DE102019215681A1

DE102019215681A1 - Locking device and steering column with locking device

Info

Publication number: DE102019215681A1
Application number: DE102019215681.9A
Authority: DE
Inventors: Robert Galehr; Sebastian Forte
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Current assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Presta AG
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2021-04-15
Also published as: CN114514150A; WO2021069405A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung (1; 29) für eine eine Lenkspindel (2) umfassende Lenksäule (3) eines Steer-by-Wire Lenksystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Raststern (8), der eine Vielzahl von Erhebungen (6) und Vertiefungen (7) aufweist, wobei der Raststern (8) drehfest mit der Lenkspindel (2) koppelbar ist, ein relativ zu dem Raststern (8) bewegbares Verrastelement (9; 30) und einen Stellantrieb (10; 31), der derart ausgebildet ist, das Verrastelement (9; 30) zwischen einer Blockierstellung, in der die Drehung der Lenkspindel (2) blockiert ist, und einer Freigabestellung, in der die Drehung der Lenkspindel (2) freigegeben ist, umzuschalten, wobei der Stellantrieb (10; 31) zumindest einen ersten elektromagnetischen Aktuator (11; 34) und zumindest einen zweiten elektromagnetischen Aktuator (12; 35) umfasst. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Lenksäule (3) für ein Kraftfahrzeug.

The present invention relates to a locking device (1; 29) for a steering column (3) comprising a steering spindle (2) of a steer-by-wire steering system of a motor vehicle, comprising a locking star (8) which has a plurality of elevations (6) and depressions (7), wherein the locking star (8) can be coupled non-rotatably to the steering spindle (2), a locking element (9; 30) movable relative to the locking star (8) and an actuator (10; 31) which is designed in such a way that to switch the latching element (9; 30) between a blocking position in which the rotation of the steering spindle (2) is blocked and a release position in which the rotation of the steering spindle (2) is released, the actuator (10; 31) at least a first electromagnetic actuator (11; 34) and at least one second electromagnetic actuator (12; 35). The present invention also relates to a steering column (3) for a motor vehicle.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine eine Lenkspindel umfassende Lenksäule eines Steer-by-Wire Lenksystems eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Raststern, der eine Vielzahl von Erhebungen und Vertiefungen aufweist, wobei der Raststern drehfest mit der Lenkspindel koppelbar ist, ein relativ zu dem Raststern bewegbares Verrastelement und einen Stellantrieb, der derart ausgebildet ist, das Verrastelement zwischen einer Blockierstellung, in der die Drehung der Lenkspindel blockiert ist, und einer Freigabestellung, in der die Drehung der Lenkspindel freigegeben ist, umzuschalten. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a locking device for a steering column comprising a steering spindle of a steer-by-wire steering system of a motor vehicle, comprising a locking star which has a plurality of elevations and depressions, the locking star being rotatably coupled to the steering spindle, one movable relative to the locking star Latching element and an actuator which is designed to switch the latching element between a blocking position in which the rotation of the steering spindle is blocked and a release position in which the rotation of the steering spindle is released. The present invention also relates to a steering column for a motor vehicle.

Lenksäulen für Kraftfahrzeuge weisen eine Lenkspindel auf, an deren in Fahrtrichtung hinteren, dem Fahrer zugewandten Ende ein Lenkrad zur Einbringung eines Lenkbefehls durch den Fahrer angebracht ist. Die Lenkspindel ist in der Lenksäule um ihre Längsachse drehbar gelagert. Im Gegensatz zu einem konventionellen Lenkstrang besteht in einem Lenkstrang eines Steer-by-Wire Lenksystems keine mechanische Lenkkraft- /Drehmomentenübertragung bzw. mechanische Kopplung zwischen der Lenksäule und dem Lenkgetriebe und somit den Rädern des Kraftfahrzeugs.Steering columns for motor vehicles have a steering spindle, at the end of which is at the rear in the direction of travel and facing the driver, a steering wheel for introducing a steering command by the driver is attached. The steering spindle is rotatably mounted in the steering column about its longitudinal axis. In contrast to a conventional steering line, there is no mechanical steering force / torque transmission or mechanical coupling between the steering column and the steering gear and thus the wheels of the motor vehicle in a steering line of a steer-by-wire steering system.

Durch die mechanische Entkopplung der Lenksäule von dem Lenkgetriebe und somit von den Fahrzeugrädern erhält der Fahrer keinerlei haptische Feedbackinformationen, die dazu beitragen können, dem Fahrer ein Fahrgefühl bzw. einen Eindruck von der aktuellen Fahrzeugsituation zu vermitteln. Insbesondere führt die mechanische Entkopplung dazu, dass der Fahrer das Lenkrad ungehindert einen unbegrenzt großen Lenkwinkel verdrehen kann, das heißt, beliebig viele Lenkradumdrehungen durchführen kann. Dies entspricht nicht der gewohnten Lenkbedienung eines Fahrzeugs und kann allein daher zu Irritation des Fahrers führen. Fahrerische Fehler bei der Lenkbedienung, insbesondere während der Fahrt, können zu sicherheitskritischen Situationen führen. Jede Form von Irritation oder Ablenkung des Fahrers sollte vermieden werden.Due to the mechanical decoupling of the steering column from the steering gear and thus from the vehicle wheels, the driver does not receive any haptic feedback information that can contribute to conveying a driving experience or an impression of the current vehicle situation to the driver. In particular, the mechanical decoupling leads to the fact that the driver can turn the steering wheel unhindered through an unlimited steering angle, that is to say can make any number of steering wheel turns. This does not correspond to the usual steering operation of a vehicle and therefore alone can lead to irritation for the driver. Mistakes made by the driver when operating the steering, especially while driving, can lead to safety-critical situations. Any form of irritation or distraction for the driver should be avoided.

Zur Verbesserung der Fahrsicherheit dienen Verriegelungsvorrichtungen für eine eine Lenkspindel umfassende Lenksäule eines Steer-by-Wire Lenksystems dazu, dem Fahrer des Kraftfahrzeugs in bestimmten Situationen ein haptisches Feedback in Form eines stark erhöhten bzw. nicht überwindbaren Lenkwiderstands bereitzustellen. Eine solche Situation ist beispielsweise gegeben, wenn das Lenkgetriebe bzw. die Räder den maximalen Lenkeinschlag erreicht hat bzw. haben. Auch wenn eines der oder beide mit dem Lenkgetriebe wirkverbundenen Räder des Kraftfahrzeugs während des Lenkvorgangs gegen ein Hindernis, insbesondere ein Bord-, Rand- bzw. Kantstein, stößt bzw. stoßen, ist ein haptisches Feedback für den Fahrer erwünscht. Beiden Situationen ist gemeinsam, dass die Räder nicht weiter in die Richtung der Lenkbewegung gelenkt werden können. Das erwünschte haptische Feedback kann dergestalt sein, dass der Lenkwiderstand stark zu erhöhen ist, genau dann, wenn die Räder nicht weiter in die Richtung der jeweiligen Lenkbewegung gelenkt werden können. Diese Art des haptischen Feedbacks wird auch als simulierter Anschlag bezeichnet.To improve driving safety, locking devices for a steering column of a steer-by-wire steering system comprising a steering spindle are used to provide the driver of the motor vehicle with haptic feedback in the form of a greatly increased or insurmountable steering resistance in certain situations. Such a situation exists, for example, when the steering gear or the wheels have reached the maximum steering angle. Haptic feedback for the driver is also desirable if one of the or both wheels of the motor vehicle that are operatively connected to the steering gear hits an obstacle, in particular a curb, curb or curb during the steering process. Both situations have in common that the wheels can no longer be steered in the direction of the steering movement. The desired haptic feedback can be such that the steering resistance has to be increased sharply, precisely when the wheels can no longer be steered in the direction of the respective steering movement. This type of haptic feedback is also known as a simulated stop.

Um den Lenkwiderstand situationsabhängig zu erhöhen, ist aus dem Stand der Technik bekannt, die Lenkspindel mit einem entsprechenden, gegen die Richtung der Lenkbewegung wirkenden Drehmoment zu beaufschlagen. Allerdings erfordert dies einen entsprechend leistungsstarken Elektromotor, der demgemäß groß dimensioniert sein muss und somit einen vergleichsweise großen Bauraum benötigt und kostenintensiv ist.In order to increase the steering resistance as a function of the situation, it is known from the prior art to apply a corresponding torque acting against the direction of the steering movement to the steering spindle. However, this requires a correspondingly powerful electric motor, which accordingly has to be of large dimensions and thus requires a comparatively large installation space and is cost-intensive.

Aus der DE 10 2016 206 610 A1 ist eine Steer-by-Wire Lenkvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer Verriegelungsvorrichtung bekannt. Die Verriegelungsvorrichtung weist einen mit der Lenkspindel drehfest verbundenen zahnradformähnlichen Raststern, ein mit dem Raststern in Eingriff verbringbares Verrastelement und einen das Verrastelement bewegbaren Stellantrieb vor.From the DE 10 2016 206 610 A1 a steer-by-wire steering device for motor vehicles with a locking device is known. The locking device has a toothed-wheel-shaped locking star that is connected in a rotationally fixed manner to the steering spindle, a locking element that can be brought into engagement with the locking star, and an actuator that can move the locking element.

Nachteilig an dieser bekannten Lenkradverriegelungsvorrichtung sind die vergleichsweise langen Schaltzeiten des Bewegungsmechanismus'. Unter dem Begriff Schaltzeit wird die benötigte Zeitdauer verstanden, um von einem Zustand in einen anderen Zustand zu wechseln. Im Zusammenhang mit Verriegelungsvorrichtungen wird darunter die Zeitdauer verstanden, das Verrastelement von der Blockierstellung in die Freigabestellung zu bewegen bzw. umgekehrt. Für die Rückstellung des Verrastelements entlang des Stellwegs in dessen Ausgangslage ist eine entsprechend vorgespannte Rückstellfeder vorgesehen. Zwar könnte eine verbesserte Dynamik und somit kürzere Schaltzeiten des Bewegungsmechanismus' durch eine Erhöhung der Federkraft der Rückstellfeder, insbesondere durch Erhöhung der Federkonstante oder der Federauslenkung, erreicht werden. Jedoch müsste dann - zur Überwindung der erhöhten Federkraft - wiederum ein entsprechend leistungsstärkerer Elektromotor vorgesehen werden, der demgemäß bauraum- und kostenintensiver ist.The disadvantage of this known steering wheel locking device is the comparatively long switching times of the movement mechanism. The term switching time is understood to mean the time required to change from one state to another. In connection with locking devices, this is understood to mean the time required to move the locking element from the blocking position into the release position or vice versa. A correspondingly pre-tensioned return spring is provided for resetting the latching element along the adjustment path in its starting position. It is true that improved dynamics and thus shorter switching times of the movement mechanism could be achieved by increasing the spring force of the return spring, in particular by increasing the spring constant or the spring deflection. However, in order to overcome the increased spring force, a correspondingly more powerful electric motor would again have to be provided, which is accordingly more space-intensive and cost-intensive.

