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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Sperrgliedes
eines funktionswesentlichen Bauteils, insbesondere einer Lenksäule oder
eines Gangschalthebels eines Kraftfahrzeuges, mit einem Getriebe,
das ein Antriebsrad mit einer ersten Drehachse aufweist und mit
dem Sperrglied in mechanischer Wirkverbindung steht, wodurch bei Drehung
des Antriebsrades das Sperrglied in eine Verriegelungsstellung und
in eine Entriegelungsstellung bringbar ist.
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Für den Fachmann
ist die oben genannte Vorrichtung, insbesondere für eine Lenkungsverriegelung
für ein
Kraftfahrzeug bekannt, bei der ein Sperrglied mittels eines Motors
und eines zwischengeschalteten Getriebes zwischen einer Entriegelungsstellung
und einer Verriegelungsstellung vor und zurück betätigbar ist. Aus der
DE 196 21 326 C1 ist
eine derartige Vorrichtung zur Ver- und Entriegelung der Lenksäule eines
Kraftfahrzeuges beschrieben.
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Dabei
werden zwei an einer Antriebswelle befestigte Sperrglieder durch
entsprechende Aktivierung eines Motors in die Nuten eines an der
Lenksäule
befestigten Schließringes
hinein- bzw. im Falle der Entriegelung aus den Nuten herausgeschwenkt. Nachteilig
bei dieser Vorrichtung ist, dass der Motor, je nach Vorgang, eine
unterschiedliche Drehrichtung aufweisen muss und daher eine separate
Umschaltvorrichtung für
den Motor erforderlich ist.
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Eine
Umschaltvorrichtung für
eine Lenkungsverriegelung ist beispielsweise in der
DE 199 45 867 C2 beschrieben,
die zwei getrennte Versorgungspfade, nämlich einen Entriegelungs-Versorgungspfad,
der den Stellmitteln die zum Verbringen, d.h. zum Umsteuern bzw.
Umschalten, in ihre Entriegelungsstellung benötigte elektrische Energie bereitstellt,
und einen Verriegelungs-Versorgungspfad, der die zum Verbringen
in ihre Verriegelungsstellung benötigte elektrische Energie bereitstellt.
Hierbei weist die Lenkungsverriegelungsvorrichtung einen Stellmotor
auf, der über
zwei parallel angeordnete Relaisspulen in jeweils eine von zwei
Drehrichtungen ansteuerbar ist, wobei die eine Motordrehrichtung
das Stellelement in den entriegelten Zustand und die andere Drehrichtung
das Stellelement in den verriegelten Zustand versetzt. Einer der
Nachteile dieser Vorrichtung ist, dass entsprechende Umschaltvorrichtungen
zur Drehrichtungsumkehr notwendig sind, welches mit einem hohen
Steuerungsaufwand verbunden ist.
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In
der
DE 103 58 009
B3 ist eine Lenkungsverriegelung für Fahrzeuge beschrieben, die
aus einen Sperrrad, einem Federelement und einem Antriebsrad besteht.
Das Sperrrad und das Antriebsrad sind an einer gemeinsamen Drehachse
drehbeweglich gelagert. Das Federelement bildet eine Speicherfeder
zwischen Antriebsrad und Sperrrad. An der Lenksäule ist ein Sperrkranz ausgebildet,
der regelmäßig voneinander
beabstandete Nuten aufweist. Die Nuten bilden Sperröffnungen
für das
Sperrrad. Das Sperrrad weist umfangseitig radial vorspringende Segmente
auf. Dadurch nimmt das Sperrrad pro Umdrehung mehrere Verriegelungsstellungen
bzw. Entriegelungsstellungen ein, ohne dass der Motor seine Drehrichtung
wechselt. Einer der Nachteile dieser Vorrichtung ist, dass insbesondere
aufgrund des Sperrrades ein großes
Bauvolumen benötigt
wird.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Ansteuerung
eines Sperrgliedes zu schaffen, bei der die genannten Nachteile
vermieden werden, insbesondere eine Vorrichtung bereit gestellt
wird, die einfach und kompakt gestaltet ist, ohne erheblichen Aufwand
montiert werden kann und eine sichere Funktionsweise aufweist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches
1 vorgeschlagen. In den abhängigen
Ansprüchen
sind bevorzugte Weiterbildungen ausgeführt.
