DE102006003023A1

DE102006003023A1 - Elektrisches Türschloß

Info

Publication number: DE102006003023A1
Application number: DE200610003023
Authority: DE
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2007-07-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Türschloß (100) an einer Türe, insbesondere für ein Schließsystem in einem Kraftfahrzeug. Das Türschloß (100) besitzt ein beispielsweise in der Art einer Drehfalle ausgebildetes, eine Aussparung für einen Türbolzen (2) aufweisendes Rastelement (1), ein beispielsweise in der Art einer Sperrklinke ausgebildetes Sperrelement (4) und ein von einem elektrischen Aktuator bewegbares Betätigungselement (5). Das Betätigungselement (5) ist zum Verriegeln der Türe in Zusammenwirkung mit dem Sperrelement (4) sowie zum Entriegeln der Türe außer Zusammenwirkung mit dem Sperrelement (4) bringbar. Als Aktuator ist ein bistabiler Hubmagnet (18) am Betätigungselement (5) für dessen Bewegung angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Türschloß an einer Türe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Solche Türschlösser sind zur Anwendung in einem Schließsystem für die Autotüren, für die Heckklappe, für die Motorhaube o. dgl. in einem Kraftfahrzeug geeignet.
Die sogenannte Zentralverriegelung ist bei Kraftfahrzeugen weitverbreitet als Komfortsystem. Hierbei ist der Antrieb des Türschlosses von großer Bedeutung. Dieser hat die Aufgabe das Sperrelement bzw. die Sperrklinke so zu bewegen, damit die Türöffnung möglich ist. Über eine Fernbedienung wird das Antriebselement aktiviert.

So ist aus der DE 196 19 958 C2 ein elektrisches Türschloß für eine Autotüre bekannt. Das Türschloß besitzt ein in der Art einer Drehfalle ausgebildetetes, eine Aussparung für einen Türbolzen aufweisendes Rastelement, ein in der Art einer Sperrklinke ausgebildetetes Sperrelement, das in das Rastelement integriert ist, und ein von einem Elektromotor als elektrischer Aktuator bewegbares Betätigungselement. Das Betätigungselement ist zum Verriegeln der Türe in Zusammenwirkung mit dem Sperrelement am Rastelement bringbar, wodurch eine Arretierung des Sperrelementes erfolgt, sowie zum Entriegeln der Türe außer Zusammenwirkung mit dem Sperrelement am Rastelement bringbar, wodurch eine Freigabe des Sperrelementes erfolgt.

In Anbetracht der relativ großen Kräfte zur Entriegelung des Sperrelementes werden ausschließlich kleine Elektromotoren mit Untersetzungsgetriebe eingesetzt, die eine Entriegelungszeit von bis zu 100 ms benötigen. Desweiteren betätigen diese Elektromotoren über Spindeln und/oder Nocken verschiedene Hebel, welche die Verbindung zum Türschloß sowie Außen- und/oder Innentürgriff zulassen oder eliminieren, was die Betätigungszeiten weiter vergrößert. Neuerdings werden sogenannte KeylessEntry-Systeme eingesetzt, bei denen die Fernbedienung automatisch abläuft, indem bei Betätigung oder Berührung des Türgriffes der Fahrer über elektronische Signal-Kommunikation mittels einen beispielsweise in der Hosentasche oder in der Aktentasche mitgeführten elektrischen Schlüssels identifiziert wird. Dabei ist jedoch die Entriegelungszeit bei herkömmlichen Türschlössern ein Problem, da diese nach Ziehen des Türgriffes zu groß ist. Zur Abhilfe werden zwar zusätzliche Antriebselemente, wie gemäß der DE 697 10 140 T2 mehrere Motoren eingesetzt, oder auch kapazitive Sensoren im Türgriff eingesetzt, damit die gesamte Kette der Betätigungszeiten nicht störend auf den Fahrer wirkt. Solche Lösungen sind jedoch sehr aufwendig, welche das Türschloß zum einen teuer sowie zum anderen auch störanfällig machen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Türschloß mit vereinfachtem Aufbau vorzuschlagen, welches kurze Betätigungszeiten, vorzugsweise von weniger als 20 msec aufweist. Insbesondere soll die Stromaufnahme des Türschlosses drastisch reduziert werden, damit das Antriebselement auch von einer Kleinbatterie gespeist werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Türschloß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Türschloß ist ein bistabiler Hubmagnet am Betätigungselement für dessen Bewegung angeordnet, wodurch ein schnelles Ent- und/oder Verriegeln bzw. eine schnelle Freigabe des Sperrelementes innerhalb kleiner Zeiten gewährleistet ist. Weiterhin ist vorteilhaft, daß das erfindungsgemäßige Türschloß lediglich eine relativ geringe Betätigungskraft für das Sperrelement erfordert. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In einer einfachen mechanischen Ausgestaltung bewegt der Hubmagnet mittels eines Drehankers das Betätigungselement. Der Drehanker kann wiederum über eine Feder an eine Sperrklinke angekoppelt sein. Kompakterweise lassen sich der Hubmagnet, der Drehanker sowie die Sperrklinke auf derselben Achse anordnen. Falls erforderlich kann der Drehanker entsprechend ausgewuchtet werden.