Aus der DE 603 03 081 T2 ist eine Verriegelungsvorrichtung mit einem festen und einem variablen mechanischen Wegendanschlag bekannt. Allerdings ist diese bekannte Verriegelungsvorrichtung vergleichsweise komplex und bauraumintensiv in ihrem Aufbau.From the DE 603 03 081 T2 a locking device with a fixed and a variable mechanical travel limit stop is known. However, this is known locking device comparatively complex and space-intensive in their structure.

Weitere Verriegelungsvorrichtungen sind aus der FR 2 908 101 B1 und DE 10 2004 037 617 A1 bekannt.Further locking devices are from the FR 2 908 101 B1 and DE 10 2004 037 617 A1 known.

Wenn ein Drehsinnwechsel im simulierten Anschlag sensorisch erfasst wird, dann ist die Lenksäule schnellstmöglich freizugeben. Mit anderen Worten: Das Verrastelement der Verriegelungsvorrichtung ist unter möglichst kurzer Schaltzeit von der Blockierstellung in die Freigabestellung zu bewegen, damit nach dem erfassten Drehsinnwechsel das Lenkrad bzw. die Lenkspindel nicht weiter blockiert bleibt.If a change in direction of rotation is detected by sensors in the simulated stop, the steering column must be released as soon as possible. In other words: The latching element of the locking device is to be moved from the blocking position to the release position with the shortest possible switching time so that the steering wheel or the steering spindle does not remain blocked after the detected change of direction of rotation.

Die Erfassung der Position des Lenkrads ist eine sicherheitsrelevante Funktion und ist daher zuverlässig bzw. ausfallsicher (ASIL D) zu gewährleisten.The detection of the position of the steering wheel is a safety-relevant function and must therefore be guaranteed to be reliable or fail-safe (ASIL D).

Im Lichte der vorangehend erläuterten Nachteile der bekannten Verriegelungsvorrichtungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Verriegelungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die mit vergleichsweise einfachen konstruktiven Mitteln kurze Schaltzeiten realisiert, einen kompakten Aufbau hat und zuverlässig ist.In light of the disadvantages of the known locking devices explained above, the present invention is based on the object of providing a locking device which realizes short switching times with comparatively simple structural means, has a compact structure and is reliable.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch eine Verriegelungsvorrichtung für eine eine Lenkspindel umfassende Lenksäule eines Steer-by-Wire Lenksystems eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object on which the present invention is based is achieved by a locking device for a steering column comprising a steering shaft of a steer-by-wire steering system of a motor vehicle with the features of claim 1 and by a steering column for a motor vehicle with the features of claim 10. Advantageous further developments result from the subclaims.

Erfindungsgemäß wird für eine Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass der Stellantrieb zumindest einen ersten elektromagnetischen Aktuator und zumindest einen zweiten elektromagnetischen Aktuator umfasst. Durch zwei elektromagnetische Aktuatoren können kurze Schaltzeiten realisiert werden. Und zwar können elektromagnetische Aktuatoren jeweils so mit elektrischer Energie versorgt werden, dass sie große magnetische Kräfte erzeugen und somit mit großen Stellkräften auf das Verrastelement einwirken.According to the invention it is proposed for a locking device of the type mentioned at the outset that the actuating drive comprises at least one first electromagnetic actuator and at least one second electromagnetic actuator. Short switching times can be achieved using two electromagnetic actuators. In fact, electromagnetic actuators can each be supplied with electrical energy in such a way that they generate large magnetic forces and thus act on the latching element with large actuating forces.

Die Vielzahl von Erhebungen und Vertiefungen sind alternierend in Umfangsrichtung angeordnet und können beispielsweise eine Verzahnung bilden.The multiplicity of elevations and depressions are arranged alternately in the circumferential direction and can, for example, form a tooth system.

Bevorzugt ist die Verriegelungsvorrichtung gerade kein Lenkradschloss, welches die Lenkspindel in einem Fall, wenn der Fahrzeugführer das Fahrzeug verlässt, in Drehrichtung festlegt bzw. blockiert. Vielmehr dient die Verriegelungsvorrichtung wie voranstehend erläutert dazu, dem Fahrer des Kraftfahrzeugs in bestimmten Situationen ein haptisches Feedback in Form eines stark erhöhten bzw. nicht überwindbaren Lenkwiderstands bereitzustellen, um die im Rahmen eines Steer-by-Wire Lenksystems wegfallende, mechanische Kopplung zwischen der Lenksäule und dem Lenkgetriebe zu simulieren.The locking device is preferably not a steering wheel lock which fixes or blocks the steering spindle in the direction of rotation in the event that the vehicle driver leaves the vehicle. Rather, as explained above, the locking device is used to provide the driver of the motor vehicle with haptic feedback in the form of a greatly increased or insurmountable steering resistance in certain situations in order to avoid the mechanical coupling between the steering column and the steering column, which is omitted in the context of a steer-by-wire steering system to simulate the steering gear.

Die elektromagnetischen Aktuatoren können jeweils als Elektromagnete ausgebildet sein, umfassend eine Spule und einen in der Spule angeordneten Eisenkern. Zur Führung und Verstärkung des während der Bestromung, das heißt der Versorgung mit elektrischer Energie, erzeugten Magnetfeldes können die jeweiligen Eisenkerne Anformungen aufweisen. Eine Steuerungseinheit dient zur gezielten Bestromung der Spulen zur Erzeugung von sich verändernden Magnetfeldern im bestimmungsgemäßen Betrieb, so dass das Verrastelement situationsabhängig in die Blockier- bzw. Freigabestellung bewegt wird.The electromagnetic actuators can each be designed as electromagnets, comprising a coil and an iron core arranged in the coil. The respective iron cores can have projections to guide and amplify the magnetic field generated during the energization, that is, the supply of electrical energy. A control unit is used for the targeted energization of the coils to generate changing magnetic fields during normal operation, so that the latching element is moved into the blocking or release position depending on the situation.

Darüber hinaus können die Anformungen als mechanische Anschläge für die Schwenkbewegung des Verrastelements ausgebildet sein. Das mechanische Anschlagen gegen die Anformungen wirkt sich unterstützend auf den Vorgang der Magnetisierung der mit den elektromagnetischen Aktuatoren zusammenwirkenden Eisenelemente aus. Denn das mechanische Anschlagen verursacht einen Stoß bzw. Impuls, der die Ausrichtung der magnetischen Domänen, auch als Weiss-Bezirke bekannt, begünstigt bzw. erleichtert. Die Ausrichtung der magnetischen Domänen in eine nahezu parallele Richtung ist ein wesentlicher, der Magnetisierung von Metallen zugrundeliegender Effekt auf kristalliner Ebene.In addition, the projections can be designed as mechanical stops for the pivoting movement of the latching element. The mechanical impact against the projections has a supporting effect on the process of magnetization of the iron elements interacting with the electromagnetic actuators. This is because the mechanical impact causes a shock or impulse that favors or facilitates the alignment of the magnetic domains, also known as Weiss domains. The alignment of the magnetic domains in an almost parallel direction is an essential effect on the crystalline level on which the magnetization of metals is based.

In vorteilhafter Weise ist der erste elektromagnetische Aktuator derart ausgebildet, das Verrastelement von der Blockierstellung in die Freigabestellung zu bewegen, und ist der zweite elektromagnetische Aktuator derart ausgebildet, das Verrastelement von der Freigabestellung in die Blockierstellung zu bewegen. Die Bewegungsrichtungen können hingegen auch in umgekehrter Richtung definiert sein.Advantageously, the first electromagnetic actuator is designed to move the latching element from the blocking position to the release position, and the second electromagnetic actuator is designed to move the latching element from the release position to the blocking position. In contrast, the directions of movement can also be defined in the opposite direction.

In besonders vorteilhafter Weise sind die zwei elektromagnetischen Aktuatoren jeweils derart ausgebildet, das Verrastelement von sich wegzubewegen bzw. wegzudrücken bzw. abzustoßen. Das Verrastelement von sich wegzubewegen bietet den Vorteil einer sehr schnellen Schaltzeit, da der Spalt zwischen dem elektromagnetischen Aktuator und dem Verrastelement sehr gering bzw. quasi nicht vorhanden ist. Dadurch ist der Wirkungsgrad zu Beginn des Schaltvorgangs sehr hoch. Somit kann eine entsprechend große Kraft genau dann bereitgestellt werden, wenn das Verrastelement beschleunigt werden muss, um dies von der einen in die andere Stellung zu überführen. Es ist auch denkbar, dass die zwei elektromagnetischen Aktuatoren jeweils derart ausgebildet sind, das Verrastelement an sich heranzubewegen bzw. anzuziehen. In beiden Fällen sind die zwei elektromagnetischen Aktuatoren jeweils so ausgebildet, in gleicher Weise auf das Verrastelement einzuwirken. Dies ermöglicht den Einsatz einer einfacheren und somit kostengünstigeren Steuerung der einzelnen Aktuatoren.In a particularly advantageous manner, the two electromagnetic actuators are each designed in such a way that the latching element can be moved away from itself or pushed away or pushed off. Moving the latching element away from you offers the advantage of a very fast switching time, since the gap between the electromagnetic actuator and the latching element is very small or virtually non-existent. As a result, the efficiency is very high at the beginning of the switching process. A correspondingly large force can thus be provided precisely when the latching element is accelerated must in order to transfer this from one position to the other. It is also conceivable that the two electromagnetic actuators are each designed in such a way that the latching element can be moved or tightened. In both cases, the two electromagnetic actuators are each designed to act in the same way on the latching element. This enables the use of a simpler and thus more cost-effective control of the individual actuators.