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Dazu
ist erfindungsgemäß vorgesehen,
dass das Antriebsrad einen Steuernocken aufweist, der während der
Drehung des Antriebsrades in einem Entriegelungsvorgang aus der
Verriegelungsstellung in die Entriegelungsstellung das Sperrglied,
das als Schwenkhebel ausgeführt
ist, kontaktiert und das Sperrglied um eine zweite Drehachse verschwenkt, die
zur ersten Drehachse einen Abstand aufweist, wobei auf das Sperrglied
eine Rückstellkraft
wirkt, die während
der Drehung des Antriebsrades in einem Verriegelungsvorgang das
Sperrglied von der Entriegelungsstellung in die Verriegelungsstellung
zurückbewegt.
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Der
wesentliche Vorteil dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass ein
kompakter Aufbau erreicht wird, wobei gleichzeitig die Konstruktion
wenige Einzelteile aufweist und somit die Herstellung und Montage
mit einem geringen Aufwand möglich ist.
Vorteilhafterweise wird das Antriebsrad über einen Motor angetrieben.
Ausgehend von einer Verriegelungsstellung wird das Antriebsrad um
seine Drehachse bewegt, wobei gleichzeitig der Steuernocken um die
Achse des Antriebsrades gedreht wird. Während dieses Entriegelungsvorganges
kontaktiert der Steuernocken das Sperrglied, das durch die Bewegung
des Antriebsrades vom Steuernocken mit erfasst wird und aus seiner
Verriegelungsstellung in Richtung Entriegelungsstellung verschwenkt
wird. Während
des Entriegelungsvorganges ist der Steuernocken stets in Kontakt
mit dem Sperrglied. Gleichzeitig wirkt eine Rückstellkraft der Bewegung des Sperrgliedes
entgegen. Diese Rückstellkraft
ist jedoch wesentlich geringer als die vom Steuernocken auf das
Sperrglied wirkende Kraft. In einem definierten Drehwinkelbereich
des Antriebsrades befindet sich das Sperrglied in der Entriegelungsstellung,
in der es nicht im Eingriff am funktionswesentlichen Bauteil ist.
Solange die Entriegelungsstellung beibehalten werden soll, steht
das Antriebsrad still. Während
des Verriegelungsvorganges bewegt sich der Steuernocken in Richtung
seiner Ausgangsposition für
die Verriegelungsstellung zurück.
Hierbei kontaktiert der Steuernocken zumindest am Anfang des Verriegelungsvorganges
noch das Sperrglied, das ebenfalls sich um seine erste Drehachse
zurück
verschwenkt. Die auf das Sperrglied wirkende Rückstellkraft sorgt dafür, dass
das Sperrglied sich in seine Verriegelungsstellung zurückbewegt.
In der Verriegelungsstellung kontaktiert das Sperrglied den Steuernocken,
wobei die Rückstellkraft
das Sperrglied zuverlässig
in dieser Position hält.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung erfolgt die Drehung des Antriebsrades ausschließlich in
eine Richtung, das bedeutet, dass sowohl für den Verriegelungsvorgang
als auch für
den Entriegelungsvorgang der Motor stets die gleiche Drehrichtung
aufweist.
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Vorteilhafterweise
ist das Sperrglied mit einer unteren Seite und einer oberen Seite
ausgebildet, wobei die untere Seite dem Antriebsrad zugewandt ist
und einen Abstand zum Antriebsrad aufweist. Hierbei kann es von
Vorteil sein, wenn der Steuernocken eine Länge aufweist, die größer ist
als der Abstand zwischen der unteren Seite und dem Antriebsrad,
wobei während
des Ent- und Verriegelungsvorganges der Steuernocken an einem definierten
Kontaktbereich der Außenkontur
des Sperrgliedes entlang fährt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Getriebe durch ein Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse eine Öffnung aufweist, durch
die sich das Sperrglied in seiner Verriegelungsstellung zumindest
teilweise erstreckt. Vorzugsweise ist das Sperrglied mit einem ersten
freien Ende, an dem sich der Kontaktbereich befindet, und einem zweiten
freien Ende ausgebildet, das in der Verriegelungsposition in das
funktionswesentliche Bauteil eingreift. Während des Entriegelungsvorganges
bewegt sich das zweite freie Ende in Richtung der Öffnung des
Gehäuses,
wobei vorteilhafterweise in der Entriegelungsstellung das zweite
freie Ende vollständig innerhalb
des Gehäuses
sich befindet. Das Sperrglied kann beispielsweise über ein
Federelement, das die Rückstellkraft
für den
Verriegelungsvorgang ausübt,
mit dem Gehäuse
verbunden sein. Um eine kompakte Bauweise zu erreichen, kann das
Federelement an der zweiten Drehachse angeordnet sein, die ortsfest
zum Gehäuse
vorgesehen ist.
