DE602004000081T2

DE602004000081T2 - Elektrisches Schloss einer Lenkspindel eines Kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE602004000081T2
Application number: DE602004000081T
Authority: DE
Inventors: Dimitri Grasswill; Andre Laisement; Florian Barcat
Original assignee: Nacam France SAS; Nacam SA
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2004-05-05
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2024-05-06
Also published as: ATE303923T1; EP1477378B1; DE602004000081D1; FR2854855B1; EP1477378A1; FR2854855A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch betätigte Verriegelung für die Lenksäule eines Kraftfahrzeugs. Besagte Verriegelung umfasst einen Elektromotor, eine Einheit zur Bewegungsübertragung und einen Riegel. Besagter Riegel hat zwei Positionen: eine Position, bei der er in ein Element, das fest mit der Lenkspindel der Lenksäule verbunden ist, hereingefahren ist, und eine Position, bei der er aus diesem Element herausgefahren ist; die beiden Positionen entsprechen der verriegelten und der unverriegelten Position der besagten Säule.
Es gibt elektrisch betätigte Verriegelungen, die einen Elektromotor, eine Einheit zur Bewegungsübertragung und einen Riegel umfassen. Diese Verriegelungstypen verfügen über verschiedene Elemente, die entlang verschiedener Achsen angeordnet sind, welche auf unterschiedlichen Ebenen liegen. Bei dieser Bauform wird für die Verriegelung relativ viel Platz benötigt, wobei der Platzbedarf von der jeweils gegebenen Lenkung abhängt.
Die zunehmende Verbesserung der Sicherheit der Lenksäulen verlangt es, dass die verriegelte und unverriegelte Position garantiert beibehalten wird. Aufgrund dieser Anforderung sind zusätzliche Vorrichtungen erforderlich, die sowohl den Platzbedarf als auch den Preis der Verriegelung erhöhen.
Eine Verriegelung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist im Dokument EP 1157907 A2 beschrieben.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrisch betätigte Verriegelung anzubieten, die eine Bauform hat, bei der die verschiedenen Elemente so kompakt wie möglich angelegt sind, so dass sich eine Einheit in Form eines Moduls ergibt, die unter Berücksichtigung der Integration in das betreffende Fahrzeug problemlos an jeden beliebigen Lenksäulentyp angepasst werden kann.
Ferner soll die Verriegelung die Funktion einer Beibehaltung der verriegelten und der entriegelten Position garantieren, indem besagte Funktion in die Elemente der besagten Verriegelung integriert wird.
Gemäß der Erfindung umfasst die elektrisch betätigte Lenksäulenverriegelung für Kraftfahrzeuge einen Elektromotor und eine Einheit zur Bewegungsübertragung, die auf einen Riegel wirkt. Besagter Riegel wirkt mit einem Element zusammen, das fest mit der Lenkspindel der besagten Lenksäule verbunden ist, so dass sich zwei Positionen ergeben: eine Position, bei der der Riegel in besagtes Element eingeführt ist, wodurch sich die verriegelte Position der Lenksäule ergibt, und eine Position, bei der der Riegel vom Element der Lenkspindel gelöst ist, wodurch sich die entriegelte Position der Lenksäule ergibt.
Eine elektrisch betätigte Verriegelung gemäß der Erfindung umfasst den Elektromotor, eine Schraube und eine Mutter.
Der Elektromotor, dessen Position ortsfest ist, ist mit einer Antriebswelle versehen, welche die Schraube in Drehung versetzt, die mit der drehfesten Mutter zusammenwirkt. Der Elektromotor, die Schraube und die Mutter liegen auf derselben Achse xx. Der Riegel bewegt sich entlang einer Achse yy; die Achsen xx und yy bilden eine Ebene XY und verlaufen senkrecht zueinander.
Die Mutter weist eine geneigte Fläche auf, die entlang der Achse xx ausgerichtet ist und so einen geneigten Keil bildet, der sich entlang der Achse xx bewegt. Besagte geneigte Fläche weist mindestens eine Neigung auf, die in Bezug auf die genau senkrecht zur Ebene XY befindliche Ebene der Achse xx festgelegt ist.
Der Riegel umfasst einen Körper mit einer geneigten Fläche, die mindestens eine Neigung aufweist, welche in Bezug auf die Ebene der Achse xx festgelegt ist und durch welche die besagte geneigte Fläche so mit der geneigten Fläche des geneigten Keils zusammenwirkt, dass die Bewegung des geneigten Keils entlang der Achse xx die Bewegung des Riegels entlang der Achse yy bewirkt, wodurch sich die Position des herausgefahrenen Riegels und des hereingefahrenen Riegels ergibt.
Der Elektromotor, die Schraube, der geneigte Keil und der Körper des Riegels sind so angeordnet, dass sie entlang der Achse xx ausgerichtet sind, und zwar derart, dass in Querrichtung zu besagter Achse xx ein Platzbedarf entsteht, der so gering wie möglich ist, damit sie in dem Körper einer Verriegelung untergebracht werden können.