Alternativ kann der erste elektromagnetische Aktuator derart ausgebildet sein, das Verrastelement von sich wegzubewegen bzw. wegzudrücken bzw. abzustoßen, wohingegen der zweite elektromagnetische Aktuator derart ausgebildet ist, das Verrastelement an sich heranzubewegen bzw. anzuziehen, nämlich genau dann, wenn der erste elektromagnetische Aktuator das Verrastelement von sich wegbewegt bzw. wegdrückt bzw. abstößt. Bevorzugt findet dies innerhalb eines Schaltzyklus' statt, das heißt, bei einer Überführung zwischen der Freigabestellung und der Blockierstellung. Mit anderen Worten, agieren die beiden Aktuatoren zeitgleich bzw. die beiden Bewegungen geschehen gleichzeitig.Alternatively, the first electromagnetic actuator can be designed to move the latching element away from itself or to push it away or to push it off, whereas the second electromagnetic actuator is designed to move or attract the latching element towards itself, namely precisely when the first electromagnetic actuator does Latching element moves away from itself or pushes away or pushes off. This preferably takes place within a switching cycle, that is to say when transferring between the release position and the blocking position. In other words, the two actuators act simultaneously or the two movements happen simultaneously.

Eine demgegenüber entgegengesetzte bzw. umgekehrte Wirkungsweise ist ebenfalls denkbar, und zwar, dass der erste elektromagnetische Aktuator derart ausgebildet sein kann, das Verrastelement an sich heranzubewegen bzw. anzuziehen, wohingegen der zweite elektromagnetische Aktuator derart ausgebildet ist, das Verrastelement von sich wegzubewegen bzw. wegzudrücken bzw. abzustoßen, nämlich genau dann, wenn der erste elektromagnetische Aktuator das Verrastelement an sich heranzieht. Bevorzugt findet dies innerhalb eines Schaltzyklus' statt, das heißt, bei einer Überführung zwischen der Freigabestellung und der Blockierstellung. Mit anderen Worten, agieren die beiden Aktuatoren zeitgleich bzw. die beiden Bewegungen geschehen gleichzeitig.An opposite or reverse mode of operation is also conceivable, namely that the first electromagnetic actuator can be designed to move or attract the latching element towards itself, whereas the second electromagnetic actuator is designed to move or push the latching element away from itself or repel, namely precisely when the first electromagnetic actuator pulls the latching element towards itself. This preferably takes place within a switching cycle, that is to say when transferring between the release position and the blocking position. In other words, the two actuators act simultaneously or the two movements happen simultaneously.

In beiden Fällen sind die zwei elektromagnetischen Aktuatoren so ausgebildet, in verschiedener Weise auf das Verrastelement einzuwirken. Die Wirkungsweisen der zwei elektromagnetischen Aktuatoren ergänzen sich gegenseitig. Der eine Aktuator drückt oder zieht während der andere Aktuator zieht oder drückt. Dadurch kann eine besonders gute Dynamik und somit besonders kurze Schaltzeiten erreicht werden.In both cases, the two electromagnetic actuators are designed to act on the latching element in different ways. The modes of action of the two electromagnetic actuators complement each other. One actuator pushes or pulls while the other actuator pulls or pushes. As a result, particularly good dynamics and thus particularly short switching times can be achieved.

In einer bevorzugten Ausführung ist das Verrastelement um eine Schwenkachse verschwenkbar ausgebildet. Ein solches verschwenkbares Verrastelement ist auch als Sperr-/Schwenkhebel oder -klinke bekannt. Im Gegensatz zu axialverschiebbaren Verrastelementen können auf diese Weise besonders kurze Schaltzeiten realisiert werden. Außerdem können so platz- bzw. bauraumsparende und kompakte Verriegelungseinrichtungen realisiert werden.In a preferred embodiment, the latching element is designed to be pivotable about a pivot axis. Such a pivotable latching element is also known as a locking / pivoting lever or pawl. In contrast to axially displaceable latching elements, particularly short switching times can be achieved in this way. In addition, space-saving and space-saving and compact locking devices can be implemented in this way.

In einer besonders bevorzugten Ausführung ist das Verrastelement derart ausgebildet, dass dessen Schwenkachse durch dessen Massenschwerpunkt verläuft. Auf den Massenschwerpunkt einwirkende, externe (Stör-)Kräfte, die beispielsweise durch Vibration oder andere Umwelteinflüsse verursacht werden können, bringen keine Drehmomente in das Verrastelement hinein. Dies verbessert die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit des Verrastelements. Außerdem ist damit ein relativ leichtgängiges, das heißt, geringere Stellkräfte erforderndes Verrastelement geschaffen.In a particularly preferred embodiment, the latching element is designed in such a way that its pivot axis runs through its center of mass. External (disruptive) forces which act on the center of mass and which can be caused, for example, by vibration or other environmental influences, do not bring any torques into the latching element. This improves the reliability and operational safety of the latching element. In addition, a locking element that is relatively easy to move, that is to say that requires lower actuating forces, is created.

Das Verrastelement kann zumindest eine in den Raststern eingreifende Formschlusseinheit und zumindest eine mit der Formschlusseinheit fest verbundene Gegeneinheit umfassen. Die Formschlusseinheit verläuft von dem Massenschwerpunkt bis zu dem dem Raststern zugewandten offenen bzw. freien Ende des Verrastelements und ist schenkelartig ausgebildet. Die Formschlusseinheit wirkt mit dem Raststern zusammen, indem sie in den Eingriff mit dem Raststern verbracht werden kann. „Eingriff“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Formschlusseinheit in eine der Vertiefungen des Raststerns verbracht bzw. eingerückt bzw. bewegt, insbesondere verschwenkt, ist, sodass die Drehung der Lenkspindel blockiert ist. Die Drehung der Lenkspindel ist insoweit blockiert, dass die Drehbewegung lediglich innerhalb des durch zwei aufeinanderfolgende Erhebungen des Raststerns definierten Zwischenraums, möglich ist. Dieser Zwischenraum entspricht einer Vertiefung.The latching element can comprise at least one form-fitting unit engaging in the latching star and at least one counter-unit firmly connected to the form-fitting unit. The form-fit unit runs from the center of mass to the open or free end of the latching element facing the latching star and is designed like a leg. The form-fit unit interacts with the locking star in that it can be brought into engagement with the locking star. In this context, “engagement” means that the form-locking unit is brought into one of the recesses of the locking star, or moved, in particular pivoted, so that the rotation of the steering spindle is blocked. The rotation of the steering spindle is blocked to the extent that the rotary movement is only possible within the space defined by two successive elevations of the locking star. This space corresponds to a depression.

Die Gegeneinheit verläuft von dem Massenschwerpunkt bis zu dem dem Stellantrieb zugewandten offenen bzw. freien Ende des Verrastelements und ist schenkelartig ausgebildet. Die Gegeneinheit wirkt mit dem Stellantrieb zusammen, indem sie von den elektromagnetischen Aktuatoren hin und her bewegbar ist, insbesondere verschwenkbar ist.The counter unit runs from the center of mass to the open or free end of the latching element facing the actuator and is designed like a limb. The counter unit interacts with the actuator in that it can be moved back and forth by the electromagnetic actuators, in particular being pivotable.

Der Raststern der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung kann ein gesondertes Bauteil sein, das an der Lenkspindel befestigt ist. Alternativ kann der Raststern eine einstückig mit der Lenkspindel ausgebildete Anformung sein, die beispielsweise unter anderem durch spangebende Fertigung der Lenkspindel hergestellt ist oder durch einen Kaltu mform prozess.The locking star of the locking device according to the invention can be a separate component which is attached to the steering spindle. Alternatively, the locking star can be an integrally formed formation with the steering spindle, which is produced, for example, by machining the steering spindle or by a cold forming process.

Die Formschlusseinheit und die Gegeneinheit können aus verschiedenen oder aus den gleichen Werkstoffen bestehen. Durch die feste Verbindung der Formschlusseinheit mit der Gegeneinheit sind beide Einheiten in einer festen Orientierung zueinander bewegbar bzw. synchron zueinander bewegbar. Mit anderen Worten: Eine durch den Stellantrieb bewirkte Bewegung der Gegeneinheit führt zu einer entsprechenden Bewegung der Formschlusseinheit. Die feste Verbindung kann durch Kraftschluss, Formschluss oder Stoffschluss realisiert werden. Auch Kombinationen dieser Verbindungstechniken sind denkbar. Die Formschlusseinheit und die Gegeneinheit können alternativ auch einstückig ausgebildet sein.The form-fit unit and the mating unit can consist of different or the same materials. As a result of the fixed connection of the form-fit unit with the counter-unit, both units can be moved or synchronized with one another in a fixed orientation movable to each other. In other words: a movement of the counter unit caused by the actuator leads to a corresponding movement of the form-fit unit. The fixed connection can be realized by a force fit, form fit or material fit. Combinations of these connection techniques are also conceivable. The form-fit unit and the counter-unit can alternatively also be designed in one piece.

Die Formschlusseinheit kann hakenförmig ausgebildet sein. Die Hakenform ist demgemäß so ausgeführt, dass die Formschlusseinheit an dem dem Raststern zugewandten offenen Ende eine zu den Erhebungen des Raststerns formkomplementäre Hinterschneidung aufweist.The form-fit unit can be designed in the shape of a hook. The hook shape is accordingly designed in such a way that the form-fit unit has an undercut which is complementary in shape to the elevations of the locking star at the open end facing the locking star.

