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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraftfahrzeuge, die mit
einer elektrischen Servolenkung ausgestattet sind. Sie bezieht sich
im Spezielleren auf eine Diebstahlsicherungsvorrichtung, welche die
Blockierung des Lenkungssystems eines solchen Fahrzeugs, wenn dieses
nicht in Gebrauch ist, im Hinblick darauf sicherstellt, jede unerlaubte
Nutzung zu unterbinden.
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In
einem Kraftfahrzeug mit elektrischer Servolenkung ist ein elektrischer
Hilfsmotor vorgesehen, der über
eine Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung mit
einem beweglichen Lenksystemteil verbunden ist, welches das Lenkrad
mit den Leiträdern
des Fahrzeugs verbindet.
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Bei
solchen Fahrzeugen ist die Funktion „Diebstahlsicherung" für gewöhnlich durch
eine zwischen dem Lenkrad und der oberen Kardanwelle befindlichen
Drehblockierungsvorrichtung für
die Lenksäule
vollkommen unabhängig
von der Servovorrichtung ausgeführt.
Diese Lösung
birgt jedoch eine bestimmte Anzahl von Nachteilen:
- – Die
am oberen Teil der Lenksäule
angebrachte Diebstahlsicherungsvorrichtung ist verhältnismäßig Platz
raubend.
- – Aufgrund
ihrer Lage bleibt diese Diebstahlsicherung von außen her
ziemlich leicht zugänglich,
so dass sie keine ausreichende Sicherheit bietet.
- – Insoweit
es sich darum handelt, direkt auf die Lenksäule einzuwirken, muss die Diebstahlsicherungsvorrichtung
eine große
Blockierungskraft ausüben,
was auch eine voluminöse
und folglich kostspielige Ausführung
notwendig macht.
- – Um
eine Drehblockierung des Lenkrads in mehreren Winkelpositionen erreichen
zu können,
was wünschenswert
ist, muss die Diebstahlsicherungsvorrichtung mit einer Muffe mit
mehrfachen Nuten, in der Praxis sechs bis acht Nuten, hergestellt
werden, wovon jede ein bewegliches Blockierungsglied aufnehmen kann,
was die Herstellung der Diebstahlsicherungsvorrichtung kompliziert
und auch teuerer macht.
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Um
diese Nachteile zu vermeiden, wurden bereits kompaktere, wirtschaftlichere
und besser gesicherte Diebstahlsicherungsvorrichtungen vorgeschlagen,
die nicht mehr mit der Lenksäule
zusammenhängen,
sondern mit der Einheit, die aus dem elektrischen Hilfsmotor und
der Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung
besteht, die den elektrischen Hilfsmotor mit einem beweglichen Glied
der Lenkung verbindet. Im Spezielleren sind diese Diebstahlsicherungsvorrichtungen
mit einem beweglichen Blockierungsglied hergestellt, das mittels
eines Betätigungsglieds
verschiebbar ist und mit einem Glied zusammenwirkt, das mit der
vorgenannten Kraftübertragungseinrichtung
verbunden und insbesondere zur Welle des elektrischen Hilfsmotors
koaxial ist. Als Beispiele für nach
diesem Prinzip aufgebaute Diebstahlsicherungsvorrichtungen wird
hier Bezug auf die Dokumente
EP
0630800 , FR 2793749 und JP 2001-219816 genommen.
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In
der Praxis wirkt das bewegliche Blockierungsglied, das durch ein
Betätigungsglied
verschoben wird, mit einem umlaufenden Glied zusammen, das mit mindestens
einer Umfangsnut versehen ist, die für das Eingreifen des beweglichen
Blockierungsglieds vorgesehen ist. Das umlaufende Glied kann sich
in Form eines Rings oder eines Rads oder eines einfachen Wellenabschnitts
darstellen, der/das koaxial zum elektrischen Hilfsmotor und zur
gewöhnlichen
Schnecke der Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung koaxial
sein kann.
