DE10300473A1

DE10300473A1 - Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE10300473A1
Application number: DE2003100473
Authority: DE
Inventors: Harald Starken
Original assignee: Valeo Sicherheitssysteme GmbH
Current assignee: Minebea AccessSolutions Deutschland GmbH
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2004-07-22
Also published as: WO2004062971A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel (1) eines Kraftfahrzeuges, die einen an der Lenkspindel (1) befestigbaren, umfangseitig mit nutenförmigen Ausnehmungen (5) versehenen Sperrkranz (4) und einen von einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung und umgekehrt verschiebbaren Sperrbolzen (8) umfaßt, wobei die nutenförmigen Ausnehmungen (5) des Sperrkranzes (4) im wesentlichen radial verlaufende Seitenflächen (6) und der Sperrkranz (4) leicht abgeschrägte Seitenflächen aufweisen. DOLLAR A Um zu erreichen, daß beim Entriegeln des Sperrbolzens (8) relativ geringe Kräfte aufgewendet werden müssen, ohne daß dadurch die Manipulationssicherheit der Vorrichtung (3) eingeschränkt wird, schlägt die Erfindung vor, daß die Seitenflächen des entsprechenden Sperrbolzens (8) jeweils mindestens zwei Funktionsflächen (9, 10) unterschiedlicher Winkel (alpha) im Eingriffsbereich der nutenförmigen Ausnehmung (5) des Sperrkranzes (4) aufweisen, derart, daß die erste Funktionsfläche (9) bei einem Manipulationsversuch durch einen sehr kleinen Schrägungswinkel (alpha) ein Abgleiten des Sperrbolzens (8) an der jeweiligen Seitenfläche (6) der entsprechenden nutenförmigen Ausnehmung (5) des Sperrkranzes (4) verhindert, und daß die zweite Funktionsfläche (10) bei dem bestimmungsgemäßen Entriegeln ein Abgleiten des Sperrbolzens (8) an der gegenüberliegenden Seitenfläche (6) der nutenförmigen Ausnehmung (5) des Sperrkranzes (4) durch einen relativ großen ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 199 06 302 C1 bekannt. Sie umfaßt einen an der Lenkspindel befestigbaren, umfangseitig mit nutenförmigen Ausnehmungen versehenen Sperrkranz und einen von einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung und umgekehrt verschiebbaren Sperrbolzen, der in der verriegelten Stellung in eine der nutenförmigen Ausnehmungen des Sperrkranzes eingreift. Sowohl der Sperrbolzen als auch die nutenförmigen Ausnehmungen des Sperrkranzes weisen im wesentlichen radial verlaufende Seitenflächen auf, so daß in der Verriegelungsstellung eine ausreichende Manipulationssicherheit besteht, d.h., daß bei dem Versuch, z.B. eines unbefugten Dritten, die Lenkspindel gewaltsam zu verdrehen, der Sperrbolzen sich nicht aus der nutenförmigen Ausnehmung des Sperrkranzes herausschieben läßt.

Als nachteilig hat es sich bei dieser bekannten Vorrichtung allerdings erwiesen, daß bei einer Verspannung der Lenkeinrichtung, wie sie z.B. auftritt, wenn die Lenkspindel nach Abzug des Zündschlüssels noch verdreht werden muß, damit der Sperrbolzen in die benachbarte nutenförmige Ausnehmung einrastet (insbesondere wenn dabei die Lenkräder gegen den Bordstein gedrückt werden), relativ hohe Entriegelungskräfte erforderlich sind.