Zur weiteren Verkürzung der Betätigungszeit für das Türschloß besitzt der Hubmagnet zwei Spulen. Die eine Spule weist viele Windungen für eine kleine Stromstärke auf, woraus eine Langsamerregung des Hubmagneten resultiert. Die andere Spule weist eine kleine Windungszahl für eine größere Stromstärke auf, womit eine Schnellerregung des Hubmagneten gewährleistet ist. Je nach funktionellem Erfordernis für das Türschloß kann dann der Hubmagnet mit einer Langsam- oder einer Schnellerregung betrieben werden. Zur Energieeinsparung bietet es sich weiter an, den Hubmagneten mit einem Permanentmagneten zu versehen.

Das Türschloß ist im allgemeinen Bestandteil eines Schließsystems im Kraftfahrzeug und besitzt daher eine elektrische Steuerung zum Ent- und/oder Verriegeln. Die Funktionen der Steuerung können durch elektrische Schalter zur Erzeugung entsprechender Schaltsignale gemäß der Stellung von Funktionselementen im Türschloß unterstützt werden. Der Hubmagnet wird für die gewünschte Funktion des Türschlosses von der Steuerung eingeschaltet, indem die Spule des Hubmagneten entsprechend bestromt wird. Falls notwendig kann eine derartige Bestromung des Hubmagneten erfolgen, daß die Haltekraft des Permanentmagneten eliminiert wird. Bei Betätigung des Türaußengriffs durch den Benutzer bietet es sich an, daß über den einen Schalter eine schnelle Aktivierung mittels Schnellerregung des Hubmagneten zur Entriegelung erfolgt.

Um dem Benutzer den Zustand des Türschlosses in einfacher Weise zu visualisieren, kann ein Türstöpsel den entriegelten Zustand anzeigen. Kostengünstig läßt sich der Türstöpsel von einem kleinen Hubmagneten bewegen. Ein Schalter am Türstöpsel kann ein Signal entsprechend der Stellung des Türstöpsels zur weiteren Anzeige und/oder Verarbeitung innerhalb des Schließsystems erzeugen.

Eine Steigerung des Komforts für den Benutzer ist durch eine automatische Türöffnung für das Kraftfahrzeug gegeben. Hierzu läßt sich das Türschloß in einfacher Weise erweitern, indem das Betätigungsglied mittels eines Drehmagneten, eines Hubmagneten o. dgl. bewegbar bzw. verdrehbar ist.