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In
einer weiteren die Erfindung verbessernden Maßnahme weist das Antriebsrad
einen zum Steuernocken beabstandeten Hilfsnocken auf, der als Sicherheitseinrichtung
dient. Der Hilfsnocken dient hierbei zur Sicherung des Sperrgliedes
in seiner Entriegelungsstellung für den Fall, dass der Steuernocken
etwaig abbricht. In dieser Ausnahmesituation hält der Hilfsnocken das Sperrglied
zurück,
das bedeutet, dass das Sperrglied nicht aufgrund der wirkenden Rückstellkraft
in seine Verriegelungsstellung ungewollt sich bewegt. In der Verriegelungsstellung kann
der Hilfsnocken wie der Steuernocken das Antriebsrad kontaktieren.
In einer weiteren Alternative der Erfindung kann in der Verriegelungsstellung
der Hilfsnocken einen gewissen Abstand zum Sperrglied aufweisen.
Falls der Steuernocken brechen sollte, bewegt sich durch die wirkende
Rückstellkraft
das Sperrglied in Richtung seiner Verriegelungsstellung, wobei während dieser
Bewegung das Sperrglied gegen den Hilfsnocken stößt und seine Verriegelungsstellung
nicht erreicht.
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Zweckmäßigerweise
unterläuft
der Hilfsnocken während
der Drehung des Antriebsrades zumindest in einem definierten Drehwinkelbereich
des Antriebsrades das Sperrglied. Das bedeutet, dass in einem bestimmten
Drehwinkelbereich des Antriebsrades der Hilfsnocken unterhalb des
Sperrgliedes sich befindet. In dem übrigen Drehwinkelbereich des Antriebsrades
wird der Hilfsnocken nicht vom Sperrglied bedeckt.
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Vorteilhafterweise
kann die untere Seite des Sperrgliedes mit einer ersten Ausnehmung
ausgeführt
sein, wobei der Hilfsnocken während
der Drehung des Antriebsrades sich innerhalb der ersten Ausnehmung
bewegt und somit durch das Sperrglied bedeckt ist. Während des
Entriegelungsvorganges bewegt sich der Hilfsnocken innerhalb der
ersten Ausnehmung und verlässt
nach einer gewissen Drehung des Antriebsrades die erste Ausnehmung,
wobei in Verriegelungsstellung der Hilfsnocken nicht durch das Sperrglied
bedeckt ist.
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Bevorzugt
ist die erste Ausnehmung zumindest an einer Seite durch eine Flanke
begrenzt, die an der unteren Seite des Sperrgliedes angeordnet ist. Während sich
das Antriebsrad um die erste Achse dreht, tritt in einem definierten
Drehwinkelbereich des Antriebsrades der Hilfsnocken in die erste
Ausnehmung und fährt
entlang der Flanke unterhalb des Sperrgliedes. Hierbei kann der
Hilfsnocken einen minimalen Abstand zur Flanke während seiner Bewegung unterhalb
des Sperrgliedes aufweisen. Selbstverständlich kann der Hilfsnocken
auch während
der Drehung des Antriebsrades die Flanke berühren. Vorteilhafterweise ist
die Flanke bogenförmig
ausgeführt.
Der Steuernocken taucht während
des Entriegelungsvorganges im Gegensatz zum Hilfsnocken nicht unter
das Sperrglied, da der Steuernocken und der Hilfsnocken unterschiedlich
lang ausgebildet sind. Das bedeutet, dass der Steuernocken bis zu
einer Höhe
reicht, die oberhalb der unteren Seite des Sperrgliedes liegt. Im
Gegensatz dazu liegt die untere Seite des Sperrgliedes im Bereich
der ersten Ausnehmung oberhalb des Hilfsnockens, so dass der Hilfsnocken
das Sperrglied unterfahren kann. Der Hilfsnocken ragt jedoch bis
zur Höhe
der Flanke des Sperrgliedes, wodurch bei einem etwaigen Bruch des Steuernockens
die Flanke gegen den Hilfsnocken stößt und somit verhindert wird,
dass das Sperrglied ungewollt aus der Entriegelungsstellung in die
Verriegelungsstellung sich bewegt.
