DE4330652A1

DE4330652A1 - Sperr- und Kupplungseinrichtung für drehende Wellen, insbesondere Lenkradsperre

Info

Publication number: DE4330652A1
Application number: DE19934330652
Authority: DE
Inventors: Peter Ingelheim
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-09-10
Filing date: 1993-09-10
Publication date: 1995-03-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sperr- oder Kupplungseinrichtung für drehende Wellen, insbesondere auf eine Lenkradsperre.

Lenkradschlösser, bei denen ein Sperrzapfen in eine Nut in der Lenkwelle eingreift, sind leicht zu knacken. Durch heftiges Drehen am (großen Hebel) Lenkrad kann man den Sperrzapfen brechen und die Lenksperre aufheben.

Es sind Vorschläge bekannt, die Lenkwelle so zu teilen oder einen reibschlüssigen Ring mit einer Nut, in die der Sperrzapfen eingreift, so um die Lenkwelle zu legen, daß vor Erreichen des Brechmoments des Sperrzapfens die Lenkwelle durchrutscht.

Während die erste Lösung ein zu hohes Sicherheitsrisiko darstellen dürfte, hat die zweite Lösung den Nachteil, daß das verdrehte Lenkrad nur unter Schwierigkeiten zurückzudrehen ist bzw. das Reibmoment zwischen Ring und Lenkwelle kaum über die Fahrzeuglebensdauer konstant zu halten ist.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Erfindung, wie sie gekennzeichnet ist, kann die Lenkwelle reibschlüssig so blockieren, daß in gesperrtem Zustand die Lenkwelle mit Hilfe von Klemmkörpern in Abhängigkeit von der Drehkraft am Lenkrad festgeklemmt wird. Eine Drehung der Lenkwelle ist wegen des Reibschlusses daher theoretisch möglich, aber nur mit so hohem Kraftaufwand, daß die Lenkfähigkeit während des Fahrbetriebes unmöglich ist.

Daher wird durch diese Schließvorrichtung eine Beschädigung der Lenkeinrichtung und Lenkarmaturen durch Versuche zum Brechen des Lenkschlosses vermieden.

Anhand der Fig. 1-3 soll die erfindungsgemäße Lenksperre erläutert werden.

In Fig. 1 ist das aus einem Wälzlager 2 und einem Ring 5 mit Klemmkörpern 6 bestehende Schließsystem in perspektivischer Sicht skizziert.

Die Lenkwelle 1 ist in der Lenkhülse 7 gelagert und von einem Käfig bzw. Ring 3 mit Wälzkörpern 4, die auf der Lenkwelle 1 abrollen können, umgeben.

Ein Ring 5 mit Klemmkörpern 6 kann axial so verschoben werden, daß die Klemmkörper 6 in die Zwischenräume zwischen den Wälzkörpern 4 eingeschoben werden.

Dann ist die Lenkwelle blockiert.

Versucht man das Lenkrad zu drehen, werden die Wälzkörper 4 gegen die Lenkwelle 1 und die Klemmkörper 5 gepreßt und somit die Klemmkörper 5 gegen die Lenkhülse 7 gepreßt.

Durch Drehen des Zündschlosses werden die Klemmkörper axial aus (Entsperrung) oder in die Zwischenräume (Sperrung) zwischen den Wälzkörpern geschoben.

In Fig. 2 ist eine Ausführung skizziert, bei der die Klemmkörper 15 durch Verdrehen eines Führungsrings 14 senkrecht zur Drehachse der Lenkwelle 11 in die Laufbahn der Wälzkörper 12 gebracht werden. Die Wälzkörper können dabei auf elastischen Laufbahnen 13, 16 rollen. Durch diese Maßnahme kann ein Durchrutschen bei einem bestimmten Drehmoment zugelassen werden, um so Beschädigungen der Lenkeinrichtung zu vermeiden.

In den Fig. 1 und 2 sind die Wälzkörper Teile einer Wälzlagerung der Lenkwelle in der Lenkhülse. Es besteht somit Berührung zwischen Wälzkörpern und Lenkwelle und Wälzkörpern und Lenkhülse. Die Klemmkörper können daher nur eingeschoben werden, wenn sie sich vor einer Lücke zwischen zwei Wälzkörpern befinden.

Zum Sperren des Zündschlosses müßte daher manchmal noch das Lenkrad gedreht werden, damit die Klemmkörper mit Federkraft zwischen die Wälzkörper geschoben werden.

Dies ist ähnlich heutigen Lenkradschlössern, bei denen das Lenkrad zum Einrasten des Sperriegels gedreht werden muß.

Man kann aber auch das Konzept so gestalten, daß bei jeder Lenkradstellung ein Einlegen der Sperre ohne zusätzliche Feder möglich ist.

