DE102005018383B3

DE102005018383B3 - Elektromagnetische Sperrvorrichtung

Info

Publication number: DE102005018383B3
Application number: DE102005018383A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Neuhaus
Original assignee: Harting Automotive GmbH and Co KG
Current assignee: Harting Automotive GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2025-04-22

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektromagnetische sowie mechanische Sperrvorrichtung, die mit einem elektronischen oder optischen Identifizierungsnachweis zum berechtigten Start eines Motors eines Kraftfahrzeuges gekoppelt ist. DOLLAR A Dabei wird der Startvorgang durch die Betätigung eines Startknopfes bis zu einem erfolgreichen Identifizierungsvorgang zunächst mechanisch unterbunden. DOLLAR A Bei einer positiven Bewertung der Identifikation wird zunächst ein Teil der elektromagnetischen Sperrvorrichtung veranlasst, aus einer Sperrposition in eine Freigabeposition zu gleiten und erst nach anschließender Betätigung des Startknopfes wird ein noch mechanisch arretierter Teil der Sperrvorrichtung freigegeben, wobei ein Startsignal generiert wird, das den Startvorgang des Motors auslöst.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Sperrvorrichtung, insbesondere Sperrvorrichtung für das Zündschloss eines Kraftfahrzeuges, wobei für einen berechtigten Startvorgang ein elektronischer oder optischer Identifizierungsnachweis und eine mechanische Freigabe für die Sperrvorrichtung erforderlich ist.
Eine derartige elektromagnetische Sperrvorrichtung wird benötigt, um für einen schlüssellosen Motorstart eines an sich beliebigen Fahrzeuges zunächst die Berechtigung zum Start zu überprüfen und erst bei einer elektronischen Freigabe einen durch die Sperrvorrichtung blockierten Startknopf mechanisch freizugeben.
Es sind eine Reihe von Zündschlosssystemen bekannt, bei denen Identifikationsgeber elektronischer wie optischer Bauart genutzt werden, die gleichzeitig mit elektronischen, magnetischen und mechanischen Systeme in unterschiedlichen Kombinationen miteinander verkoppelt sind, die zum einen den berechtigten Start eines Fahrzeuges elektronisch zu überwachen und zum anderen aber zusätzliche mechanische Sperrmechanismen vorsehen.

Aus der DE 100 10 277 A1 ist eine elektromagnetische Sperrvorrichtung, insbesondere für den Zündschalter oder das Zündschloss von Kraftfahrzeugen bekannt, mit einem elektromagnetischen Sperrstift, der als Magnetanker eines Hubmagneten ausgebildet ist und am Umfang eines Rotors eines Zündschalters, der Verbindungswelle oder des Schließzylinders eines Zünd schlosses für einen im wesentlichen radialen Eingriff mit einem Nocken am Umfang des Rotors, der Welle oder des Schließzylinders angeordnet ist.

Weiterhin ist in der DE 101 26 129 A1 ein Schaltgerät mit einem Schaltwähler für Fahrzeuge beschrieben, das zum Schalten des Getriebes vorgesehen ist, mit einem Steuergerät, welches die Identität des Nutzers bestätigt, wobei ein Hubmagnet den Schaltwähler entsprechend sperrt oder entsperrt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Sperrvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass der Start eines Fahrzeuges erst nach einer positiven Erkennung eines dem Berechtigten zugeordneten Identifikationsmittels und nach anschließender Betätigung eines Startknopfes erfolgt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Sperrvorrichtung ein Sperrelement aufweist, das an einem Ankerstößel eines Magnetankers eines bistabilen Permanentmagneten axial verschiebbar angeordnet ist, dass das Sperrelement einen angeformten Sperrkörper aufweist, der von einem im rechten Winkel zur Schieberichtung des Sperrelementes angeordneten, verschiebbaren Arretierungsbolzen mechanisch arretierbar ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2–8 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch eine Verquickung einer elektronischen oder optischen Identifikation und einer elektromechanischen Sperrvorrichtung ein vorbeugende Manipulationssicherung erreicht wird.