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Eine
solche Diebstahlsicherungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit elektrischer
Servolenkung besitzt folgende großen Vorteile:
- – Nachdem
die Diebstahlsicherungsvorrichtung nicht mehr an der Lenksäule angebracht
ist, wird diese Säule
kompakter und im Falle eines Unfalls geht auch weniger Gefahr von
ihr aus.
- – Angesichts
des Punkts, an dem das Blockierungsglied wirkt, wird die Blockierungskraft
von der Drehmomentvervielfachereinrichtung verstärkt, was eine effiziente Blockierungswirkung mit
einer Ausgangskraft ermöglicht,
die niedriger ist als diejenige, die in der Lösung aus dem Stand der Technik
auf die Achse der Lenksäule
ausgeübt
werden musste.
- – Die
Diebstahlsicherungsvorrichtung ist von einfachem Aufbau, wobei die
Anzahl von Bestandteilen reduziert ist.
- – Als
Folge der vorstehenden speziellen Eigenschaften erweist sich diese
Diebstahlsicherungsvorrichtung als besonders wirtschaftlich.
- – Unter
Ausnutzung der Untersetzung der Bewegung ins Langsame, die von der
Drehmomentvervielfachereinrichtung bereitgestellt wird, bietet die Diebstahlsicherungsvorrichtung
mehrere Winkelpositionen zur Blockierung des Lenkrads (beispielsweise
ein Dutzend pro Drehung) in zahlreicheren Positionen als gegenwärtig erzielt
werden (sechs bis acht), mit einfacheren Teilen, insbesondere einem
umlaufenden Glied von der Art eines Rings, der nur eine Umlaufnut
oder zwei Umlaufnuten umfasst.
- – Da
sie in die Einheit eingebaut ist, die aus dem elektrischen Hilfsmotor
und der Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung besteht,
ist die erfindungsgegenständliche
Diebstahlsicherungsvorrichtung vollständig geschlossen und von außen her
unzugänglich, was
sie praktisch unangreifbar macht.
- – Darüber hinaus
lässt sich
die Diebstahlsicherungsvorrichtung ohne weiteres auf verschiedene Arten
von elektrischen Servolenkungen anwenden. Insbesondere kann diese
Diebstahlsicherungsvorrichtung einer Einheit aus „elektrischem Hilfsmotor
und Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung" zugeordnet werden,
die auf die Lenksäule
oder das in Eingriff mit der Zahnstange stehende Lenkritzel oder
aber direkt auf die Zahnstange der Lenkung einwirkt.
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Wenn
jedoch eine solche Diebstahlsicherungsvorrichtung ohne Drehmomentbegrenzer
(wie im Fall des vorgenannten Dokuments JP 2001-219816) hergestellt
wird, besteht im Falle eines Versuchs, das Fahrzeug unerlaubt zu
benutzen, die Gefahr, dass mechanische Teile brechen.
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Im
Fall der beiden weiteren vorgenannten Dokumente, nämlich
EP 0630800 und FR 2793749 ist
ein Drehmomentbegrenzer vorgesehen. Da im Spezielleren die Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung
ein Getriebe mit Schnecke und Schneckenrad ist, sehen diese Dokumente
vor, dass der Drehmomentbegrenzer dem Schneckenrad des Getriebes
zugeordnet wird.
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Eine
solche Anordnung des Drehmomentbegrenzers umfasst noch folgende
Nachteile:
- – Da die Kräfte, was das Schneckenrad anbelangt,
relativ hoch sind, sind die Abmessungen des Teils oder der Elemente,
die den Drehmomentbegrenzer ausmachen, groß, was den Platzbedarf und
die Kosten für
die Diebstahlsicherungsvorrichtung erhöht.
- – Auf
der Ebene des Schneckenrads befindlich, muss der Drehmomentbegrenzer
darüber
hinaus so dimensioniert sein, dass er jedes Drehmoment der Servolenkung übertragen
kann, was zu den Anforderungen, die für die einzelne Funktion „Diebstahlsicherung" auferlegt werden,
vollkommen widersprüchlich
sein kann.
