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Die Erfindung betrifft eine mechanische Sperrvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, insbesondere für den Fahrzeugbereich, die beispielsweise als Teil einer elektromechanischen Lenkungsverriegelung oder einer Ladesteckerverriegelung für Fahrzeuge eingesetzt werden kann.
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Mechanische Sperrvorrichtungen dieser Art sind in vielfältiger Bauart bekannt. Beispielsweise offenbart die
DE 10 2008 023 997 A1 eine derartige gattungsgemäße Sperrvorrichtung mit einem Sperrglied zur Sperrung eines funktionswesentlichen Bauteils, insbesondere einer Lenksäule oder eines Gangschalthebels eines Kraftfahrzeuges, mit einem Getriebe, das mit dem Sperrglied in mechanischer Wirkverbindung steht, wobei das Getriebe wenigstens ein einen Hub-erzeugendes Übertragungsglied aufweist, das das Sperrglied zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Entriegelungsstellung bewegt. In der Verriegelungsstellung ragt das Sperrglied, typischerweise ein Sperrbolzen, aus einer Öffnung eines Gehäuses der Sperrvorrichtung heraus und gelangt in Eingriff mit einem Gegenelement, beispielsweise einer von mehreren Ausnehmungen am Umfang einer Lenksäule, so dass die Lenksäule zumindest teilweise an eine Drehung gehindert ist. Das Getriebe, das die Bewegung des Sperrelements zwischen der Entriegelungsstellung und der Verriegelungsstellung bewirkt, ist bei dieser Ausgestaltung ein Kurvenrad, das stirnseitig mit einer Steuerkurve versehen ist, die mit einem als Mitnehmer dienenden Führungselement des Sperrelements in Eingriff ist. Indem das Sperrelement in Längsrichtung seiner Beweglichkeit geführt aber an einer Mitdrehung gehindert ist, bewirkt die Drehung des Kurvenrads eine Bewegung des Sperrelements über den Mitnehmer in der Axialrichtung.
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Forderungen einer Miniaturisierung derartiger mechanischer Sperrvorrichtungen führen dazu, dass immer weniger Platz für die Funktionselemente der Sperrvorrichtung zur Verfügung steht, so dass es zunehmend schwierig wird, die geforderte Bewegungsstrecke zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung in der Axialrichtung des Sperrelements über ein solches einfaches mechanisches Getriebe zu realisieren.
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Das in der
DE 10 2008 023 997 A1 gezeigte Kurvenrad mit stirnseitig eingeformter Steuerkurve ermöglicht zwar bereits eine relativ große Bewegungsstrecke dadurch, dass verhältnismäßig viel Platz für die Steuerkurve zur Verfügung steht und die Steuerkurve durch die Spiralform eine vergleichsweise große aktive Länge besitzt, es bedingt aber durch den stirnseitigen Eingriff des Mitnehmers in die Steuerkurve andererseits eine vergleichsweise großen Durchmesser und damit insgesamt eine große Baugröße.
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Außerdem ist es bei zunehmend kompakteren Bauweise der mechanischen Sperrvorrichtungen immer schwieriger, Sensoren zur Erfassung der Bewegung einzelner Elemente der Sperrvorrichtung zu integrieren, die erforderlich sind, um im Zusammenwirken mit Sicherheitseinrichtungen den jeweiligen Verriegelungs- oder Entriegelungszustand der Sperrvorrichtung zu erfassen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mechanische Sperrvorrichtung in Vorschlag zu bringen, die insbesondere für den Fahrzeugbereich verwendbar ist und zumindest einige der vorstehenden Probleme beseitigt.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine mechanische Sperrvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße mechanische Sperrvorrichtung besitzt ein Kurvenrad, das zur Drehung antreibbar ist und eine Steuerkurve aufweist, ein Sperrelement, das zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung bewegbar ist und das im Einbauzustand der Sperrvorrichtung zum selektiven Eingriff mit einem Gegenelement bestimmt ist, sowie ein bewegliches Bewegungs-Übertragungselement, das mit dem Sperrelement gekoppelt ist und das sowohl mit der Steuerkurve des Kurvenrades als auch mit einer Führungskulisse eines feststehenden Führungselements zur Kraftübertragung in Eingriff ist, um bei einer Drehung der Steuerkurve des Kurvenrades durch Führung an der Führungskulisse, welche eine Drehung des Bewegungs-Übertragungselements verhindert, in einer Axialrichtung bewegt zu werden. Die Führungskulisse des feststehenden Führungselements weist erfindungsgemäß einen Abschnitt auf, der eine Drehung des Bewegungs-Übertragungselements erlaubt.
