DE19964173C2

DE19964173C2 - Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung der Lenkspindel einer Lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE19964173C2
Application number: DE19964173A
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: Minebea AccessSolutions Deutschland GmbH
Priority date: 1999-02-15
Filing date: 1999-02-15
Publication date: 2001-12-13
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: JP2000233717A; EP1029755B1; JP4606538B2; EP1029755A3; ES2242584T3; EP1029755A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung der Lenkspindel (2; 31) eines Kraftfahrzeuges mit einem Gehäuse (4) sowie einem in dem Gehäuse angeordneten ersten Elektromotor (5) mit nachgeschaltetem Stellantrieb (6) zur Verschiebung eines von seiner Ent- in eine Verriegelungsstellung verschiebbar angeordneten Sperrelementes (7; 36). DOLLAR A Um eine kompakt aufgebaute Vorrichtung mit Spindelantrieb zur elektrischen Verriegelung der Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges zu erhalten, bei der das Sperrelement in seiner Entriegelungsstellung sicher fixiert bleibt, schlägt die Anmeldung vor, das Sperrelement (7; 36) seitlich mit einer Ausnehmung (24) zu versehen, in welche zu seiner Fixierung in der entriegelten Stellung ein Sicherungshebel (22) mittels einer vorgespannten Feder (23) einschwenkbar angeordnet ist. Dabei ist der Sicherungshebel (22) um eine parallel zur Längsachse (100) des Spindelantriebes (6) angeordnete Achse (101) verschwenkbar. Zum Herausschwenken des Sicherungshebels (22) dient ein zweiter Elektromotor (25) oder eine von der Gewindespindel (8) angesteuerte Welle (28).

Description

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

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 764 566 A1 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung umfaßt einen in einem Gehäuse angeordneten Elektromotor mit nachgeschaltetem Spindelantrieb zur Verschiebung eines Sperrelementes von seiner Ver- in seine Entriegelungs stellung 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.

Nachteilig ist bei dieser bekannten Vorrichtung unter anderem, daß bei einer Fehlbetätigung des elektrischen Antriebes das Sperrelement auch während der Fahrt in seine Verriegelungsstellung verschiebbar ist.

Aus der FR 2 766 441 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung der Lenkspindel einer Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges bekannt, die ein Gehäuse sowie einen in dem Gehäuse angeordneten ersten Elektromotor mit nachgeschaltetem Spindelan trieb zur Verschiebung eines von seiner Ent- in eine Verriegelungsstellung verschiebbar angeordneten Sperrelementes umfaßt. Die Vorrichtung enthält außerdem einen in dem Gehäuse angeordneten verschiebbaren Sicherungshebel, wobei ein zweiter Motor den Si cherungshebel in der Entriegelungsstellung des Sperrelementes in eine seitliche Ausneh mung des Sperrelementes verschiebt und das Sperrelement in dieser Stellung fixiert. Au ßerdem ist eine Einrichtung vorgesehen, mittels welcher der Sicherungshebel vor dem Ver schieben des Sperrelementes in seine Verriegelungsstellung aus der Ausnehmung heraus schiebbar ist.

Auch bei Verriegelungsvorrichtungen ohne Spindelantrieb ist es bereits bekannt, eine Verschie bung des Sperrelementes während der Fahrt des Fahrzeuges dadurch zu verhindern, daß nach Erreichen der Entriegelungsstellung ein zusätzlicher radial verschiebbarer Sicherungsbolzen in eine seitliche Ausnehmung des Sperrelementes geschoben wird. Die Verwendung eines derarti gen radial verschiebbaren Sicherungsbolzen bei einer Verriegelungsvorrichtung mit Spindelan trieb führt allerdings zu einer relativ platzaufwendigen Vorrichtung, da seitlich von Sicherungs bolzen auch noch ein den Bolzen verschiebender mechanischer oder elektrischer Antrieb ange ordnet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt aufgebaute Vorrichtung mit Spindelantrieb zur elektrischen Verriegelung der Lenkeinrichtung eines Kraftfahrzeuges anzugeben, bei der das Sperrelement in seiner Entriegelungsstellung sicher fixiert bleibt.

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

Die Erfindung beruht im wesentlichen auf dem Gedanken, das Sperrelement seitlich mit einer Ausnehmung zu versehen, in welche zu seiner Fixierung in der entriegelten Stellung ein Sicherungshebel mittels einer vorgespannten Feder einschwenkbar angeordnet ist. Da bei ist der Sicherungshebel um eine parallel zur Längsachse des Spindelantriebes angeord nete Achse verschwenkbar. Zum Herausschwenken des Sicherungshebels dient ein zweiter Elektromotor oder eine von der Gewindespindel angesteuerte Welle.