Bei einer Ausführungsart der Erfindung umfassen die geneigten Flächen des geneigten Keils und des Riegels mindestens zwei Zonen: eine Zone mit starker Neigung und eine Zone mit schwacher Neigung, wobei die Zonen mit starker Neigung zusammenwirken, um die Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung des Riegels zu bewirken, und die Zonen mit schwacher Neigung zu sammenwirken, um das Einrasten bzw. Ausrasten des Riegels in dem fest mit der Lenkspindel verbundenen Element zu bewirken.
Die starke Neigung ist so festgelegt, dass die Vorwärtsbewegung des geneigten Keils und somit sein Platzbedarf in Axialrichtung so gering wie möglich ist. Die schwache Neigung ist so festgelegt, dass die Kraftübertragung des Riegels auf den geneigten Keil entlang der Achse xx so gering wie möglich ist, damit während der Entriegelung das erforderliche Drehmoment des Elektromotors so gering wie möglich ist.
Gemäß der Erfindung und zur Erreichung der gewünschten Sicherheit weist der geneigte Keil eine Gegenneigung auf, die an der geneigten Fläche angeordnet ist. Besagte Gegenneigung wirkt zusammen mit einer an der geneigten Fläche des Riegels angeordneten Gegenneigung, um die Beibehaltung der entriegelten Position zu gewährleisten.
Der geneigte Keil kann auch eine Aussparung in Form einer Kugelkappe aufweisen, die mit einer Kugel zusammenwirkt, auf welche eine im Körper der Verriegelung angeordnete Feder wirkt, damit die Beibehaltung der entriegelten Position gewährleistet wird.
Ferner sind das System aus Schraube und Mutter und das System aus geneigtem Keil und Riegel derart angeordnet, dass die genannten Systeme irreversibel sind, damit die erforderliche mechanische Sicherheit gewährleistet wird.
Bei einer ersten Bauform der Erfindung umfasst der Körper des Riegels eine Öffnung, deren eine Seite der geneigten Fläche entspricht und die zwei seitliche Flächen aufweist, auf denen zwei seitliche Flächen des geneigten Keils gleiten. Die seitlichen Flächen verlaufen genau parallel zur Ebene XY. Es gibt mindestens zwei äußere Flächen, die auf zwei entsprechenden Flächen der Riegelaufnahme gleiten, die im Körper der Verriegelung angeordnet sind, wobei die Flächen genau parallel zur Ebene XY verlaufen.
Der geneigte Keil weist ferner zwei seitliche Flächen auf, die entlang der Achse xx zwischen zwei Führungsschienen gleiten, die im Körper der Verriegelung angeordnet sind, wobei die beiden seitlichen Flächen und die beiden Führungsschienen genau parallel zur Ebene XY verlaufen.
Im Inneren des Körpers der Verriegelung liegt schließlich noch mindestens eine Feder zur Verriegelung und zum Eingreifen vor, die an einer der Seiten des Körpers des Riegels angebracht ist.
Bei einer weiteren Bauform der Erfindung weist der Körper des Riegels zwei seitliche Abschnitte, die beidseitig der Schraube angeordnet sind, und einen zentralen Verbindungsabschnitt auf. Der geneigte Keil weist zwei seitliche Abschnitte, die orientiert an der Achse xx außen am entsprechenden seitlichen Abschnitt des Riegels angeordnet sind, und einen zentralen Verbindungsabschnitt auf, der die Mutter bildet, die orientiert am Elektromotor außen am Riegel angeordnet ist.
Auf diese Weise weist jeder seitliche Abschnitt des Riegels einen Abschnitt der geneigten Fläche auf, die mit einem Abschnitt der geneigten Fläche des geneigten Keils zusammenwirkt, der an dem entsprechenden seitlichen Abschnitt des besagten geneigten Keils angeordnet ist.
Im Inneren des Körpers der Verriegelung liegt schließlich noch mindestens eine Feder zur Verriegelung und zum Eingreifen vor, die an dem entsprechenden seitlichen Abschnitt des Körpers des Riegels angebracht ist.
Bei dieser zweiten Bauform weist der zentrale Abschnitt des Riegels mindestens zwei Außenflächen auf, die auf zwei entsprechenden Flächen der Riegelaufnahme gleiten, die im Körper angeordnet sind, wobei die Flächen genau parallel zur Ebene XY verlaufen. Jeder seitliche Abschnitt des geneigten Keils gleitet auf der einen Seite entlang der Außenfläche des entsprechenden seitlichen Abschnitts des Riegels und auf der anderen Seite entlang einer Wand des Körpers der Verriegelung.
