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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 in Gebrauch ist, im Hinblick darauf sicherstellt, jede unerlaubte Nutzung zu unterbinden und somit eine Diebstahlsicherungsvorrichtung darzustellen.
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In einem Kraftfahrzeug mit elektrischer Servolenkung ist ein elektrischer Hilfsmotor vorgesehen, der über eine Untersetzungsgetriebeübertragungseinrichtung, also einen Drehmomentvervielfacher mit einem beweglichen Lenksystemteil verbunden ist, welches das Lenkrad mit den Leiträdern des Fahrzeugs verbindet. Die Untersetzungseinrichtung lässt sich vor allem in Form eines Untersetzungsgetriebes mit Schnecke und Schneckenrad ausführen, wobei die Schnecke zur Welle des elektrischen Hilfsmotors koaxial und drehfest mit dieser verbunden ist, während das Schneckenrad mit der Lenksäule oder einem anderen beweglichen Teil des Lenksystems drehfest ist.
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Bei solchen Fahrzeugen ist die Funktion „Diebstahlsicherung” durch eine zwischen dem Lenkrad und dem oberen Kardangelenk der Lenksäule befindliche Drehblockierungsvorrichtung für die Lenksäule für gewöhnlich 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 sich mit bestimmten Bauteilen der elektrischen Servolenkung des betreffenden Fahrzeugs kombinieren lassen. Im Allgemeinen umfassen diese Diebstahlsicherungsvorrichtungen ein bewegliches Blockierungsglied, das mittels einer insbesondere elektrischen Betätigungseinrichtung verschiebbar ist und mit einem umlaufenden Glied zusammenwirkt, das zur Untersetzungseinrichtung der elektrische Servolenkung gehört oder mit dieser Untersetzungseinrichtung verbunden ist. Insbesondere ist das bewegliche Blockierungsglied von der Art eines Riegels und wirkt mit einem Ring oder einem Kranz zusammen, der mit mindestens einer Umfangsnut versehen und an der Welle des elektrischen Hilfsmotors angebracht ist, oder zwischen diesem Elektromotor und einem Teil der Untersetzungseinrichtung wie der Schnecke, oder aber direkt an einem Teil, das zur Untersetzungseinrichtung gehört.
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Als Beispiele für diesen Stand der Technik wird hier Bezug auf die Dokumente
FR 2 706 846 (oder seine Entsprechung
EP 0 630 800 ) und
FR 2 793 749 oder auch die französische Patentanmeldung
FR 2831502 und die japanische Patentanmeldung
JP 2001/219816 A genommen.
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Trotz ihrer Vorteile haben diese Sperrvorrichtungen mit Diebstahlsicherungsfunktion, die direkt insbesondere am Eingang der Untersetzungseinrichtung auf die elektrische Servolenkung wirken, immer noch Nachteile und bleiben zu verbessern. Insbesondere sollten diese Diebstahlsicherungsvorrichtungen, um zu verhindern, dass sie unwirksam gemacht werden, von außen her schwer demontierbar und somit gegen manipulatorische Eingriffe wirklich sicher gemacht werden.
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Zur
FR 2 831 502 A1 sei noch näher aufgeführt, dass diese eine Sperrvorrichtung mit Diebstahlsicherungsfunktion für Kraftfahrzeuge mit elektrischer Servolenkung zeigt, wobei die Sperrvorrichtung eine Kupplungsmuffe, ein Rotationsbauteil und ein bewegliches Blockierungsglied umfasst. Die Sperrvorrichtung der
FR 2 831 502 A1 ist jedoch nicht ausreichend gegenüber einer Demontage abgesichert.
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Ausgehend von der
FR 2 831 502 A1 ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Sperrvorrichtung bereitzustellen, die in ausreichender Weise vor deren Demontage abgesichert ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Sperrvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich anhand der Unteransprüche.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgegenständlichen Vorrichtung mit Diebstahlsicherungsfunktion ist das umlaufende Glied von der Art eines Ringes oder Kranzes, der mit Nuten mit Ansatz versehen ist, koaxial um eine Kupplungsmuffe oder um eine Verlängerung der Welle des elektrischen Hilfsmotors angebracht, wodurch die Welle des elektrischen Hilfsmotors drehfest mit einem Teil der Untersetzungseinrichtung der elektrischen Servolenkung, wie einer Schnecke verbunden ist, und es ist, eingesetzt zwischen der Kupplungsmuffe und dem umlaufenden Glied von der Art eines Ringes oder Kranzes mit Nuten, eine Einrichtung zum Sperren des umlaufenden Glieds in der axialen Richtung vorgesehen. Diese Sperreinrichtung kann aus einem Sperrsegment bestehen, das in eine ringförmige Auskehlung der Kupplungsmuffe oder der Verlängerung der Welle eingesteckt und der Vorderseite des umlaufenden Glieds von der Art eines Ringes oder Kranzes zugewandt, dem elektrischen Hilfsmotor entgegengesetzt ist. Vorzugsweise ist das umlaufende Glied von der Art eines Ringes oder Kranzes, der mit Nuten mit Ansatz versehen ist, um die Kupplungsmuffe oder die Verlängerung der Welle des elektrischen Hilfsmotors mit einem dazwischen eingesetzten Reibungsring angebracht, der als Drehmomentbegrenzer dient.