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In
einigen im Stand der Technik bekannten Fällen hat sich gezeigt, dass
insbesondere bei einer Lenkungsverriegelung das Sperrglied in seiner
Verriegelungsstellung leicht festgeklemmt an der Lenksäule sein
kann. Nachteiligerweise kann beim Entriegelungsvorgang dieses festgeklemmte
Sperrglied zunächst
in seiner Verriegelungsstellung verbleiben und anschließend plötzlich frei
werden, wobei das Sperrglied in Richtung Entriegelungsstellung springt. In
diesem Fall ist die auf das Sperrglied wirkende Rückstellkraft
nicht groß genug,
um das Sperrglied während
der Bewegung des Antriebsrades am Steuernocken zuverlässig zu
drücken.
Es entsteht eine ungewollte „Pulsschlagbewegung" des Sperrgliedes, wodurch
etwaige Beschädigungen
des Getriebes oder des Sperrgliedes entstehen können. Um dieses wirksam zu
verhindern, weist das Antriebsrad einen zum Steuernocken beabstandeten
Notnocken auf. Vorzugsweise unterläuft der Notnocken während der Drehung
des Antriebsrades zumindest in einem definierten Drehwinkelbereich
des Antriebsrades das Sperrglied. Zweckmäßigerweise ist die untere Seite des
Sperrgliedes mit einer zweiten Ausnehmung ausgeführt, wobei der Notnocken während der
Drehung des Antriebsrades zumindest in einem definierten Drehwinkelbereich
des Antriebsrades innerhalb der zweiten Ausnehmung sich bewegt.
In einer möglichen
Alternative ist die zweite Ausnehmung als einseitig zum Antriebsrad
offener Kanal ausgeführt. Ebenfalls
ist es denkbar, dass die zweite Ausnehmung zumindest zu einer Seite
durch eine Flanke begrenzt ist. Während des Entriegelungsvorganges
das Sperrglied plötzlich
von seiner Verriegelungsstellung in seine Entriegelungsstellung „springt", stößt das Sperrglied
gegen den Notnocken, so dass ein weiterer Ausschlag des Sperrgliedes
innerhalb des Gehäuses
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verhindert wird. Gleichzeitig verliert das Sperrglied den Kontakt
mit dem Steuernocken. Während
des Entriegelungsvorganges das Antriebsrad weiter sich um die erste
Drehachse dreht, drückt
der Notnocken das Sperrglied zurück
in Richtung des Steuernockens, der sich dem Kontaktbereich der Außenkontur
des Sperrgliedes nähert
und diesen in einem bestimmten Drehwinkelbereich des Antriebsrades
berührt.
Anschließend
führt der
Steuernocken das Sperrglied in die gewünschte Entriegelungsstellung.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung kontaktiert in der Verriegelungsstellung der Steuernocken
das Sperrglied. Der Hilfsnocken und der Notnocken sind außerhalb
der ersten und zweiten Ausnehmung positioniert. Hierbei befindet
sich der Hilfsnocken an der dem Kontaktbereich zugewandten Seite
des Sperrgliedes und der Notnocken befindet sich an der dem Kontaktbereich
abgewandten Seite des Sperrgliedes.
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Unter
dem Gesichtspunkt einer kostengünstigen
Herstellung sind das Antriebsrad und/oder das Sperrglied in Spritzgusstechnik
hergestellt. Die Dicke der Steuernocken, Hilfsnocken und Notnocken
sind dabei so bemessen, dass ein Abbrechen, insbesondere ein Abscheren,
weitgehend ausgeschlossen werden kann. Vorteilhafterweise ist das
zweite freie Ende des Sperrgliedes in seiner Kontur abgerundet ausgeführt, wodurch
ein Einrasten des Sperrgliedes in eine Nut des funktionswesentlichen
Bauteils erleichtert wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann als elektrische Lenkungsverriegelung für Fahrzeuge zum Einsatz kommen,
wobei die Vorrichtung zudem problemlos mit insbesondere sogenannten „Keyless-Entry"-Systemen kombinierbar
ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
kann von außen,
beispielsweise per Funksignal oder nach einem stattgefundenen Datenaustausch
aktiviert werden. Dabei ermöglicht
die Erfindung selbstverständlich
eine Rückmeldung
dahingehend, ob die betreffende Vorrichtung zuverlässig das
funktionswesentliche Bauteil, insbesondere die Lenksäule oder
den Gangschalthebel des Kraftfahrzeuges blockiert oder nicht. Dies
kann zum Beispiel durch eine optische oder akustische Meldevorrichtung
dargestellt werden.