Bei sämtlichen Versionen der Erfindung kann mindestens ein Sensor vorhanden sein, der im Inneren des Körpers montiert ist, um die der entriegelten bzw. verriegelten Position entsprechende Position der Verriegelung zu ermitteln, und im Inneren des Körpers der Verriegelung ist eine Steuerungseinheit in Form einer elektronischen Steuerungsplatine entlang der Ausrichtung der Achse xx montiert.
Gemäß der Erfindung ist die Verriegelung in einer Aufnahme am Säulenkörper angeordnet und der Verriegelungskörper ist in die Aufnahme eingesteckt und in dieser Aufnahme durch eine Befestigungsschraube befestigt. In dieser Konfiguration können die Achse und die Befestigungsschraube genau parallel zur Lenkspindel verlaufen.
Die Achse xx und die Befestigungsschraube können auch genau in der senkrechten Ebene zur Lenkspindel verlaufen.
Schließlich können die Achse xx und die Befestigungsschraube auch noch genau parallel sein und in geneigten Ebenen zur Lenkspindel verlaufen.
In einer weiteren Konfiguration der Erfindung ist der Verriegelungskörper im Säulenkörper integriert und die Achse xx und die Befestigungsschraube verlaufen genau parallel, quer oder schräg zur Lenkspindel.
So bietet die elektrisch betätigte Verriegelung gemäß der Erfindung eine Anordnung der verschiedenen Elemente, die entlang derselben Achse angeordnet sind, bei der ihr Platzbedarf in Querrichtung so gering wie möglich ist. Das Verriegelungssystem lässt sich damit in einem Verriegelungskörper in Form eines Moduls unterbringen, der leicht an eine beliebige Lenksäule angepasst und problemlos in dem betreffenden Fahrzeug angeordnet werden kann.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher, wenn man die folgende Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die entsprechenden beiliegenden Zeichnungen liest, auf denen Folgendes dargestellt ist:
1 ist eine perspektivische Ansicht eines oberen Teils der Lenksäule mit einer elektrischen Verriegelung gemäß der Erfindung, die parallel zur Lenkspindel angeordnet ist;
2 ist eine Teilansicht analog zu 1 mit einer quer angeordneten elektrischen Verriegelung;
3 ist eine Teilansicht analog zu 1 mit einer schräg angeordneten elektrischen Verriegelung;
4 ist eine Teilansicht analog zu 1 mit einer integrierten elektrischen Verriegelung;
5 ist eine perspektivische Ansicht der elektrischen Verriegelung, die in den 1, 2 und 3 dargestellt ist, in welcher der Deckel des Verriegelungskörpers entfernt ist;
6 ist ein Schnitt in Ebene VI-VI der 5, bei dem sich die Säule in verriegelter Position befindet;
7 ist ein Schnitt in Ebene VII-VII der 6;
8 ist ein Schnitt in Ebene VIII-VIII der 6;
9 ist ein Schnitt in Ebene IX-IX der 6;
10 ist ein vergrößerter Teilschnitt der 6;
11 ist eine Ansicht analog zu 10, bei der sich die Säule in entriegelter Position befindet;
12 ist eine Ansicht analog zu 11 einer anderen Ausführungsform;
13 ist eine Ansicht aus Richtung XIII in 5;
14 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der in 4 dargestellten elektrischen Verriegelung, in welcher der Deckel des Verriegelungskörpers entfernt ist;
15 ist eine Ansicht aus Richtung XV in 14, in welcher ein Teil des Verriegelungskörpers dargestellt ist.
Die 1, 2 und 3 zeigen eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, die mit einer Verriegelung 1 mit elektrischer Betätigung gemäß der Erfindung ausgestattet ist.
Die Lenksäule umfasst eine Lenkspindel 15, die in einem Säulenkörper 14 montiert ist und die um eine Lenksachse 13 drehbar ist. Die Verriegelung 1 mit elektrischer Betätigung wird im Folgenden dieser Beschreibung elektrische Verriegelung 1 genannt. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass die elektrische Verriegelung 1 verschiedene Ausrichtungen zur Lenkspindel 15 aufweisen kann. Im Falle der 1 ist die elektrische Verriegelung 1 parallel zur Lenkspindel 15 ausgerichtet, und in den 2 und 3 ist die elektrische Verriegelung 1 quer bzw. schräg zu besagter Lenkspindel 15 ausgerichtet.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer elektrischen Verriegelung 2, die in den Säulenkörper 14 integriert und entlang der Lenkspindel 15 ausgerichtet ist.
Die elektrische Verriegelung 1 ist in 5 perspektivisch dargestellt, in 6 im Axialschnitt und in den 7, 8 und 9 in verschiedenen Querschnitten.
