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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkradschlossvorrichtung für eine Lenkvorrichtung
eines Automobils.
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Bekanntermaßen besitzen
Lenkvorrichtungen für
Automobile einen rohrförmigen
Stützkörper und
einen Steuerschaft oder eine sogenannte Lenksäule, die koaxial innerhalb
des rohrförmigen
Stützkörpers untergebracht
ist und vom Lenkrad des Fahrzeugs um ihre Achse gedreht wird.
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Alle
Lenkvorrichtungen besitzen eine Lenkradschlossvorrichtung, die eine
am rohrförmigen Stützkörper befestigte
Führung
aufweist, und ein Schließbolzenelement,
das an die Führung
angepasst ist, um in eine Richtung quer zur Lenksäule zu gleiten,
und das zwischen einer vorderen, die Lenksäule in einem Winkel sperrenden
Verschlussposition und einer Ruheposition, in der die Lenksäule frei rotieren
kann, beweglich ist.
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Der
Rückzug
des Schließbolzenelements
in die Ruheposition wird normalerweise von einem schlüsselbetätigten Schloss
unter Einbeziehung einer dazwischen liegenden Betätigungsvorrichtung gesteuert.
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Eine
typische Lenkradschlossvorrichtung ist in EP-A-957015 zu sehen.
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Es
besteht ein Bedarf nach einer verbesserten Betätigungsvorrichtung, die vollständig mechanisch
und kompakt ist, relativ wenige Bauteile umfasst und so angeordnet
werden kann, dass der Winkel zwischen der Schlosstrommel oder Schlüsselrotationsachse
und der Bewegungsrichtung des Schließbolzenelements nicht Null
und nicht neunzig Grad ist.
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Es
besteht auch ein Bedarf für
eine Lösung, die
so konzipiert ist, dass eine plötzliche,
unerwünschte
Sperre der Lenksäule
im Fall einer unbeabsichtigten Beschädigung der Betätigungsvorrichtung während der
Fahrt des Fahrzeugs vermieden wird.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Lenkradschlossvorrichtung
für eine
Lenkvorrichtung eines Automobils zu schaffen, die so konzipiert ist,
dass sie die oben aufgeführten
Ansprüche
auf unkomplizierte und kostengünstige
Art und Weise erfüllt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Lenkradschlossvorrichtung für eine Lenkvorrichtung eines
Automobils nach Anspruch 1 geschaffen.
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Ein
nicht einschränkendes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird exemplarisch unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben.
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1 ist
eine teilweise auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Lenkradschlossvorrichtung für eine
Lenkvorrichtung eines Automobils gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine Querschnittansicht der Vorrichtung der 1;
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3 ist ähnlich 2 und
ist eine Ansicht einer ersten Variante der Vorrichtung der 1 in größerem Maßstab, in
der Teile aus Deutlichkeitsgründen
entfernt wurden;
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4 ist
eine schematische Seitenansicht einer zweiten Variante der Vorrichtung
der 1;
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5 ist
eine vergrößerte, perspektivische Ansicht
eines Details in 4.
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Bezugszeichen 1 in 1 verweist
insgesamt auf eine (teilweise dargestellte) Lenkvorrichtung, die
einen (nicht dargestellten) fixierten Rohrkörper mit einer seitlichen Öffnung besitzt,
und des weiteren einen Steuerschaft bzw. eine Lenksäule 3 (die mit
der Strichpunktlinie dargestellt ist). Die Lenksäule 3 hat eine Achse 4,
erstreckt sich koaxial innerhalb des fixierten Rohrkörpers und
wird von einem (nicht dargestellten) Lenkrad des Fahrzeugs um eine
Achse 4 gedreht.
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Bezug
nehmend auf 1 und 2, besitzt
die Lenkvorrichtung 1 eine Lenkradschlossvorrichtung 5,
die eine Ummantelung 7 aufweist, die in einem Stück geformt
ist und auf einer Seite mit einem Befestigungsflansch 8 abschließt, der
auf bekannte und im Detail nicht dargestellte Art und Weise in den fixierten
Rohrkörper
der Vorrichtung 1 integriert ist.