Die Verriegelungsvorrichtung kann einen Permanentmagneten bzw. Dauermagneten aufweisen. Dieser kann derart ausgebildet sein, das Verrastelement bei ausbleibender Aktuierung in der zuletzt eingenommenen Stellung zu halten. Dies wird durch eine entsprechende Positionierung des Permanentmagneten relativ zu dem verschwenkbaren Verrastelement erreicht. Und zwar ist die Position des Permanentmagneten so zu wählen, dass das Magnetfeld des Permanentmagneten derart auf das Verrastelement einwirkt, dass die magnetische Kraft das Verrastelement entgegen äußerer Störeinflüsse bzw. -kräfte festhalten kann. Auf diese Weise kann selbst bei ausbleibender elektromagnetischer Aktuierung, beispielsweise bei einem Stromausfall im Bordnetz des Fahrzeugs und somit bei einer Deaktivierung der elektromagnetischen Aktuatoren, das Verrastelement in der zuletzt eingenommenen Stellung, das heißt, entweder in der Blockierstellung oder Freigabestellung, magnetisch gehalten bzw. fixiert werden. Dadurch ist stets - auch bei bzw. nach einer Betriebsstörung - ein eindeutiger und somit sicherer Betriebszustand der Verriegelungsvorrichtung sichergestellt.The locking device can have a permanent magnet or permanent magnet. This can be designed in such a way that the latching element is held in the position it was last assumed when it is not actuated. This is achieved by appropriate positioning of the permanent magnet relative to the pivotable latching element. The position of the permanent magnet is to be selected in such a way that the magnetic field of the permanent magnet acts on the latching element in such a way that the magnetic force can hold the latching element in place against external interfering influences or forces. In this way, even if there is no electromagnetic actuation, for example in the event of a power failure in the vehicle's electrical system and thus deactivation of the electromagnetic actuators, the latching element can be magnetically held or fixed in the position last assumed, that is, either in the blocking position or in the release position become. As a result, an unambiguous and therefore safe operating state of the locking device is always ensured - even in the event of or after an operating fault.

Es ist auch denkbar, den Permanentmagneten derart auszubilden, das Verrastelement bei ausbleibender Aktuierung in eine zuvor festgelegte Stellung (Default- bzw. Standardstellung), das heißt, entweder in die Blockierstellung oder Freigabestellung, zu verbringen, sofern die zuletzt eingenommene Stellung nicht der Standardstellung entspricht, oder zu halten, sofern die zuletzt eingenommene Stellung der Standardstellung entspricht. Dies stellt stets - auch bei bzw. nach einer Betriebsstörung - einen bestimmten und somit sicheren Betriebszustand der Verriegelungsvorrichtung sicher.It is also conceivable to design the permanent magnet in such a way that the latching element is moved to a previously defined position (default or standard position), i.e. either the blocking position or the release position, if the last position used does not correspond to the standard position , or to hold, provided that the last position assumed corresponds to the standard position. This always ensures a specific and therefore safe operating state of the locking device - even in the event of or after an operational malfunction.

Für die Fälle, in denen der Permanentmagnet derart ausgebildet ist, das Verrastelement bei ausbleibender Aktuierung in die Blockierstellung zu bewegen, und der Raststern im Zeitpunkt eines Stromausfalls gerade in einer Winkelstellung ist, in der das Verrastelement nicht in den Eingriff mit dem Raststern gelangen kann, da es stirnseitig vor eine Erhebnung des Raststerns stößt, ist die Verriegelungsvorrichtung zwar kurzzeitig in einem instabilen Zustand. Allerdings genügt eine kleine Winkeländerung des Raststerns, um das Verrastelement wieder in den Eingriff mit dem Raststern zu bewegen und somit die Verriegelungsvorrichtung in einen stabilen und sicheren Zustand zu überführen.For those cases in which the permanent magnet is designed to move the latching element into the blocking position in the absence of actuation and the latching star is in an angular position at the time of a power failure in which the latching element cannot engage with the latching star, since it comes up against an elevation of the locking star on the front side, the locking device is indeed briefly in an unstable state. However, a small change in the angle of the locking star is sufficient to move the locking element back into engagement with the locking star and thus to transfer the locking device into a stable and safe state.

Zusätzlich oder alternativ kann der Permanentmagnet derart ausgebildet sein, Eisenelemente zum Zusammenwirken mit den elektromagnetischen Aktuatoren zu magnetisieren. Dies ist insbesondere für Ausführungsformen erforderlich, die keine Anziehbewegungen, sondern Abstoßbewegungen des Verrastelements von den elektromagnetischen Aktuatoren vorsehen. Denn die Magnetisierung der Eisenelemente erzeugt die magnetischen Pole in den Eisenelementen, die für die Erzeugung einer durch die Gegenpoligkeit bedingte Abstoßkraft zwingend erforderlich sind.Additionally or alternatively, the permanent magnet can be designed to magnetize iron elements for interaction with the electromagnetic actuators. This is necessary in particular for embodiments which do not provide for attraction movements, but rather repulsion movements of the latching element from the electromagnetic actuators. Because the magnetization of the iron elements creates the magnetic poles in the iron elements, which are absolutely necessary for the generation of a repulsive force caused by the opposing polarity.

Zur weiteren Verbesserung der Dynamik des Verriegelungsmechanismus' kann der Stellantrieb mehr als einen ersten und einen zweiten elektromagnetischen Aktuator umfassen. Insbesondere kann der Stellantrieb zwei erste und zwei zweite elektromagnetische Aktuatoren umfassen. Dadurch können größere, auf das Verrastelement einwirkende Stellkräfte erzeugt werden. Dies ermöglicht kürzere Schaltzeiten.To further improve the dynamics of the locking mechanism, the actuator can comprise more than a first and a second electromagnetic actuator. In particular, the actuator can comprise two first and two second electromagnetic actuators. As a result, larger actuating forces acting on the latching element can be generated. This enables shorter switching times.

Außerdem ist dadurch eine Redundanz an elektromagnetischen Aktuatoren geschaffen, die die Zuverlässigkeit und Betriebs- bzw. Ausfallsicherheit der Verriegelungsvorrichtung verbessert. Denn der zusätzliche erste und der zusätzliche zweite elektromagnetische Aktuator kann jeweils bei einem Ausfall des ersten oder des zweiten elektromagnetischen Aktuators als Ersatz jeweils für diesen dienen.In addition, this creates a redundancy of electromagnetic actuators, which improves the reliability and operational safety or failure safety of the locking device. This is because the additional first and the additional second electromagnetic actuator can each serve as a replacement for the first or the second electromagnetic actuator in the event of a failure.

Des Weiteren ist erfindungsgemäß eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend eine Lenkspindellagereinheit, in der eine Lenkspindel drehbar gelagert ist, wobei die Lenkspindel mit einem Lenkrad koppelbar ist, und die Lenksäule eine Verriegelungsvorrichtung umfasst, die wie vorangehend dargestellt ausgebildet ist, wobei sämtliche Merkmale miteinander kombiniert werden können.Furthermore, according to the invention, a steering column for a motor vehicle is provided, comprising a steering spindle bearing unit in which a steering spindle is rotatably mounted, wherein the steering spindle can be coupled to a steering wheel, and the steering column comprises a locking device which is designed as shown above, all features with one another can be combined.

Bevorzugt ist die Lenksäule lenkradschlossfrei ausgebildet, das heißt, weist die Lenksäule kein Lenkradschloss auf, welches die Lenkspindel in einem Fall, wenn der Fahrzeugführer das Kraftfahrzeug verlässt, insbesondere im Fall einer ungewollten Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs, in Drehrichtung festlegt bzw. blockiert.The steering column is preferably designed without a steering wheel lock, that is, the steering column does not have a steering wheel lock which fixes or blocks the steering spindle in the direction of rotation in the event that the vehicle driver leaves the motor vehicle, in particular in the event of the motor vehicle being unintentionally started up.

FigurenlisteFigure list

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen

1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
2 die Verriegelungsvorrichtung aus 1 in einer Detailansicht,
3 die Verriegelungsvorrichtung aus 1 in einer Draufsicht,
4 die Verriegelungsvorrichtung aus 1 in einer Draufsicht,
5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in einer Draufsicht,
6 die Verriegelungsvorrichtung aus 5 in einer Draufsicht,
7 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenksäule in einer perspektivischen Darstellung und
8 die Lenksäule aus 7 in einer perspektivischen Detailansicht.

Advantageous embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings. Show in detail

1 an embodiment of the locking device according to the invention in a perspective view,
2 the locking device off 1 in a detailed view,
3 the locking device off 1 in a plan view,
4th the locking device off 1 in a plan view,
5 another embodiment of the locking device according to the invention in a plan view,
6th the locking device off 5 in a plan view,
7th an embodiment of the steering column according to the invention in a perspective view and
8th the steering column off 7th in a perspective detailed view.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und sind daher in der Regel jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.In the various figures, the same parts are always provided with the same reference numerals and are therefore usually only named or mentioned once.

1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Verriegelungsvorrichtung 1 ist in ihrer Freigabestellung. 1 shows an embodiment of the locking device according to the invention 1 in a perspective view. The locking device 1 is in its release position.

Die Verriegelungsvorrichtung 1 ist an einer eine Lenkspindel 2 umfassende Lenksäule 3 eines Steer-by-Wire Lenksystems eines Kraftfahrzeugs angeordnet. Und zwar ist die Verriegelungsvorrichtung 1 an dem dem in den Figuren nicht dargestellten Lenkrad abgewandten Ende der Lenksäule 3 stirnseitig mit der Lenksäule 3 über Öffnungen 4 zur Aufnahme von in den Figuren ebenfalls nicht dargestellten Schrauben befestigt. Die Verriegelungsvorrichtung 1 ist von einem Gehäuseelement 5 umschlossen. Das Gehäuseelement 5 ist der besseren Sichtbarkeit der Verriegelungsvorrichtung 1 halber im Querschnitt dargestellt.The locking device 1 is on a steering shaft 2 comprehensive steering column 3 arranged a steer-by-wire steering system of a motor vehicle. And that is the locking device 1 at the end of the steering column facing away from the steering wheel, not shown in the figures 3 at the front with the steering column 3 over openings 4th attached to receive screws, also not shown in the figures. The locking device 1 is from a housing element 5 enclosed. The housing element 5 is the better visibility of the locking device 1 half shown in cross section.

Die Verriegelungsvorrichtung 1 umfasst einen mit der Lenkspindel 2 fest verbundenen, eine Vielzahl von Erhebungen 6 und Vertiefungen 7 aufweisenden Raststern 8, ein relativ zu dem Raststern 8 bewegbares Verrastelement 9 und einen Stellantrieb 10. Die Erhebungen 6 und Vertiefungen 7 sind auf dem Raststern in einem Umfangsabschnitt ausgebildet und sind in Umfangsrichtung alternierend angeordnet.The locking device 1 includes one with the steering shaft 2 firmly connected, a variety of surveys 6th and depressions 7th exhibiting grid star 8th , one relative to the grid star 8th movable locking element 9 and an actuator 10 . The surveys 6th and depressions 7th are formed on the locking star in a circumferential section and are arranged alternately in the circumferential direction.

