DE19906268C2

DE19906268C2 - Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung der Lenkspindel einer Lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE19906268C2
Application number: DE1999106268
Authority: DE
Inventors: Alexander Frick; Mario Pieh; Joachim Engelmann; Andreas Berger; Kurt Lieb; Thomas Quellmalz; Hagen Friedrich; Harald Starken
Original assignee: Valeo Deutschland GmbH and Co Sicherheitssysteme
Current assignee: Valeo Deutschland GmbH and Co Sicherheitssysteme
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: DE19906268A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung der Lenkspindel einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 197 19 343 C1 bekannt. Diese be kannte Vorrichtung umfaßt einen in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor mit nachge schaltetem Stellantrieb zur Verschiebung eines Sperrelementes von seiner Ver- in seine Ent riegelungsstellung und umgekehrt, wobei das Sperrelement in seiner Verriegelungsstellung in die durch benachbarte Zähne gebildete Ausnehmung eines an der Lenkspindel befestigten Zahnkranzes eingreift und damit die Lenkspindel blockiert. Als Stellantrieb zur Verschie bung des Sperrelementes wird bei der bekannten Vorrichtung ein Nockenantrieb verwendet.

Als nachteilig hat sich bei dieser bekannten Vorrichtung erwiesen, daß die Verwendung des Nockenantriebes mit relativ langen Ver- bzw. Entriegelungszeiten verbunden ist.

Aus der DE 37 39 172 C1 ist ferner eine Vorrichtung zur Verschiebung eines Sperrelemen tes bekannt, bei der ein nicht im einzelnen dargestellter Elektromotor ein Schneckenrad an treibt, welches in die Zähne des teilweise als Zahnstange ausgebildeten Sperrelementes ein greift.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist unter anderem, daß für die erforderliche Verschiebung des Sperrelementes ein relativ starker Elektromotor erforderlich ist, der einen entsprechend großen Bauraum benötigt.

Schließlich ist aus der EP 0 764 566 A1 eine Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung der Lenkspindel einer Lenkeinrichtung bekannt, bei der als Stellantrieb ein Spindelantrieb verwendet wird. Dabei treibt ein mit einem Innengewinde versehenes Nockenrad eine linear verschiebbare Gewindespindel an, die auf ihrer der Lenkspin del zugewandten Seite eine Aufnahme für das Sperrelement aufweist.

Um den Verriegelungsmechanismus in definierte Endlagen zu bewegen und eine Ver klemmung des Mechanismus in den Endlagen sicher zu vermeiden, wird in der EP 0 764 566 A1 vorgeschlagen, sowohl an dem Nockenrad als auch an der Gewindespindel bzw. an der mit Gewindespindel verbundenen Aufnahme für das Sperrelement Endanschläge vorzusehen. Bei Erreichen der jeweiligen Endlage stößt dann der je weilige mit dem Nockenrad sich drehende Anschlag gegen den entsprechenden An schlag der axial verschiebbaren Gewindespindel bzw. der Aufnahme für das Sperr element und verhindert eine weitere Drehung des Nockenrades.

Nachteilig ist bei diesem bekannten Verriegelungsmechanismus allerdings die über mäßige Bauteilbeanspruchung, die sich ergibt, wenn die Endanschläge aufeinander treffen und kein sofortiges Abschalten des Elektromotors über entsprechende Endla gesensoren erfolgt.

Ausgehend von der EP 0 764 566 A1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der trotz Verwendung von Endanschlägen auch ohne Verwendung zusätzlicher Endlagesensoren eine übermäßi ge Bauteilbeanspruchung des Verriegelungsmechanismus auf einfache Weise sicher vermieden 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, als Stellantrieb einen Spindelan trieb zu verwenden, wobei auf der Gewindespindel ein linear verschiebbarer Mitnehmer mit Innengewinde angeordnet ist, welches in das Gewinde der Gewindespindel eingreift und auf seiner der Gewindespindel abgewandten Seite eine Aufnahme für das Sperrelement auf weist. Um den Verriegelungsmechanismus in definierte Endlagen zu bewegen, werden Endanschläge für den axial verschiebbaren Mitnehmer oder das axial verschiebbare Sperrelement vorgesehen. Zur Vermeidung einer übermäßigen Bauteilbeanspruchung beim Anschlagen des Mitnehmers bzw. des Sperrelementes in den Endlagen, wird die Gewinde spindel axial elastisch über Federn, vorzugsweise Tellerfedern, gegen das Gehäuse der er findungsgemäßen Vorrichtung abgestützt.