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Auf
der anderen Seite schließt
die Ummantelung 7 mit einem zylindrischen Rohrabschnitt 9 ab,
in dem ein Schloss 10 untergebracht ist, das mit einem (nicht
dargestellten) Schlüssel
betätigt
wird, und erstreckt sich an einer Achse 11, die schräg zu der
Achse 4 liegt und mit der Einführungs- und Rotationsachse
des Schlüssels
im Schloss 10 zusammenfällt.
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Bezug
nehmend auf 2, sind der Flansch 8 und
der Abschnitt 9 durch einen hohlen mittleren Abschnitt 12 verbunden,
der eine axiale Verlängerung 13 des
Abschnitts 9 umfasst. Die Verlängerung 13 begrenzt
einen Hohlraum 14, der eine Zugangsöffnung 15 besitzt,
die von einer Wand 16 abgeschlossen ist, welche sich parallel
zur Achse 11 erstreckt und nicht trennbar an der Verlängerung 13 auf eine
nicht im Detail beschriebene Weise befestigt ist.
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Im
Hohlraum 14 befindet sich eine Betätigungswelle 17, die
entlang der Achse 11 auf eine Abschlusswand 18 der
Verlängerung 13 zuläuft und vom
Schloss 10 axial gedreht wird.
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Der
Abschnitt 12 umfasst einen Arm 19, der von einem
geraden Abschnitt 20, der vom Flansch 8 vorsteht
und im rechten Winkel zur Lenksäule 3 angeordnet
ist, und von einem im Wesentlichen ellbogenförmigen Abschnitt 21 begrenzt
wird, der den Abschnitt 20 mit der Verlängerung 13 verbindet.
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Der
Abschnitt 20 begrenzt einen inneren Führungssitz 22, der
an einer Achse 24 im rechten Winkel zur Achse 4 verläuft, axial
durch eine im Flansch 8 ausgebildete und der seitlichen Öffnung im fixierten
Rohrkörper
der Vorrichtung 1 zugewandten Öffnung 25 heraus kommt
und gleitend durch einen Schließbolzen 26 in
Eingriff gebracht wird. Insbesondere wird der Schließbolzen 26 vom
Sitz 22 entlang der Achse 24 zwischen einer vorderen
Verschlussposition, in der er sich durch die Öffnung 25 erstreckt, um
in einen in der Lenksäule 3 (1)
ausgebildeten Rückhaltehohlraum 28 einzugreifen
und damit die Lenksäule 3 winkelig
zu sperren, und einer zurückgezogenen
Ruheposition hin und her geführt,
in der dieser den Hohlraum 28 verlässt, um der Lenksäule 3 das
freie Rotieren um die Achse 4 zu erlauben.
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Der
Abschnitt 21 begrenzt wiederum eine innere Nut 29,
die entlang einer Ebene verläuft,
in der die Achse 24 liegt (und die mit der Querschnittebene der 2 zusammenfällt), und
kommt auf einer Seite innerhalb des Sitzes 22 und auf der
anderen Seite innerhalb des Hohlraums 14 und gegenüber der Öffnung 15 heraus.
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Die
Nut 29 hat einen vorderen Zugangsschlitz 30, der
nach außen
hin von einem Streifen 31 geschlossen ist, der längs in eine
Richtung parallel zur Achse 24 angeordnet ist und so geformt
ist, dass er dem äußeren Profil
des Abschnitts 21 entspricht, und der nicht trennbar am
Abschnitt 21 befestigt ist, insbesondere durch zwei Stifte 33,
die durch die Seitenwände
der Ummantelung 7 und die Enden 34 des Streifens 31 geführt sind
(1).
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Bezug
nehmend auf 2, umfasst die Vorrichtung 5 ein Übertragungselement 35,
das vom Schloss 10 betätigt
wird, um den Schließbolzen 26 in die
Ruheposition gegenüber
einem elastischen Element 36 zurück zu ziehen, das am Ende des
Sitzes 22 untergebracht ist.
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Das Übertragungselement 35 umfasst
einen Radialnocken 37, der in die Welle 17 integriert
ist, und einen Gleitzylinder 38, der mittels eines Hohlraums 14 geführt wird,
um entlang einer Achse 39 im rechten Winkel zur Achse 11 und
coplanar mit der Achse 24 zu gleiten und mit der Achse 24 einen
Winkel zu bilden, der weder 0° noch
90° ist,
vorzugsweise einen Winkel von etwa 30–35°. Der Gleitzylinder 38 ist
am Nocken 37 auf eine nicht im Detail dargestellte Weise
befestigt, um sich an der Achse 39 fortzubewegen und einen
Kickhebelarm 40 zu rotieren, der einen Teil des Übertragungselements 35 bildet.