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Vorteilhafterweise
wird die Vorrichtung zur Ansteuerung des Sperrgliedes durch eine
Steuerelektronik überwacht.
Aus sicherheitstechnischen Gründen
ist es vorteilhaft, wenn neben der Erfassung des Drehweges des Antriebsrades
auch bestimmte Drehstellungen des Sperrgliedes erfasst werden. Dieses
kann beispielsweise durch Sensoren, insbesondere Magnetfeldsensoren,
erfolgen, die das magnetische Feld eines auf dem Antriebsrad oder
Sperrglied angebrachten Permanentmagneten erfassen. Dadurch kann
eine elektronische Steuerung die Funktionsfähigkeit der mechanischen Kopplung
zwischen dem Antriebsrad und des Sperrgliedes überwachen sowie eine Manipulation
erkennen.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die
in den Ansprüchen
und in der Beschreibung erwähnten
Merkmale jeweils einzeln für
sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es
zeigen:
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1 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Ansteuerung eines Sperrgliedes einer Lenksäule, wobei das Sperrglied in
Verriegelungsstellung sich befindet,
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2 die
erfindungsgemäße Vorrichtung
gemäß 1,
wobei das Sperrglied sich in Entriegelungsstellung sich befindet
und
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3 eine
Schnittansicht gemäß III-III
aus 2.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung 10 weist gemäß 1 und 2 ein
Sperrglied 11 auf, welches als Schwenkhebel ausgeführt ist
und um eine Drehachse 12 aus seiner Verriegelungsstellung
(siehe 1) in eine Entriegelungsstellung (siehe 2) bewegbar
ist. Die Vorrichtung 10 weist ein Gehäuse 13 auf, in dem
ein Getriebe 20 vorgesehen ist, das ein Antriebsrad 21 mit
einer ersten Drehachse 22 aufweist. Das Antriebsrad 21 ist
mit einem Steuernocken 23 ausgeführt, der in der Verriegelungsstellung
das Sperrglied 11 kontaktiert. Das Sperrglied 11 hat
ein erstes freies Ende, das mit dem Steuernocken 23 zusammenwirkt.
Das zweite freie Ende des Sperrgliedes 11 befindet sich
in der Verriegelungsposition außerhalb
des Gehäuses 13 und
greift gemäß des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
in eine Nut der Lenksäule 32 ein.
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Das
Sperrglied 11 ist mit einer unteren Seite 11a und
einer oberen Seite 11b ausgebildet (siehe 3).
Hierbei ist die untere Seite 11a dem Antriebsrad 21 zugewandt,
der einen definierten Abstand zur unteren Seite 11a aufweist.
Der Steuernocken 23 hat gemäß der dargestellten Ausführungsform
eine Länge,
die größer ist
als der Abstand zwischen der unteren Seite 11a und dem
Antriebsrad 21. Während
des Entriegelungsvorganges, das bedeutet, wenn das Antriebsrad 21 sich
gegen den Uhrzeigersinn dreht (siehe Pfeilrichtung aus 1 und 2),
fährt der Steuernocken 23 an
einem definierten Kontaktbereich 18 der Außenkontur
des Sperrgliedes 11 entlang. Das erste freie Ende des Sperrgliedes 11,
insbesondere der Kontaktbereich 18, ist bogenförmig ausgeführt, um
eine entsprechende Ausschlagbewegung des Sperrgliedes 11 während des
Entriegelungsvorganges und des Verriegelungsvorganges zu erzielen.
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Innerhalb
des Gehäuses 13 ist
ein Motor 30 vorgesehen, der ein Schneckenzahnrad 31 antreibt, das
wiederum das Antriebsrad 21 in Bewegung setzt, wobei sowohl
für den
Entriegelungsvorgang als auch für
den Verriegelungsvorgang die Drehung des Antriebsrades 21 ausschließlich in
eine Richtung erfolgt. Im Vergleich zum Stand der Technik weist
dieser umlaufende Antrieb weniger Relais auf, wodurch die Steuerung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 wesentlich
vereinfacht ist. Selbstverständlich kann
die Vorrichtung 10 derart betrieben werden, dass die Drehrichtung
des Antriebsrades 21 für
den Verriegelungsvorgang entgegengesetzt zum Entriegelungsvorgang
orientiert ist.