In der Praxis werden daher häufig Sperrbolzen vorgesehen, die in ihrer Verriegelungsstellung über die gesamte Eingriffslänge leicht schräge Seitenflächen mit konstantem Schrä gungswinkel aufweisen. Allerdings darf der Schrägungswinkel im Bereich des Eingriffs einen vorgegebenen, relativ kleinen Winkel (je nach Ausgestaltung der Anordnung häufig ≤ 12°) nicht überschreiten, weil bei größeren Schrägungswinkeln der Sperrbolzen keine sichere Selbsthemmung bei Belastung durch den Sperrkranz mehr aufweist und daher außer Eingriff mit dem Sperrkranz gebracht werden kann, wenn auf die Lenkspindel und damit auch auf den Sperrkranz ein entsprechend großes Drehmoment ausgeübt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges anzugeben, bei welcher beim normalen Entriegeln des Sperrbolzens geringere Kräfte aufgewendet werden müssen als bei vergleichbaren bekannten Vorrichtungen, ohne daß dadurch die Manipulationssicherheit der Vorrichtung eingeschränkt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, daß die Seitenflächen des entsprechenden Sperrbolzens jeweils mindestens zwei Funktionsflächen unterschiedlicher Winkel im Eingriffsbereich der nutenförmigen Ausnehmung des Sperrkranzes aufweisen, derart, daß die erste Funktionsfläche bei einem Manipulationsversuch durch einen sehr kleinen Schrägungswinkel (der im Idealfall auch 0° betragen kann) ein Abgleiten des Sperrbolzens an der jeweiligen Seitenwand der entsprechenden nutenförmigen Ausnehmung des Sperrkranzes verhindert und daher zu einer sicheren Selbsthemmung des Sperrbolzens bei Belastung durch den Sperrkranz führt, und daß die zweite Funktionsfläche bei dem bestimmungsgemäßen Entriegeln ein Abgleiten des Sperrbolzens an der gegenüberliegenden Seitenfläche der nutenförmigen Ausnehmung des Sperrkranzes durch einen relativ großen Schrägungswinkel erleichtert, durch den sich der Sperrbolzen außerhalb der sicheren Selbsthemmung befindet.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die beiden Funktionsflächen der jeweiligen Seitenfläche des Sperrbolzens durch eine von der ersten Funktionsfläche nach außen geführte Stufe voneinander abgesetzt sind, um den Bereich der ersten Funktionsfläche beim Entriegeln dynamisch zu überfahren.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen:
1 die Seitenansicht einer schematisch dargestellten Lenkspindel mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei sich der Sperrbolzen in seiner Entriegelungsstellung befindet;
2 einen vergrößerten Querschnitt entlang der in 1 mit II-II bezeichneten Schnittlinie, wobei sich der Sperrbolzen in seiner Verriegelungsstellung befindet und ein Verspannmoment auf die Lenkspindel wirkt;
3 eine vergrößerte Darstellung des in 2 mit III bezeichneten Bereiches, wobei sich der Sperrbolzen noch in seiner Verriegelungsstellung befindet, aber unter der Einwirkung eines zusätzlich zu dem Verspannmoment auf die Lenkspindel wirkendes Drehmomentes teilweise aus der nutenförmigen Ausnehmung herausgedrückt ist.
In 1 ist mit 1 eine mit einem Lenkrad 2 verbundene Lenkspindel bezeichnet. An der Lenkspindel 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 3 zur Verriegelung der Lenkspindel 1 angeordnet.
Die Vorrichtung 3 umfaßt einen an der Lenkspindel 1 befestigten Sperrkranz 4, der umfangseitig nutenförmige Ausnehmungen 5 aufweist, die im wesentlichen radial verlaufende Seitenflächen 6 besitzen (3). Benachbarte nutenförmige Ausnehmungen 5 sind durch Stege 7 getrennt (2).
Die Vorrichtung 3 umfaßt ferner einen Sperrbolzen 8, der von der in 1 dargestellten Entriegelungsstellung in die in 2 dargestellte Verriegelungsstellung verschiebbar ist. In der Verriegelungsstellung greift der Sperrbolzen 8 in eine der nutenförmigen Ausnehmungen 5 des Sperrkranzes 4 ein.
Erfindungsgemäß weist der Sperrbolzen 8 auf seinen den Seitenflächen 6 der nutenförmi gen Ausnehmungen 5 zugewandten Seiten jeweils zwei sich axial aneinander anschließende Funktionsflächen 9, 10 auf, die in der Verriegelungsstellung des Sperrbolzens 8 in die nutenförmige Ausnehmung 5 des Sperrkranzes 4 eingreifen. Dabei besitzt die dem Nutengrund 11 der nutenförmigen Ausnehmung 5 des Sperrkranzes 4 jeweils zugewandte erste Funktionsfläche 9 einen gegenüber der Längsachse 12 des Sperrbolzens 8 sich ergebenden Schrägungswinkel α, welcher in dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 0° beträgt.
Die sich an die erste Funktionsfläche 9 anschließende zweite Funktionsfläche 10 weist einen Schrägungswinkel α ≥ 12° auf (3), welcher derart gewählt ist, daß ein leichtgängiges Abgleiten der zweiten Funktionsfläche 10 an der benachbarten Seitenfläche 6 der nutenförmigen Ausnehmung 5 erfolgt und somit der Kraftaufwand zur Entriegelung des Sperrbolzens 8 möglichst gering gewählt werden kann.
Die beiden Funktionsflächen 9 und 10 der jeweiligen Seitenfläche des Sperrbolzens 8 sind durch eine von der ersten Funktionsfläche 9 nach außen geführte Stufe 13 voneinander abgesetzt, um den Bereich der ersten Funktionsfläche 9 beim normalen Entriegelungsvorgang dynamisch überfahren zu können. Wie sich gezeigt hat, kann die Stufenbreite zwischen den beiden Funktionsflächen 9 und 10 zwischen 0,5 und 1 mm liegen.
Nachfolgend wird auf die Wirkungsweise der Erfindung eingegangen. Dabei wird angenommen, daß sich der Sperrbolzen 8 in seiner Verriegelungsstellung, d.h. innerhalb der entsprechenden nutenförmigen Ausnehmung 5, befindet.
Wird in dieser Stellung die Lenkspindel 1 (z.B. durch ein Vorspannmoment) durch Drehung des Lenkrades 2 in Richtung des in 2 mit 14 bezeichneten Pfeiles etwas verdreht, so gelangt die zweite Funktionsfläche 10 in Kontakt mit der entsprechenden Seitenfläche 6 der nutenförmigen Ausnehmung 5 des Sperrkranzes 4. Der Sperrbolzen 8 verbleibt dann in dieser in 2 dargestellten Position.
Wird anschließend z.B. von einem unbefugten Dritten durch Rütteln oder gewaltsames Verdrehen der Lenkspindel 1 versucht, den Sperrbolzen 8 aus seiner Verriegelungsstellung zu verschieben, so gleitet dieser zunächst über seine zweite Funktionsfläche 10 so lange nach oben ab, bis die erste Funktionsfläche 9 gegen die Seitenfläche 6 der nutenförmigen Ausnehmung 5 des Sperrkranzes 4 gedrückt wird (3). In dieser Stellung ist dann keine weitere axiale Verschiebung des Sperrbolzens 8 mehr möglich.
Falls die Lenkspindel 1 verspannt und damit die zweite Funktionsfläche 10 des Sperrbolzens entsprechend belastet ist (2), kann eine normale Entriegelung des Sperrbolzens 8 durch den Fahrzeugbesitzer mittels relativ geringer Entriegelungskräfte erfolgen. Denn der Sperrkranz 4 gleitet bei dem Entriegelungsvorgang zunächst über die zweite Funktionsfläche 10 leichtgängig ab. Durch die Stufe 13 der Sperrbolzenkontur wird kurzzeitig der Kontakt zwischen der Seitenfläche des Sperrbolzens 8 und der gegenüberliegenden Seitenfläche 6 der nutenförmigen Ausnehmung 5 des Sperrkranzes 4 aufgehoben, so daß dann ein nur sehr geringer Kraftaufwand für das Verschieben des Sperrbolzens 8 erforderlich ist. Diese Entriegelungskraft muß lediglich geringfügig erhöht werden, wenn etwa aufgrund der Trägheit des nicht dargestellten Sperrbolzenantriebes anschließend der Sperrbolzen 8 die Seitenfläche 6 der nutenförmigen Ausnehmung 5 noch einmal kurzzeitig kontaktieren sollte.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Entriegelung des Sperrbolzens 8 auch beim Vorliegen großer Verspannmomente auf einfache Weise möglich ist.
Die vorstehende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So brauchen beispielsweise die beiden Funktionsflächen des Sperrbolzens nicht zwingend durch eine von der ersten Funktionsfläche nach außen geführte Stufe voneinander abgesetzt zu sein. Außerdem muß der Schrägungswinkel nicht zwingend 0° betragen, sondern kann auch einen anderen Wert besitzen, welcher derart gewählt wird, daß noch eine Selbsthemmung des Sperrbolzens bei Belastung durch den Sperrkranz sichergestellt ist.