Durch Verwendung eines schwenkbaren Sicherungshebels wird eine sehr kompakte An ordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht, da auch der Elektromotor bzw. die mechanischen Wellen sich parallel zur Längsachse des Spindelantriebes erstrecken und somit nur ein relativ geringer zusätzlicher Bauraum seitlich von dem Spindelantrieb benö tigt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem mittels eines Spindelantriebes verschiebbaren Sperrelement, welches durch einen federbe aufschlagten schwenkbaren Sicherungshebel in seiner Entriegelungsstellung fixiert wird und wobei der Sicherungshebel mittels eines Elektromotors verschwenkbar ist;

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht, wobei der federbeaufschlagte Sicherungs hebel mittels einer mit dem Antrieb des Sperrelementes verbundenen Welle ver schwenkbar ist;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfin dung, bei der das Sperrelement aus zwei hintereinander angeordneten Sperrbolzen besteht;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Verbindungsbereiches zwischen dem Spindelantrieb und dem in Fig. 3 verwendeten Sperrelement.

In Fig. 1 ist mit 1 eine 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 eingreift. 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 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 (vgl. auch Fig. 3).

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 entsprechend in axialer Richtung verschiebt), wenn der Mitnehmer 11 bereits seine Endla ge 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.

Zur Fixierung des Sperrelementes 7 in der entriegelten Stellung ist ein Sicherungshebel 22 vorgesehen, der mittels einer vorgespannten Drehfeder 23 durch eine Ausnehmung 10 des Adapterteiles 15 in eine Ausnehmung 24 des Sperrelementes 7 einschwenkbar angeordnet ist. Um anschließend das Sperrelement 7 von der Ent- in die Verriegelungsstellung ver schieben zu können, wird zunächst der Sicherungshebel 22 mittels eines zweiten Elektro motors 25 wieder aus der Ausnehmung 24 herausgeschwenkt und dann mit Hilfe des Spin delantriebes 6 verschoben, wobei die Ansteuerung des zweiten Elektromotors wiederum durch die elektronische Schaltungsvorrichtung 21 erfolgen kann.

Zur Lageerkennung des Sicherungshebels 22 ist an diesem ein Magnet 26 und in seiner Nähe innerhalb des Gehäuses 4 ein Magnetfeldsensor 27 (z. B. ein Hallsensor) angeordnet, der anspricht, sobald sich das Sperrelement 7 in seiner Entriegelungsstellung befindet.

In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der zur Fixierung des Sperrele mentes 7 benötigte Sicherungshebel 22 mechanisch mittels einer Welle 28 aus der Aus nehmung 24 des Sperrelementes 7 herausgeschwenkt. Die Welle 28 wird dabei von der Gewindespindel angesteuert und weist hierzu auf ihrer dem Sicherungshebel 22 abge wandten Seite einen Steuernocken 29 auf, welcher sich an einer von der Gewindespindel 8 angetriebenen Steuerkurve 30 abstützt.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungs beispiele beschränkt. So kann beispielsweise der Sicherungshebel auch in eine entspre chende Ausnehmung des Mitnehmers eingreifen, um das Sperrelement in seiner Entriege lungsstellung zu fixieren.

Das Sperrelement kann beispielsweise auch aus zwei in Richtung der Längsachse der Lenkspindel hintereinander angeordneten Sperrbolzen bestehen. Ein entsprechendes Aus führungsbeispiel zeigen die Fig. 3 und 4. Dabei handelt es sich um eine Vorrichtung, wie sie im wesentlichen in Fig. 1 dargestellt ist. Die Fig. 1 entsprechenden Teile sind daher in Fig. 3 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Mit dem Bezugszeichen 31 ist in Fig. 3 eine Lenkspindel gekennzeichnet, auf der ein Zahnkranz 32 angeordnet ist, welcher, in Richtung der Längsachse 33 der Lenkspindel gesehen, zwei Zahnkranzbereiche 34, 35 aufweist, die, in Umfangsrichtung gesehen, ge geneinander versetzt angeordnet sind.

Das Sperrelement 36 der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht aus zwei hintereinander angeordneten federbeaufschlagten Sperrbolzen 37, 38, die in ihrer Verriegelungsstellung jeweils in einen ihnen zugeordneten Zahnkranzbereich 34, 35 eingreifen.

Zur Verbindung des Sperrelementes 36 ist der Mitnehmer 11 an seinem unteren Ende U- förmig ausgebildet (Fig. 4), wobei die beiden Schenkel 39, 40 jeweils eine Umgriffsleiste 41, 42 aufweisen, derart, daß die Sperrbolzen 37, 38 die Umgriffsleisten 41, 42 des Mit nehmers oberseitig umgreifen. Durch diese Ausgestaltung der Aufnahme werden beide Sperrbolzen 37, 38 des Sperrelementes 36 sicher in der Aufnahme gehalten. Die Sperrbol zen 37, 38 des Sperrelementes 36 sind in der Aufnahme des Mitnehmers 11 über zwei Druckfedern 43, 44 in axialer Richtung federnd gelagert.