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Aufgrund dieses zusätzlichen Abschnitts der Führungskulisse des feststehenden Führungselements kann das Bewegungs-Übertragungselement, typischerweise ein Hubbolzen, ab einem bestimmten Punkt seiner durch die Drehung der Steuerkurve und die gleichzeitige lineare Führung durch die Führungskulisse erzeugten reinen linearen Bewegung in der Axialrichtung in eine Drehung übergehen. Die Drehung eröffnet zusätzliche Möglichkeiten, indem bei der Bewegung des Bewegungs-Übertragungselements zwischen der Entriegelungsstellung und der Verriegelungsstellung die Axialbewegung des Bewegungs-Übertragungselements beispielsweise abschnittsweise durch das feststehende Führungselement bewirkt wird und/oder ein Freilauf des Bewegungs-Übertragungselements möglich ist, der den Montagefreiraum für einen Sensor erweitert ohne dass die Sperrvorrichtung selbst eine größere Baugröße besitzen muss, weil beispielsweise ein an dem Bewegungs-Übertragungselement vorgesehenes Merkmal, beispielsweise ein Vorsprung oder ein Magnet, an einer von der Führungskulisse entfernten Position von einem geeigneten Sensor erfasst werden kann. Der zusätzliche Bewegungsbereich des Bewegungs-Übertragungselements aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehene bereichsweisen Drehbarkeit schafft auch die Möglichkeit, Sicherheitsanschläge beispielsweise an verschiedenen Positionen des feststehenden Führungselements vorzusehen, so dass diese nicht im beengten Bereich des Kurvenrades vorgesehen sein müssen.
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Schließlich eröffnet die Drehbarkeit des Bewegungs-Übertragungselements in einem Abschnitt seiner Linearbewegung eine Ausgestaltung zumindest eines Bereichs des Abschnitts der Führungskulisse, welcher die Drehung ermöglicht, in einer Weise, dass bei der Drehung des Bewegungs-Übertragungselements gleichzeitige auch eine weitere Bewegung in der Axialrichtung bewirkt wird. Mit dieser besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann die axiale Hubstrecke des Sperrelements durch den Abschnitt des feststehenden Führungselements verlängert werden, ohne dass die Steuerkurve des Kurvenrades verlängert werden müsste. Hierfür ist beispielsweise lediglich ein Mitnehmerabschnitt am Kurvenrad erforderlich, der ab einer bestimmten Position auf der Bewegungsstrecke die Drehung des Kurvenrades auf das Bewegungs-Übertragungselement überträgt.
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Sofern lediglich die Erweiterung des Bewegungsbereichs des Bewegungs-Übertragungselements in der Umfangsrichtung durch dessen Drehung gewünscht ist, kann der Abschnitt der Führungskulisse so ausgestaltet sein, dass er lediglich die Drehung ermöglicht, ohne eine Bewegung in der Axialrichtung zu bewirken. Dies kann beispielsweise in Form einer zur übrigen Führungskulisse senkrechten Auslauffläche an dem Führungselement realisiert sein.
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Die Führungskulisse des Führungselements ist vorzugsweise durch einen Schlitz, einen Steg oder eine Nut oder eine Kombination solcher Strukturen gebildet, wobei der die Drehung des Bewegungsübertragungselements erlaubende Abschnitt eine schräge Führungs- oder Auslauffläche aufweist, der an einen geraden Abschnitt eines solchen Schlitzes, Stegs oder einer Nut anschließt und die vorzugsweise zu einer weiteren Führungsfläche in Umfangsrichtung führt, beispielsweise derjenigen, die nur die Drehung ohne gleichzeitige Axialrichtung ermöglich. Ein in der Führungskulisse geführter Mitnehmer des Bewegungs-Übertragungselements kann damit aus dem die Bewegung in der Axialrichtung erzwingenden Schlitz, Steg oder Nut an der schrägen Führungsfläche austreten und wird kontinuierlich zu der weiteren Führungsfläche geführt, während das Bewegungs-Übertragungselements sich weiter dreht. Das ermöglicht einen kontinuierlichen Übergang von der reinen Bewegung des Bewegungs-Übertragungselements in der Axialrichtung in die Drehung des Bewegungs-Übertragungselements, ggf. kombiniert mit einer weiteren Bewegung in der Axialrichtung.