Die elektrische Verriegelung 1 umfasst einen Elektromotor 3, der eine Bewegungsübertragungseinheit antreibt, die dann auf einen Riegel 5 wirkt. Besagter Riegel 5 wirkt zusammen mit einem fest mit der Lenkspindel 15 verbundenen Element, wodurch sich die verriegelte und die unverriegelte Position der Lenksäule ergeben. Das fest mit der Lenkspindel 15 verbundene Element ist in den Figuren nicht dargestellt. Dies kann jedoch eine Hülse sein, die mit Kerben versehen ist, die dazu dienen, den Riegel 5 in bekannter Weise aufzunehmen. Der Riegel 5 hat folglich zwei Positionen:

– eine Position, in welcher der Riegel 5 in das Element der Lenkspindel 15 eingeführt ist, wodurch sich die verriegelte Position der Lenksäule ergibt, und
– eine Position, in welcher der Riegel 5 vom Element der Lenkspindel 15 gelöst ist, wodurch sich die entriegelte Position der Lenksäule ergibt.

Die Bewegungsübertragungseinheit umfasst eine Schraube 7, die mit einer Mutter 8 zusammenwirkt. Die Schraube 7 ist verschiebefest und die Mutter 8 ist drehfest. Die Mutter 8 wirkt ihrerseits mit dem Körper 50 des Riegels 5 zusammen. Die Verriegelung 1 hat einen Körper 11, der mit einer Verschlussplatte 81 versehen ist. Der Elektromotor 3, dessen Position im Körper 11 ortsfest ist, ist mit einer Antriebswelle 6 versehen, welche die Schraube 7 in Drehung versetzt, die mit der drehfesten Mutter zusammenwirkt. Der Elektromotor 3, die Schraube 7 und die Mutter 8 liegen auf derselben Achse xx.
Der Körper 50 des Riegels und der Riegel 5 bewegen sich entlang einer Achse yy. Die Achsen xx und yy bilden eine Ebene XY und verlaufen senkrecht zueinander.
Die Mutter 8 weist eine geneigte Fläche 20 auf, die entlang der Achse xx ausgerichtet ist und so einen geneigten Keil 40 bildet. Besagte geneigte Fläche 20 bewegt sich bei Drehung der Schraube 7 in der Mutter 8 entlang der Achse xx.. Besagte geneigte Fläche 20 weist mindestens eine Neigung auf, welche in Bezug auf eine genau senkrecht zur Ebene XY befindliche Ebene der Achse xx festgelegt ist.
Der Riegel 5 umfasst den Körper 50, der mit einer geneigten Fläche 30 versehen ist. Besagte geneigte Fläche 30 weist mindestens eine Neigung auf, welche in Bezug auf die Ebene der Achse xx festgelegt ist und durch welche die besagte geneigte Fläche 30 mit der geneigten Fläche 20 des geneigten Keils 40 so zusammenwirken, dass die Bewegung des geneigten Keils 40 entlang der Achse xx die Bewegung des Körpers 50 des Riegels 5 entlang der Achse yy bewirkt. Durch die axiale Bewegung des geneigten Keils in die beiden Richtungen ergibt sich die Position des herausgefahrenen Riegels 5 und des hereingefahrenen Riegels 5.
Der Elektromotor 3, die Schraube 7, der geneigte Keil 40 und der Körper 50 des Riegels 5 sind so angeordnet, dass sie entlang der Achse xx der Ebene XY ausgerichtet sind, und zwar derart, dass der Platzbedarf in Querrichtung zu besagter Achse xx so gering wie möglich ist. Dadurch können diese verschiedenen Elemente im Verriegelungskörper 11 untergebracht werden, dessen Platzbedarf dadurch reduziert wird.
6 und 10 im vergrößerten Maßstab zeigen die Ausführung der geneigten Fläche 20 des geneigten Keils 40 und der geneigten Fläche 30 des Körpers 50 des Riegels 5.
Die geneigte Fläche 20 des geneigten Keils 40 umfasst:

– eine Zone mit starker Neigung 23,
– eine Zone mit schwacher Neigung 24, und
– eine Zone mit starker Neigung 26.

Die geneigte Fläche 30 des Körpers 50 des Riegels 5 umfasst:

– eine Zone mit starker Neigung 33, und
– eine Zone mit schwacher Neigung 34.

Diese Anordnung wurde gewählt, damit die Zonen mit starker Neigung 23 und 33 so zusammenwirken, dass sie die Vorwärtsbewegung bzw. die Rückwärtsbewegung des Körpers 50 und damit des Riegels 5 bewirken, und damit die Zonen mit schwacher Neigung 24 und 34 so zusammenwirken, dass sie das Eingreifen bzw. Ausrücken des Riegels 5 in das bzw. aus dem fest mit der Lenkspindel verbundenen Element bewirken.
Die starke Neigung ist so festgelegt, dass die Vorwärtsbewegung des geneigten Keils 40 und somit sein Platzbedarf in Axialrichtung so gering wie möglich ist.
