazu, dass sich diese Verformung der Seitenfläche des Sperrbolzens an diesen Übergangsradius anlegen kann. Auch bei relativ großen elastischen Verformungen kann auf diese Weise eine optimierte und großflächige Verteilung der abzutragenden Sperrkraft vom Sperrbolzen in die Führungsvorrichtung bewirkt werden.
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Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung zumindest eine der Führungsflächen, vorzugsweise zwei gegenüberliegende Führungsflächen, insbesondere alle Führungsflächen, eine ebene oder im Wesentlichen ebene Erstreckung aufweisen. Dabei handelt es sich um eine besonders einfache und kostengünstige Möglichkeit, eine erfindungsgemäße Führungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen bzw. herzustellen. Selbstverständlich sind jedoch auch grundsätzlich bombierte bzw. gekrümmte Führungsflächen denkbar.
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Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Lenkradschloss für das Sperren der Funktion eines Lenkrads eines Fahrzeugs, aufweisend einen Sperrbolzen zum sperrenden Eingreifen in eine Lenkwelle des Fahrzeugs. Dabei ist der Sperrbolzen mittels einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung geführt. Damit bringt ein erfindungsgemäßes Lenkradschloss die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Führungsvorrichtung erläutert worden sind.
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Ein erfindungsgemäßes Lenkradschloss lässt sich dahingehend weiterbilden, dass der Sperrbolzen Seitenflächen aufweist, welche zumindest abschnittsweise in führendem Eingriff mit den Führungsflächen der Führungsvorrichtung stehen. Dabei ist zumindest eine Bolzenkante zwischen den zwei benachbarten Seitenflächen des Sperrbolzens kontaktfrei in einem Führungsfreistich der Führungsöffnung der Führungsvorrichtung angeordnet. Hier ist nochmals gut die Korrelation zwischen der jeweiligen Kante des Sperrbolzens und dem zugehörigen Führungsfreistich erläutert, wodurch die erfindungsgemäße wesentliche Aufteilung der abzutragenden Sperrkraft auf eine größere Fläche und die Verschiebung von dem Kantenbereich des Sperrbolzens erzielt werden kann.
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Des Weiteren ist es denkbar, dass bei dem vorliegenden Lenkradschluss der Sperrbolzen manuell, bspw. durch einen Schließzylinder, antreibbar ist oder dass der Sperrbolzen automatisch, bspw. durch einen Antrieb, antreibbar ist, wodurch der Sperrbolzen zumindest zwischen einer Sperrposition und einer Freigabeposition bewegbar ist. Sofern der Sperrbolzen manuell durch einen Schließzylinder antreibbar ist, handelt es sich bei dem Lenkradschloss um ein (rein) mechanisches Lenkradschloss. Dabei wird die Drehung von einem passenden Schlüssel in dem Schließzylinder über Übertragungsmittel auf den Sperrbolzen übertragen und dient somit als Antrieb. Sofern jedoch ein Antrieb, insbesondere in Form eines Elektromotors, vorgesehen ist, kann der Sperrbolzen automatisch durch den Antrieb angetrieben werden. Insofern handelt es sich hierbei um ein elektromechanisches Lenkradschloss. Der Vorteil bei dieser Variante liegt darin, dass die elektrische Steuerungen und Abfrage, ob das Lenkradschloss zwischen der Sperrposition und der Freigabeposition wechseln kann, baulich getrennt von dem elektromechanischen Lenkradschloss angeordnet werden kann. Damit kann ein entsprechendes Lenkradschloss an beliebigen Stellen im Fahrzeug angeordnet werden. Bei der rein mechanischen Variante besteht der Vorteil darin, dass auch bei einem Stromausfall das Lenkradschloss weiterhin vollständig funktionsfähig bleibt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
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1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung,
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2 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung,
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3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung,
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4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung in Draufsicht,
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5 die Ausführungsform der 4 in vergrößerter Darstellung,
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6 die vergrößerte Darstellung der 5 für eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung und
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7 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lenkradschlosses.
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In 7 ist schematisch ein Lenkradschloss 100 dargestellt. Entlang des dargestellten Doppelpfeils kann eine Bewegung eines Sperrbolzens 110 zwischen einer Sperrposition, wie sie in der 7 dargestellt ist, und in einer nach unten eingefahrenen Freigabeposition erfolgen. Diese Bewegung entlang des Doppelpfeils erfolgt in geführter Weise durch die Führungsvorrichtung 10. Hierzu kann der Sperrbolzen 110 manuell durch einen (nicht weiter gezeigten) Schließzylinder oder automatisch durch einen (nicht weiter gezeigten) Antrieb angetrieben werden. Somit kann es sich bei dem Lenkradschloss 100 um ein rein mechanisches Lenkradschloss 100 oder um ein elektromechanisches Lenkradschloss 100 handeln. Ein Grundkörper 20 der erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung 10 kann gleichzeitig als ein Teil des Gehäuses 105 des Lenkradschloss 100 gebildet sein. Wie der 7 beispielhaft zu entnehmen ist, ist der Sperrbolzen 110 im Wesentlichen quaderförmig mit Seitenflächen 130 ausgebildet bzw. weist einen rechteckförmigen Querschnitt im Führungsbereich auf. Zwischen den Seitenflächen 130 bildet sich eine entsprechende Bolzenkante 132 aus, welche durch das Vorsehen eines entsprechenden Übergangsabschnitts 40 mit einem Führungsfreistich 42 kontaktfrei in der Führungsvorrichtung 10 geführt wird. Damit ist ein Querschnitt durch den Sperrbolzen 110 geometrisch von einem Querschnitt durch den Führungsbereich (der insbesondere durch die Führungsflächen 30 gebildet ist) der Führungsvorrichtung 10, insbesondere durch zumindest einen Übergangsabschnitt 40, geometrisch voneinander abweichend ausgestaltet.