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Vorzugsweise sind das Kurvenrad, das Bewegungs-Übertragungselement und das Führungselement so relativ zueinander angeordnet und ausgebildet, dass bei Drehung des Kurvenrad der Eingriff des Bewegungs-Übertragungselements mit dem die Drehung erlaubenden Abschnitt der Führungskulisse zu einem Zeitpunkt erfolgt, zu dem das Bewegung-Übertragungselement (insbesondere ein daran vorgesehenes erstes Mitnehmerelement) mit dem Kurvenrad über einen ersten Mitnehmerabschnitt in Eingriff gelangt. Die Position des ersten Mitnehmerabschnitts am Kurvenrad ist also am Ende der Steuerkurve und auf den Beginn des die Drehung erlaubenden Abschnitts der Führungskulisse abgestimmt und ausgerichtet, weil ab diesem Punkt das Kurvenrad nur noch eine Drehung des Bewegungs-Übertragungselements bewirken muss. Die zuvor durch die Steuerkurve des Kurvenrades bewirkte axiale Bewegung des Bewegungs-Übertragungselements wird ab diesem Punkt durch die Schrägfläche des Abschnitts der Führungskulisse bewirkt.
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Das Sperrelement ist vorzugsweise ein Sperrbolzen, während das Bewegungs-Übertragungselement ein Hubbolzen ist, der zur Übertragung von axialen Kräften und vorzugsweise drehbar mit dem Sperrbolzen gekoppelt ist. Die drehbare Kopplung zwischen Sperrbolzen und Hubbolzen erfolgt vorzugsweise über einen Bolzenhalter, derart, dass die Kraftübertragung bei relativer Beweglichkeit zwischen Sperrbolzen und Hubbolzen zumindest in der Axialrichtung möglich ist, vorzugsweise indem der Bolzenhalter einerseits mit dem Hubbolzen über eine Eingriffsführung in Axialrichtung geführt gekoppelt und gleichzeitig durch ein elastisches Federelement in Axialrichtung vorbelastet ist, und er andererseits mit dem Sperrbolzen drehbar gekoppelt ist.
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Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der das feststehende Führungselement und damit die daran ausgebildeten Abschnitte, welche die Drehung des Bewegungs-Übertragungselements ab einem bestimmten Punkt während dessen Axialbewegung ermöglicht, ein Teil eines Gehäuses der Sperrvorrichtung ist. Diese Ausgestaltung verringert zum einen die Anzahl der erforderlichen Komponenten und eröffnet zum anderen weiteren Ein- bzw. Anbauraum für Sensoren zur Erfassung der Bewegung des Bewegungs-Übertragungselements an der Außenseite des Gehäuses und/oder für Sicherheits- und Endanschläge.
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Die mechanische Sperrvorrichtung kann auch einen Elektromotor aufweisen, der das Kurvenrad direkt oder über eine weitere Getriebeanordnung antreiben kann. In diesem Fall wird die Sperrvorrichtung als elektromechanische Sperrvorrichtung bezeichnet und in dieser Bauform häufig als Lenkungsverriegelung für Kraftfahrzeuge eingesetzt.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Darstellung der Sperrvorrichtung der Erfindung, die auf die funktionswesentlichen Elemente beschränkt ist.
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2 ein Kurvenrad und ein feststehendes Führungselement der Sperrvorrichtung von 1 im Detail.
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3 eine mögliche Anordnung eines Sensors zur Erfassung einer Drehbewegung des Bewegungs-Übertragungselements.
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4 eine Abfolge von Bewegungszuständen bei einer Verriegelung der Sperrvorrichtung von 1.
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5 eine typische Abfolge von Bewegungszuständen bei einer Entriegelung der Sperrvorrichtung von 1.