Das Türschloß läßt sich für sonstige Funktionen innerhalb des Kraftfahrzeugs durch Integration von Keyless Induktiv Antennen, Prehcrashsensoren o. dgl. erweitern. Weiter lassen sich Mittel zur Energieübertragung von einem elektrischen Schlüssel für das Schließsystem auf das Türschloß integrieren, so daß mittels der aus dem Schlüssel stammenden Energie eine Notöffnung des Türschlosses ermöglicht ist. Besonders einfach ist eine induktive Energieübertragung, wozu diese Mittel aus einer primären Übertragungsspule im Schlüssel sowie aus einer Sekundärspule im Zündschloß bestehen. Ermöglicht wird diese die Betriebssicherheit des Türschlosses steigernde Notöffnung in einfacher Weise dadurch, daß der Hubmagnet eine lediglich geringe Energie benötigt. Im Gegensatz dazu sind die aus dem Stand der Technik bekannten Antriebe sehr aufwendig. Vor allem ist der Anlaufstrom der gemäß dem Stand der Technik verwendeten Elektromotoren hoch, so daß dieser aus einer kleinen Batterie, wie sie im elektrischen Schlüssel befindlich ist, nicht abgedeckt wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen neben den bereits genannten Vorteilen insbesondere darin, daß ein kompaktes Türschloß mit geringem Gewicht realisiert ist. Das Türschloß benötigt zum Betrieb lediglich eine geringe Leistung und besitzt dennoch sehr geringe Betätigungszeiten. Außerdem ist das Türschloß äußerst robust. Damit ist das erfindungsgemäße Türschloß vorteilhafterweise im Automobilbereich einzusetzen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein elektrisches Türschloß bei geschlossener Türe in einer Prinzipskizze,
2 das Türschloß wie in 1, wobei jedoch das Türschloß in der Vorraste befindlich ist,
3 das Türschloß wie in 1, jedoch bei geöffneter Türe,
4 die nähere konstruktive Ausgestaltung eines das Rast- sowie Betätigungselement enthaltenden Bereiches des Türschlosses in einem Längsschnitt,
5 einen im Querschnitt gezeigten, vergrößerten Detailausschnitt aus 4 im Bereich der Lagerplatte,
6 das Türschloß gemäß 4 in einem Querschnitt,
7 das Türschloß bei verriegelter Türe in Zusammenwirkung mit Elementen der Türe,
8 das Türschloß gemäß 7 in entriegeltem Zustand, wobei die Türe geöffnet werden kann,
9 das Türschloß gemäß 7 in verriegeltem Zustand,
10 das Türschloß mit einem Türstöpsel als Anzeigeelement,
11 eine Ausbildung des Türschlosses mit automatischer Türöffnung,
12 eine Ausbildung des Türschlosses für die KeylessEntry-Zugangsberechtigung,
13 eine Ausbildung des Türschlosses mit Zuziehhilfe,
14 die Notöffnung des Türschlosses mittels des elektrischen Schlüssels gemäß einer ersten Ausgestaltung anhand einer Prinzipskizze,
15 die Notöffnung wie in 14 entsprechend einer zweiten Ausgestaltung und
16 die Notöffnung wie in 14 entsprechend einer dritten Ausgestaltung.
In 1 ist ein elektrisches Türschloß 100 für die Autotüre in einem Kraftfahrzeug entsprechend seines grundsätzlichen Aufbaus gezeigt. Das Türschloß 100 besitzt ein gestrichelt gezeichnetes, in der Art einer Drehfalle ausgestaltetes Rastelement 1, das in einem getrennten Raum aufgebaut ist. Der Türbolzen 2 der Autotüre, der auch Schliesshaken genannt wird, liegt in einer Aussparung des Rastelements 1 auf diesem auf. Die folgenden 2 und 3 zeigen verschiedene Stellungen des Rastelementes 1, welche später beschrieben werden.
Die Kraft F_T der Tür wirkt über diesen Türbolzen 2 auf das Rastelement 1. Diese Kraft bzw. das durch diese Kraft erzeugte Drehmoment werden über eine Welle 3 in eine zweite Ebene oder einen geschützten Einbauraum übertragen auf ein speziell geformtes Sperrelement 4. An dem oberen Ende des Sperrelements 4 ist ein Betätigungselement 5 mit einer Rolle 6 angeordnet. Diese Rolle 6 ist mit einem Lagerzapfen 7 mit dem Betätigungselement 5 verbunden. Auf die Rolle 6 bzw. den Lagerzapfen 7 wirkt die Türkraft F_T' welche im Verhältnis r₀/r₁ reduziert werden kann.
Durch die Aufteilung von Rastelement 1 und Sperrelement 4 in zwei Ebenen kann dieses Verhältnis günstiger gestaltet werden als es im Stand der Technik möglich ist, bei dem beide Elemente in einer Ebene liegen und die räumliche Ausdehnung durch den gegebenen Einbauraum begrenzt wird. Die effektive Öffnungskraft F_R wird aber entscheidend durch die Rolle 6 reduziert und ergibt sich mit FR = R2/R1 × FT' × μoder mit dem Verhältnis r₀/r₁ FR = R2/R1 × μ × r0/r1 × FT wobei μ den Reibungskoeffizienten bezeichnet. Durch ein kleines μ in einem nicht gezeichneten Gleitlager zwischen dem Lagerzapfen 7 und der Rolle 6 sowie die zusätzlichen Übersetzungsverhältnisse R₂/R₁ und r₀/r₁ kann die Öffnungskraft auf weniger als 10% des bisherigen Wertes reduziert werden.
Das Betätigungselement 5 kann durch eine mit einem Hubmagneten 18 (siehe 7) verbundene Sperrklinke 8 oder einen kleinen elektrischen Antriebsmotor 9 bewegt werden, was eine Entarretierung bewirkt. Durch die kleinen Öffnungskräfte kann eine automatische Türöffnung durch ein Schaltersignal, beispielsweise nach Entfernen des Zündschlüssels, besonders einfach gelöst werden. Die in 1 gezeichnete Stellung entspricht der geschlossenen Tür.
