DE69108221T2 - Lenkschlossvorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule, mit der die Lenksäule verriegelt werden kann, so daß der Diebstahl und dgl. eines Fahrzeuges verhindert wird.
• Eine derartige Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule ist in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung JP-A 62- 258860 beschrieben. Diese Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule weist eine am Fahrzeug befestigte Klammer auf, eine Welle, welche das Lenkrad an einem Ende trägt und welche in die feststehende Klammer dergestalt eingreift, daß sie in Axialrichtung zu ihr verschiebbar ist und relativ zu ihr verdrehbar ist, wobei ein Antriebsmechanismus an der feststehenden Klammer für die Relativverschiebung der Welle sorgt, während eine äußere Verzahnungsanordnung an einem Außenumfangsabschnitt der Welle an deren anderen Ende vorgesehen ist und eine innere Verzahnungsanordnung am Innenumfang der feststehenden Klammer derart vorgesehen ist, daß die beiden Verzahnungsanordnungen ineinander greifen können.
• Bei dieser herkömmlichen Verriegelungsvorrichtung bewegt sich die Welle zusammen mit dem Lenkrad in Axialrichtung relativ zur Fahrzeugvorderseite bezüglich der feststehenden Klammer, wenn der Antriebsmechanismus in Aktion tritt. Dies bedeutet, daß die äußere Verzahnungsanordnung der Welle in die innere Verzahnungsanordnung der feststehenden Klammer eingreift, so daß die Welle nicht mehr verdrehbar ist und damit eine Verriegelungsstellung zusammen mit dem Lenkrad einnimmt. Wird nun der Antriebsmechanismus in der zur obigen Richtung entgegengesetzten Richtung betätigt, so bewegt sich die Welle zusammen mit dem Lenkrad in Axialrichtung zum rückwärtigen Teil des Fahrzeugs hin, bezüglich der feststehenden Klammer. Dies bedeutet, daß die äußere Verzahnungsanordnung der Welle sich von der inneren Verzahnungsanordnung der feststehenden Klammer löst, so daß sie außer Eingriff gelangen und die Welle erneut verdrehbar ist, so daß die Welle zusammen mit dem Lenkrad in der unverriegelten Stellung ist.
• Bei dieser bekannten Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule kann es jedoch noch passieren, daß, wenn der Antriebsmechanismus aufgrund eines Fehlers in der Ansteuerschaltung eine falsche Funktion ausführt, ein Eingriff der beiden Verzahnungsanordnungen ineinander erfolgt. Dies kann zu unerwarteten Vorgängen für einen unerfahrenen Fahrer führen.
• Technisches Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Gefahr vollständig zu beseitigen, wonach die Lenksäule aufgrund einer Fehlfunktion des Antriebsmechanismus verriegelt werden kann.
• Zur Erreichung dieses oben genannten Ziels werden die folgenden erfindungsgemäßen technischen Merkmale vorgeschlagen. Diese technischen Merkmale eignen sich für eine Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule, welche aufweist:
• Ein an einem Kraftfahrzeugaufbau befestigtes Grundteil,
• einen Lenksäulenabschnitt, der am Grundteil derart gelagert ist, daß er in axialer Richtung verschiebbar und relativ verdrehbar ist,
• einen ersten Antriebsmechanismus, der am Grundteil vorgesehen ist zur Durchführung der relativen Axialverschiebung des Säulenabschnitts,
• einen ersten mit Nuten versehenen Abschnitt am Grundteil, mit einer Anzahl von Nuten, die sich in Axialrichtung erstrecken und im gleichen Abstand voneinander über den Umfang des Grundteilabschnitts verteilt sind,
• einen zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt an dem Lenksäulenabschnitt, mit einer Anzahl von Nuten, die sich in Axialrichtung erstrecken und im gleichen Abstand voneinander über den Umfang des Lenksäulenabschnitts dergestalt verteilt sind, daß der zweite mit Nuten versehene Abschnitt in den ersten mit Nuten versehenen Abschnitt eingreifen kann, um so eine Relativverdrehung des Lenksäulenabschnitts bezüglich des Grundteils zu verhindern,
• wobei das Eingreifen des ersten mit Nuten versehenen Abschnitts und des zweiten mit Nuten versehenen Abschnitts ineinander durch die relative Axialverschiebung des Lenksäulenabschnitts erfolgt.
• Die technische Ausgestaltung ist durch eine Anordnung geprägt, welche die folgenden Teile aufweist:
• Ein Schutzteil, das in Axialrichtung zwischen dem ersten mit Nuten versehenen Abschnitt und dem zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt angeordnet ist, sofern sich die beiden Abschnitte außer Eingriff befinden, und das zwischen einer ersten Stellung, in der das Eingreifen des ersten mit Nuten versehenen Abschnitts in den zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt ermöglicht wird und einer zweiten Stellung, in der das Eingreifen des ersten mit Nuten versehenen Abschnitts in den zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt verhindert wird, bewegbar ist,
• eine eine Vorspannung erzeugende Anordnung, welche das Schutzteil in Richtung der zweiten Stellung beaufschlagt und
• einen zweiten Antriebsmechanismus, der am Grundteil angeordnet ist, zur Betätigung des Schutzteils in Richtung der ersten Stellung entgegen der Beaufschlagung durch die die Vorspannung erzeugende Anordnung.
• Die oben beschriebene technische Anordnung arbeitet wie folgt:
• Das Schutzteil schirmt ständig den ersten mit Nuten versehenen Abschnitt von dem zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt ab. Nur dann, wenn der zweite Antriebsmechanismus betätigt wird, bewegt sich das Schutzteil aus der Stellung zwischen dem ersten mit Nuten versehenen Abschnitt und dem zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt, so daß der erste mit Nuten versehene Abschnitt in den zweite mit Nuten versehenen Abschnitt eingreifen kann. Dies bedeutet, daß selbst wenn der erste Antriebsmechanismus falsch funktioniert, der erste mit Nuten versehene Abschnitt nicht in den zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt eingreifen kann, so daß eine versehentliche Verriegelung des Lenksäulenabschnitts und damit des Lenkrades aufgrund einer Fehlfunktion des Antriebsmechanismus vollständig ausgeschlossen ist.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im nachfolgenden im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung beschrieben; es zeigen:
• Fig. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule;
• Fig. 2 eine auseinandergezogene Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Verriegelungsvorrichtung;
• Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1;
• Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend Fig. 1 zur Darstellung des Verriegelungszustandes, bei der die beiden Antriebsmechanismen betätigt worden sind;
• Fig. 5 einen Querschnitt entsprechend der Darstellung von Fig.1 zur Illustration des Zustandes der Verriegelungsvorrichtung, bei dem der erste Antriebsmechanismus betätigt worden ist und der zweite Antriebsmechanismus nicht betätigt worden ist und
• Fig. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 4.
• Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein feststehendes Grundteil 1 an einem Fahrzeugaufbau befestigt, wobei eine bewegliche Klammer 2 derart angeordnet ist, daß sie in Axialrichtung verschiebbar und zugleich verdrehbar ist. Im feststehenden Grundteil 1 ist eine Welle 4 gelagert, und zwar dergestalt, daß sie mit Hilfe eines Lagers 3 in der beweglichen Klammer 2 verdrehbar ist, wobei sie an einem Ende einen Lenksäulenabschnitt 6 trägt, an dessen anderem Ende ein (nicht dargestelltes ) Lenkrad befestigt ist, wobei dieser Abschnitt in einem Lager 5 gelagert ist. Entlang des inneren Umfangs der Welle 4 ist eine innere Verzahnungsanordnung 4a vorgesehen, welche sich in Axialrichtung erstreckt. Entlang des Außenumfangs des beweglichen Lenksäulenabschnitts 6 ist eine äußere Verzahnungsanordnung 6a vorgesehen, welche in die innere Verzahnungsanordnung 4a eingreifen kann, wobei sie sich ebenfalls in Axialrichtung erstreckt. Durch den Eingriff der inneren Verzahnungsanordnung 4a in die äußere Verzahnungsanordnung 6a wird der bewegliche Säulenabschnitt 6 mit der feststehenden Welle 4 dergestalt verbunden, daß sie in Axialrichtung verschiebbar und gemeinsam verdrehbar sind. Dadurch sind also die verschiebbare Klammer 2 und der bewegliche Lenksäulenabschnitt 6 in Axialrichtung verschiebbar bezüglich des feststehenden Grundteils 1 und der feststehenden Welle 4.