- – Im
Falle eines Bruchs des Teils oder der Elemente, aus denen der Drehmomentbegrenzer aufgebaut
ist, befindet man sich in einer kritischen Ausfallsituation, die
den totalen Verlust der Servofunktion der Lenkung nach sich zieht.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, auch für diese letztgenannten Nachteile
Abhilfe zu schaffen, indem eine Diebstahlsicherungsvorrichtung der
in Frage kommenden Art für
ein Kraftfahrzeug mit elektrischer Servolenkung bereitgestellt wird,
die, was den Drehmomentbegrenzer betrifft, im Sinne einer Platzbedarfsabnahme,
einer besser angepassten Dimensionierung und einer Unterdrückung jeglicher kritischen
Ausfallgefahr weiterentwickelt ist.
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Dazu
hat die Erfindung eine Diebstahlsicherungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug
zum Gegenstand, das mit einer elektrischen Servolenkung mit einem
elektrischen Hilfsmotor ausgestattet ist, der über eine Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung
mit einem beweglichen Lenksystemteil verbunden ist, welches das
Lenkrad mit den Leiträdern des
Fahrzeugs verbindet, während
die Diebstahlsicherungsvorrichtung zum Blockieren eines beweglichen
Glieds der Lenkung vorgesehen ist, wobei die Diebstahlsicherungsvorrichtung
ein bewegliches Blockierungsglied umfasst, das mittels eines Betätigungsglieds
verschiebbar ist und mit einem Glied zusammenwirkt, das mit der
vorgenannten Kraftübertragungseinrichtung
verbunden und zur Welle des elektrischen Hilfsmotors koaxial ist,
dadurch gekennzeichnet, dass das Glied, mit welchem das bewegliche
Blockierungsglied zusammenwirkt, mit der Welle des elektrischen
Hilfsmotors mittels einer Drehmomentbegrenzereinrichtung koaxial
drehfest verbunden ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsvorrichtung
wirkt das bewegliche Blockierungsglied mit einem umlaufenden Glied
von der Art eines Rings zusammen, der mit mindestens einer Umfangsnut
versehen ist, die für
das Eingreifen des beweglichen Blockierungsglieds vorgesehen ist,
wobei der Drehmomentbegrenzer aus einem Reibungsring besteht, der zwischen
dem Ring und einer Kupplungsmuffe eingeschoben ist, die mit der
Welle des elektrischen Hilfsmotors verbunden ist.
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Insoweit
als die Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung für gewöhnlich ein
Getriebe mit Schnecke und Schneckenrad ist, wirkt die Blockierungsvorrichtung
mit dem Drehmomentbegrenzer im Bereich der Kupplungsmuffe zwischen der
Welle des elektrischen Hilfsmotors und einer Schnecke der Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung.
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Somit
besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, den Drehmomentbegrenzer
nicht im Bereich des Schneckenrads des Getriebes anzuordnen, sondern
auf der Seite der Ausgangswelle des elektrischen Hilfsmotors. Darüber hinaus
ist dieser Drehmomentbegrenzer nicht in die kinematische Übertragungskette
der Bewegung und des Drehmoments zwischen dem elektrischen Hilfsmotor
und der Lenkung eingeschoben; er ist zwischen dieser kinematischen Übertragungskette
und den Blockierungsgliedern eingeschoben, welche die eigentliche
Diebstahlsicherungsvorrichtung bilden und außerhalb der kinematischen Kette
liegen.
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Somit
stellt die Erfindung die folgenden Vorteile bereit:
- – Aufgrund
der niedrigeren Kräfte
im Bereich der Welle des elektrischen Hilfsmotors kann die Abmessung
des Teils, insbesondere des Rings, der den Drehmomentbegrenzer darstellt,
reduziert werden, wie auch seine Kosten.
- – Das
Teil, insbesondere der Ring, der den Drehmomentbegrenzer darstellt,
kann streng so dimensioniert sein, dass er das Blockierungsdrehmoment
der Diebstahlsicherungsvorrichtung übersteigt, wobei seine Dimensionierung
nicht vom Drehmoment abhängt,
das vom Hilfsmotor auf die Lenkung übertragen werden soll.