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Der
Hebel 40 ist im Wesentlichen W-förmig, in der Nut 29 untergebracht
und umfasst einen mittleren Abschnitt 42, der mittels eines
zylindrischen Stabs 43 schwenkbar am Abschnitt 21 befestigt
ist, um um eine Achse 41 im rechten Winkel zu den Achsen 39, 24 zu
rotieren.
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Der
Hebel 40 umfasst zwei einander gegenüber liegenden Arme 44, 45.
Der Arm 44 ist L-förmig und
weist seinerseits zwei gerade Zweige 46, 47 auf, die
einen Winkel von über
90° bilden.
Der Zweig 46 erstreckt sich vom Abschnitt 42 zum
Hohlraum 14, während
der Zweig 47 das Ende des Arms 44 begrenzt, sich
quer zur Achse 39 innerhalb des Hohlraums 14 erstreckt
und auf einer Schulter 48 aufliegt, die vom Gleitzylinder 38 getragen
wird. Insbesondere ist die Schulter 48 durch eine Oberfläche parallel
zur Achse 41 begrenzt, bildet einen Winkel, der nicht 90° ist, mit
der Achse 39, neigt sich zur Achse 41 und begrenzt
einen Vorsprung 49, der einstückig mit dem Gleitzylinder 38 ausgebildet
ist.
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Der
Arm 45 ist im Wesentlichen Z-förmig und umfasst einen geraden
Zweig 50, der sich vom Abschnitt 42 zum Sitz 22 erstreckt
und einen Winkel von etwa 90° zum
Zweig 46 bildet. Der Arm 45 umfasst auch einen
L-förmigen
Endbereich 51, der seinerseits zwei gerade Zweige 56, 57 umfasst,
die einen Winkel von etwas über
90° bilden.
Der Zweig 6 erstreckt sich vom Zweig 50 zur Öffnung 25,
während der
Zweig 57 ein Ende des Arms 45 begrenzt, sich quer
zur Achse 24 erstreckt und auf einer Schulter 58 aufliegt,
die durch eine Oberfläche
parallel zur Achse 41 und im rechten Winkel zur Achse 24 begrenzt wird,
und begrenzt einen einstückig
mit dem Schließbolzen 26 ausgebildeten
Vorsprung 59. Insbesondere ist der Vorsprung 59 zwischen
dem Element 36 und dem Zweig 57 an der Achse 24 eingefügt.
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Im
Zuge der Montage werden nach Anbringung des Schlosses 10 am
Abschnitt 11 das elastische Element 36 und der
Schließbolzen 26 hintereinander
entlang der Achse 24 und durch die Öffnung 25 in den Sitz 22 eingeführt, und
der Gleitzylinder 38 wird entlang der Achse 39 und
durch die Öffnung 15 in
den Hohlraum 14 eingeführt
und am Nocken 37 befestigt. An dieser Stelle kann die Öffnung 15 permanent
durch die Wand 16 geschlossen und der Hebel 40 kann
durch den Schlitz 30 in die Nut 29 eingeführt werden.
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Nachdem
der Hebel 40 in der Nut 29 untergebracht ist und
die Vorsprünge 49, 59 zwischen
den Zweigen 47 und 57 eingebracht sind, wird der
Stab 43 montiert, um den Hebel 40 am Abschnitt 21 aufzuhängen; schließlich wird
der Schlitz 30 mit dem Streifen 31 permanent geschlossen.
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In
der Praxis wird von einer Betätigungsposition
ausgegangen, in der der Schließbolzen 26 sich
in der vorderen Verschlussposition befindet; die Rotation des Schlüssels im
Schloss 10 bewegt den Gleitzylinder 38 gegen die
Wand 16 im Gegensatz zu der elastischen Wirkung des Elements 36,
so dass der Hebel 40 (in 2 gegen
den Uhrzeigersinn) um die Achse 41 rotiert, und der Schließbolzen 26 zieht
sich in die Ruheposition zurück
und gibt damit den Hohlraum 28 frei.