2 entspricht der sogenannten Vorraste der Tür. Durch entsprechende Formgebung am Umfang des Sperrelementes 4 ist dies möglich. Der Türbolzen 2 wird vom Rastelement 1 in der Bewegung nach rechts in Richtung offene Tür gehindert.
3 zeigt den Türbolzen 2, wie er bereits nicht mehr in der Aussparung des Rastelementes 1 befindlich ist. Bei weiterer Bewegung nach rechts öffnet sich entsprechend die Tür. Bei einer Bewegung nach links erfolgt eine Mitnahme des Rastelementes 1 sowie des Sperrelementes 4 in die Arretierstellungen Vorraste gemäß 2 sowie geschlossene Tür gemäß 1. Hierbei gleitet die Rolle 6 des Betätigungselementes 5 auf dem Sperrelement 4. 3 zeigt weiterhin die Stellung entsprechend dem entrasteten Betätigungselement 5, wobei gestrichelt das eingerastete Betätigungselement 5 zu sehen ist. Hierbei wird die Einrastung von einer in 3 eingezeichneten Feder 10 bewirkt. In der gestrichelten Ruhestellung liegt das Betätigungselement 5 auf einem Anschlag 11 auf.
4 zeigt einen Ausschnitt der konstruktiven Gestaltung des Türschlosses 100 im Bereich des Sperrelementes 4 sowie des Betätigungselementes 5. Gestrichelt gezeichnet ist, weil in einer anderen Ebene sowie auch in einem anderen Einbauraum liegend, das Rastelement 1. Verbunden sind das Rastelement 1 und das Sperrelement 4 über eine Welle 3, die an beiden Enden Formprofile in der Art eines Flach- und/oder Sechskants aufweist, um das Drehmoment zu übertragen. Das Betätigungselement 5 ist in der eingerasteten Stellung gezeichnet, bei der die in dem Lagerzapfen 7 gelagerte Rolle 6 tangential zur Arretierung auf eine Lagerplatte 13 des Sperrelementes 4 einwirkt. Diese Lagerplatte 13 ist schwimmend gelagert, damit die Rolle 6 über die gesamte Länge aufliegt, so daß die hohen Kräfte übertragen werden können. Diese Lagerplatte 13 stützt sich, wie in 5 gezeigt ist, auf der Rückseite auf das Sperrelement 4 ab. In der Breite, und zwar im unteren Teil, ist diese Lagerplatte 13 etwas elastisch gestaltet, damit eine zapfenförmige Form in der Art einer Halterung in die Bohrung 14 einrasten kann.
In 4 ist weiterhin die Rückstellfeder 10 für das Betätigungselement 5 sowie die Lagerwelle 3a für das Betätigungselement 5 zu sehen. Das Betätigungselement 5 wird über die Sperrklinke 8 betätigt. Damit das Betätigungselement 5 kostengünstig sowie als leichtes Formteil mit integrierter Feder 10 ausgebildet werden kann, ist zur Kraftübertragung eine Platte 12 aus hartem Material eingesetzt. Mit Ausnahme der Drehfalle 1 sind alle Funktionselemente in einem geschlossenen Gehäuse 15 untergebracht.
6 zeigt einen Schnitt durch die Welle 3, die am rechten Ende mit dem Rastelement 1 und am linken Ende mit dem Sperrelement 4 formschlüssig verbunden ist. Im rechten Teil ist der Türbolzen 2 gezeichnet, der in das Rastelement 1 hinein ragt. Dieser Einbauraum kann Nässe und Schmutz enthalten und ist über die Dichtlippe 15a, die mit dem Gehäuse 15 verbunden ist, zu den restlichen Elementen abgeschottet. Diese Dichtlippe 15a umfasst die Welle 3. Diese Dichtlippe 15a kann ein separates Teil sein oder in der Art eines Zwei-Komponenten-Werkstoffs als Spritzteil mit dem Gehäuse 15 gefertigt werden.
Im oberen Bildteil der 6 ist das Betätigungselement 5 mit Rollen 6, Lagerbuchse 6a und Lagerzapfen 7 zu sehen. Damit der Lagerzapfen 7 bei den hohen Kräften nicht zu stark in der Biegung beansprucht wird, ist dieser in der Mitte durch einen Steg 5a des Betätigungselementes 5 abgestützt. Auf beiden Seiten können zwei Rollen 6 eingesetzt werden.
Innerhalb des Gehäuses 15 kann eine Leiterplatte 16 eingesetzt werden, welche die Schaltelemente und gegebenenfalls auch das Businterface mit Ansteuerung der Steuerelemente, beispielsweise für den Hubmagnet 18 (siehe 7), aufnimmt. Nach außen ist die Leiterplatte 16 mit einem Stecker verbunden. Das Gehäuse 15 kann mit einem Deckel 15b abgeschlossen werden, der eingeklebt oder verschweisst werden kann. Damit sind schmutz- und/oder feuchtigkeitsempfindliche Bauelemente, wie die Lagerung, die Schalter, die elektrischen und/oder elektromagnetischen Aktuatoren, die Elektronik o. dgl., im geschützten Trockenraum.
7 zeigt in einer Prinzipdarstellung das in die Autotüre eingebaute Türschloß 100 in Zusammenwirkung mit einzelnen Elementen der Türe. Zum Aufbau des Türschlosses 100 im Bereich des Rastelementes 1 sowie des Betätigungselementes 5 wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Das Betätigungselement 5 wird durch einen bistabilen Hubmagneten 18, der mit einem Drehanker 17 und über eine Feder 19 an die Sperrklinke 8 angekoppelt ist, bewegt. Dieser Hubmagnet 18 besitzt vorzugsweise zwei Spulen 18a, 18b, und zwar die eine Spule 18a mit vielen Windungen sowie kleiner Stromstärke und die zweite Spule 18b mit kleiner Windungszahl sowie größerer Stromstärke zur Schnellerregung. Damit ist eine hohe Flexibilität für die folgenden elektrischen Funktionen des Türschlosses 100 gegeben:

– Ent- und/oder Verriegelung,
– Keine Türöffnung von Außen nach Fahrtbeginn,
– Sogenannte Kindersicherung, d.h. keine Entriegelung durch Innengriff, jedoch über Außengriff möglich,
– Save, d.h. bei elektrischer Verriegelung kann über Innengriff nicht entriegelt werden,
– Ver- und Entriegelung über Türstöpsel und Anzeigen des Verriegelungszustandes über Türstöpsel,
– Sensierung des Verriegelungszustandes über Schalter und
– Automatische Türöffnung.

Beispielsweise kann, wie weiter unten noch näher beschrieben ist, zur Energieübertragung aus dem elektrischen Schlüssel 44 (siehe 12) eine kleine Stromstärke von ca. 100 mA genügen, um das Türschloß 100 zu entriegeln. Dies stellt erheblich weniger dar, als die üblicherweise 2 bis 4 A der bisher verwendeten Elektromotoren.
Der Hubmagnet 18 ist mit einem Permanentmagnet im Eisenkreis vorzugsweise bistabil ausgelegt, da die Funktionen Entriegeln und/oder Verriegeln statisch zu betrachten sind. Der Hubmagnet 18 ist mit dem Drehanker 17 und der drehbaren Sperrklinke 8 auf derselben Achse 20 ausgelegt, da er leicht ausgewuchtet gestaltet werden kann, um stoßunempfindlich zu sein. Der Hubmagnet 18 ist verdrehsicher auf einem Lagerelement 21 mit Lagerung 22, 23 im Gehäuse 15 gelagert. Der Hubmagnet 18 kann fallweise über ein Koppelglied 24 und dem Türaußengriff 25 mit einer Rückstellfeder 26 oder über den Türinnengriff 27 mit einer Rückstellfeder 28, einen Bowdenzug 29 und einen Umlenkhebel 30, der wiederum über eine Rückstellfeder 31 auf dem Anschlag 32 gehalten wird, bewegt werden.
Erfolgt nun von der nicht gezeichneten elektrischen Steuerung des Türschlosses 100 der Befehl zum Entriegeln, so wird der Hubmagnet 18 eingeschaltet und die Sperrklinke 8 kann in Eingriff mit dem Betätigungselement 5 kommen. Zum Entriegeln wird die Spule des Hubmagneten 18 entsprechend bestromt, so daß die Haltekraft des Permanentmagneten eliminiert wird und eine Rückstellfeder 33 den Drehanker 17 mit Sperrklinke 8 in die Ruhestellung auf einen Anschlag zieht.
Die Funktion der elektrischen Steuerung wird unterstützt durch folgende Schaltersignale:

– S_a: Schalter 34 zeigt die Bewegung des Türaußengriffes 25,
– S_i: Schalter 35 zeigt die Bewegung des Türinnengriffes 27,
– S_e: Schalter 36 zeigt den Zustand ent- und/oder verriegelt,
– S_r: Schalter 37 kann die Stellung des Rastelementes 1 anzeigen, wenn z.B. die Tür zu oder offen ist.