Dabei wird ein Startschlüssel oder ein entsprechendes Modul mit einer elektronischen oder optischen Kennung in eine dazu vorgesehene Aufnahmevorrichtung eingeschoben, so dass ein Bordcomputer die Kennung für einen berechtigten Start des Fahrzeuges überprüfen kann.

Bei einer positiven Bewertung wird die Sperrvorrichtung elektrisch freigeschaltet und der Startvorgang kann mittels einer mechanisch wirkenden Startvorrichtung eingeleitet werden.

Dabei ist vorgesehen, dass mit dem Ausschalten des Motors, die hier vorgestellte elektromagnetische Sperrvorrichtung vorteilhafterweise in eine Sperr position gefahren wird und dort stromlos verharrt und der Starvorgang erst wieder nach o.a. Ablauf freigegeben wird.

Die elektromagnetische Sperrvorrichtung wird aus einem bipolaren Permantentmagneten gebildet, an dessen Magnetanker ein Sperrelement angefügt ist, so dass das Sperrelement axiale Bewegungen in die beiden Endstellungen des Magnetankers ausführen kann, je nach Beaufschlagung eines entsprechenden Stromimpulses.

In der Sperrposition wird das Sperrelement von einem rechtwinklig zur axialen Bewegung angeordneten Arretierungsbolzens mechanisch beaufschlagt, wobei das Sperrelement derartig angeordnet ist, dass, wenn auch der Magnetanker durch einen Stromimpuls in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird, das Sperrelement an dem Arretierungsbolzen „hängen" bleibt.

Dabei wird der Stromimpuls vorteilhafterweise nach einer elektronischen Freigabe aufgrund des Identifikationsvorganges ausgelöst.

Dazu ist vorgesehen, dass im Betätigungsfall des Startknopfes durch den Anwender, der mit dem Startknopf in mechanischer Verbindung stehende Arretierungsbolzen vorteilhafterweise kurzzeitig zurückgezogen und somit das „hängende" Sperrelement freigegeben wird.

Erst wenn der Arretierungsbolzen zurückgezogen ist, verschiebt sich das Sperrelement ebenfalls in die Richtung des bereits vorab bewegten Magnetankers, von der Sperrposition in die Freigabeposition, wobei vorteilhafterweise eine entsprechend integrierte Druckfeder im Sperrelement unterstützend wirkt.

Damit wird gleichzeitig ein an der Sperrvorrichtung angeformter Schaltarm in den Bereich einer Lichtschranke geführt, so dass diese ein Signal generiert, das wiederum den Start des Motors bewirkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Sperrvorrichtung,

2 einen Längsschnitt durch die sperrende Sperrvorrichtung,

3 einen Längsschnitt durch die sperrende, aber bereits elektronisch freigegebene Sperrvorrichtung, und

4 einen Längsschnitt durch die freigegebene Sperrvorrichtung.

In der 1 ist in einer perspektivischen Darstellung eine magnetisch betätigbare Sperrvorrichtung 1 gezeigt, die aus einem U-förmigen Joch 30 gebildet ist, innerhalb dessen ein Permanentmagnet 20 angeordnet ist, auf dessen Magnetanker 22 ein Sperrelement 2 befestigt ist.

Im Joch 30 sind Bohrungen 31 zum fixieren der Sperrvorrichtung vorgesehen. Das Joch ist mittels beidseitig seiner U-Schenkel angeordneter Ausnehmungen 32 mit am Permanentmagneten 20 angeformten Rastnasen 28 verbunden.

Oberhalb des Permanentmagneten 20 ist auf dem aus dem Magneten herausragenden, an den Magnetanker 22 angeformter Anker-Stößel 23, das Sperrelement 2 angeordnet.