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Auf diese Weise ist im Blockierungszustand der Vorrichtung das Blockierungsglied radial in einer Nut des Ringes oder Kranzes in Eingriff, was den Ring oder Kranz drehunbeweglich festsetzt, um die gesamte betreffende Fahrzeuglenkung mittels der Untersetzungseinrichtung und insbesondere seiner Schnecke zu blockieren. Insbesondere verhindert der Ansatz der Nut, in die das Blockierungsglied eingeführt ist, in Kombination mit der Sperreinrichtung wie dem Sperrsegment, die Demontage des elektrischen Hilfsmotors und sichert ihn somit praktisch gegen manipulatorische Eingriffe. Schließlich verhindert der Drehmomentbegrenzerring den Bruch von mechanischen Teilen im Falle eines unerlaubten Versuchs der Benutzung des Fahrzeugs.
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Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Betätigungseinrichtung des beweglichen Blockierungsglieds starr am elektrischen Hilfsmotor oder am Gehäuse der Untersetzungseinrichtung befestigt. In einer vorteilhaften Variante ist die Betätigungseinrichtung des beweglichen Blockierungsglieds im Gehäuse des elektrischen Hilfsmotors oder im Gehäuse der Untersetzungseinrichtung versenkt, so dass sie weder sichtbar, noch von außerhalb des Systems zugänglich ist, was die Sicherung der Vorrichtung gegen manipulatorische Eingriffe noch weiter verbessert.
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Die erfindungsgemäße Ausführung wird somit der Notwendigkeit vollkommen gerecht, die Sperrvorrichtung mit Diebstahlsicherungsfunktion gegen manipulatorische Eingriffe zu sichern und gleichzeitig einen einfachen und wirtschaftlichen Aufbau beizubehalten.
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Die Erfindung wird mittels der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte Schemazeichnung verständlicher, die beispielhaft eine Ausführungsform dieser Sperrvorrichtung mit Diebstahlsicherungsfunktion für Kraftfahrzeuge mit elektrischer Servolenkung darstellt:
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1 ist eine sehr schematische Gesamtansicht eines elektrischen Servolenksystems, das mit der erfindungsgegenständlichen Vorrichtung ausgerüstet werden kann.
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2 stellt im Längsschnitt die Einheit „elektrischer Hilfsmotor und Untersetzung” einer solchen Servolenkung dar, wobei die speziellen Besonderheiten der Erfindung veranschaulicht sind.
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1 zeigt die gewöhnlichen Bestandteile einer Lenkung 2 für ein Kraftfahrzeug, und zwar ein Lenkrad 3, das mit einem Ende einer Lenksäule 4 verbunden ist, deren 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 9 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. Die Einrichtung 11 ist ein Untersetzungsgetriebe mit Schnecke 13 und Schneckenrad 14. Die Schnecke 13, die drehbeweglich in Lagern 15 und 16 untergebracht ist, die sich auf beiden Seiten dieser Schnecke befinden, ist zur Welle 12 des Elektromotors 10 koaxial und mittels einer Kupplungsmuffe 17 drehfest mit dieser Welle 12 verbunden, wobei die Muffe 17 und die Welle 12 aus einem Stück sind, und die Muffe 17 mit der Schnecke 13 über Hohlkehlen verbunden ist. 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 übertragen werden.
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Auf ebenfalls bekannte Weise wird dieser elektrische Hilfsmotor 10 von einem elektronischen Rechner 18 gesteuert, der seinerseits verschiedene Signale von außen empfängt, wie diejenigen, die mit S1 und S2 angegeben sind (siehe 1).
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Mit erneutem Bezug auf 2 hat die Einheit, die den elektrischen Hilfsmotor 10 und die Übertragungseinrichtung 11 umfasst, hier eine Sperrvorrichtung mit Diebstahlsicherungsfunktion eingebaut. Im dargestellten Beispiel wirkt diese Sperrvorrichtung im Bereich der Kupplungsmuffe 17 zwischen der Welle 12 des Elektromotors 10 und der Schnecke 13.
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Die Sperrvorrichtung umfasst ein umlaufendes Glied 20 von der Art eines Ringes oder Kranzes, das koaxial um die Kupplungsmuffe 17 angebracht und mit dieser drehfest verbunden ist. Der Ring 20 weist auf seinem Umfang nach außen geöffnete Nuten 21 auf, beispielsweise drei Nuten 21, die mit Winkelzwischenräumen von 120° gleichmäßig verteilt sind, um jegliche Unwucht zu vermeiden.