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In 3 ist
schematisch eine Variante 5a dargestellt, in der die Bauteile
nach Möglichkeit
unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen wie für die Vorrichtung 5 in 1 und 2 dargestellt
sind.
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Die
Variante 5a in 3 unterscheidet sich von der
Vorrichtung 5 insofern als sie eine zusätzliche Sicherheitsvorrichtung 60 besitzt,
die verhindert, dass sich der Schließbolzen 26 bei normalen
Fahrzeugbetriebsbedingungen und im Falle eines Defekts am Ellbogen 61 zwischen
den Zweigen 56, 57, die sich in Tests als anfällig für größere Deformationen und/oder
Beschädigungen
erwiesen haben, von der Ruheposition in die Verschlussposition,
also in Eingriff mit dem Hohlraum 28, bewegt.
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Die
Vorrichtung 60 umfasst einen Kickhebelarm 62,
der im Abschnitt 20 untergebracht ist und seinerseits einen
mittleren Abschnitt 63 besitzt, der schwenkbar an einer
Endwand 64 gegenüber
dem Schlitz 30 aufgehängt
ist, um um eine Achse 65 parallel zu der Achse 41 zu
rotieren. Der Hebel 62 besitzt auch zwei gegenüber angeordnete
Arme 66, 67. Der Arm 66 ist L-förmig und
umfasst einen gerade verlaufenden Zweig 68, der sich vom
Abschnitt 63 zur Öffnung 25 hin
erstreckt, und einen Zahn 69, der vom Ende des Zweigs 68 gegen
den Schließbolzen 26 hin vorspringt.
Der Arm 67 ist ebenfalls L-förmig und umfasst einen Zweig 70,
der mit dem Zweig 68 fluchtet, und eine Stange 71,
die vom Ende des Zweigs 70 gegen den Zweig 56 des
Hebels 40 vorspringt und entlang dem Element 36 angeordnet
ist, ohne den Schließbolzen 26 zu
stören.
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Der
Hebel 62 schwingt vermöge
der entgegengesetzten Kräfte
des Hebels 40 und einer zwischen der Wand 64 und
dem Zweig 70 eingebrachten Feder 72 um die Achse 65 in
eine und aus einer Ruheposition, in der der Zahn 69 in
einen Sitz 74 eingreift, der seitlich im Schließbolzen 26 ausgebildet ist,
um den Schließbolzen 26 in
der zurückgezogenen
Ruheposition zu halten.
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Wenn
in der Praxis das Schloss 10 betätigt wird, um den Schließbolzen 26 in
die Ruheposition zurück
zu ziehen, bringt die Rotation des Hebels 40 (in 3 gegen
den Uhrzeigersinn) den Zweig 56 in Kontakt mit dem Ende
der Stange 71 und drückt
damit den Hebel 62 in die Rückhalteposition im Gegensatz
zur elastischen Wirkung der Feder 72.
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Wenn
der Schließbolzen 26 vollständig in
die Ruheposition zurückgezogen
ist, rotiert der Hebel 62 (in 3 im Uhrzeigersinn)
so, dass der Zahn 69 in den Sitz 74 eingreift.
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Wenn
der Hebel 40 an einem Punkt nahe dem Ellbogen 61 bei
normalen Fahrzeugbetriebsbedingungen versagen sollte, wird der Schließbolzen 26 vom
Zahn 69 in der Ruheposition gehalten, der vom Zweig 56,
der die Stange 71 im Gegensatz zur Feder 72 festhält, in einer
fixierten Position gehalten wird.
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Was
die Montage der Variante der 3 betrifft,
können
die Feder 72 und der Hebel 62 in den Abschnitt 20 eingeführt und
an der Wand 64 angepasst werden, bevor der Schließbolzen 26 in
den Sitz 22 eingeführt
wird.
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In
einer nicht dargestellten Variante sind der Zahn 69 und
der Sitz 74 auf der im Verhältnis zu 3 gegenüberliegenden
Seite des Schließbolzens 26 angeordnet.
Insbesondere kann der Zahn 69 vom Ende eines Stifts begrenzt
werden, der direkt von einer Feder gedrückt wird, um sich im rechten
Winkel zur Achse 24 gegen den Sitz 74 im Gegensatz
zu einem mittleren Abschnitt des Hebels zu bewegen.