1: Lenkspindel
2: Lenkrad
3: Vorrichtung
4: Sperrkranz
5: nutenförmige Ausnehmung
6: Seitenfläche
7: Steg
8: Sperrbolzen
9: (erste) Funktionsfläche
10: (zweite) Funktionsfläche
11: Nutengrund
12: Längsachse (Sperrbolzen)
13: Stufe
14: Pfeil
α: Schrägungswinkel

Claims

Vorrichtung zur Verriegelung der Lenkspindel (1) eines Kraftfahrzeuges, die einen an der Lenkspindel (1) befestigbaren, umfangseitig mit nutenförmigen Ausnehmungen (5) versehenen Sperrkranz (4) und einen von einer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung und umgekehrt verschiebbaren Sperrbolzen (8) umfaßt, wobei die nutenförmigen Ausnehmungen (5) des Sperrkranzes (4) im wesentlichen radial verlaufende Seitenflächen (6) besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen (8) auf seinen den Seitenflächen (6) der nutenförmigen Ausnehmungen (5) zugewandten Seiten jeweils mindestens zwei sich axial aneinander anschließende Funktionsflächen (9, 10) aufweist, die in der Verriegelungsstellung des Sperrbolzens (8) in die nutenförmige Ausnehmung (5) des Sperrkranzes (4) eingreifen, und daß die dem Nutengrund (11) der nutenförmigen Ausnehmung (5) des Sperrkranzes (4) jeweils zugewandte erste Funktionsfläche (9) einen gegenüber der Längsachse (12) des Sperrbolzens (8) sich ergebenden Schrägungswinkel α aufweist, der so klein gewählt ist, daß sich eine sichere Selbsthemmung des Sperrbolzens bei Belastung durch den Sperrkranz ergibt und die jeweils zweite Funktionsfläche (10) einen Schrägungswinkel α aufweist, der außerhalb des Winkelbereiches liegt, bei dem eine sichere Selbsthemmung des Sperrbolzens (8) bei Belastung durch den Sperrkranz erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrägungswinkel (α) der ersten Funktionsfläche (9) des Sperrbolzens (8) ≅ 0° gewählt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Funktionsflächen (9, 10) des Sperrbolzens (8) durch eine von der ersten Funktionsfläche (9) nach außen geführte Stufe (13) voneinander abgesetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Stufe (13) zwischen 0,4 und 1 mm liegt.