Die schwache Neigung ist so festgelegt, dass die Kraftübertragung des Riegels 5 auf den geneigten Keil 40 entlang der Achse xx so gering wie möglich ist, damit während der Entriegelung das erforderliche Drehmoment des Elektromotors 3 so gering wie möglich ist.
Gemäß der Erfindung und um die Beibehaltung der entriegelten Position sicher zu gewährleisten, zeigen die 10, 11 und 12 zwei mögliche Ausführungsformen. Die 10 und 11 zeigen den geneigten Keil 40.
Der geneigte Keil 40 weist eine Gegenneigung 25 auf, die an der geneigten Fläche 20 angeordnet ist. Die Gegenneigung 25 wirkt mit einer Gegenneigung 35 zusammen, die an der geneigten Fläche 30 des Riegels 5 angeordnet ist, um zur Einhaltung der geforderten mechanischen Sicherheit die Beibehaltung der entriegelten Position zu gewährleisten.
12 zeigt den geneigten Keil 40, der eine Aussparung 27 in Form einer Kugelkappe aufweist. Besagte Aussparung wirkt mit einer Kugel 28 zusammen, auf welche eine im Körper der Verriegelung 11 angeordnete Feder 29 wirkt, um zur Einhaltung der erforderlichen mechanischen Sicherheit die Beibehaltung der entriegelten Position zu gewährleisten.
Gemäß der Erfindung ist das System aus Schraube 7 und Mutter 8 sowie das System aus geneigtem Keil 40 und Körper 50 des Riegels 5 zudem so angeordnet, dass besagte Systeme irreversibel sind, damit die geforderte mechanische Sicherheit gewährleistet wird.
Die in den 5, 6, 7, 8 und 9 gezeigte elektrische Verriegelung 1 hat einen Riegelkörper 50, der Folgendes umfasst:

– eine Öffnung 53, deren obere Seite der geneigten Fläche 30 entspricht. Besagte Öffnung weist zwei seitliche Flächen 51 und 52 auf, auf denen zwei seitliche Flächen 41 und 42 des geneigten Keils 40 gleiten. Die seitlichen Flächen 41, 42, 51 und 52 verlaufen genau parallel zur Ebene XY.

Der Körper des Riegels 50 weist ebenfalls zwei äußere Flächen 55 und 56 auf, die auf zwei entsprechenden Flächen 85 und 86 der Aufnahme 89 des Riegels 5 gleiten, wobei besagte Flächen 85 und 86 der Aufnahme 89 im Körper der Verriegelung 11 angeordnet sind. Die äußeren Flächen 55 und 56 und die Flächen 85 und 86 der Aufnahme 89 verlaufen genau parallel zur Ebene XY.
Der geneigte Keil 40 weist zwei seitliche Flächen 43 und 44 auf, die entlang der Achse xx zwischen zwei Führungsschienen 83 und 84 gleiten, welche im Körper der Verriegelung 11 angeordnet sind. Die beiden seitlichen Flächen 43 und 44 und die beiden Führungsschienen 83 und 84 verlaufen genau parallel zur Ebene XY.
Die elektrische Verriegelung 1 weist zwei Federn 39 zur Verriegelung und zum Eingreifen auf, die im Inneren des Körpers der Verriegelung 11 aufliegen und auf einem Sockel 59 auf jeder der äußeren Flächen 55 und 56 des Riegelkörpers 50 befestigt sind.
So ist der geneigte Keil 40 in Gleitverbindung in dem Körper 11 der Verriegelung 1, und dieser ist über das System aus Schraube 7 und Mutter 8 mit dem Elektromotor 3 verbunden. Die durch den Elektromotor verursachte Drehbewegung führt zu einer Verschiebung des geneigten Keils 40 gegenüber dem Körper 11. Da der Keil eine geneigte Form aufweist und der Körper 50 des Riegels 5 unter dem Druck der Feder auf dieser geneigten Fläche 20 ruht, bewirkt die Verschiebung des geneigten Keils 40 entlang der Achse xx eine Verschiebung des Riegels 5 entlang der senkrechten Achse yy. Die Verschiebung des Riegels 5 in eine hierfür vorgesehene Aussparung in der Lenksäule führt zu deren Blockierung.
Zwei Sensoren 9 sind im Inneren des Körpers 11 montiert, um die der entriegelten bzw. verriegelten Position entsprechende Position der Verriegelung 1 zu ermitteln.
Ferner ist im Inneren des Körpers der Verriegelung 11 eine Steuerungseinheit in Form einer elektronischen Steuerungsplatine 10 entlang der Ausrichtung der Achse xx montiert.
13 zeigt die perspektivische äußere Gesamtansicht der elektrischen Verriegelung 1. Diese Ansicht ist aus Richtung des Riegels 5 gezeichnet und zeigt die Befestigung auf der Lenksäule.