Anstelle des Türstöpsels kann im Gehäuse 15 eine übliche LED-Anzeige 38 integriert werden. Das Rastelement 1 ist in 7 in Stellung Tür zu gezeichnet sowie gestrichelt das Sperrelement 4 in der Vorraststellung.
8 zeigt die Stellung mit verriegeltem Hubmagneten 18, wobei die Sperrklinke 8 im Eingriff mit dem Betätigungselement 5 ist. Dabei hat die Sperrklinke 8 das Betätigungselement 5 bereits verdreht, so daß die Türe geöffnet werden kann. Der das Schaltsignal Sa erzeugende Schalter 34 ist geschlossen.
9 zeigt eine Stellung, bei der der Türaußengriff 25 bereits herausgezogen ist und die Verriegelung später erfolgte. Hier spannt der Drehanker 17 über die Feder 19 die Sperrklinke 8 vor, so daß bei der Ausgangsstellung die Sperrklinke 8 in Eingriff mit dem Betätigungselement 5 kommt. Bei den oben erwähnten Funktionen Kindersicherung und Save schaltet die elektrische Steuereinheit den Hubmagneten 18 auf Entriegeln, also der Ruhestellung. Ist beispielsweise die Kindersicherung eingeschaltet und wird bei stehendem Fahrzeug der Türaußengriff 25 betätigt, so erfolgt über den Schalter 34 eine schnelle Aktivierung des Hubmagneten 18 zur Entriegelung. Dasselbe gilt, wenn beispielsweise eine Türöffnung über den Türaußengriff 25 nicht erwünscht ist, jedoch über den Türinnengriff 27. In diesem Fall aktiviert der Schalter 35. Dies zeigt, daß im Gegensatz zum Stand der Technik mit einem schnellen Antrieb über den Hubmagneten 18 alle möglichen Funktionsanforderungen für die Ent- und/oder Verriegelung erledigt werden können.
10 zeigt einen Türstöpsel 39, der mit einem Schalter 40 und einem kleinen Hubmagneten 62 kombiniert ist. Hier kann die Funktion Verriegeln über den Schalter 40, der das Signal S_s erzeugt, angezeigt werden. Die Stellung Türstöpsel 39 oben zeigt den entriegelten Zustand an.
11 zeigt einen Drehmagneten 41, der das Betätigungsglied 5 verdrehen kann. Mit Hilfe des Drehmagneten 41 ist somit eine automatische Türöffnung realisiert. Dies ist hier mit einfachen Mitteln möglich, da die erfindungsgemäße Lösung mit Rolle 6 und optimiertem Übersetzungsverhältnis lediglich kleine Betätigungskräfte erfordert. Anstelle des Drehmagneten 41 kann auch ein Hubmagnet eingesetzt werden. Diese Komfortfunktion, die Tür automatisch zu öffnen, bietet sich beispielsweise nach Abziehen des elektrischen Zündschlüssels 44 (siehe auch 12) an.
12 zeigt eine Integration von Keyless Induktiv Antennen 42, mit deren Hilfe die sogenannte KeylessEntry-Zugangsberechtigung zum Kraftfahrzeug ermöglicht ist – zur näheren Erläuterung der Keyless-Funktionalitäten wird auch auf die DE 101 46 037 A1 verwiesen -, und/oder auch von Prehcrashsensoren 43 zur Unfallverhütung. Weiterhin bietet es sich an, wie weiter unten noch näher beschrieben, die Möglichkeit zur Energieübertragung vom elektrischen Schlüssel 44 mit einer primären Übertragungsspule 45 zu einer Sekundärspule 46 im Türschloß 100 zu integrieren. Damit läßt sich der Türgriff 25 trotz einer Notöffnungsfunktion sehr einfach und kostengünstig gestalten. Da im abgedichteten Gehäuse 15 sehr einfach eine Elektronik eingebaut werden kann, wie bereits weiter oben dargestellt ist, bietet es sich an, für viele Funktionen nur eine elektrische Schnittstelle darzustellen. Damit reduziert sich wiederum der Einbau des Türschlosses 100 in der Autotüre sowie dessen Verkabelungsaufwand.
13 zeigt die Funktion einer Zuziehhilfe für die Türe. Hier bewegt ein Elektromotor 47 über eine Nockenscheibe 48 das Rastelement 1. Das Rastelement 1 bewegt wiederum den Türbolzen 2 und damit die Tür in die gezeigte Raststellung.
Wie bereits in 12 zu sehen ist, läßt sich das Türschloß 100 derart ausbilden, daß zum Zwecke der Notöffnung eine Energieübertragung vom Schlüssel 44 auf das Türschloß 100 ermöglicht ist. Nachfolgend ist die Ausgestaltung dieser Energieübertragung näher erläutert.
14 zeigt den elektrischen Schlüssel 44, der über Kontakte 49 an den Türgriff 25 angedockt wird und somit Energie in die vorzugsweise im Türschloß 100 integrierte, elektrische Steuereinheit 50 mit Mikrocomputer (MC) 51 einspeisen kann. Über Dioden 52 wird eine Rückspeisung der Energie in das Fahrzeug-Bordnetz vermieden. Durch entsprechende Betätigung eines Schalters 53 im Schlüssel 44 wird beispielsweise ein HF-Signal über Antennen 54, 55 übertragen, welches dann über die Treiberstufe 56 zum elektrischen Antrieb 57 gelangt. Beim elektrischen Antrieb 57 kann es sich um den in 1 gezeigten elektrischen Antriebsmotor 9, dem in 7 sichtbaren Hubmagnet 18o. dgl. handeln. Voraussetzung hierfür sind kleine Stromaufnahmen der Elektronik im Schlüssel 44 sowie der Steuereinheit 50 im Türschloß 100. Hilfreich ist weiter ein Interruptbetrieb in der Signalkommunikation, indem zuerst der Code identifiziert wird und anschließend der Antrieb 57 angesteuert wird.
15 zeigt eine induktive Energieübertragung über die Spulen 58, 59, über die auch ähnlich den bekannten Immobilizern Signale zur Codeverarbeitung übertragen werden können. Parallel kann auch eine HF-Übertragung der Signale über die Antennen 54, 55 verwendet werden. Zusätzlich wird hier ein kleiner Energiespeicher 60 eingesetzt. Mit Hilfe des Energiespeichers 60 kann zunächst Energie eingespeist werden, bevor der Mikrocomputer 51 voll aktiv ist, um den Antrieb 57 anzusteuern. Der Energiespeicher 60 kann in Form eines von der Fahrzeugbatterie aufladbaren Akkus mit einer solchen Größe gewählt werden, daß bei Ausfall des Bordnetzes im Kraftfahrzeug zumindest für die Fahrertür genügend Energie zu Verfügung steht. Wenn diese Energie auch ausfällt, dann kann die vorgeschlagene Einspeisung der Energie vom elektrischen Schlüssel 44 erfolgen. Damit ist bei Ausfall des Bordnetzes eine redundante Energieversorgung für das Türschloß 100 vorhanden.
16 beinhaltet dieselben Funktionen. Im Gegensatz zu 15 ist jedoch die Kopplung der beiden Übertragungsspulen 58, 59 enger, so daß geringere Übertragungsverluste auftreten. Bei Verwendung eines Akkus 61 im Schlüssel 44, kann dieser im Leerzustand vom Türschloß 100 geladen werden. Bevorzugterweise ist die Übertragungsspule 58 im Türschloß 100 integriert.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein solches Türschloß nicht nur in Kraftfahrzeugen sondern auch für sonstige Türen an Immobilien, wie Haustüren, Garagentüren o. dgl., Verwendung finden.