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Die in den Figuren dargestellte exemplarische mechanische Sperrvorrichtung gemäß der Erfindung besitzt ein Kurvenrad 1, das zur Drehung antreibbar ist, beispielsweise über einen (hier nicht dargestellten) innerhalb einem Gehäuse der Sperrvorrichtung vorgesehenen Elektromotor direkt oder über eine weitere Getriebeanordnung, und das eine Steuerkurve 2 aufweist, welche in 2 sichtbar ist. Die Steuerkurve 2 ist bei dieser Ausführungsform an einer Innenumfangsfläche des Kurvenrades konzentrisch zu einer Drehachse desselben ausgebildet. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung, weil diese Form des Kurvenrades eine kompakte Bauform der Getriebeanordnung und damit der Sperrvorrichtung ermöglicht. Allerdings ist die Fertigung der Steuerkurve an der inneren Umfangsfläche des Kurvenrades 1 nicht einfach und, sofern die axiale Baugröße des Kurvenrades nicht deutlich erweitert werden soll, auf eine relativ geringe axiale Steigung und eine kurze Steuerkurvenlänge begrenzt, so dass die mit der Steuerkurve allein erzielbare Hubstrecke des später beschriebenen Sperrelements begrenzt ist. In der später beschriebenen Weise ermöglicht die Sperrvorrichtung der Erfindung aber eine Erweiterung der axialen Hubstrecke des Sperrelements ohne eine Verlängerung der Steuerkurve im Kurvenrad.
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In definierten Positionen am Umfang des in 2 dargestellten Kurvenrads 2 sind erste und zweite Mitnehmer 8, 9 vorgesehen, die in später noch zu beschreibender Weise mit einem ersten Mitnehmerelement 14 eines Bewegungs-Übertragungselements 4 gelangen, wenn dieses aus der Steuerkurve 2 austritt bzw. bevor dieses in die Steuerkurve 2 eintritt.
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Das konzentrisch mit dem Kurvenrad 1 angeordnete Bewegungs-Übertragungselement 4, das auch als Hubbolzen ausgeführt sein und bezeichnet werden kann, besitzt das erste Mitnehmerelement 14, das mit der Steuerkurve 2 des Kurvenrads in Eingriff ist. Ein zweites Mitnehmerelement 15 des Bewegungs-Übertragungselements 4 ist mit einer Führungskulisse 5 eines relativ zum Kurvenrad 2 feststehenden Führungselements 6 zur Kraftübertragung in Eingriff. Die Führungskulisse 5 des Führungselements 6 ist beispielsweise durch einen Schlitz, einen Steg oder eine Nut oder Kombinationen davon gebildet, wobei der gleichzeitige Eingriff des ersten und zweiten Mitnehmerelements 14, 15 des Bewegungs-Übertragungselements 4 mit der Steuerkurve 2 des Kurvenrads 1 einerseits und der Führungskulisse 5 des feststehenden Führungselements 6 andererseits bewirkt, dass die Drehung der Steuerkurve 2 bei gleichzeitiger Führung des Bewegungs-Übertragungselements 4 entlang dem geraden Abschnitt der Führungskulisse, der sich in der Axialrichtung erstreckt, die Drehung der Steuerkurve 2 in eine Axialbewegung des Bewegungs-Übertragungselements 4 entlang der Führungskulisse 5 überträgt und somit ein Getriebe bildet.
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Das Führungselement 6, von dem in 1 nur ein Teil dargestellt ist, ist vorzugsweise zumindest drehfest mit einem Gehäuse der Sperrvorrichtung verbunden oder wird direkt durch einen Teilbereich desselben gebildet.
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Das in der gezeigten Ausführungsform als Sperrbolzen 3 ausgebildete Sperrelement ist mit dem als Hubbolzen 4 ausgebildeten Bewegungs-Übertragungselement 4 so über einen Bolzenhalter 13 gekoppelt, dass die Übertragung der axialen Kräfte von dem Hubbolzen 4 auf den Sperrbolzen 3 erfolgt, während gleichzeitig eine relative Drehung zwischen dem Hubbolzen 4 und dem Sperrbolzen 3 möglich ist. Diese relative Drehbarkeit ist erforderlich, damit sich das Bewegungs-Übertragungselement 4 erfindungsgemäß in einem Abschnitt seiner Bewegung beim Verriegelungsvorgang drehen kann, während der Sperrbolzen 3 bereits in das Gegenelement eingreift. Der Bolzenhalter 13 ist wiederum konzentrisch in einer Bohrung des Hubbolzens 4 angeordnet und relativ zu diesem axial bewegbar. Zur Kraftübertragung ist der Bolzenhalter 13 mit dem Hubbolzen 4 über ein Paar Mitnehmerstifte 16 gekoppelt, die in länglichen Aussparungen 17 des Hubbolzens geführt sind, so dass die Bewegung in Axialrichtung ermöglicht aber eine relative Drehung verhindert ist.