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, Teil

12

Innengewinde

13

Gewinde (Gewindespindel)

14

Aufnahme

15

Adapterteil

16

Schraube

17

Tellerfedern

18

Zahnrad

19

,

20

Endanschläge

21

elektronische Schaltungsvorrichtung

22

Sicherungshebel

23

Drehfeder, Feder

24

Ausnehmung

25

zweiter Elektromotor; Einrichtung

26

Magnet

27

Sensor, Magnetfeldsensor, Hallsensor

28

Welle, Einrichtung

29

Steuernocken

30

Steuerkurve

31

Lenkspindel

32

Zahnkranz

33

Längsachse

34

,

35

Zahnkranzbereiche

36

Sperrelement

37

,

38

Sperrbolzen

39

,

40

Schenkel

41

,

42

Umgriffsleisten

43

,

44

Federn

100

Längsachse (Spindelantrieb)

101

Achse

Claims

1. Vorrichtung zur elektrischen Verriegelung der Lenkspindel (2; 31) einer Lenkein richtung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen:

a) die Vorrichtung (1) umfaßt ein Gehäuse (4) sowie einen in dem Gehäuse ange ordneten ersten Elektromotor (5) mit nachgeschaltetem Stellantrieb (6) zur Verschiebung eines von seiner Ent- in eine Verriegelungsstellung verschiebbar angeordneten Sperrelementes (7; 36);
b) bei dem Stellantrieb (6) handelt es sich um einen Spindelantrieb;
c) das Sperrelement (7; 36) oder ein das Sperrelement axial verschiebendes Teil (11) des Spindelantriebes enthält seitlich eine Ausnehmung (24),
d) die Vorrichtung (1) umfaßt einen in dem Gehäuse (4) angeordneten, durch eine Feder (23) vorgespannten und um eine zur Längsachse (100) des Spindelan triebes (6) paralle Achse (101) schwenkbaren Sicherungshebel (22), wobei die Feder (23) den Sicherungshebel (22) in der Entriegelungsstellung des Sper relementes (7; 36) in die Ausnehmung (24) verschwenkt und das Sperrelement (7; 36) in dieser Stellung fixiert, und
e) es ist eine Einrichtung (25; 28) vorgesehen, mittels welcher der Sicherungshe bel (22) gegen den Druck der Feder (23) vor dem Verschieben des Sperrele mentes (7; 36) in seine Verriegelungsstellung aus der Ausnehmung (24) heraus schwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelantrieb (6) eine über ein Zahnradgetriebe (9) verbundene Gewindespindel (8) und einen in einer Führung linear verschiebbar gelagerten Mitnehmer (11) mit einem Innengewinde (12) umfaßt, welches in das Gewinde (13) der Gewindespindel (8) eingreift und daß der Mitnehmer (11) auf seiner dem Sperrelement (7; 36) zugewandten Seite eine Aufnahme (14) aufweist, über die das Sperrelement (7; 36) auf seiner der Lenkspindel (2; 31) abgewandten Seite mit dem Mitnehmer (11) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Einrichtung (25) zum Verschwenken des Sicherungshebels (22) aus der Ausnehmung (24) des Sperrelementes (7; 36) um einen zweiten Elektromotor handelt, der durch ei ne elektronische Schaltungsvorrichtung (21) angesteuert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Einrichtung (28) zum Verschwenken des Sicherungshebels (22) aus der Ausnehmung (24) des Sperrelementes (7; 36) um eine mit dem Sicherungshebel (22) verbundene, sich in axialer Richtung der Gewindespindel (8) erstreckende Welle (28) handelt, die auf ihrer dem Sicherungshebel (22) abgewandten Seite einen Steuernocken (29) trägt, welcher sich an einer von der Gewindespindel (8) angetriebenen Steuerkurve (30) abstützt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) zur Führung des Sperrelementes (7; 36) ein mit der Lenkeinrichtung des Fahrzeuges verbindbares Adapterteil (15) umfaßt, welches derart ausgebildet ist, daß es bei einer gewaltsamen Verdrehung der Lenkspindel (2; 31) im verriegelten Zu stand des Sperrelementes (7; 36) die auf dieses Teil einwirkende Kräfte aufnimmt, daß der Sicherungshebel (22) seitlich von dem Adapterteil (15) angeordnet ist, und daß in der Seitenwand des Adapterteiles (15) eine schlitzförmige Ausnehmung (10) vorgesehen ist, durch welche der Sicherungshebel (22) hindurchschwenkbar ist, so daß er in der Entriegelungsstellung des Sperrelementes (7; 36) in die Ausnehmung (24) des Sperrelementes (7; 36) eingreift.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (4) der Vorrichtung (1) zur Überwachung der Lage des Sicherungshe bels (22) mindestens ein Sensor (27) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Sensor (27) um einen Hallsensor handelt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement (36), in Richtung der Längsachse (33) der Lenkspindel (31) gesehen, aus zwei hintereinander angeordneten federbeaufschlagten Sperrbolzen (37, 38) be steht.