Wenn die Bewegung des Mitnehmers bzw. des Sperrelementes in den Endanschlägen blockiert ist, kann die Gewindespindel noch weiter drehen und komprimiert dabei die Tel lerfedern. Dadurch wird der durch Massenträgheiten des Mechanismus erzeugte Kraftüber schuß herabgesetzt und Endlagesensoren bzw. platzaufwendige Rutschkupplungen oder lange Gewindespindeln mit Torsionsstabwirkung können entfallen.

Der Antrieb durch den Elektromotor kann über einen längeren Zeitraum aktiviert werden, als dies für den Ent- oder Verriegelungsvorgang erforderlich ist. Die Abschaltung des Elek tromotors erfolgt nach diesem Zeitraum über eine elektronische Schaltungsvorrichtung, so daß -anders als bei bekannten Vorrichtungen-Endlagensensoren eingespart werden können.

Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das Sperrelement, in Richtung der Längsachse der Lenkspindel gesehen, aus zwei hintereinander angeordneten federbeaufschlagten Sperrbol zen besteht. Denn während bei der Verwendung eines Sperrelementes mit nur einem Sperr bolzen dieser bei seiner Verschiebung in die Verriegelungsstellung zunächst häufig gegen einen Zahn des auf der Lenkspindel angeordneten Zahnkranzes stößt, so daß zur Verriege lung der Lenkspindel diese zusätzlich verdreht werden muß, kann bei Verwendung von zwei Sperrbolzen sichergestellt werden, daß einer der beiden Sperrbolzen stets in die durch be nachbarte Zähne definierte Ausnehmungen eines Zahnkranzes eingreift. Sind die Sperrbol zen dabei in axialer Richtung der Lenkspindel hintereinander angeordnet, muß allerdings jedem Sperrbolzen ein eigener Zahnkranz (bzw. Zahnkranzbereich) zugeordnet werden, wobei die beiden Zahnkränze (bzw. Zahnkranzbereiche) dann gegeneinander verdreht auf der Lenkspindel angeordnet sind.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden anhand einer Figur erläuterten Ausführungsbeispiel. Dabei gibt die Figur den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem mittels eines Spindelantriebes verschiebbaren Sperrelement wieder, welches sich in seiner Entriegelungsstellung be findet.

In der Figur ist mit 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung einer mit 2 angedeuteten Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges mit einem Zahnkranz 3 bezeichnet. Die Vorrichtung 1 umfaßt ein Gehäuse 4 sowie einen in dem Gehäuse angeordneten ersten Elektromotor 5 mit nachgeschaltetem Spindelantrieb 6. Dieser verschiebt ein federbeauf schlagtes Sperrelement 7 von der in Fig. 1 dargestellten Entriegelungsstellung in eine (nicht dargestellte) Verriegelungsstellung, bei der das Sperrelement 7 in die durch benachbarte Zähne des Zahnkranzes 3 gebildete Ausnehmung eingreift.

Der Spindelantrieb 6 besteht aus einer Gewindespindel 8, die über ein Zahnradgetriebe 9 von dem ersten Elektromotor 5 angetrieben wird, und einem in einer Führung gelagerten Mitnehmer 11 mit Innengewinde 12, welches in das Gewinde 13 der Gewindespindel 8 ein greift. Der Mitnehmer 11 weist auf seiner dem Sperrelement 7 zugewandten Seite eine Auf nahme 14 auf, über die das Sperrelement 7 auf seiner der Lenkspindel 2 abgewandten Seite mit dem Mitnehmer 11 verbunden ist.

Außerdem umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Führung des Sperrelementes 7 ein mit dem Gehäuse 4 und der Lenkeinrichtung des Fahrzeuges verbindbares Adapterteil 15, über welches die Vorrichtung 1 an der Lenkeinrichtung befestigt wird. Das Adapterteil 15 ist derart ausgebildet, daß es bei einer gewaltsamen Verdrehung der Lenkspindel 2 im verriegelten Zustand des Sperrelementes 7 die auf dieses einwirkende Kräfte aufnimmt. Die Befestigung des Adapterteiles 15 an der Lenkeinrichtung erfolgt z. B. mittels einer Schraube 16.