Der Raststern 8 ist zahnradformähnlich ausgebildet. Die Erhebungen 6 des Raststerns 8 sind als Raststernzähne mit senkrecht bzw. normal zu der äußeren Mantelfläche des Raststerns 8 orientierten Zahnflanken ausgebildet. Die Vertiefungen 7 des Raststerns 8 sind als Rastersternzahnlücken ausgebildet, die jeweils durch zwei in Umfangsrichtung des Rasterns 8 aufeinanderfolgende Raststernzähne gebildet sind.The Raststern 8th is designed similar to the shape of a gear. The surveys 6th of the grid star 8th are as ratchet star teeth with perpendicular or normal to the outer surface of the ratchet star 8th oriented tooth flanks. The depressions 7th of the grid star 8th are designed as grid star tooth gaps, each divided by two in the circumferential direction of the grid 8th successive ratchet star teeth are formed.

Der Stellantrieb 10 ist derart ausgebildet, das Verrastelement 9 zwischen einer die Drehung der Lenkspindel 2 blockierenden Stellung (Blockierstellung) und einer die Drehung der Lenkspindel 2 freigebenden Stellung (Freigabestellung) hin und herzu bewegen, mit anderen Worten, ist das Verrastelement 9 zwischen der Blockierstellung und der Freigabestellung mittels des Stellantriebs 10 umschaltbar.The actuator 10 is designed in such a way, the latching element 9 between one the rotation of the steering shaft 2 blocking position (blocking position) and one the rotation of the steering shaft 2 To move the releasing position (release position) back and forth, in other words, is the latching element 9 between the blocking position and the release position by means of the actuator 10 switchable.

2 zeigt das Verrastelement 9 und den Stellantrieb 10 der Verriegelungsvorrichtung 1 in einer schematisierten Detailansicht. Der besseren Übersicht halber ist das Gehäuseelement 5 nicht dargestellt. Die Verriegelungsvorrichtung 1 ist in ihrer Freigabestellung. 2 shows the locking element 9 and the actuator 10 the locking device 1 in a schematic detailed view. For the sake of clarity, the housing element is 5 not shown. The locking device 1 is in its release position.

Der Stellantrieb 10 umfasst einen ersten elektromagnetischen Aktuator 11 und einen zweiten elektromagnetischen Aktuator 12. Bei den elektromagnetischen Aktuatoren 11, 12 handelt es sich jeweils um Elektromagnete.The actuator 10 includes a first electromagnetic actuator 11 and a second electromagnetic actuator 12th . With the electromagnetic actuators 11 , 12th each is an electromagnet.

Der erste elektromagnetische Aktuator 11 umfasst eine Spule 13, einen in der Spule 13 angeordneten Eisenkern 14 und ein Öffnungen 15 aufweisendes Verbindungselement 16. Der Aktuator 11 ist über das Verbindungselement 16 mit dem (in 2 nicht dargestellten) Gehäuseelement 5 der Verriegelungsvorrichtung 1 ortsfest verbunden. Der Eisenkern 14 weist zwei Anformungen 17 unter einem rechten Winkel bezüglich der Eisenkernlängsachse auf, sodass der Eisenkern 14 U-förmig ausgebildet ist. Die Anformungen 17 bilden jeweils ein offenes Ende des Eisenkerns 14. Die Anformungen 17 dienen als „Verlängerung“ des Eisenkerns 14 und als Wegbegrenzung bzw. mechanischer Anschlag für die Schwenkbewegung des Verrastelements 9 in Richtung des ersten elektromagnetischen Aktuators 11.The first electromagnetic actuator 11 includes a coil 13th , one in the coil 13th arranged iron core 14th and one openings 15th having connecting element 16 . The actuator 11 is about the fastener 16 with the (in 2 not shown) housing element 5 the locking device 1 fixedly connected. The iron core 14th has two projections 17th at a right angle with respect to the longitudinal axis of the iron core, so that the iron core 14th Is U-shaped. The moldings 17th each form an open end of the iron core 14th . The moldings 17th serve as an "extension" of the iron core 14th and as a travel limit or mechanical stop for the pivoting movement of the latching element 9 towards the first electromagnetic actuator 11 .

In analoger Weise umfasst der zweite elektromagnetische Aktuator 12 eine Spule 18, einen in der Spule 18 angeordneten Eisenkern 19 und ein Öffnungen 20 aufweisendes Verbindungselement 21. Der Aktuator 12 ist über das Verbindungselement 21 mit dem (in 2 nicht dargestellten) Gehäuseelement 5 der Verriegelungsvorrichtung 1 ortsfest verbunden. Der Eisenkern 19 umfasst zwei, unter einem rechten Winkel bezüglich der Eisenkernlängsachse ausgebildete Anformungen 22 und ist somit als U-Form ausgebildet. Die Anformungen 22 bilden jeweils ein offenes Ende des Eisenkerns 19. Sie dienen als „Verlängerung“ des Eisenkerns 19 und als Wegbegrenzung bzw. mechanischer Anschlag für die Schwenkbewegung des Verrastelements 9 in Richtung des zweiten elektromagnetischen Aktuators 12.The second electromagnetic actuator comprises in an analogous manner 12th a coil 18th , one in the coil 18th arranged iron core 19th and one openings 20th having connecting element 21 . The actuator 12th is about the fastener 21 with the (in 2 not shown) housing element 5 the locking device 1 fixedly connected. The iron core 19th comprises two projections formed at a right angle with respect to the longitudinal axis of the iron core 22nd and is thus designed as a U-shape. The moldings 22nd each form an open end of the iron core 19th . They serve as an "extension" of the iron core 19th and as a travel limit or mechanical stop for the pivoting movement of the latching element 9 towards the second electromagnetic actuator 12th .

Die Spulen 13, 18 sind jeweils elektrisch mit einer Stromversorgung verbunden und können durch eine in den Figuren nicht dargestellte Steuerungseinheit gezielt bestromt bzw. eingeschaltet werden. So entsteht jeweils ein magnetisches Feld mit einer der elektrischen Bestromung entsprechenden Polung. Die jeweils in den Spulen 13, 18 angeordneten Eisenkerne 14, 19 führen und verstärken das jeweilige magnetische Feld.The spools 13th , 18th are each electrically connected to a power supply and can be specifically energized or switched on by a control unit not shown in the figures. This creates a magnetic field with a polarity that corresponds to the electrical current. The each in the coils 13th , 18th arranged iron cores 14th , 19th guide and strengthen the respective magnetic field.

Der erste elektromagnetische Aktuator 11 ist derart ausgebildet, das Verrastelement 9 von der Blockierstellung in die Freigabestellung zu bewegen. Der zweite elektromagnetische Aktuator 12 ist demgegenüber derart ausgebildet, das Verrastelement 9 von der Freigabestellung in die Blockierstellung zu bewegen.The first electromagnetic actuator 11 is designed in such a way, the latching element 9 to move from the blocking position to the release position. The second electromagnetic actuator 12th In contrast, the latching element is designed in such a way 9 to move from the release position to the blocking position.

Die elektromagnetischen Aktuatoren 11, 12 sind jeweils derart ausgebildet, das Verrastelement 9 von sich wegzubewegen bzw. wegzudrücken bzw. abzustoßen.The electromagnetic actuators 11 , 12th are each designed in such a way that the latching element 9 to move away from oneself or to push away or to repel.

Das Verrastelement 9 ist als ein Hebel bzw. eine Sperrklinke ausgebildet, der bzw. die um eine Schwenkachse 23 verschwenkbar ist. Die Schwenkachse 23 des Verrastelements 9 verläuft durch dessen Massenschwerpunkt.The latching element 9 is designed as a lever or a pawl which or which about a pivot axis 23 is pivotable. The pivot axis 23 of the latching element 9 runs through its center of mass.

Das Verrastelement 9 umfasst eine in den Raststern 8 eingreifende Formschlusseinheit 24 bestehend aus einem Sinterwerkstoff und eine mit der Formschlusseinheit 24 fest verbundene Gegeneinheit 25 bestehend aus einem Kunststoff. Die Gegeneinheit 25 ist durch die elektromagnetischen Aktuatoren 11, 12 aktuierbar. Durch die feste Verbindung der Formschlusseinheit 24 mit der Gegeneinheit 25 sind diese beiden Einheiten in einer festen Orientierung zueinander bewegbar bzw. synchron zueinander bewegbar. Der Massenschwerpunkt des Verrastelements 9 liegt in dem die Gegeneinheit 25 und die Formschlusseinheit 24 verbindenden Bereich. Durch den Verbindungsbereich verläuft die Schwenkachse 23 des Verrastelements 9.The latching element 9 includes one in the locking star 8th engaging form-fit unit 24 consisting of a sintered material and one with the form-fitting unit 24 firmly connected counter unit 25th consisting of a plastic. The opposing unit 25th is through the electromagnetic actuators 11 , 12th actuatable. Due to the fixed connection of the form-fit unit 24 with the counter unit 25th these two units can be moved to one another in a fixed orientation or can be moved synchronously to one another. The center of mass of the locking element 9 lies in which the opposing unit 25th and the form-fit unit 24 connecting area. The pivot axis runs through the connection area 23 of the latching element 9 .

Die Formschlusseinheit 24 des Verrastelements 9 ist hakenförmig ausgebildet. Das offene Ende der Formschlusseinheit 24 ist derart ausgebildet, formkomplementär mit den als Raststernzähne ausgebildeten Erhebungen 6 zusammenzuwirken bzw. in Eingriff zu treten. Bei einem Eingriff der Formschlusseinheit 24 in den Raststern 8 entsteht eine Wirkflächenpaarung zwischen einer der senkrecht bzw. normal zu der äußeren Mantelfläche des Raststerns 8 orientierten Zahnflanken eines Raststernzahns und der zu der Zahnflanke formkomplementär ausgebildeten Formschlusseinheit 24.The form-fit unit 24 of the latching element 9 is hook-shaped. The open end of the form-fit unit 24 is designed in such a way that it is complementary in shape to the elevations designed as ratchet star teeth 6th cooperate or intervene. When the interlocking unit engages 24 in the Raststern 8th there is a pairing of active surfaces between one of the perpendicular or normal to the outer surface of the locking star 8th oriented tooth flanks of a locking star tooth and the form-fitting unit designed to complement the shape of the tooth flank 24 .