Die 14 und 15 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit einer elektrischen Verriegelung 2, die in einem Gehäuse 12 untergebracht ist.
Die elektrische Verriegelung 2 weist einen Körper 70 des Riegels 5 auf, der zwei seitliche Abschnitte 71 und 72 umfasst, die beidseitig der Schraube 7 angeordnet sind, und einen zentralen Verbindungsabschnitt 77.
Ein geneigter Keil 60 weist zwei seitliche Abschnitte 61 und 62, die orientiert an der Achse xx außen am entsprechenden seitlichen Abschnitt 71 und 72 des Riegels 5 angeordnet sind, und einen zentralen Verbindungsabschnitt 67 auf, welcher die Mutter 6 bildet. Besagter zentraler Verbindungsabschnitt 67 ist am Elektromotor 3 orientiert außen am Riegel 5 angeordnet. Jeder der seitlichen Abschnitte 71 und 72 des Riegels 5 weist einen Abschnitt 31 und 32 der geneigten Fläche 30 auf, der mit einem Abschnitt 21 und 22 der geneigten Fläche 20 des geneigten Keils 60 zusammenwirkt, der an dem entsprechenden seitlichen Abschnitt 61 und 62 des genannten geneigten Keils 60 angeordnet ist.
Im Inneren des Körpers der Verriegelung 12 liegt eine Feder 39 zur Verriegelung und zum Eingreifen auf, die im entsprechenden seitlichen Abschnitt 71 und 72 des Körpers des Riegels 70 angebracht ist.
Nach dem Prinzip der 7 umfasst der zentrale Abschnitt 77 des Riegels 5 mindestens zwei äußere Flächen 55 und 56, die auf zwei entsprechenden Flächen 85 und 86 im Gehäuse des Riegels gleiten, wobei besagte Flächen 85 und 86 im Körper der Verriegelung 12 angeordnet sind. Die äußeren Flächen 55 und 56 und die Flächen 85 und 96 des Gehäuses verlaufen genau parallel zur Ebene XY.
Jeder seitliche Abschnitt 61 und 62 des geneigten Keils 60 gleitet auf der einen Seite an einer äußeren Fläche 75 und 76 des entsprechenden seitlichen Abschnitts 71 und 72 des Riegels 5 und auf der einen Seite an einer Wand des Körpers der Verriegelung 12.
Die elektrische Verriegelung 2 weist einen geneigten Keil 60 auf, der in zwei seitliche Abschnitte 61 und 62 unterteilt ist, welche mit den beiden seitlichen Abschnitten 71 bzw. 72 des Körpers des Riegels 70 zusammenwirken. Die geneigte Fläche 20 des geneigten Keils 60 ist in zwei Abschnitte 21 und 22 unterteilt, die mit den beiden Abschnitten 31 bzw. 32 der geneigten Fläche 30 des Riegelkörpers 70 zusammenwirken.
Die Anordnung der geneigten Flächen 20 und 30 der elektrischen Verriegelung 1 findet sich in der elektrischen Verriegelung 2 mit denselben Zonen mit starker und schwacher Neigung wieder.
Dasselbe gilt für die in den 10, 11 und 12 gezeigten Sicherheitssysteme sowie für die Systeme aus Schraube 7 und Mutter 8 und aus geneigtem Keil 60 und Verriegelungskörper 70, die irreversibel sein müssen.
Zwei Sensoren 9 sind im Inneren des Körpers 12 montiert, um die der entriegelten bzw. verriegelten Position entsprechende Position der Verriegelung 2 zu ermitteln.
Ferner ist im Inneren des Körpers der Verriegelung 12 eine Steuerungseinheit in Form einer elektronischen Steuerungsplatine 10 entlang der Ausrichtung der Achse xx montiert.
Die Drehbewegung der Lenkspindel 15 wird durch die Hülse und den Riegel 5 blockiert, der durch den Mechanismus mit geneigtem Keil 40 oder 60 angetrieben wird, welcher durch den Elektromotor 3 betätigt wird. Die Einheit wird elektrisch angetrieben.
Die Verriegelungen 1 und 2 sind modular und ermöglichen die Ausführung dieser Funktion bei gleichzeitig sehr geringem Platzbedarf, so dass sie sich so leicht wie möglich in eine Lenksäule integrieren lassen, wie sie in den 1, 2, 3 und 4 dargstellt ist.
Im Falle der 1 ist die elektrische Verriegelung 1 in einer Aufnahme 16 des Säulenkörpers 14 angebracht. Der Verriegelungskörper 11 ist in die Aufnahme 16 eingesteckt und in dieser Aufnahme durch eine Befestigungsschraube 19 befestigt. Die Achse xx und die Befestigungsschraube 19 verlaufen genau parallel zur Lenkspindel 15.