• Am feststehenden Grundteil 1 wird ein Motor 7 oder ein anderer Antriebsmechanismus befestigt. Mit einer Drehwelle 7a des Motors 7 ist eine Gewindewelle 10 verbunden über einen Schneckenantrieb 8 und ein Schneckengetriebe 9, das lösbar am feststehenden Grundteil angeordnet ist, und zwar derart, daß es verschiebbar jedoch nicht in Axialrichtung verdrehbar ist. Eine Mutter 11, die mit der verschiebbaren Klammer 2 verbunden ist, sitzt auf der Gewindewelle 10.
• Am Außenumfang in der Nähe des vorderen Endes der feststehenden Welle 4 ist ein C-förmiger Ring 4b befestigt, während ein Verriegelungsblock 12 zwischen dem C-förmigen Ring 4b und dem vorderen Ende der feststehenden Welle 4 vorgesehen ist, dessen Ablösung durch einen C-förmigen Ring 13 verhindert wird. Entlang des Außenumfangs der feststehenden Welle 4 zwischen dem C-förmigen Ring 4b und ihrem vorderen Ende, ist eine äußere Verzahnungsanordnung 4c ausgebildet, die sich in Axialrichtung erstreckt, wohingegen entlang des Innenumfangs des Verriegelungsblocks 12 eine innere Verzahnungsanordnung 12a vorgesehen ist, welche in die äußere Verzahnungsanordnung 4c eingreifen kann und die sich ebenfalls in Axialrichtung erstreckt. Durch den Eingriff der äußeren Verzahnungsanordnung 4c und der inneren Verzahnungsanordnung 12a ineinander, wird der Verriegelungsblock 12 mit der feststehenden Welle 4 derart verbunden, daß er zusammen mit ihr verschiebbar und verdrehbar ist.
• Ein erster mit Nuten versehener Abschnitt 15 oder eine innere Verzahnungsanordnung am Grundteil 1 weist eine Anzahl von Nuten auf, die sich in Axialrichtung erstrecken und die im gleichen Abstand voneinander entlang des Umfangs des Grundteils verteilt sind; ein zweiter mit Nuten versehener Abschnitt 14 oder eine äußere Verzahnungsanordnung ist am Lenksäulenabschnitt 6 vorgesehen und weist eine Anzahl von Nuten auf, die sich in Axialrichtung erstrecken und die im gleichen Abstand voneinander entlang des Umfangs des Lenksäulenabschnitts vorgesehen sind, so daß der zweite mit Nuten versehene Abschnitt in den ersten mit Nuten versehenen Abschnitt 15 eingreifen kann und dadurch eine Relativverdrehung zwischen dem Lenksäulenabschnitt 6 und dem Grundteil verhindert. Der erste mit Nuten versehene Abschnitt 14 und der zweite mit Nuten versehene Abschnitt 15 greifen durch eine relative Axialverschiebung des Lenksäulenabschnitts 6 ineinander. Zusätzlich umgibt eine Feder 16 die feststehende Welle 4, wobei sie zwischen dem C-förmigen Ring 4b und dem Verriegelungsblock 12 vorgesehen ist. Der Verriegelungsblock 12 wird dadurch durch die Kraft der Feder 16 in eine Richtung beaufschlagt, welche zum Eingriff der äußeren Verzahnungsanordnung 14 in die innere Verzahnungsanordnung 15 führt.
• Wie Fig. 3 und 6 zeigen, ist ein Schutzteil, welches zwei Arme 17, 18 aufweist, zum Schutz der inneren Verzahnungsanordnung 15 an der verschiebbaren Klammer 2 über zwei Stifte 19 und 20 drehbar befestigt. Das Schutzteil 17, 18 ist in axialer Richtung zwischen der inneren Verzahnungsanordnung 15 und der äußeren Verzahnungsanordnung 14 vorgesehen, sofern diese nicht im Eingriff miteinander stehen. Das Schutzteil 17, 18, das im wesentlichen eine L-förmige Gestalt aufweist, ist zusammen mit einem Stift 21 zwischen den Betatigungsarmen 17a und 18a vorgesehen, die sich gegenüberstehen. Der Stift 21 greift zugleich in eine Betätigungswelle 22a des zweiten Antriebsmechanismus, beispielsweise eine Spule 22, ein. Eine eine Vorspannung ausübende Anordnung, z.B. eine Feder 23, umgibt den Stift 21 und wirkt mit den Enden des Schutzteils 17, 18 zusammen. Dies bedeutet, daß die Feder 23 das Schutzteil 17, 18 dergestalt beaufschlagt, daß es die innere Verzahnungsanordnung 15 abschirmt.
• Im folgenden wird die Wirkungsweise einer derartigen Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule beschrieben.