- – Im
Falle eines Bruchs des Teils, insbesondere des Rings, der den Begrenzer
dieses Drehmoments darstellt, befindet man sich nicht in einer kritischen
Ausfallsituation, sondern nur in einer Situation des Verlusts der
Funktion „Diebstahlsicherung", ohne jeden Verlust
der Servofunktion der Lenkung.
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Somit
vermeidet die vorliegende Erfindung die Nachteile der Vorschläge aus dem
Stand der Technik, die den Drehmomentbegrenzer im Bereich des Schneckenrads
des Getriebes ansiedeln.
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Die
Erfindung wird mittels der folgenden Beschreibung mit Bezug auf
die beigefügte
Schemazeichnung verständlicher,
die beispielhaft eine Ausführungsform
dieser Diebstahlsicherungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit elektrischer
Servolenkung darstellt:
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1 ist
eine sehr schematische Gesamtansicht eines Lenksystems, das mit
einer erfindungsgemäßen Diebstahlsicherungsvorrichtung
ausgestattet ist;
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2 stellt
die Einheit „elektrischer
Hilfsmotor und Drehmomentvervielfacherkraftübertragungseinrichtung" mit den dazugehörigen Teilen
dar, aus denen die Diebstahlsicherungsvorrichtung aufgebaut ist;
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3 ist
eine Schnittansicht dieser Diebstahlsicherungsvorrichtung entlang
der Linie III-III von 2.
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1 zeigt
die gewöhnlichen
Elemente einer Kraftfahrzeuglenkung 2, nämlich ein
Lenkrad 3, das mit einem Ende einer Lenksäule 4 verbunden
ist, dessen entgegengesetztes Ende ein Lenkritzel 5 trägt, das
mit einer Zahnstange 6 in Eingriff kommt. Die beiden Enden
der Zahnstange 6 sind jeweils mittels Pleuelstangen mit
zwei Leiträdern 7 und 8 des betreffenden
Fahrzeugs verbunden.
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Da
es sich hier um eine elektrische Servolenkung handelt, ist eine
Einheit vorgesehen, die aus einem elektrischen Hilfsmotor 10 und
einer Übertragungseinrichtung 11 besteht,
die zwischen dem Elektromotor 10 und der Lenksäule 4 eingeschoben
ist – siehe
auch 2.
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Der
elektrische Hilfsmotor 10 ist ein Motor mit zwei Drehrichtungen,
dessen Welle 12 an den Eingang der Übertragungseinrichtung 11 gekoppelt ist,
die als Geschwindigkeitsminderer und Drehmomentvervielfacher dient.
In dem dargestellten Beispiel ist diese Einrichtung 11 ein
Getriebe mit Schnecke 13 und Schneckenrad 14.
Die Schnecke 13, die drehbeweglich in Lagern 15 und 16 untergebracht
ist, ist zur Welle 12 des Elektromotors 10 koaxial
und mittels einer Kupplungsmuffe 17 drehfest mit dieser Welle 12 verbunden.
Das Schneckenrad 14, das mit der Schnecke 13 in
Eingriff ist, ist (in dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel)
drehfest mit der Lenksäule 4 verbunden.
Ein Motordrehmoment kann somit, ausgehend vom elektrischen Hilfsmotor 10, auf
die Lenksäule 4 übertragen
werden.
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Auf
allgemein bekannte Weise wird der elektrische Hilfsmotor 10 von
einem elektronischen Rechner 18 gesteuert, der unter anderem
ein Signal S1 empfängt,
das von einem Drehmomentwiderstandssensor 19 abgegeben
wird, der sich an der Lenksäule 4 befindet.
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Mit
speziellerem Bezug auf die 2 und 3 hat
die Einheit 9, die den elektrischen Hilfsmotor 10 und
die Übertragungseinrichtung 11 umfasst, auch
eine Blockierungsvorrichtung mit einer Funktion „Diebstahlsicherung" eingebaut. Diese
Blockierungsvorrichtung wirkt im Bereich der Kupplungsmuffe 17 zwischen
der Welle 12 des Elektromotors 10 und der Schnecke 13.