In 2 ist die elektrische Verriegelung 1 in einer Aufnahme 17 des Säulenkörpers 14 angebracht. Der Verriegelungskörper 11 ist in die Aufnahme 17 eingesteckt und in dieser Aufnahme durch eine Befestigungsschraube 19 befestigt. Die Achse xx und die Befestigungsschraube 19 verlaufen genau in senkrechten Ebenen zur Lenkspindel 15.
In 3 ist die elektrische Verriegelung 1 in einer Aufnahme 18 des Säulenkörpers 14 angebracht. Der Verriegelungskörper 11 ist in die Aufnahme 18 eingesteckt und in dieser Aufnahme durch eine Befestigungsschraube 19 befestigt. Die Achse xx und die Befestigungsschraube 19 verlaufen genau parallel und in schrägen Ebenen zur Lenkspindel 15.
In der in 4 gezeigten Montage weist die elektrische Verriegelung 2 einen Verriegelungskörper 12 auf, der in den Säulenkörper 14 integriert ist. Die Achse xx verläuft genau parallel zur Lenkspindel 15.

Claims

Verriegelung (1, 2) zur elektronischen Steuerung der Lenksäule eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Elektromotor (3), eine Einheit zur Bewegungsübertragung, die auf einen Riegel (5) einwirkt, um mit einem Element zusammenwirken zu können, das fest mit der Lenkspindel (15) der genannten Lenksäule verbunden ist, zur Einnahme von zwei Positionen: – eine Position, bei der der Riegel (5) in das Element der Lenkspindel (15) eingeführt ist, um eine verriegelte Position der Lenksäule zu erhalten, und – eine Position, bei der der Riegel (5) vom Element der Lenkspindel (15) gelöst ist, um eine entriegelte Position der Lenksäule zu erhalten, wobei die genannte Verriegelung (1, 2) zur elektronischen Steuerung dadurch gekennzeichnet ist, dass: – der Elektromotor (3), dessen Position ortsfest ist, eine Ausgangsspindel (6) aufweist, die eine Schraube (7) in Drehung versetzt, die mit einer drehfesten Mutter (8) zusammenwirkt, wobei der Elektromotor (3), die Schraube (7) und die Mutter (8) eine gleiche Achse xx aufweisen; – sich der Riegel (5) entlang einer Achse yy bewegt; – die Achsen xx und yy eine Ebene XY bilden und senkrecht zueinander verlaufen; dadurch gekennzeichnet, dass – die Mutter (8) eine geneigte Fläche (20) aufweist, die entlang der Achse xx ausgerichtet ist, um einen geneigten Keil (40, 60) zu bilden, der sich entlang der Achse xx bewegt, wobei die genannte geneigte Fläche (20) mindestens eine Neigung aufweist, welche in Bezug auf eine Ebene der Achse xx genau senkrecht zur Ebene XY determiniert ist; – der Keil (5) einen Körper (50, 60) mit einer geneigten Fläche (30) aufweist, welche mindestens eine Neigung aufweist, die in Bezug auf die Ebene der Achse xx derart festgelegt ist, dass die genannte geneigte Fläche (30) mit der geneigten Fläche (20) des geneigten Keils (40, 60) zusammenwirkt, so dass die Bewegung des geneigten Keils (40, 60) entlang der Achse xx die Bewegung des Riegels (5) entlang der Achse yy bewirkt, um eine herausgeschobene Position des Riegels (5) und eine hereingeschobene Position des Riegels (5) zu erzielen; – der Elektromotor (3), die Schraube (7), der geneigte Keil (40, 60), der Körper (50, 70) des Riegels (5) so angeordnet sind, dass sie entlang der Achse xx ausgerichtet sind, und zwar derart, dass in Bezug auf die genannte Achse xx ein Platzbedarf in seitlicher Richtung entsteht, der so gering wie möglich ist, damit sie in dem Körper einer Verriegelung (11, 12) untergebracht werden können.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten Flächen (20, 30) des geneigten Keils (40, 60) und des Riegels (5) derart angeordnet sind, dass – die geneigte Fläche (20) des geneigten Keils (40, 60) mindestens zwei Zonen aufweist: • eine Zone mit starker Neigung (23, 26) und • eine Zone mit schwacher Neigung (24), – die geneigte Fläche (30) des Riegels (5) mindestens zwei Zonen aufweist: • eine Zone mit starker Neigung (33) und • eine Zone mit schwacher Neigung (34), – derart, dass die Zonen mit starker Neigung (23, 33) zusammenwirken, um einen Vorschub- oder Rückzugweg des Riegels (5) zu gewährleisten; und dass die Zonen mit schwacher Neigung (24, 34) zusammenwirken, um einen Eingriff oder ein Lösen des Riegels (5) in dem fest mit der Lenkspindel (15) verbundenen Element zu gewährleisten, – wobei die starke Neigung so festgelegt wird, dass der Vorschubweg des geneigten Keils (40, 60) und somit sein axialer Platzbedarf so gering wie möglich ist, – wobei die schwache Neigung so festgelegt wird, dass die Kraftübertragung des Riegels (5) auf den geneigten Keil (40, 60) entlang der Achse xx so gering wie möglich ist, damit während der Entriegelung das erforderliche Drehmoment des Elektromotors (3) so gering wie möglich ist.