• In Fig. 1 ist der unverriegelte Zustand der Vorrichtung dargestellt, in welcher das Lenkrad drehbar ist. Ferner ist, wie auch in Fig. 3 dargestellt, die innere Verzahnungsanordnung 15 der verschiebbaren Klammer 2 durch die Schutzteilarme 17 und 18 abgeschirmt, welche durch die Kraft der Feder 23 beaufschlagt werden. Wenn unter diesen Umständen der Motor 7 eingeschaltet wird, verdreht sich die Gewindewelle 10 über den Schneckengang 8 und das Schneckengetriebe 9. Da die Mutter 11 die Gewindewelle 10 umgibt und nicht in axialer Richtung frei verschiebbar ist, wird sie durch eine Verdrehung der Gewindewelle 10 in der in Fig. 1 mit A bezeichneten Richtung verschoben und nimmt dadurch die verschiebbare Klammer 2 zusammen mit dem Lenksäulenabschnitt ebenfalls in Richtung A mit. Wird die Spule 22 eingeschaltet und zu diesem Zeitpunkt betätigt, so wird der Stift 22 durch die Betätigungswelle 22a der Spule 22 mit Kraft beaufschlagt, so daß die Arme 17 und 18 entgegen der Kraft der Feder 23 verdreht werden, wodurch sie die innere Verzahnungsanordnung 15 der verschiebbaren Klammer 2 freigeben, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Wie nun Fig. 4 zeigt, greift die innere Verzahnungsanordnung 15 der verschiebbaren Klammer 2 in die äußere Verzahnungsanordnung 14 des Verriegelungsblocks 12 ein. Als Ergebnis wird die Lenksäule in einem verriegelten Zustand festgehalten, in dem sie nicht verdrehbar ist. Zusätzlich wird die innere Verzahnungsanordnung 15 der verschiebbaren Klammer 2, wenn die Spule 22 abgeschaltet wird, wie es in Fig. 3 dargestellt wird, durch die Arme 17 und 18 abgeschirmt, d.h. geschützt, welche durch die Feder 23 mit Kraft beaufschlagt werden. Fig. 5 zeigt, daß die innere Verzahnungsanordnung 15 der verschiebbaren Klammer 2 nicht in die äußere Verzahnungsanordnung 14 des Verriegelungsblocks 12 eingreift, so daß die Lenksäule im nicht verriegelten Zustand ist.
• Wie bereits ausgeführt, wird die innere Verzahnungsanordnung 15 der verschiebbaren Klammer 2 durch die Hebelarme 17 und 18 abgeschirmt, so daß sie nicht ineinandergreifen können. Da die innere Verzahnungsanordnung 15 der verschiebbaren Klammer 2 gelöst wird und nur dann in Eingriff gelangt, wenn die Spule 22 eingeschaltet wird, kann die innere Verzahnungsanordnung 15 der verschiebbaren Klammer 2 nur dann in die äußere Verzahnungsanordnung 14 des Verriegelungsblocks 12 eingreifen, wenn die Spule 22 eingeschaltet wird. Dies bedeutet, daß die innere Verzahnungsanordnung 15 nicht in die äußere Verzahnungsanordnung 14 eingreift, selbst wenn der Motor 7 einen Fehlstart aufweist aufgrund eines Fehlers in der Steuerschaltung und dgl., so daß das Lenkrad von einer ungewünschten Blockierung aufgrund eines Fehlers des Motors 7 verschont wird. Eine unbeabsichtigte Blockierung des Lenkrades durch eine Fehlfunktion des Motors 7 wird also mit Sicherheit verhindert und damit auch eine entsprechende Überraschung für den Fahrer.
• Im Fall, daß eine Betätigung der Spule 22 erfolgt durch die Einführung des Schlüssels und seine entsprechende Betätigung zum Starten des Motors und daß die Spule 22 nur dann betätigt wird, wenn der Schlüssel abgezogen wird und der Motor 7 eingeschaltet wird, kann eine Verriegelung des Lenkrades aufgrund einer Fehlfunktion des Motors 7 verhindert werden, solange sich das Fahrzeug weiterbewegt. Dies führt zu einer größeren Sicherheit während der Fahrt. Da die Spule 22 nur dann betätigt wird, wenn der Fahrer die Absicht hat, das Lenkrad in den verriegelten Zustand zu überführen, erzeugt die Spule 22 zugleich auch weniger Wärme. Dies bedeutet, daß die Spule 22 geringere Abmessungen aufweisen kann, wodurch der praktische Einsatzbereich vergrößert wird.
• Das Schutzteil schützt also den ersten mit Nuten versehenen Abschnitt vor dem zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt, so daß diese beiden, solange sich das Schutzteil zwischen ihnen befindet, nicht ineinander eingreifen können. Das Schutzteil verläßt den Bereich zwischen dem ersten mit Nuten versehenen Abschnitt und dem zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt nur, wenn der zweite Antriebsmechanismus betätigt wird. Auch bei einer Fehlfunktion des ersten Antriebsmechanismus, beispielsweise durch zufälliges Einschalten, können die beiden mit Nuten versehenen Abschnitte nicht ineinandergreifen, so daß auch keine Verriegelung des Steuerrades aufgrund einer Fehlfunktion des ersten Antriebsmechanismus zu befürchten ist. Unliebsame Überraschungen für den Fahrer werden damit vermieden.