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In den 1 bis 6 wird schematisch die unterschiedliche Ausführungsform, welche für diesen Führungsfreistich 42 möglich ist, näher dargestellt bzw. erläutert.
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1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Führungsvorrichtung 10 mit einem entfernten Sperrbolzen 110. Hier ist wieder eine Führungsöffnung 22 in einem Grundkörper 20 vorgesehen, welcher einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die einzelnen Seitenflächen 30 sind hier als zwei gegenüberliegende Haupt-Führungsflächen 32 und gegenüberliegenden Neben-Führungsflächen 34 ausgestaltet. An sämtlichen Übergangsabschnitten 4 zwischen jeweils benachbarten Führungsflächen 30 sind hier Führungsfreistiche 42 vorgesehen.
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2 zeigt eine Weiterbildung der 1, wobei bei den beiden oberen rechten Übergangsabschnitten 40 deutlich vergrößerte Führungsfreistiche 42 vorgesehen sind. Diese sind hier mit ihrer geometrischen Erstreckung so groß gewählt, dass die entsprechende Neben-Führungsfläche 32 zu einem einfachen Führungssteg 36 reduziert worden ist.
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In 3 ist schematisch dargestellt, dass zum einen unterschiedliche geometrische Ausbildungen von Übergangsabschnitten 40 und entsprechenden Führungsfreistichen 42 in einer einzigen Führungsvorrichtung 10 möglich sind. Auch ist gut zu erkennen, dass unterschiedliche Erstreckungen in Tiefenrichtung der Führungsöffnung 22 im Grundkörper 20 für die Führungsfreistiche 42 denkbar sind.
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Die 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform einer Führungsvorrichtung 10, bei welcher in 5 in vergrößerter Darstellung in Summe drei unterschiedliche Krümmungsabschnitte 42a, 42b und 42c im Führungsfreistich 42 vorgesehen sind. Hier ist gut zu erkennen, dass ausgehend von der Haupt-Führungsfläche 32 der erste Krümmungsabschnitt 42a einen relativ großen Krümmungsradius KR aufweist. Anschließend reduziert sich der Krümmungsradius KR im dritten Krümmungsabschnitt 42c, bis er final im zweiten Krümmungsabschnitt 42b einen minimalen Krümmungsradius KR annimmt. Wie den 4 und 5 zu entnehmen ist, kann bei der rechteckigen Ausgestaltung der Führungsöffnung 22 eine Diagonale D definiert werden, welche durch den Führungsfreistich 42 hindurch verläuft. Bei dieser Ausführungsform ist nun eine geometrische Korrelation gewählt worden, welche die erfindungsgemäßen Vorteile mit besonders großer Deutlichkeit hervorbringt. So sind hier die Krümmungsmittelpunkte KM sämtlicher Krümmungsabschnitte 42a, 42b und 42c auf der gemeinsamen, nämlich oberen Seite dieser Diagonale D angeordnet.
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6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Führungsfreistichs 42 im Vergleich zu den 4 und 5. Hier ist eine Reduktion auf zwei einfache Krümmungsabschnitte 42a und 42b erfolgt. Diese weisen unterschiedliche Krümmungsradien KR mit entsprechend unterschiedlichen Krümmungsmittelpunkten KM auf. Bei dieser Ausführungsform ist besonders, dass zusätzlich zumindest der Übergangsabschnitt 40 mit seiner Haupt-Führungsfläche 32 einen Übergangsradius UR ausbildet, um entsprechend die Kante 44 abzurunden für eine noch weiter verbesserte Aufteilung der abzutragenden Sperrkräfte des Sperrbolzens.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Führungsvorrichtung
- 20
- Grundkörper
- 22
- Führungsöffnung
- 30
- Führungsfläche
- 32
- Haupt-Führungsfläche
- 34
- Neben-Führungsfläche
- 36
- Führungssteg
- 40
- Übergangsabschnitt
- 42
- Führungsfreistich
- 42a
- erster Krümmungsabschnitt
- 42b
- zweiter Krümmungsabschnitt
- 42c
- dritter Krümmungsabschnitt
- 44
- Kante
- 100
- Lenkradschloss
- 105
- Teil des Gehäuses von 100
- 110
- Sperrbolzen
- 130
- Seitenflächen
- 132
- Bolzenkante
- KR
- Krümmungsradius
- KM
- Krümmungsmittelpunkt
- UR
- Übergangsradius
- D
- Diagonale