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In 4 ist
teilweise eine Variante 5b dargestellt, deren Bauteile
nach Möglichkeit
anhand der gleichen Bezugszeichen wie für die Vorrichtung 5 angezeigt
sind.
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Die
Variante 5b hat den Vorteil einer besonderen Kompaktheit
und umfasst einen Gleitzylinder 38b, einen Kickhebelarm 40b und
einen Schließbolzen 26b,
die sich vom Gleitzylinder 38, Hebel 40 und Schließbolzen 26 unterscheiden.
Der Gleitzylinder 38b ist im Wesentlichen Z-förmig und
umfasst einen mittleren Abschnitt 76, der sich an der Achse 39 länglich erstreckt
und parallel zur Achse 11 abgeflacht ist, und zwei Endbereiche 77, 78,
von denen der Bereich 77 mit einem Radialnocken 37b ähnlich dem
Nocken 37 zusammen wirkt, während der Bereich 78 eine Schulter 48b besitzt,
die die selbe Funktion wie die Schulter 48 wahrnimmt und
einen Sitz 79 begrenzt.
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Wie
in 5 dargestellt, umfasst der Hebel 40b einen
mittleren Abschnitt 80, der am Abschnitt 21 um
eine Achse 41 schwenkbar befestigt ist, und zwei gegenüber angeordnete
Arme 81, 82. Der Arm 81 ist gerade, erfüllt die
selbe Funktion wie Zweig 57 und wird von zwei parallelen
Fortsätzen 83 auf
gegenüber liegenden
Seiten des Schließbolzens 26b begrenzt. Der
Arm 82 ist im Wesentlichen C-förmig ausgebildet, wobei seine
Wölbung
zum Arm 81 weist, und umfasst einen Gabel 84,
deren gerade verlaufende Zweige mit den Fortsätzen 83 fluchten.
Der Arm 82 umfasst zudem einen L-förmigen Endbereich 85,
der seinerseits zwei gerade verlaufende Zweige 46b, 47b besitzt,
die einen Winkel von über
90° bilden,
wie die Zweige 46 und 47. Insbesondere erstreckt
sich der Zweig 46b im rechten Winkel von der Gabel 84, während der
Zweig 47b in den Sitz 79 eingreift und auf der
Schulter 48b ruht.
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Der
Schließbolzen 26b unterscheidet
sich vom Schließbolzen 26 insofern,
als er – im
Unterschied zu Schulter 58 – zwei Schultern 58b (von
denen in 4 nur eine dargestellt ist)
besitzt, die auf gegenüber
liegenden Seiten angeordnet sind und jeweils auf einem entsprechenden
Fortsatz 83 ruhen.
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Die
Bauteile der Variante 5b funktionieren auf die gleiche
Weise wie bei der Vorrichtung 5 und sind auch gleich angeordnet;
sie werden deshalb nicht im Detail beschrieben.
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Wie
aus der obenstehenden Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen
hervorgeht, ermöglichen
die Form des Hebels 40, 40b und der Ort der Achse 39 die
Realisierung einer kompakten Lenkradschlossvorrichtung, die vollständig mechanisch
ist und eine relativ kleine Zahl von Bauteilen umfasst. Insbesondere
kann das Übertragungselement 35,
indem es mindestens einen L-förmigen Endbereich
umfasst, an Konfigurationen angepasst werden, die Kompaktheit erfordern.
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Die
Vorrichtung 60 schafft eindeutig auch eine Verbesserung
der Sicherheit der Vorrichtung 5 unter normalen Fahrzeugbetriebsbedingungen,
indem sie verhindert, dass sich der Schließbolzen 26 im Fall
eines Versagens des Endbereichs 51 des Hebels 40 in
die Verschlussposition bewegt. Dasselbe gilt einsehbarerweise auch
für den
Schließbolzen 26b in
der oben beschriebenen Variante 5b.
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Es
versteht sich, dass an der hier beschriebenen Vorrichtung 5 Änderungen
vorgenommen werden können,
ohne vom Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Insbesondere
kann die Ummantelung der Lenkradschlossvorrichtung von der beispielhaft
beschriebenen abweichen.