Claims (1)

1. Verriegelungsvorrichtung für eine Lenksäule, die aufweist:

ein an dem Kraftfahrzeugaufbau befestigtes Grundteil (1),

einen Lenksäulenabschnitt (6), der am Grundteil (1) derart gelagert ist, daß er in axialer Richtung verschiebbar und relativ verdrehbar ist,

einen ersten Antriebsmechanismus (7), der am Grundteil (1) vorgesehen ist zur Durchführung der relativen Axialverschiebung des Säulenabschnitts (6),

einen ersten mit Nuten versehenen Abschnitt (15) am Grundteil mit einer Anzahl von Nuten, die sich in Axialrichtung erstrecken und im gleichen Abstand voneinander über den Umfang des Grundteilabschnitts verteilt sind,

einen zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt (14) an dem Lenksäulenabschnitt (6), mit einer Anzahl von Nuten, die sich in Axialrichtung erstrecken und im gleichen Abstand voneinander über den Umfang des Lenksäulenabschnitts dergestalt verteilt sind, daß der zweite mit Nuten versehene Abschnitt in den ersten mit Nuten versehenen Abschnitt (15) eingreifen kann, um so eine Relativverdrehung des Lenksäulenabschnitts (6) bezüglich des Grundteils zu verhindern,

wobei das Eingreifen des ersten mit Nuten versehenen Abschnitts (15) und des zweiten mit Nuten versehenen Abschnitts (14) ineinander durch die relative Axialverschiebung des Lenksäulenabschnitts (6) erfolgt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsvorrichtung für die Lenksäule ferner aufweist:

ein Schutzteil (17, 18), das in Axialrichtung zwischen dem ersten mit Nuten versehenen Abschnitt (15) und dem zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt angeordnet ist, sofern sich die beiden Abschnitte außer Eingriff miteinander befinden und das zwischen einer ersten Stellung, in der das Eingreifen des ersten mit Nuten versehenen Abschnitts (15) in den zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt (14) ermöglicht wird und einer zweiten Stellung, in der das Eingreifen des ersten mit Nuten versehenen Abschnitts (15) in den zweiten mit Nuten versehenen Abschnitt (14) verhindert wird, bewegbar ist,

eine eine Vorspannung erzeugende Anordnung (23), welche das Schutzteil (17, 18) in Richtung der zweiten Stellung beaufschlagt und

einen zweiten Antriebsmechanismus (22), der am Grundteil (1) angeordnet ist, zur Betätigung des Schutzteils (17, 18) in Richtung der ersten Stellung, entgegen der Beaufschlagung durch die die Vorspannung erzeugende Anordnung.