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Der Bolzenhalter ist ferner durch ein (nicht gezeigtes) elastisches Federelement, beispielsweise eine in der Ausnehmung im Hubbolzen angeordnete Spiralfeder in Axialrichtung vorbelastet. Die elastische Vorbelastung dient dazu, den Sperrbolzen in Eingriff mit dem Gegenelement zu drücken, was beispielsweise bei Einsatz der Sperrvorrichtung als Lenkungsverriegelung notwendig ist, bei der das Gegenelement aus einer Anzahl von Ausnehmungen am Umfang eines mit einer Lenksäule verbundenen Sperrkranzes besteht und der Sperrbolzen bei bestimmten Lenkungspositionen auf einen Zahn oder Steg zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen trifft. Durch geringfügiges Weiterdrehen des Lenkrades gelangt der Sperrbolzen zur angrenzenden Ausnehmung und wird durch die Vorbelastung in die Ausnehmung eingerückt.
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Das feststehende Führungselement 6 mit der Führungskulisse 5, mit der das zweite Mitnehmerelement 15 des Bewegungs-Übertragungselements 4 in Eingriff ist, ist erfindungsgemäß durch einen Abschnitt 7 erweitert, der eine Drehung des Bewegungs-Übertragungselements 4 bei fortgesetzter Drehung des Kurvenrades 2 erlaubt. Der die Drehung des Bewegungs-Übertragungselements 4 zulassende Abschnitt 7 des feststehenden Führungselements 6 umfasst einen Bereich 7a, der sowohl die Drehung erlaubt, als auch eine Bewegung des zweiten Mitnehmerelements 15 und damit des Bewegungs-Übertragungselements 4 in der Axialrichtung bewirkt. Dies wird, wie in 2 gezeigt ist, beispielsweise durch eine schräge Führungsfläche oder Rampe 7a erreicht, die sich an den linearen Abschnitt 7c der Führungsnut der Führungskulisse 5 anschließt. Die schräge Führungsfläche 7a führt zu einer weiteren Führungsfläche bzw. einem weiteren Bereich 7b des Führungsabschnitts 7, die bzw. der sich in Umfangsrichtung des Führungselements 6 erstreckt, und vorzugsweise unmittelbar durch eine Oberseite desselben gebildet ist. Der in Umfangsrichtung verlaufende Führungsabschnitt 7b kann aber auch in Form einer Umfangsnut oder Umfangsausnehmung ausgestaltet sein.
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Sofern keine weitere axiale Bewegung des Bewegungs-Übertragungselements 4 erforderlich ist, erstreckt sich die Führungsfläche des Bereichs 7b senkrecht zur axialen Bewegungsrichtung des Bewegungs-Übertragungselements. Andernfalls kann der Bereich 7b ebenfalls mit schrägen Führungsflächen versehen sein, um an entsprechenden Position bei Drehung des Bewegungs-Übertragungselements eine zusätzliche Axialbewegung zu bewirken. Ebenso können weitere Abschnitt mit unterschiedlichem Verlauf und unterschiedlicher Steigung vorgesehen sein.
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Der Eingriff des Bewegungs-Übertragungselements 4 bzw. des daran ausgebildeten zweiten Mitnehmerelements 15 mit dem Abschnitt 7 der Führungskulisse 5 bzw. dessen Übergang erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu dem das Bewegungs-Übertragungselement 4 bzw. dessen erstes Mitnehmerelement 14 aus der Steuerkurve 2 des Kurvenrads 1 ausgetreten ist und mit dem ersten Mitnehmerabschnitt 8 am Kurvenrad 1 in Eingriff gelangt. Die Höhe des ersten Mitnehmerabschnitts 8 am Kurvenrad 1 ist so bemessen, dass das erste Mitnehmerelement 14 bei Drehung des Kurvenrads in Umfangsrichtung weiterbewegt wird und dabei immer in Eingriff mit dem ersten Mitnehmerabschnitt 8 bleibt, auch wenn sich das Mitnehmerelement 14 zusammen mit dem Bewegungs-Übertragungselement 4 aufgrund der Bewegung des zweiten Mitnehmerelements 15 entlang der schrägen Führungsfläche 7a weiter in Axialrichtung bewegt. Die Höhe des ersten Mitnehmerabschnitts 8 in Axialrichtung entspricht daher mindestens der Steigerung des Abschnitts 7 des feststehenden Führungselements 6.