Die Gewindespindel 8 ist auf ihrer dem Mitnehmer 11 abgewandten Seite axial elastisch über Tellerfedern 17 gegen das Gehäuse 4 abgestützt, die beidseitig an einem mit der Ge windespindel 8 befestigten Zahnrad 18 des Zahnradgetriebes 9 angeordnet sind, derart, daß die Gewindespindel 8 sich gegen den Druck der Tellerfedern 17 noch weiter dreht (und ent sprechend in axialer Richtung verschiebt), wenn der Mitnehmer 11 bereits seine Endlage erreicht hat und durch einen entsprechenden Endanschlag 19, 20 blockiert ist.

Die Vorrichtung 1 ist ferner mit einer elektronischen Schaltungsvorrichtung 21 verbunden, welche die Steuersignale für den ersten Elektromotor 5 erzeugt, und die derart ausgelegt ist, daß nach Aktivierung des Elektromotors 5 ein Abschalten des Motors automatisch nach einem vorgebbaren Zeitraum erfolgt, wobei dieser Zeitraum länger gewählt ist, als es für den Ent- oder Verriegelungsvorgang erforderlich wäre.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbei spiele beschränkt. So können die Endanschläge des Mitnehmers durch Endanschläge für das Sperrelement ersetzt werden, wobei der Endanschlag in der Verriegelungsstellung des Sperrelementes z. B. durch den Anschlag des Sperrelementes gegen die Lenkspindel defi niert wird.

Das Sperrelement kann beispielsweise auch aus zwei in Richtung der Längsachse der Lenk spindel hintereinander angeordneten Sperrbolzen bestehen.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Lenkspindel

3

Zahnkranz

4

Gehäuse

5

erster Elektromotor

6

Spindelantrieb, Stellantrieb

7

Sperrelement

8

Gewindespindel

9

Zahnradgetriebe

10

Ausnehmung (Adapterteil)

11

Mitnehmer

12

Innengewinde

13

Gewinde (Gewindespindel)

14

Aufnahme

15

Adapterteil

16

Schraube

17

Tellerfedern

18

Zahnrad

19

,

20

Endanschläge

21

elektronische Schaltungsvorrichtung

Claims

1. Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung der Lenkspindel (2) einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen:

a) die Vorrichtung (1) umfaßt ein Gehäuse (4) sowie einen in dem Gehäuse angeord neten ersten Elektromotor (5) mit nachgeschaltetem Stellantrieb (6) zur Verschie bung eines von seiner Ent- in eine Verriegelungsstellung verschiebbar angeordneten Sperrelementes (7);
b) bei dem Stellantrieb (6) handelt es sich um einen Spindelantrieb mit einer über ein Zahnradgetriebe (9) verbundenen Gewindespindel (8) und einem in einer Führung li near verschiebbar gelagerten Mitnehmer (11) mit einem Innengewinde (12), welches in das Gewinde (13) der Gewindespindel (8) eingreift;
c) der Mitnehmer (11) weist auf seiner dem Sperrelement (7) zugewandten Seite eine Aufnahme (14) auf, über die das Sperrelement (7) auf seiner der Lenkspindel (2) ab gewandten Seite mit dem Mitnehmer (11) verbindbar ist und
d) die Gewindespindel (8) ist axial elastisch über mindestens eine Feder (17) ge gen das Gehäuse (4) abgestützt, so daß die Gewindespindel (8) sich gegen den Druck der Feder (17) noch weiter drehen kann, wenn der Mitnehmer (11) be reits seine Endlage erreicht hat und durch einen Endanschlag (19; 20) blockiert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (8) auf ihrer dem Mitnehmer (11) abgewandten Seite axial elastisch über Tellerfedern (17) gegen das Gehäuse (4) abgestützt ist, die beidseitig an einem mit der Gewindespindel (8) befestigten Zahnrad (18) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor richtung (1) mit einer elektronischen Schaltungsvorrichtung (21) verbunden ist, welche die Steuersignale für den ersten Elektromotor (5) erzeugt, und die derart ausgelegt ist, daß nach Aktivierung des Elektromotors (5) ein Abschalten des Motors automatisch nach einem vorgebbaren Zeitraum erfolgt, wobei dieser Zeitraum länger gewählt ist, als es für den Ent- oder Verriegelungsvorgang erforderlich wäre.