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Ein Reibungsring 22, der eine Drehmomentbegrenzereinrichtung darstellt, ist zwischen dem Ring 20 mit Nuten 21 und der Kupplungsmuffe 17 eingesetzt, um den Bruch mechanischer Teile im Falle eines unerlaubten Nutzungsversuchs des Fahrzeugs zu verhindern.
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Die Sperrvorrichtung umfasst noch ein bewegliches Blockierungsglied 23, das dem Umfang des Rings 20 zugewandt angeordnet und dazu vorgesehen ist, sich durch eine radiale Bewegung in eine der Nuten 21 des Rings 20 einzupassen. Die Verschiebung des beweglichen Blockierungsglieds 23 wird von einer elektrischen Betätigungseinrichtung 24 und zwar entweder direkt oder mittels eines mechanischen Übertragungsglieds gesteuert, wobei die Betätigungseinrichtung 24 am Motor 10 oder am Gehäuse der Untersetzungseinrichtung 11 starr befestigt ist. Die Betätigungseinrichtung 24 wiederum wird von einem elektronischen Rechner 18 gesteuert, der die Befehle zum „Einschalten” oder „Ausschalten” interpretiert, die von einem herkömmlichen Zündschlüssel oder irgendeiner gleichwertigen Einrichtung wie einer elektronischen Codekarte gegeben werden, über die der autorisierte Benutzer des Fahrzeugs verfügt. Diese Betätigungseinrichtung 24 kann auch von jedem anderen Rechner des Fahrzeugs gesteuert werden. Insbesondere wenn die Betätigungseinrichtung 24 das Blockierungsglied 23 verschiebt, indem sie es vom Ring 20 entfernt, wird das Blockierungsglied 23 aus der Nut 21 des Ringes 20 herausgezogen, wobei dieser Letztere dann freigesetzt und die Lenkung 2 nicht mehr blockiert ist.
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Jede Nut 21 des Ringes 20 ist eine Nut, die durch einen Ansatz 25 begrenzt wird, der an diesem Ring 20 auf der dem Elektromotor 10 entgegengesetzten Seite, d. h. der am weitesten vom Motor 10 entfernten Seite ausgebildet ist. Somit wird, wenn das Blockierungsglied 23 radial in eine Nut 21 des Ringes 20 eingeführt ist, um die Lenkung 2 zu blockieren, auch dieses Blockierungsglied 23 axial durch den Ansatz 25 der Nut 21 festgesetzt.
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Darüber hinaus umfasst die Kupplungsmuffe 17 eine sich nach außen öffnende ringförmige Auskehlung 26, in die ein Sperrsegment 27 eingesetzt ist. Dieses Sperrsegment 27 ist der Vorderseite des Ringes 20 zugewandt, die dem elektrischen Hilfsmotor 10 entgegengesetzt ist, d. h. seiner der Schnecke 13 der Untersetzungseinrichtung 11 zugewandten Seite.
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Somit verhindert im Blockierungszustand das zwischen der Kupplungsmuffe 17 und dem Ring 20 mit Nuten 21 eingesetzte Sperrsegment 27 mittels des beweglichen Blockierungsglieds 23, das selbst am Ansatz 25 einer Nut 21 in Anlage kommt, die Demontage des Motors.
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Man würde den Rahmen der wie in den beigefügten Ansprüchen definierten Erfindung nicht verlassen, wenn Folgendes abgeändert würde:
- – die Anzahl der Nuten des Ringes;
- – die Form des Ansatzes der Nuten des Ringes im Einzelnen;
- – die Lage dieses Ringes oder eines anderen, äquivalenten umlaufenden Glieds, wie eines Kranzes, das beispielsweise direkt an der Welle des elektrischen Hilfsmotors untergebracht werden könnte;
- – die Art der Betätigungseinrichtung, elektrisch oder anderweitig, die zum Verschieben des beweglichen Blockierungsglieds eingesetzt wird;
- – die Untersetzungseinrichtung im Einzelnen, die mit Schnecke und Schneckenrad oder von einer anderen Art sein kann;
- – die Verbindungsart zwischen der Welle des elektrischen Hilfsmotors und der Untersetzungseinrichtung, wobei die Kupplungsmuffe insbesondere durch eine Verlängerung der Welle des Motors ersetzt werden kann, die auf entsprechende Weise dimensioniert ist;
- – die Stelle des Lenksystems, auf die die elektrische Servovorrichtung mit dem Elektromotor und der Untersetzungseinrichtung wirkt;
die Art von Rechner oder einer anderen elektronischen Einheit, der/die in die elektronische Einheit des Motors eingebaut ist oder auch nicht, welche die Betätigungseinrichtung der Sperrvorrichtung steuert.