1: Rastelement/Drehfalle
2: Türbolzen
3: Welle
3a: Lagerwelle
4: Sperrelement
5: Betätigungselement
5a: Steg
6: Rolle
6a: Lagerbuchse
7: Lagerzapfen
8: Sperrklinke
9: Antriebsmotor
10: Feder/Rückstellfeder
11: Anschlag
12: Platte (aus hartem Material)
13: Lagerplatte
14: Bohrung
15: Gehäuse (von Türschloß)
15: Dichtlippe
15b: Deckel
16: Leiterplatte
17: Drehanker
18: Hubmagnet
18a, b: Spule (von Hubmagnet)
19: Feder
20: Achse
21: Lagerelement
22, 23: Lagerung
24: Koppelglied
25: Türaußengriff/Türgriff
26: Rückstellfeder
27: Türinnengriff
28: Rückstellfeder
29: Bowdenzug
30: Umlenkhebel
31: Rückstellfeder
32: Anschlag
33: Rückstellfeder
34: Schalter (Signal S_a)
35: Schalter (Signal S_i)
36: Schalter (Signal S_e)
37: Schalter (Signal S_r)
38: LED-Anzeige
39: Türstöpsel
40: Schalter (Signal S_s)
41: Drehmagnet
42: Keyless Induktiv Antenne
43: Precrashsensor
44: elektrischer Schlüssel/Zündschlüssel
45: primäre Übertragungsspule
46: Sekundärspule
47: Elektromotor (für Zuziehhilfe)
48: Nockenscheibe
49: Kontakt (für Energieübertragung)
50: Steuereinheit/Steuerung/Ansteuerung
51: Mikrocomputer
52: Diode
53: Schalter (am Schlüssel)
54, 55: Antenne
56: Treiberstufe
57: Antrieb
58, 59: Übertragungsspule
60: Energiespeicher (im Türschloß)
61: Akku (im Schlüssel)
62: Hubmagnet (für Türstöpsel)
100: elektrisches Türschloß/Schloß