Die Gegeneinheit 25 des Verrastelements 9 ist stoffschlüssig mit zwei Eisenelementen 26, die jeweils in die Gegeneinheit 25 eingelassen sind bzw. von der Gegeneinheit 25 umschlossen sind, verbunden. Die Eisenelemente 26 sind derart ausgebildet, jeweils magnetisch mit den elektromagnetischen Aktuatoren 11, 12 zusammenzuwirken. Die stirnseitigen Flächen der Anformungen 17, 22 bilden jeweils Wirkflächenpaare mit den ihnen gegenüber angeordneten stirnseitigen Flächen der beiden Eisenelemente 26.The opposing unit 25th of the latching element 9 is cohesive with two iron elements 26th each in the counter unit 25th are let in or by the opposing unit 25th are enclosed, connected. The iron elements 26th are designed in such a way, each magnetically with the electromagnetic actuators 11 , 12th to work together. The front surfaces of the projections 17th , 22nd each form active surface pairs with the end faces of the two iron elements arranged opposite them 26th .

Die Abstoßbewegung der von dem Verrastelement 9 getragenen Eisenelemente 26 weg von den ortsfesten elektromagnetischen Aktuatoren 11, 12 ist das Ergebnis einer gleichartigen Polung der elektro-magnetisierten Stirnseiten der Anformungen 17, 22 einerseits und der magnetisierten Stirnseiten der beiden Eisenelemente 26 andererseits.The repulsive movement of the latching element 9 worn iron elements 26th away from the stationary electromagnetic actuators 11 , 12th is the result of a similar polarity of the electro-magnetized faces of the projections 17th , 22nd on the one hand and the magnetized end faces of the two iron elements 26th on the other hand.

Die Verriegelungsvorrichtung 1 weist außerdem einen Permanentmagneten 27 auf. Der Permanentmagnet 27 weist Öffnungen 28 zur Hindurchführung von Schrauben zur Befestigung an dem Gehäuseelement 5 auf. Außerdem weist der Permanentmagnet 27 zwei rechtwinklige Anformungen auf. Dementsprechend ist der Permanentmagnet 27 U-förmig ausgebildet. Der Permanentmagnet 27 ist in Bezug auf die verschwenkbar gelagerte Gegeneinheit 25 in Radialrichtung außerhalb von dieser angeordnet.The locking device 1 also has a permanent magnet 27 on. The permanent magnet 27 has openings 28 for the passage of screws for attachment to the housing element 5 on. In addition, the permanent magnet 27 two right-angled projections. The permanent magnet is accordingly 27 U-shaped. The permanent magnet 27 is in relation to the pivotably mounted counter unit 25th arranged in the radial direction outside of this.

Die magnetische Polung der jeweiligen Eisenelemente 26 entsteht durch eine durch den Permanentmagneten 27 induzierte bzw. bewirkte Magnetisierung. Das erste offene Ende des U-förmigen Permanentmagneten 27 bildet den magnetischen Nordpol, wohingegen das zweite offene Ende des U-förmigen Permanentmagneten 28 den magnetischen Südpol bildet. Der Permanentmagnet 27 ist in unmittelbar räumlicher Nähe zu den Eisenelementen 26 angeordnet. In der unmittelbar räumlichen Nähe des Permanentmagneten 27 bildet sich ein Magnetfeld aus. Durch die Einbringung der Eisenelemente 26 in das Magnetfeld des Permanentmagneten 27 richten sich die magnetischen Domänen der Eisenelemente 26 in etwa parallel zu dem Magnetfeld aus. Dies wird als Magnetisierung bezeichnet. Das mechanische Anschlagen der Eisenelemente 26 der Gegeneinheit 25 gegen die Anformungen 17, 22 im bestimmungsgemäßen Betrieb erzeugt einen Stoß bzw. Impuls, der die Ausrichtung der magnetischen Domänen begünstigt bzw. erleichtert.The magnetic polarity of the respective iron elements 26th is created by one by the permanent magnet 27 induced or caused magnetization. The first open end of the U-shaped permanent magnet 27 forms the magnetic north pole, whereas the second open end of the U-shaped permanent magnet 28 forms the magnetic south pole. The permanent magnet 27 is in close proximity to the iron elements 26th arranged. In the immediate vicinity of the permanent magnet 27 a magnetic field is formed. By introducing the iron elements 26th into the magnetic field of the permanent magnet 27 align the magnetic domains of the iron elements 26th roughly parallel to the magnetic field. This is known as magnetization. The mechanical striking of the iron elements 26th the opposing unit 25th against the protrusions 17th , 22nd In normal operation, it generates a shock or impulse that favors or facilitates the alignment of the magnetic domains.

Neben der Magnetisierung der Eisenelemente 26 erfüllt der Permanentmagnet 27 eine weitere Funktion. Und zwar dient der Permanentmagnet 27 dazu, bei ausbleibender elektromagnetischer Aktuierung, beispielsweise bei einem Stromausfall und somit bei einer Deaktivierung der elektromagnetischen Aktuatoren 11, 12, das Verrastelement 9 in der zuletzt eingenommenen Stellung, das heißt, entweder in der Blockierstellung oder Freigabestellung, magnetisch zu halten. Somit ist stets ein klar definierter und sicherer Betriebszustand der Verriegelungsvorrichtung 1 sichergestellt.Besides the magnetization of the iron elements 26th the permanent magnet fulfills 27 another function. The permanent magnet is used 27 in addition, if there is no electromagnetic actuation, for example in the event of a power failure and thus deactivation of the electromagnetic actuators 11 , 12th , the locking element 9 to hold magnetically in the last position assumed, that is, either in the blocking position or in the release position. Thus there is always a clearly defined and safe operating state of the locking device 1 ensured.

Die 3 und 4 verdeutlichen die Freigabestellung und die Blockierstellung der Verriegelungsvorrichtung 1 in einer Gegenüberstellung.The 3 and 4th illustrate the release position and the blocking position of the locking device 1 in a comparison.

3 zeigt die Verriegelungsvorrichtung 1 in einer Draufsicht. Die Verriegelungsvorrichtung 1 ist in ihrer Freigabestellung. 3 shows the locking device 1 in a top view. The locking device 1 is in its release position.

Die Spule 13 des ersten elektromagnetischen Aktuators 11 ist durch eine in den Figuren nicht dargestellte Steuerungseinheit so bestromt, dass die Gegeneinheit 25 des Verrastelements 9 von dem ersten elektromagnetischen Aktuator 11 abgestoßen ist. Dadurch ist die Gegeneinheit 25 um die Schwenkachse 23 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, und zwar so weit bis die Eisenelemente 26 der Gegeneinheit 25 gegen die Anformungen 22 anschlagen. Die Schwenkbewegung der Gegeneinheit 25 führt wiederum aufgrund der festen Verbindung mit der Formschlusseinheit 24 zu einer Schwenkbewegung der Formschlusseinheit 24 um die Schwenkachse 23 entgegen dem Uhrzeigersinn, nämlich aus dem Eingriff mit dem Raststern 8 heraus.The sink 13th of the first electromagnetic actuator 11 is energized by a control unit, not shown in the figures, so that the counter unit 25th of the latching element 9 from the first electromagnetic actuator 11 is repelled. This is the opposing unit 25th around the pivot axis 23 Swiveled counterclockwise until the iron elements 26th the opposing unit 25th against the protrusions 22nd attacks. The pivoting movement of the counter unit 25th leads in turn due to the fixed connection with the form-fitting unit 24 to a pivoting movement of the interlocking unit 24 around the pivot axis 23 counterclockwise, namely out of engagement with the locking star 8th out.

4 zeigt die Verriegelungsvorrichtung 1 in einer Draufsicht. Im Gegensatz zu den 1 bis 3 ist die Verriegelungsvorrichtung 1 in ihrer Blockierstellung. 4th shows the locking device 1 in a top view. In contrast to the 1 to 3 is the locking device 1 in their blocking position.

Die Spule 18 des zweiten elektromagnetischen Aktuators 12 ist durch eine in den Figuren nicht dargestellte Steuerungseinheit so bestromt, dass die Gegeneinheit 25 des Verrastelements 9 von dem zweiten elektromagnetischen Aktuator 12 abgestoßen ist. Dadurch ist die Gegeneinheit 25 um die Schwenkachse 23 im Uhrzeigersinn verschwenkt, und zwar so weit bis die Eisenelemente 26 der Gegeneinheit 25 gegen die Anformungen 17 anschlägt. Aufgrund der festen Verbindung mit der Formschlusseinheit 24 führt die Schwenkbewegung der Gegeneinheit 25 zu einer Schwenkbewegung der Formschlusseinheit 24 um die Schwenkachse 23 im Uhrzeigersinn in den Eingriff mit dem Raststern 8 hinein.The sink 18th of the second electromagnetic actuator 12th is energized by a control unit, not shown in the figures, so that the counter unit 25th of the latching element 9 from the second electromagnetic actuator 12th is repelled. This is the opposing unit 25th around the pivot axis 23 swiveled clockwise until the iron elements 26th the opposing unit 25th against the protrusions 17th strikes. Due to the firm connection with the form-fit unit 24 guides the pivoting movement of the counter unit 25th to a pivoting movement of the interlocking unit 24 around the pivot axis 23 clockwise into engagement with the ratchet star 8th into it.

Die 5 und 6 veranschaulichen die Freigabestellung und die Blockierstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung 29 in einer Gegenüberstellung.The 5 and 6th illustrate the release position and the blocking position of a further embodiment of the locking device according to the invention 29 in a comparison.

5 zeigt die Verriegelungsvorrichtung 29 in einer Draufsicht. Die Verriegelungsvorrichtung 29 ist in ihrer Freigabestellung. 5 shows the locking device 29 in a top view. The locking device 29 is in its release position.