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Auf
das Sperrglied 11 wirkt eine Rückstellkraft, die über ein
Federelement 14 ausgeübt
wird. Das Federelement 14 ist an einer zweiten Drehachse 12 angeordnet,
die ortsfest zum Gehäuse 13 vorgesehen
ist. Während
das Antriebsrad 21 sich um die Drehachse 22 bewegt,
drückt
der Steuernocken 23 auf den balligen Kontaktbereich 18 des
Sperrgliedes 11, das um die Drehachse 12 sich
verschwenkt. Gleichzeitig bewegt sich das zweite freie Ende des Sperrgliedes 11 aus
der Nut der Lenksäule 32.
Das Gehäuse 13 ist
im Bereich des zweiten freien Endes des Sperrgliedes 11 mit
einer Öffnung 13a ausgeführt, durch
die sich das Sperrglied 11 während der Drehung des Antriebsrades 21 bewegen
kann.
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Ferner
ist das Antriebsrad 21 mit einem zum Steuernocken 23 beabstandeten
Hilfsnocken 24 ausgeführt.
Der Hilfsnocken 24 weist einen größeren Abstand zur Drehachse 22 auf
als der Steuernocken 23. Hierbei unterläuft der Hilfsnocken 24 während der Drehung
der Antriebsachse 21 zumindest in einem definierten Drehwinkelbereich
des Antriebsrades 21 das Sperrelement 11. Das
bedeutet, dass während sich
das Antriebsrad 21 um die Drehachse 22 bewegt und
der Steuernocken 23 stets an der Außenkontur des Sperrgliedes 11 sich
befindet, der Hilfsnocken 24 in einem bestimmten Drehwinkelbereich
das Antriebsrad 21 unterfährt, welches in 2 verdeutlicht ist.
Hier befindet sich das Sperrglied 11 in einer Entriegelungsstellung,
wobei der Hilfsnocken 24 sich unterhalb des Sperrgliedes 11 in
einer ersten Ausnehmung 16 des Sperrgliedes 11 liegt.
Die erste Ausnehmung 16 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel durch
eine Flanke 15 zu einer Seite hin begrenzt, welches in 3 dargestellt
ist. Die erste Ausnehmung 16 befindet sich an der unteren
Seite 11a des Antriebsrades 21 und hat einen bogenförmigen Verlauf.
Der Hilfsnocken 24 ist kürzer als der Steuernocken 23 ausgeführt, so
dass der Hilfsnocken 24 entsprechend in die Ausnehmung 16 während der
Drehung des Antriebsrades 21 fahren kann. Während sich
der Hilfsnocken 24 innerhalb der Ausnehmung 16 bewegt,
weist der Hilfsnocken 24 stets einen gewissen, wenn auch
geringen Abstand zur Flanke 15 auf. Selbstverständlich ist
es denkbar, dass der Hilfsnocken 24 unmittelbar entlang
der Flanke 15 entlang gleitet.
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Falls
der Steuernocken 23 in Entriegelungsstellung des Sperrgliedes 11 vom
Antriebsrad 21 abbrechen sollte, wird ein ungewolltes Zurückschwenken
des Sperrgliedes 11 in die Verriegelungsstellung verhindert.
In dieser Notfallsituation kontaktiert die Flanke 15 den Hilfsnocken 24,
wodurch sichergestellt wird, dass das Sperrglied 11 in
seiner Entriegelungsstellung verbleibt. Gleichzeitig wird ein Signal
von der Vorrichtung 10 bereitgestellt, das das Kraftfahrzeug über einen
derartigen Störfall
informiert.
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Das
Antriebsrad 21 ist des Weiteren mit einem zum Steuernocken 23 beabstandeten
Notnocken 25 ausgeführt,
der wie der Hilfsnocken 24 während der Drehung des Antriebsrades 21 in
einem definierten Drehwinkelbereich des Antriebsrades 21 das
Sperrglied 11 ebenfalls unterläuft. Hierfür ist an der unteren Seite 11a des
Sperrgliedes 11 eine zweite Ausnehmung 17 vorgesehen,
in der der Notnocken 25 sich bewegen kann. In der dargestellten
Ausführungsform
ist die zweite Ausnehmung 17 als einseitig zum Antriebsrad 21 offener
Kanal ausgeführt.