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Die 4 zeigt den typischen Bewegungsablauf der mechanischen Sperrvorrichtung gemäß der Erfindung beim Verriegeln, wobei das Kurvenrad 1 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Solange sich das erste Mitnehmerelement 14 des Bewegungs-Übertragungselements 4 in der Steuerkurve 2 des Kurvenrads befindet, ist der zweite Mitnehmerelement 15 des Bewegungs-Übertragungselements 4 gleichzeitig im Eingriff mit der linearen Abschnitt 7c der Führungskulisse 5, so dass bei Drehung des Kurvenrads das Bewegungs-Übertragungselement 4 und mit diesem der Sperrbolzen 3 in der Axialrichtung in die Verriegelungsstellung bewegt wird (Phase A und B). Sobald in Phase C das erste Mitnehmerelement 14 die Steuerkurve 2 verlässt, gelangt auch das zweite Mitnehmerelement 15 zum Beginn des Abschnitts 7 an dem feststehenden Führungselement 6. Während das erste Mitnehmerelement 14 weiter in Eingriff mit dem ersten Mitnehmerabschnitt 8 des Kurvenrades 2 ist und durch diesen in Umfangsrichtung gedreht wird, gleitet das zweite Mitnehmerelement 15 entlang der schrägen Führungsfläche 7a des Abschnitts 7, so dass das Bewegungs-Übertragungselement 4 weiter in der Axialrichtung bewegt wird. Zwischen Phase D und E bewegt sich das zweite Mitnehmerelement 15 von dem Bereich 7a in den Bereich 7b, hier auf der Oberseite des Führungselements 6, und wird durch den fortbestehenden Eingriff des ersten Mitnehmerelements 14 mit dem ersten Mitnehmerabschnitt 8 des Kurvenrades 2 in Umfangsrichtung gedreht. Die drehbare Kopplung von Sperrbolzen und Hubbolzen über den Bolzenhalter verhindert eine Mitdrehung des Sperrbolzens, wenn dieser beispielsweise in Phase E im Eingriff mit einem Gegenelement ist.
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Die Abfolge der 5 zeigt den typischen Bewegungsablauf beim Entriegeln, wobei hier das Kurvenrad entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Ausgehend von Phase E, bei der sich das zweite Mitnehmerelement 15 auf dem zweiten Bereich 7b des Führungsabschnitts 7 befindet, gelangt das erste Mitnehmerelement 14 des Bewegungs-Übertragungselements 4 in Eingriff mit einem zweiten Mitnehmerabschnitt 9 des Kurvenrads 2 und wird dadurch zur Drehung in Umfangsrichtung mitgedreht. Ab einer bestimmten Drehposition gelangt das zweite Mitnehmerelement 15 in den ersten Bereich 7a des Führungsabschnitts 7 und kann sich ab diesem Zeitpunkt entlang der schrägen Fläche in Axialrichtung nach unten, d. h. in Richtung einer Entriegelung bewegen. Diese Bewegung wird entweder durch die Schwerkraft ausgelöst oder kann gegebenenfalls durch ein geeignetes Vorbelastungsmittel (beispielsweise durch die über den Bolzenhalter 13 auf den Sperrbolzen 3 einwirkende Vorbelastungskraft, wenn der Sperrbolzen in Eingriff mit einer Ausnehmung am Gegenelement steht) oder eine weitere Führungsfläche erzwungen werden. Bei Weiterdrehung des Kurvenrads gelangt das erste Mitnehmerelement 14 in die Steuerkurve 2 des Kurvenrads 1 und wird durch den Eingriff mit der Steuerkurve in Verbindung mit der Führung des zweiten Mitnehmerelements 15 in dem linearen Abschnitt 7c der Führungskulisse 5 weiter in Axialrichtung bzw. Entriegelungsstellung bewegt. Durch die Kopplung des Hubbolzens mit dem Sperrbolzen wird der Sperrbolzen dabei in der Axialrichtung mitgenommen, bis er die vollständige Entriegelungsposition in Phase A erreicht hat.