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Keil (40, 60) eine Gegenneigung (25) aufweist, die an der geneigten Fläche (20) angeordnet ist und die mit einer Gegenneigung (35) zusammenwirkt, die an der geneigten Fläche (30) des Riegels (5) angeordnet ist, um zur Einhaltung der erforderlichen mechanischen Sicherheit die Beibehaltung der entriegelten Position zu gewährleisten.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Keil (40, 60) eine Aussparung (27) in Form einer kugelförmigen Abdeckung umfasst, die mit einer durch eine im Körper der Verriegelung (11, 12) angeordneten Feder (29) angetriebenen Kugel (28) zusammenwirkt, um zur Einhaltung der erforderlichen mechanischen Sicherheit die Beibehaltung der entriegelten Position zu gewährleisten.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrauben-Mutter-System (7–8) und das System des geneigten Keils (40, 60) und des Riegels (5) derart angeordnet sind, dass die genannten Systeme unumkehrbar sind, um die erforderliche mechanische Sicherheit zu gewährleisten.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper des Riegels (5) umfasst: – eine Öffnung (53), deren obere Seite der geneigten Fläche (30) entspricht und die zwei seitliche Flächen (51, 52) aufweist, auf denen zwei seitliche Flächen (41, 42) des geneigten Keils (40) gleiten, wobei die seitlichen Flächen (41, 42, 51, 52) genau parallel zur Ebene XY verlaufen; – mindestens zwei äußere Flächen (55, 56), die auf zwei entsprechenden Flächen des Riegelgehäuses gleiten, die im Körper der Verriegelung (11) angeordnet sind, wobei die Flächen genau parallel zur Ebene XY verlaufen.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der geneigte Keil (40) zwei seitliche Flächen (43, 44) aufweist, die entlang der Achse xx zwischen zwei Führungsschienen (83, 84) gleiten, die im Körper der Verriegelung (11) angeordnet sind, wobei die beiden seitlichen Flächen (43, 44) und die beiden Führungsschienen (83, 84) genau parallel zur Ebene XY verlaufen.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Feder zur Verriegelung und zum Eingreifen (39) aufweist, die am Inneren des Köpers der Verriegelung (11) aufliegt und an einer der Seiten des Körpers des Riegels (50) angebracht ist.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der Körper des Riegels (70) aufweist: – zwei seitliche Abschnitte (71, 72), die beidseitig der Schraube (7) angeordnet sind, und – einen zentralen Verbindungsabschnitt (77), der geneigte Keil (60) aufweist: – zwei seitliche Abschnitte (61, 62), die in Bezug auf die Achse xx außen am entsprechenden seitlichen Abschnitt (71, 72) des Riegels (5) angeordnet sind, und – einen zentralen Verbindungsabschnitt (67), der die Mutter (8) bildet, die in Bezug auf den Elektromotor (3) außen am Riegel (5) angeordnet ist, derart, dass jeder seitliche Abschnitt (71, 72) des Riegels (5) einen Abschnitt der geneigten Fläche (31, 32) aufweist, die mit einem Abschnitt der geneigten Fläche (21, 22) des geneigten Keils (60) zusammenwirkt, der an dem entsprechenden seitlichen Abschnitt (61, 62) des genannten geneigten Keils (60) angeordnet ist.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Feder zur Verriegelung und zum Eingreifen (39) aufweist, die am Inneren des Köpers der Verriegelung (12) aufliegt und an dem entsprechenden seitlichen Abschnitt (71, 72) des Körpers des Riegels (70) angebracht ist.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass: – der zentrale Abschnitt (77) des Riegels (5) mindestens zwei Außenflächen (55, 56) aufweist, die auf zwei entsprechenden Flächen des Riegelgehäuses gleiten, das im Körper angeordnet ist, wobei die Flächen (55, 56) genau parallel zur Ebene XY verlaufen, – jeder seitliche Abschnitt (61, 62) des geneigten Keils (60) einerseits entlang der Außenfläche (75, 76) des entsprechenden seitlichen Abschnitts (71, 72) des Riegels (5) und andererseits entlang einer Wand des Körpers der Verriegelung (12) gleitet.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (9) im Inneren des Körpers (11, 12) angeordnet ist, um die Position der Verriegelung (1, 2) entsprechend in entriegelter oder verriegelter Position festzustellen.
Verriegelung zur elektronischen Steuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinheit in Form einer elektronischen Kontrollkarte (10) im Körper der Verriegelung (11, 12) entlang der Ausrichtung der Achse xx angebracht ist.