Der grundlegende Aufbau der Verriegelungsvorrichtung 29 entspricht dem der Verriegelungsvorrichtung 1 aus den 1 bis 4. Die Verriegelungsvorrichtung 29 umfasst ebenfalls einen mit der Lenkspindel 2 drehfest verbundenen, eine Vielzahl von Erhebungen 6 und Vertiefungen 7 aufweisenden Raststern 8, ein relativ zu dem Raststern 8 bewegbares Verrastelement 30 und einen Stellantrieb 31.The basic structure of the locking device 29 corresponds to that of the locking device 1 from the 1 to 4th . The locking device 29 also includes one with the steering shaft 2 non-rotatably connected, a variety of bumps 6th and depressions 7th exhibiting grid star 8th , one relative to the grid star 8th movable locking element 30th and an actuator 31 .

Das Verrastelement 30 ist als ein Hebel bzw. eine Sperrklinke ausgebildet, der bzw. die um die Schwenkachse 23 verschwenkbar ist, wobei die Schwenkachse 23 durch den Massenschwerpunkt des Verrastelements 30 verläuft. Das Verrastelement 30 umfasst eine in den Raststern 8 eingreifende Formschlusseinheit 32 und eine mit der Formschlusseinheit 32 fest verbundene Gegeneinheit 33.The latching element 30th is designed as a lever or a pawl, which or which about the pivot axis 23 is pivotable, the pivot axis 23 through the center of mass of the locking element 30th runs. The latching element 30th includes one in the locking star 8th engaging form-fit unit 32 and one with the interlocking unit 32 firmly connected counter unit 33 .

Der Stellantrieb 31 umfasst einen ersten elektromagnetischen Aktuator 34 und einen zweiten elektromagnetischen Aktuator 35. Bei den elektromagnetischen Aktuatoren 34, 35 handelt es sich jeweils um Elektromagnete. Der Stellantrieb 31 kann das Verrastelement 30 zwischen der Blockierstellung und der Freigabestellung hin und her bewegen bzw. umschalten.The actuator 31 includes a first electromagnetic actuator 34 and a second electromagnetic actuator 35 . With the electromagnetic actuators 34 , 35 each is an electromagnet. The actuator 31 can the locking element 30th Move or switch back and forth between the blocking position and the release position.

Im Unterschied zu der Formschlusseinheit 24 und der Gegeneinheit 25 bestehen sowohl die Formschlusseinheit 32 als auch die Gegeneinheit 33 aus einem magnetisierbaren Werkstoff und sind sowohl die Formschlusseinheit 32 als auch die Gegeneinheit 33 selbst aktuierbar. Und zwar ist die Gegeneinheit 33 durch den ersten elektromagnetischen Aktuator 34 aktuierbar und ist die Formschlusseinheit 32 durch den zweiten elektromagnetischen Aktuator 35 aktuierbar.In contrast to the form-fit unit 24 and the opposing unit 25th exist both the form-fit unit 32 as well as the opposing unit 33 made of a magnetizable material and are both the form-fitting unit 32 as well as the opposing unit 33 self-actuatable. And that is the opposing unit 33 by the first electromagnetic actuator 34 actuatable and is the form-fit unit 32 by the second electromagnetic actuator 35 actuatable.

Der erste elektromagnetische Aktuator 34 umfasst eine Spule 36 und eine Öffnungen aufweisende Eisenkerneinheit 37. Die Eisenkerneinheit 37 ist über durch die Öffnungen hindurchgeführte Befestigungsschrauben 38 mit dem Gehäuseelement 5 fest verbunden. Die Eisenkerneinheit 37 weist eine Basis 39, einen inneren bzw. mittigen Schenkel 40 und zwei äußere Schenkel 41 auf. Die Schenkel 40, 41 sind jeweils an die Basis 39 angeformt und zueinander äquidistant. Die Basis 39 und die Schenkel 40, 41 sind einstückig bzw. monolithisch ausgebildet. Der innere Schenkel 40 ist innerhalb der Spule 36 angeordnet und dient somit als Eisenkern des ersten elektromagnetischen Aktuators 34 im engeren Sinne. Die beiden äußeren Schenkel 41 der Eisenkerneinheit 37 sind außerhalb der Spule 36 angeordnet bzw. sind um die Spule 36 herumgeführt. Dadurch, dass die äußeren Schenkel 41 eine einstückige Einheit mit dem inneren Schenkel 40 bilden, dienen auch die äußeren Schenkel 41 als Eisenkern des ersten elektromagnetischen Aktuators 34.The first electromagnetic actuator 34 includes a coil 36 and an iron core unit having openings 37 . The iron core unit 37 is via fastening screws passed through the openings 38 with the housing element 5 firmly connected. The iron core unit 37 has a base 39 , an inner or central leg 40 and two outer legs 41 on. The thigh 40 , 41 are each to the base 39 molded and equidistant from one another. The base 39 and the thighs 40 , 41 are designed in one piece or monolithic. The inner thigh 40 is inside the coil 36 arranged and thus serves as the iron core of the first electromagnetic actuator 34 in the narrow sense. The two outer legs 41 the iron core unit 37 are out of the coil 36 arranged or are around the coil 36 shown around. By having the outer thigh 41 an integral unit with the inner leg 40 form, the outer legs also serve 41 as the iron core of the first electromagnetic actuator 34 .

Die drei Schenkel 40, 41 bilden jeweils ein offenes Ende der Eisenkerneinheit 37. Sie sind ausgehend von der Basis 39 derart orientiert bzw. ausgerichtet, dass die jeweils an die Oberflächenform der Gegeneinheit 33 angepasst sind. Somit fungieren sie als Wegbegrenzung bzw. mechanischer Anschlag für die Schwenkbewegung der Gegeneinheit 33 des Verrastelements 30. Die stirnseitigen Flächen der Schenkel 40, 41 bilden jeweils ein Wirkflächenpaar mit den ihnen gegenüber angeordneten Oberflächenbereiche der Gegeneinheit 33.The three legs 40 , 41 each form an open end of the iron core unit 37 . You are starting from the base 39 oriented or aligned in such a way that each of the surface shape of the counter unit 33 are adjusted. They thus act as a travel limit or mechanical stop for the pivoting movement of the counter unit 33 of the latching element 30th . The frontal surfaces of the legs 40 , 41 each form a pair of active surfaces with the surface areas of the opposing unit arranged opposite them 33 .

Die Spule 36 des ersten elektromagnetischen Aktuators 34 ist durch eine in den Figuren nicht dargestellte Steuerungseinheit so bestromt, dass die Gegeneinheit 33 des Verrastelements 30 von dem ersten elektromagnetischen Aktuator 34 abgestoßen ist. Dadurch ist die Gegeneinheit 33 um die Schwenkachse 23 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt. Die Schwenkbewegung der Gegeneinheit 33 bewirkt aufgrund der festen Verbindung mit der Formschlusseinheit 32 eine Schwenkbewegung der Formschlusseinheit 32, nämlich aus dem Eingriff mit dem Raststern 8 heraus.The sink 36 of the first electromagnetic actuator 34 is energized by a control unit, not shown in the figures, so that the counter unit 33 of the latching element 30th from the first electromagnetic actuator 34 is repelled. This is the opposing unit 33 around the pivot axis 23 pivoted counterclockwise. The pivoting movement of the counter unit 33 caused due to the fixed connection with the form-fit unit 32 a pivoting movement of the interlocking unit 32 , namely from engagement with the locking star 8th out.

6 zeigt die Verriegelungsvorrichtung 29 in einer Draufsicht. Die Verriegelungsvorrichtung 29 ist in ihrer Blockierstellung. 6th shows the locking device 29 in a top view. The locking device 29 is in its blocking position.

Analog zu dem Aufbau des ersten elektromagnetischen Aktuators 34 umfasst der zweite elektromagnetische Aktuator 35 eine Spule 42 und eine Öffnungen aufweisende Eisenkerneinheit 43. Die Eisenkerneinheit 43 ist über durch die Öffnungen hindurchgeführte Befestigungsschrauben 44 mit dem Gehäuseelement 5 fest verbunden. Die Eisenkerneinheit 43 weist eine Basis 45, einen inneren bzw. mittigen Schenkel 46 und zwei äußere Schenkel 47 auf. Die Schenkel 46, 47 sind jeweils an die Basis 45 angeformt und zueinander äquidistant. Die Basis 45 und die Schenkel 46, 47 sind einstückig bzw. monolithisch ausgebildet. Der innere Schenkel 46 ist innerhalb der Spule 42 angeordnet und dient somit als Eisenkern des zweiten elektromagnetischen Aktuators 35 im engeren Sinne. Die beiden äußeren Schenkel 47 der Eisenkerneinheit 43 sind außerhalb der Spule 42 angeordnet bzw. sind um die Spule 42 herumgeführt. Dadurch, dass die äußeren Schenkel 47 eine einstückige Einheit mit dem inneren Schenkel 46 bilden, dienen auch die äußeren Schenkel 47 als Eisenkern des zweiten elektromagnetischen Aktuators 35.Analogous to the structure of the first electromagnetic actuator 34 includes the second electromagnetic actuator 35 a coil 42 and an iron core unit having openings 43 . The iron core unit 43 is via fastening screws passed through the openings 44 with the housing element 5 firmly connected. The iron core unit 43 has a base 45 , an inner or central leg 46 and two outer legs 47 on. The thigh 46 , 47 are each to the base 45 molded and equidistant from one another. The base 45 and the thighs 46 , 47 are designed in one piece or monolithic. The inner thigh 46 is inside the coil 42 arranged and thus serves as the iron core of the second electromagnetic actuator 35 in the narrow sense. The two outer legs 47 the iron core unit 43 are out of the coil 42 arranged or are around the coil 42 shown around. By having the outer thigh 47 an integral unit with the inner leg 46 form, the outer legs also serve 47 as the iron core of the second electromagnetic actuator 35 .