Dazu sieht man Wälzkörper vor, die die Lenkwelle 1, aber nicht die Lenkhülse 7 berühren. Die Klemmkörper sind dann etwas breiter, so daß sie ein Abwälzen der Wälzkörper verhindern können und dann von diesen gegen die Lenkhülse gepreßt werden.

Die Ringe 5 und 3 müssen dann mit Elementen versehen sein, die bei einer derartigen Stellung, daß Klemmkörper 6 und Wälzkörper 4 axial gleich liegen, bei Axialbewegung des Ringes 5 den Ring 3 auf der Lenkwelle 1 so verdrehen, daß eine weitere Axialverschiebung des Ringes 5 möglich ist.

Eine ähnliche Ausführung ist in Fig. 3 gezeigt.

Dort ist der Ring 18 mit dem Wälzkörperkäfig 19 bei Entsperrung des Lenkschlosses formschlüssig über Führungselemente 25, die durch Axialverschiebung in V-förmige Kerben gepreßt werden, so verbunden, daß er mit dem Wälzkörperkäfig umläuft und die freie Drehbarkeit der Wälzkörper gegeben ist.

Die Klemmkörper 21 sind mit Hilfe der Führungselemente 25 von der Lenkhülsenwand 23 abgehoben und jeweils genau in die Mitte zwischen je zwei Wälzkörper 20 gebracht.

In gesperrtem Zustand ist der Ring 18 mit den Klemmkörpern 21 geringfügig in axialer Richtung verschoben.

Die Führungselemente 25 haben dann so ein Spiel, daß sie geringfügig axial zum Wälzkörperkäfig 19 verdreht werden können. Die Klemmkörper 21 sind von den Führungselementen 25 so freigegeben, daß sie durch die Spannung der Federn 22 an die Lenkhülse 23 angelegt werden.

Verdreht man nun die Lenkwelle, werden die Wälzkörper unter die Klemmkörper bewegt und die Lenkwelle gesperrt.

Die obere Skizze von Fig. 3 zeigt den entsperrten, die untere den gesperrten Zustand dieser Lösung.

Claims

1. Sperr- und Kupplungseinrichtung für drehende Wellen, insbesondere Lenkradsperre, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden zu kuppelnden und entkuppelnden Wellen (1, 7; 10, 11; 23, 24) oder einer Welle und dem Gehäuse Wälzkörper (4; 12; 20) vorhanden sind, die auf mindestens einer (1; 11; 24) der beiden Wellen abwälzbar sind, und Klemmkörper (6; 15; 21) vorhanden sind, die in zwei Stellpositionen so bewegbar sind, daß

a) in einer Stellposition der Klemmkörper die Wälzkörper zumindest in einer (7; 10; 23) der beiden Wellen oder dem Gehäuse so verdrehbar oder auf diesem so abwälzbar, daß die andere der beiden Wellen (1; 11; 24) ohne oder nur mit geringem Kraftfluß zur anderen Welle drehbar ist, und daß
b) in der anderen Stellposition der Klemmkörper diese eine Relativverdrehung oder eine Abwälzung der Wälzkörper zu beiden Wellen (1, 7; 10, 11; 20, 24) erschweren oder verhindern und eine Klemmung zwischen den Wälzkörpern und den Wellen und/oder den Wälzkörpern und den Klemmkörpern und/oder den Klemmkörpern und einer Welle bewirken.

2. Sperr- und Kupplungseinrichtung unter Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellbewegung der Klemmkörper eine Bewegung in axialer Richtung der Wellen oder eine Drehung um eine zur Wellenachse senkrechte Achse ist.

3. Sperr- und Kupplungseinrichtung unter Patentanspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Stellposition (Entkupplung) der Klemmkörper keine Berührung zwischen Wälzkörpern und der zweiten Welle (7; 10; 23) besteht und bei Bewegung der Klemmkörper in die andere Stellposition (Kupplung) die Wälzkörper durch diese Stellbewegung so auf der ersten Welle (1; 11; 24) bewegt werden, daß die Klemmkörper in die Lücken zwischen zwei Wälzkörpern kommen und bei Relativverdrehung der ersten zur zweiten Welle die erste Welle über Wälz- und Klemmkörper an der zweiten Welle festgeklemmt wird.

4. Sperr- und Kupplungseinrichtung unter Patentanspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in der einen Stellposition (Entkupplung oder Entsperrung) der Klemmkörper (20), diese ein Abwälzen der Wälzkörper auf einer oder beiden Wellen (23, 24) zulassen und die Klemmkörper (21) und Wälzkörper (20) in Umfangsrichtung der beiden Wellen relativ unbewegt sind und in der anderen Stellposition (Kupplung oder Sperrung) die Klemm- und Wälzkörper und Umfangsrichtung der beiden Wellen relativ so verdrehbar sind, daß eine Klemmung zwischen den beiden Wellen (23, 24) erreicht wird.