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Die
Blockierungsvorrichtung umfasst einerseits ein umlaufendes Glied 20 von
der Art eines Rings, der koaxial um die Kupplungsmuffe 17 angebracht
und drehfest mit dieser verbunden ist. Der Ring 20 weist
auf seinem Umfang eine nach außen geöffnete Nut 21 oder
zwei solche Nuten auf, die diametral entgegengesetzt sind, oder
noch mehr Nuten.
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Die
Blockierungsvorrichtung umfasst andererseits ein bewegliches Blockierungsglied 22,
das dem Umfang des Rings 20 zugewandt angeordnet und dazu
vorgesehen ist, mit diesem zusammenzuwirken. Die Verschiebung des
beweglichen Blockierungsglieds 22 wird durch ein Betätigungsglied 23, beispielsweise
einem elektrischen Betätigungsglied, mittels
eines Übertragungsglieds 24 gesteuert.
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Diese
Blockierungsvorrichtung wird durch die Abgabe eines Signals S2 gesteuert,
das von einer Vorrichtung 25 abgegeben wird, die in der
Lage ist, einen Schlüssel
oder eine elektronische Codekarte zu erkennen, über die der autorisierte Benutzer
des Fahrzeugs verfügt.
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In
Abhängigkeit
vom Signal S2, das vom elektronischen Rechner 18 interpretiert
wird, wird das Betätigungsglied 23 aktiviert
und steuert die Verschiebung des beweglichen Blockierungsglieds 22 in der
einen oder anderen Richtung. Somit kann das Blockierungsglied 22 zum
Ring 20 hin gedrückt
und in die Nut 21 (oder eine der Nuten) dieses Rings 20 eingeführt werden,
was den Ring 20 und somit mittels der Übertragungseinrichtung 11 auch
die Lenksäule 4 drehunbeweglich
macht.
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Wenn
umgekehrt das Betätigungsglied 23 das
Blockierungsglied 22 vom Ring 20 weg verschiebt,
wird das Blockierungsglied 22 aus der Nut 21 des
Rings 20 herausgezogen. Letzterer ist dann befreit und
die Lenkung 2 ist nicht mehr blockiert.
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Wie
insbesondere 3 zeigt, ist ein Reibungsring 26,
der eine Drehmomentbegrenzereinrichtung darstellt, zwischen dem
Ring 20 mit der Nut 21 und der Muffe 17 so
eingeschoben, dass das Brechen mechanischer Teile im Falle einer
unerlaubten Nutzung der Vorrichtung verhindert wird.
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Man
würde den
Rahmen der Erfindung, so wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, nicht verlassen,
wenn:
- – die
Form des beweglichen Blockierungsglieds 22 und die Art
der Bewegung verändert
würden, die
dieses Glied 22 macht (Translation oder Rotation);
- – die
Art des Betätigungsglieds,
elektrisch oder eine andere Art, verändert würde, die zur Verschiebung des
beweglichen Blockierungsglieds 22 verwendet wird;
- – der
Einbaupunkt des Glieds wie des Rings 20 verändert würde, der
mit dem beweglichen Blockierungsglied 22 zusammenwirkt,
wobei der Ring beispielsweise auch direkt an der Welle 12 des
elektrischen Hilfsmotors 10 oder an der Schnecke 13 angebracht
werden könnte;
- – die
Diebstahlsicherungsvorrichtung an eine andere Übertragungseinrichtung 11 als
die Schnecke oder das Schneckenrad angepasst würde;
- – die
Diebstahlsicherungsvorrichtung für
Fahrzeuge mit einem anderen Typ von elektrischer Servolenkung bestimmt
würde,
insbesondere eine Lenkung, bei der die Einheit 9, die aus
dem Elektromotor 10 und der Übertragungseinrichtung 11 besteht,
auf das Lenkritzel 5 oder direkt auf die Zahnstange 6 wirkt.