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Der durch die Möglichkeit der Mitdrehung des Hubbolzens 4 durch den Führungsabschnitt 7 des Führungselements 6 gewonnene Bewegungsbereich in Umfangsrichtung kann gemäß der Darstellung in 3 vorzugsweise dazu genutzt werden, dass an dem Hubbolzen 4 ein Merkmal 11, beispielsweise in Form eines Vorsprungs oder eines Magneten vorgesehen ist, der bei der Drehung des Hubbolzens 4 an einer bestimmten Position in den Erfassungsbereich eines Sensors 12, beispielsweise eines Hall-Sensors gelangt. Dieser kann an einer geeigneten Position im Drehbereich des Hubbolzens angeordnet sein. Falls der zweite Bereich 7b des feststehenden Führungselements 6 die Außenfläche eines Gehäuses der Sperrvorrichtung ist, kann der Sensor 12 auch außen am Gehäuse vorgesehen sein.
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Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht darin, dass der erweiterte Bewegungsbereich zur Anbringung eines mechanischen Endanschlags genutzt werden kann, wobei die Erweiterung des Drehbereichs am Ende der axialen Hubbewegung des Hubbolzens einen größeren Spielraum für die Anordnung eines solchen mechanischen Endanschlags bietet. Alternativ kann ein mechanischer Endanschlag gegebenenfalls ganz entfallen, weil eine Weiterdrehung des Hubbolzens in der Verriegelungsrichtung entlang dem zweiten Bereich 7b des Führungsabschnitts 7 lediglich dazu führt, dass der zweite Mitnehmerabschnitt 15 an der Position der Führungskulisse 5 bzw. des Abschnitts 4a in diese kurzzeitig hineinfällt und bei Weiterdrehung über die schräge Führungsfläche des ersten Bereichs 7a des Führungsabschnitts 7 wieder zum zweiten Bereich 7b angehoben wird.
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Die erweiterte Rotationsbewegung des Hubbolzens kann ferner für eine mechanische Sicherung des Sperrelements verwendet werden, die verhindern soll, dass das Sperrelement im Falle eines Bruchs selbsttätig in Eingriff mit dem Gegenelement gelangt. Außerdem ermöglicht die Drehbarkeit des Hubbolzens am Ende der Verriegelungsbewegung größere Schaltungstoleranzen für eine Steuerung bzw. Abschaltung des Antriebsmotors in der Verriegelungsstellung.
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Die Erfindung wurde zwar anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die erfindungsgemäße Idee der Erweiterung des linearen Abschnitts der Führungskulisse 5 für einen Mitnehmer des Hubbolzens 4 um einen Führungsabschnitt, der eine Drehung des Hubbolzens und ggf. eine weitere Axialbewegung ermöglicht, kann in verschiedener Weise realisiert werden. Insbesondere kann durch unterschiedliche Führungsflächen, insbesondere durch die Variation der Steigung des Abschnitts 7 des feststehenden Führungselements 6 der axialen Hub des Hubbolzens bei Drehung desselben variiert werden. Besonders bevorzugt ist die Aufteilung der gesamten Hubbewegung des Hubbolzens und damit des Sperrbolzens in der Axialrichtung auf die Steuerkurve des Kurvenrads einerseits und den Führungsabschnitt des feststehenden Führungselements andererseits, weil dadurch das Kurvenrad mit einer kürzeren Steuerkurve und damit kostengünstiger und kompakter hergestellt werden kann. Falls das feststehende Führungselement 6 als Teil eines Gehäuses der Sperrvorrichtung ausgestaltet ist, kann ein zusätzliches Bauteil hierfür entfallen, so dass die gesamte Sperrvorrichtung insgesamt noch kompakter und kostengünstiger realisiert werden kann. Außerdem ergibt sich dadurch die Möglichkeit, einen Sensor zur Erfassung der Bewegung des Hubbolzens Außen an einem Gehäuse der Sperrvorrichtung anzubringen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008023997 A1 [0002, 0004]