Der Notnocken 25 hat einen größeren Abstand zur ersten Drehachse 22 als
der Hilfsnocken 24.
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In
gewissen Fällen
kann es vorkommen, dass das Sperrglied 11 während des
Entriegelungsvorganges zunächst
in Verriegelungsstellung festgeklemmt ist und anschließend plötzlich aus
der Lenksäule 32 mit
dem zweiten freien Ende sich löst.
Dabei entsteht eine ruckartige Bewegung des Sperrgliedes 11 um
die Drehachse 12, wobei das Sperrglied 11 gegen
den Notnocken 25 stößt und den
Kontakt zum Steuernocken 23 verliert. Der Notnocken 25 drückt während des
Entriegelungsvorganges an der dem Kontaktbereich 18 abgewandten
Seite des Sperrgliedes 11 und führt somit das Sperrglied 11 in
Richtung des Steuernockens 23 zurück. Das Sperrglied 11 wird
hierdurch zuverlässig
um die Drehachse 12 in Richtung des Steuernockens 23 zurückbewegt,
bis der Steuernocken 23 den Kontaktbereich 18 berührt. Anschließend gleitet
der Steuernocken 23 entlang des Kontaktbereiches 18 und
drückt
das Sperrglied 11 in die Entriegelungsstellung. Bis die
Entriegelungsstellung erreicht ist, gelangt der Notnocken 25 in
die zweite Ausnehmung 17 und verlässt diese in einem definierten
Drehwinkelbereich des Antriebsrades 21, wobei der Notnocken 25 in
Entriegelungsstellung sich außerhalb
der zweiten Ausnehmung 17 befindet, welches in 2 dargestellt
ist.
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Der
Motor 30 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Elektromotor,
der als Stellantrieb ausgebildet ist, der das Antriebsrad 21 nur
in eine Drehrichtung weiterdreht. Die Position des Antriebsrades 21 sowie
des Sperrgliedes 11 wird durch nicht dargestellte Sensoren
erfasst. Da das Schneckenzahnrad 21 selbsthemmend ausgeführt ist,
entfällt eine
zusätzliche
Sicherheitseinrichtung, welche das Sperrglied 11 in Entriegelungsstellung
sichert.
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Das
Antriebsrad 21 sowie das Sperrglied 11 können Spritzgussteile
aus Kunststoff oder aus Metall sein. Vorteilhafterweise sind der
Steuernocken 23, der Hilfsnocken 24 sowie der
Notnocken 25 materialeinheitlich und einstückig mit
dem Antriebsrad 21 verbunden. Selbstverständlich können die
genannten Nocken 23, 24, 25 am Antriebsrad
form-, kraft- und/oder
stoffschlüssig
verbunden sein. Hierbei kann es Sinn machen, die genannten Nocken 23, 24, 25 sowie
das Sperrglied 11, insbesondere an seinem freien Enden
aus einem verstärkten
Werkstoff auszuführen.
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Durch
die Ausführung
des Antriebsrades 21 mit Ausnehmungen 26, weist
die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 neben
ihrem geringen Bauvolumen ein geringes Gewicht auf.
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Obgleich
die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 anhand
der Figuren als Lenkradverriegelung in einem Kraftfahrzeug erläutert wurde,
ist der Einsatz der Erfindung nicht allein auf diese Anwendung beschränkt. Vielmehr
kann diese Verriegelungsvorrichtung 10 überall dort zum Einsatz kommen,
wo drehbare Achsen oder Wellen schaltbar blockiert werden sollen,
beispielsweise zur Sicherung von drehbaren elektromechanischen Schaltwerken.
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- 10
- Vorrichtung
- 11
- Sperrglied
- 11a
- untere
Seite des Sperrgliedes
- 11b
- obere
Seite des Sperrgliedes
- 12
- zweite
Drehachse
- 13
- Gehäuse
- 13a
- Öffnung
- 14
- Federelement
- 15
- Flanke
- 16
- Erste
Ausnehmung
- 17
- Zweite
Ausnehmung
- 18
- Kontaktbereich
des Sperrgliedes
- 20
- Getriebe
- 21
- Antriebsrad
- 22
- Erste
Drehachse
- 23
- Steuernocken
- 24
- Hilfsnocken
- 25
- Notnocken
- 26
- Ausnehmung
- 30
- Motor
- 31
- Schneckenzahnrad
- 32
- Lenksäule