Das Sperrelement besteht aus einem in der Grundform rechteckigen, aber verrundeten Sperrkörper 3, der außermittig auf einer Trägerplatte 4 angeformt ist, zusammen mit zwei entgegengesetzt zum Sperrkörper angeordneten Führungsstiften 6 und einem Schaltarm 5.

Weiterhin sind zwei gegenüberliegende Anformungen 26 am Permanentmagneten 20 erkennbar, die jeweils eine Führungsbohrung 27 aufweisen. In diese Führungsbohrungen tauchen die zwei Führungsstifte 6 des Sperrelementes 2 ein und gewährleisten so eine mit der axialen Bewegung des Magnetankers verdrehsichere, axiale Hubbewegung.

Der abgewinkelte Schaltarm 5 ist vorgesehen, um die axiale Hubbewegung mittels Eintauchens in den Schaltbereich einer Lichtschranke 15 in einen elektronischen Schaltimpuls umzuwandeln.

In dieser Darstellung, die den gesperrten Zustand der elektromagnetischen Sperrvorrichtung zeigt, ist rechts oben dargestellt, wie der Sperrkörper 3 an einen Arretierungsbolzen 13 angrenzt, dessen Funktion weiter unten erklärt ist.

Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Sperrvorrichtung aus der 1.

Dabei sind zusätzliche Funktionselemente im Inneren der Sperrvorrichtung erkennbar.

So weist der Permanentmagnet 20 im hier oberen Bereich eine Ausnehmung bzw. eine Vertiefung 29 auf, in der eine Druckfeder 17 um den Magnetanker 22 herum angeordnet ist, die oberhalb der Druckfeder gegen eine Begrenzungsscheibe 18 stößt, die in einem Schlitz auf dem Magnetanker fixiert ist. Auf diese Begrenzungsscheibe 18 ist das Sperrelement 2 aufgesetzt, dessen Führungsstifte 6 an der Trägerplatte 4, in die Führungsbohrungen 27 der seitlichen Anformungen 26 eintauchen und eine verdrehsichere, axiale Führung ermöglichen.

Oberhalb dieser Begrenzungsscheibe 18 und somit innerhalb der Bohrung 7 im Sperrelement 2, weist der Magnetanker 22 einen, gegenüber seinem Durchmesser innerhalb des Permanentmagneten, verjüngten Anker-Stößel 23 auf, an dessen Ende eine weitere Begrenzungsscheibe 11 fixiert ist. Innerhalb dieses Bereiches ist eine Druckfeder 10 positioniert.

Die Druckfeder stößt auf der der Begrenzungsscheibe 11 entgegengesetzten Seite gegen einen Absatz 8 in der Bohrung 7, womit das Sperrelement unverlierbar mit dem Anker-Stößel 23 des Permanentmagneten 20 verbunden ist. Weiterhin ist der an das Sperrelement 2, bzw. an dessen Sperrkörper 3 angrenzende Arretierungsbolzen 13 erkennbar.

Für den Bewegungsablauf der Sperrvorrichtung, der in den 2, 3, 4 dargestellt ist, wird ein bistabiler Hubmagnet genutzt, der aus dem Permanentmagneten 20 und einem Kern 25 gebildet ist, der von einer Spule 24 umgeben ist und dessen Magnetanker 22 durch eine Beaufschlagung der Spule 24 mittels eines Stromimpulses über ein Kabel 33 axial in eine Sperrposition und in eine Freigabeposition verschiebbar ist.

Dabei wird der Magnetanker 22 mit dem Ausschalten des Motors zunächst in eine Sperrposition versetzt, die einer Ruhestellung in seiner hier „oberen" Position entspricht, wobei das Sperrelement 2 mit seinem Sperrkörper 3 von dem Arretierungsbolzen 13 beaufschlagt wird. (2)

Der Arretierungsbolzen ist hier nur ansatzweise ohne weitere Mechanik zur Verbindung mit einem Startknopf gezeigt.

Gleichzeitig wird diese Position durch den Druck der Feder 10 über die Begrenzungsscheibe 11 auf das Sperrelement 2 unterstützt.