Die drei Schenkel 46, 47 bilden jeweils ein offenes Ende der Eisenkerneinheit 43. Sie sind ausgehend von der Basis 45 derart orientiert bzw. ausgerichtet, dass die jeweils an die Oberflächenform der Formschlusseinheit 32 angepasst sind. Somit fungieren sie als Wegbegrenzung bzw. mechanischer Anschlag für die Schwenkbewegung der Formschlusseinheit 32 des Verrastelements 30. Die stirnseitigen Flächen der Schenkel 46, 47 bilden jeweils ein Wirkflächenpaar mit den ihnen gegenüber angeordneten Oberflächenbereiche der Formschlusseinheit 32.The three legs 46 , 47 each form an open end of the iron core unit 43 . You are starting from the base 45 oriented or aligned in such a way that each of the surface shape of the interlocking unit 32 are adjusted. They thus function as a path limitation or mechanical stop for the pivoting movement of the form-fitting unit 32 of the latching element 30th . The frontal surfaces of the legs 46 , 47 each form a pair of active surfaces with the surface areas of the form-fit unit arranged opposite them 32 .

Die Spule 42 des zweiten elektromagnetischen Aktuators 35 ist durch eine in den Figuren nicht dargestellte Steuerungseinehit so bestromt, dass die Formschlusseinheit 32 von dem zweiten elektromagnetischen Aktuator 35 abgestoßen ist. Dadurch ist die Formschlusseinheit 32 um die Schwenkachse 23 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Die Schwenkbewegung der Formschlusseinheit 32 bewegt die Formschlusseinheit 32 in den Eingriff mit dem Raststern 8 hinein.The sink 42 of the second electromagnetic actuator 35 is energized by a control unit, not shown in the figures, so that the form-fit unit 32 from the second electromagnetic actuator 35 is repelled. This is the form-fit unit 32 around the pivot axis 23 pivoted clockwise. The pivoting movement of the interlocking unit 32 moves the form-fit unit 32 into engagement with the locking star 8th into it.

7 zeigt eine Lenksäule 3 für ein Kraftfahrzeug mit einer drehbar gelagerten Lenkspindel 2, an deren dem in der Figur nicht dargestellten Kraftfahrzeugfahrer zugewandten Ende ein ebenfalls in der Figur nicht dargestelltes Lenkrad anbringbar ist. Die Lenksäule 3 umfasst darüber hinaus eine an die Karosserie des Fahrzeugs anbringbare Trageinheit 48, eine an der Trageinheit 48 befestigte Manteleinheit 49 mit einer Stelleinheit 50 sowie eine Höhenverstelleinrichtung 51 und eine Längsverstelleinrichtung 52. 7th shows a steering column 3 for a motor vehicle with a rotatably mounted steering shaft 2 , at the end facing the motor vehicle driver, not shown in the figure, a steering wheel, also not shown in the figure, can be attached. The steering column 3 also includes a support unit that can be attached to the body of the vehicle 48 , one on the support unit 48 attached jacket unit 49 with one actuator 50 as well as a height adjustment device 51 and a longitudinal adjustment device 52 .

Des Weiteren umfasst die Lenksäule 3 die in den 1 bis 4 dargestellte Verriegelungsvorrichtung 1, die von dem Gehäuseelement 5 umschlossen ist. Alternativ kann auch die in den 5 und 6 dargestellte Verriegelungsvorrichtung 29 vorgesehen sein. Die Verriegelungsvorrichtung 1 bzw. 29 ist an dem dem in der Figur nicht dargestellten Lenkrad abgewandten axialen Ende der Lenksäule 3 angeordnet. Diese Anordnung ist auch in 1 zu erkennen.It also includes the steering column 3 those in the 1 to 4th locking device shown 1 that of the housing element 5 is enclosed. Alternatively, the 5 and 6th locking device shown 29 be provided. The locking device 1 or. 29 is at the axial end of the steering column facing away from the steering wheel, not shown in the figure 3 arranged. This arrangement is also in 1 to recognize.

Ein weiteres Gehäuseelement 53 ist in Axialrichtung unmittelbar an das Gehäuseelement 5 angrenzend angeordnet.Another housing element 53 is in the axial direction directly on the housing element 5 arranged adjacent.

8 zeigt ein Detail der Lenksäule 3. Das Gehäuseelement 53 ist im Querschnitt dargestellt. Ein Feedbackaktuator 54 ist von dem Gehäuseelement 53 umschlossen. 8th shows a detail of the steering column 3 . The housing element 53 is shown in cross section. A feedback actuator 54 is from the housing element 53 enclosed.

Der Feedbackaktuator 54 dient in einem Steer-by-Wire Lenksystem zur Bereitstellung bzw. Simulation mechanischer Informationen für den Fahrzeugfahrer, insbesondere Vibrationen und mechanischer Widerstand während des Lenkens, vorzugsweise mechanischer Lenkwiderstand. Der Feedbackaktuator 54 umfasst einen Elektromotor, wobei dieser einen Stator 55 aufweist, der drehfest in dem Gehäuseelement 53 aufgenommen ist, und einen Rotor 56, der drehfest mit der Lenkspindel 2 verbunden ist.The feedback actuator 54 serves in a steer-by-wire steering system to provide or simulate mechanical information for the vehicle driver, in particular vibrations and mechanical resistance during steering, preferably mechanical steering resistance. The Feedback actuator 54 comprises an electric motor, this being a stator 55 which rotatably in the housing element 53 is added, and a rotor 56 that rotates with the steering shaft 2 connected is.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: VerriegelungsvorrichtungLocking device
22: LenkspindelSteering shaft
33: LenksäuleSteering column
44th: Öffnungopening
55: GehäuseelementHousing element
66th: ErhebungenSurveys
77th: VertiefungenIndentations
88th: RaststernRaststern
99: VerrastelementLocking element
1010: StellantriebActuator
1111: Erster elektromagnetischer AktuatorFirst electromagnetic actuator
1212th: Zweiter elektromagnetischer AktuatorSecond electromagnetic actuator
1313th: SpuleKitchen sink
1414th: EisenkernIron core
1515th: Öffnungopening
1616: VerbindungselementConnecting element
1717th: AnformungMolding
1818th: SpuleKitchen sink
1919th: EisenkernIron core
2020th: Öffnungopening
2121: VerbindungselementConnecting element
2222nd: AnformungMolding
2323: SchwenkachseSwivel axis
2424: FormschlusseinheitForm-fit unit
2525th: GegeneinheitCounter unit
2626th: EisenelementIron element
2727: PermanentmagnetPermanent magnet
2828: Öffnungopening
2929: VerriegelungsvorrichtungLocking device
3030th: VerrastelementLocking element
3131: StellantriebActuator
3232: FormschlusseinheitForm-fit unit
3333: GegeneinheitCounter unit
3434: Erster elektromagnetischer AktuatorFirst electromagnetic actuator
3535: Zweiter elektromagnetischer AktuatorSecond electromagnetic actuator
3636: SpuleKitchen sink
3737: EisenkerneinheitIron core unit
3838: BefestigungsschraubenFastening screws
3939: BasisBase
4040: Innerer SchenkelInner thigh
4141: Äußerer SchenkelOuter thigh
4242: SpuleKitchen sink
4343: EisenkerneinheitIron core unit
4444: BefestigungsschraubenFastening screws
4545: BasisBase
4646: Innerer SchenkelInner thigh
4747: Äußerer SchenkelOuter thigh
4848: TrageinheitCarrying unit
4949: ManteleinheitJacket unit
5050: StelleinheitControl unit
5151: HöhenverstelleinrichtungHeight adjustment device
5252: LängsverstelleinrichtungLongitudinal adjustment device
5353: GehäuseelementHousing element
5454: FeedbackaktuatorFeedback actuator
5555: Statorstator
5656: Rotorrotor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102016206610 A1 [0006]
DE 60303081 T2 [0008]
FR 2908101 B1 [0009]
DE 102004037617 A1 [0009]

Claims

Locking device (1; 29) for a steering column (3) comprising a steering spindle (2) of a steer-by-wire steering system of a motor vehicle, comprising a locking star (8) which has a plurality of elevations (6) and depressions (7), wherein the locking star (8) can be coupled non-rotatably to the steering spindle (2), a locking element (9; 30) movable relative to the locking star (8) and an actuator (10; 31) which is designed in such a way that the locking element (9; 30) to switch between a blocking position in which the rotation of the steering spindle (2) is blocked and a release position in which the rotation of the steering spindle (2) is released, characterized in that the actuator (10; 31) has at least one first electromagnetic actuator (11; 34) and at least one second electromagnetic actuator (12; 35).

Locking device (1; 29) according to Claim 1 , characterized in that the first electromagnetic actuator (11; 23) is designed to move the latching element (9; 30) from the blocking position into the release position, and the second electromagnetic actuator (12; 35) is designed such that the latching element (9; 30) to move from the release position into the blocking position.

Locking device (1; 29) according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the first and second electromagnetic actuator (11, 12; 34, 35) are each designed such that the latching element (9; 30) is moved away from or towards itself.

Locking device (1; 29) according to one of the Claims 1 or 2 characterized in that the first electromagnetic actuator (11; 23) is designed to move the latching element (9; 30) away from you and the second electromagnetic actuator (12; 35) is designed to attach the latching element (9; 30) to be used, namely precisely when the first electromagnetic actuator (11; 23) moves the latching element (9; 30) away from itself or vice versa.

Locking device (1; 29) according to one of the preceding claims, characterized in that the latching element (9; 30) can be pivoted about a pivot axis (23).

Locking device (1) according to Claim 5 , characterized in that the pivot axis (23) of the latching element (9; 30) runs through its center of mass.

Locking device (1; 29) according to one of the preceding claims, characterized in that the latching element (9; 30) has at least one form-locking unit (24; 32) engaging in the locking star (8) and at least one fixed to the form-locking unit (24; 32) connected counter unit (25; 33) comprises.

Locking device (1; 29) according to one of the preceding claims, characterized in that the locking device (1; 29) has a permanent magnet (27) which is designed in such a way that the latching element (9; 30) is in the last position assumed in the absence of actuation to hold and / or is designed to magnetize iron elements (26) to interact with the electromagnetic actuators (11, 12).

Locking device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the actuator (10; 31) comprises two first and two second electromagnetic actuators (11, 12; 34, 35).

Steering column (3) for a motor vehicle, comprising a steering spindle bearing unit in which a steering spindle (2) is rotatably mounted, wherein the steering spindle (2) can be coupled to a steering wheel, and wherein the steering column (3) comprises a locking device (1; 29) that after one of the Claims 1 to 9 is trained.