Claims

Elektrisches Türschloß an einer Türe, insbesondere für ein Schließsystem in einem Kraftfahrzeug, mit einem beispielsweise in der Art einer Drehfalle ausgebildeteten, eine Aussparung für einen Türbolzen (2) aufweisenden Rastelement (1), mit einem beispielsweise in der Art einer Sperrklinke ausgebildeteten Sperrelement (4), und mit einem von einem elektrischen Aktuator bewegbaren Betätigungselement (5), wobei das Betätigungselement (5) zum Verriegeln der Türe in Zusammenwirkung mit dem Sperrelement (4) sowie zum Entriegeln der Türe außer Zusammenwirkung mit dem Sperrelement (4) bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein bistabiler Hubmagnet (18) als Aktuator am Betätigungselement (5) für dessen Bewegung angeordnet ist.
Elektrisches Türschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (18) mittels eines Drehankers (17), der gegebenenfalls ausgewuchtet ist sowie insbesondere über eine Feder (19) an eine Sperrklinke (8) angekoppelt ist, das Betätigungselement (5) bewegt, und daß vorzugsweise der Hubmagnet (18), der Drehanker (17) sowie die Sperrklinke (8) auf derselben Achse (20) befindlich sind.
Elektrisches Türschloß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubmagnet (18) zwei Spulen (18a, 18b) besitzt, daß vorzugsweise die eine Spule (18a) viele Windungen für eine kleine Stromstärke aufweist, daß weiter vorzugsweise die andere Spule (18b) eine kleine Windungszahl für eine größere Stromstärke aufweist zur Schnellerregung, und daß noch weiter vorzugsweise der Hubmagnet (18) mit einem Permanentmagneten versehen ist.
Elektrisches Türschloß nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Türschloß (100) eine elektrische Steuerung (50), deren Funktion gegebenenfalls durch elektrische Schalter (34, 35, 36, 37) zur Erzeugung entsprechender Schaltsignale (S_a, S_i, S_e, S_r) entsprechend der Stellung von Funktionselementen unterstützt wird, zum Ent- und/oder Verriegeln besitzt, daß vorzugweise der Hubmagnet (18) von der Steuerung (50) eingeschaltet wird, insbesondere indem die Spule (18a, 18b) des Hubmagneten (18) derart bestromt wird, daß die Haltekraft des Permanentmagneten eliminiert wird, und daß noch weiter vorzugsweise bei Betätigung des Türaußengriffs (25) über den Schalter (34) eine schnelle Aktivierung mittels Schnellerregung des Hubmagneten (18) zur Entriegelung erfolgt.
Elektrisches Türschloß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Türstöpsel (39) den entriegelten Zustand anzeigt, daß vorzugsweise der Türstöpsel (39) von einem kleinen Hubmagneten (62) bewegbar ist, und daß weiter vorzugsweise ein Schalter (40) ein Signal (S_s) entsprechend der Stellung des Türstöpsels (39) zur weiteren Anzeige und/oder Verarbeitung erzeugt.
Elektrisches Türschloß nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (5) zur automatischen Türöffnung mittels eines Drehmagneten (41), eines Hubmagneten o. dgl. bewegbar, insbesondere verdrehbar ist.
Elektrisches Türschloß nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Türschloß (100) Keyless Induktiv Antennen (42), Prehcrashsensoren (43) o. dgl. integriert sind, und daß vorzugsweise Mittel zur Energieübertragung von einem elektrischen Schlüssel (44) auf das Türschloß (100) zur Notöffnung im Türschloß (100) integriert sind, wobei es sich insbesondere bei diesen Mitteln um eine primäre Übertragungsspule (45) im Schlüssel (44) sowie um eine Sekundärspule (46) im Zündschloß handelt.