Um diese Sperrposition aufzuheben, muss der Anwender zunächst einen Identitätsnachweis erbringen, der zum Beispiel durch einen Transponderträger erfolgen kann. Dieser wird dann in eine dazu vorgesehene Öffnung eingesteckt und dessen elektronisch gespeicherte Kennung vom Bordkomputer des Fahrzeuges überprüft wird und die Freigabe zu einem Startvorgang des Motors bewirkt oder verhindert.

Wird die Identität positiv beschieden, erfolgt ein Stromimpuls auf die Spule 24 und der Magnetanker 22 wird hier nach „unten" verschoben. (3) Dabei bleibt jedoch das Sperrelement 2 zunächst, bedingt durch den seitlichen Druck des Arretierungsbolzens 13 auf den Sperrkörper 3, in seiner "oberen" Stellung hängen, wobei die Feder 10 in der Bohrung 7 im Sperrkörper und die Feder 17 zusammengedrückt sind.

Zur Einleitung des Startvorganges des Motors muss jedoch zusätzlich ein Startknopf betätigt werden, wobei der Startknopf als Drehknopf oder als Druckknopf ausgelegt sein kann.

Mit Betätigung des hier nicht weiter gezeigten Startknopfes wird der Arretierungsbolzen 13 zurückgezogen und gibt den Sperrkörper 3 frei, so dass das Sperrelement 2 mittels der sich entspannenden Feder 10 ebenfalls in die hier „untere" Freigabeposition überführt wird. Damit taucht der Schaltarm 5 in die Lichtschranke 15 ein, wodurch ein Signal zum Start des Motors generiert wird. (4)

Mit dem Ausschalten des Motors wird durch die Beaufschlagung eines Stromimpulses auf die Spule 24 der Anker 22 wieder in seine „obere" Sperrposition verschoben und das Sperrelement 3 durch den Arretierungsbolzen 13 arretiert.

Claims

Elektromagnetische Sperrvorrichtung, insbesondere Sperrvorrichtung für das Zündschloss eines Kraftfahrzeuges, wobei für einen berechtigten Startvorgang ein elektronischer oder optischer Identifizierungsnachweis und eine mechanische Freigabe für die Sperrvorrichtung erforderlich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrvorrichtung (1) ein Sperrelement (2) aufweist, das an einem Ankerstößel (23) eines Magnetankers (22) eines bistabilen Permanentmagneten (20) axial verschiebbar angeordnet ist, dass das Sperrelement (2) einen angeformten Sperrkörper (3) aufweist, der von einem im rechten Winkel zur Schieberichtung des Sperrelementes angeordneten, verschiebbaren Arretierungsbolzen (13) mechanisch arretierbar ist.
Sperrvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (2) einen Sperrkörper (3), eine Trägerplatte (4), einen Schaltarm (5), Führungsstifte (6) aufweist.
Sperrvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (2) mittels der Führungsstifte (6), die in Führungsbohrungen (26) am Permanentmagneten (20) gleiten, axial und verdrehsicher verschiebbar ist.
Sperrvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arretierungsbolzen (13) durch eine Betätigung des Startknopfes verschiebbar ist.
Sperrvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (2) nach seiner Freigabe durch den Arretierungsbolzen (13) mittels der Druckfeder (10) in eine Freigabeposition verschiebbar ist.
Sperrvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Sperrkörper (3) des Sperrelementes (2) in einer Bohrung (7) eine Druckfeder (10) angeordnet ist, die mittels einer Begrenzungsscheibe (11) an dem Ankerstößel (23) fixiert ist.
Sperrvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer Vertiefung (29) am Permanentmagneten (20) eine Druckfeder (17) um den Magnetanker (22) herum angeordnet ist, die mittels einer Begrenzungsscheibe (18) fixiert ist.
Sperrvorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtschranke (15) mittels des Schaltarmes (5) ein Startsignal generiert.