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Die Erfindung betrifft ein Schloss für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 sowie dessen Verwendung als Kraftfahrzeugschloss.
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Ein eingangs genanntes Schloss umfasst zumindest ein Schlosskasten mit einer darin angeordneten, in der Regel aus Metall bestehenden Schlossplatte. Auf der Schlossplatte (auch Schlosskasten genannt) ist das Gesperre aus Drehfalle und Sperrklinke drehbar gelagert. Die Schlossplatte mit Einlaufschlitz wird in das in der Regel auch mit Wänden ausgerüstete Schlossgehäuse eingesetzt. Das Gehäuse wird von einem Schlossdeckel abgedeckt. Die Schlossplatte ist in der Regel mit einem Einlaufschlitz für die Aufnahme eines Schließbolzens versehen. Ein Gesperre umfasst eine drehbar gelagerte Drehfalle für die Aufnahme eines Schließbolzens. Das Gesperre weist weiter eine Sperrklinke auf, mit der die Drehfalle verrastet werden kann.
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Die Drehfalle eines Kraftfahrzeugschlosses verfügt üblicherweise über einen durch Lastarm und Fangarm gebildeten gabelförmigen Einlaufschlitz, in den der Schließbolzen einer Fahrzeugtür oder Klappe, beispielsweise Motorhaube oder Kofferraumklappe, gelangt, wenn die Tür/Klappe geschlossen wird. Der Schließbolzen verdreht dann die Drehfalle von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung. Hat die Drehfalle die Schließstellung erreicht, so wird sie in dieser Position über die Sperrklinke verrastet. Der Schließbolzen kann den Einlaufschlitz der Drehfalle nicht mehr verlassen. Diese Raststellung wird Hauptrastposition genannt.
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Über den Lastarm der Drehfalle erfolgt die Kraftübertragung (Gegenkraft der Türdichtung beim vollständigne Schließen einer Tür) vom Schließbolzen in der Schließstellung (Position Hauptrast)auf die dort verrastete Sperrklinke . Der Fangarm der Drehfalle trägt dafür Sorge, dass die Drehfalle mit Hilfe des Schließbolzens von einer Öffnungsstellung in eine Schließstellung gedreht werden kann. Auf den Fangarm prallt der Schließbolzen beim Einlauf in das Schloss auf die Drehfalle auf.
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Es gibt Kraftfahrzeugschlösser mit einer zweiten Verrastungsposition, nämlich die so genannte Vorrastposition. Die Vorrastposition dient dazu, die entsprechende Tür oder Klappe abzufangen, wenn diese beim Schließen die Hauptrastposition nicht erreicht.
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In der Vorraststellung ist die Drehfalle folglich nicht vollständig geschlossen, jedoch wird eine Öffnungsbewegung der Drehfalle durch eine Sperrklinke bereits verhindert. Darum wird auch der Bereich der Drehfalle, der die Sperrklinke in dieser Position aufnimmt, als Vorrast bezeichnet. In der Hauptrastposition schließlich ist die Drehfalle vollständig geschlossen. Die Vorrast stellt also einen Übergangszustand zwischen geöffnetem Zustand und Hauptrast dar und wird aus Sicherheitsgründen vorgesehen.
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Ein Schloss für ein Kraftfahrzeug mit einem Gesperre geht aus der Druckschrift
DE 101 30 260 A1 hervor. Der Druckschrift ist zu entnehmen, dass unter anderem in Crashsituationen sichergestellt sein muss, dass sich eine Fahrzeugtür nicht aufgrund einer dadurch hervorgerufenen schlagartigen Stoßbeanspruchung unplanmäßig öffnet. Aus diesem Grunde werden die Elemente eines Gesperres stabiler ausgeführt, als dies für den täglichen Gebrauch erforderlich wäre.
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Bei einem Kraftfahrzeugschloss wird angestrebt, dieses mit geringem Bauraum und geringem Gewicht bauen und dieses mit geringer Kraft öffnen zu können. Die Kraft, die für das Öffnen aufzuwenden ist, hängt unter anderem von Hebelverhältnissen ab. Maßgeblich ist bei einem verrasteten Gesperre einerseits ein erster Hebel, der sich vom Drehpunkt der Drehfalle näherungsweise zur Position Hauptrast erstreckt und andererseits ein zweiter Hebel, der sich vom Drehpunkt der Drehfalle näherungsweise bis zum Kontaktbereich zwischen dem Schließbolzen und dem Lastarm erstreckt. Aufgrund des zweiten Hebels kann ein Schließbolzen eine Drehfalle aus der Schließstellung in die Öffnungsstellung drehen.
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Das Längenverhältnis zwischen dem ersten Hebel und dem zweiten Hebel wird Sperrteilverhältnis genannt. Aufgrund des Hebelgesetzes kann ein Schloss um so leichter geöffnet werden, je größer dieses Sperrteilverhältnis ist. Konventionelle Schlösser für ein Kraftfahrzeug erzielen regelmäßig Sperrteilverhältnisse von bis zu ca. 2,0. Den Zeichnungen nach zu urteilen gilt dies beispielsweise für das Sperrteilverhältnis des aus der
DE 19932291 A1 bekannten Schlosses.
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Das Sperrteilverhältnis von 2,0 kann bei jedem Schloss ohne weiteres vergrößert werden, indem der Abstand zwischen der Hauptrast und dem Drehpunkt der Drehfalle vergrößert wird. Dies erfordert allerdings eine entsprechende Verlängerung von Last- oder Fangarm und damit einen vergrößerten Bauraum, was in der Regel nicht erwünscht ist.
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Aus den Druckschriften
US 6,010,164 A ,
DE 10 2007 041 478 A1 und
DE 10 2008 063 489 A1 sind Schlösser mit einem Gesperre umfassend eine Drehfalle und eine Sperrklinke mit einem Lastarm und einem Fangarm bekannt, bei denen der Lastarm zumindest in einem Bereich dicker und/oder breiter ist als der Lastarm und/oder einem Bereich der Drehfalle, welcher die Drehfallenachse umschließt. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein stabiles, kompaktes, mit geringer Kraft zu öffnendes Kraftfahrzeugschloss bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch ein Schloss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Das beanspruchte Schloss weist ein Gesperre umfassend eine zumindest teilweise aus Metall bestehende Drehfalle und eine Sperrklinke auf. Der insbesondere aus Stahl bestehende Lastarm der Drehfalle ist dicker und / oder breiter zum Fangarm und/ oder im Vergleich zu dem Bereich der Drehfalle, der die Drehfallenachse umschließt. Dies gilt zumindest für den Bereich von Fangarm und Lastarm, der in der Hauptrastposition an den Schließbolzens angrenzt. Vor allem in diesem Bereich ist der Lastarm aufgrund einer größeren Dicke und/ oder Breite mechanisch stabiler als der Fangarm ausgeführt. Mit Dicke ist die jeweilige Materialstärke gemeint. Die Breite des Fang- oder Lastarms erstreckt sich zumindest im Wesentlichen senkrecht zum Verlauf des Drehfallen-Einlaufschlitzes (von der Einlaufschlitzöffnung in Richtung Drehfallenachse).
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Da Kräfte in erster Linie auf den Lastarm und nicht auf den Fangarm einwirken, kann der Fangarm in vorgenannter Weise vergleichsweise dünn und/ oder schmal sein, um Gewicht und Material einzusparen. Da das Schloss Mittel umfassen kann, um Kräfte vom Lastarm in ein Schlossgehäuse abzuleiten, kann auch der Bereich oder Abschnitt der Drehfalle, der die Drehfallenachse umgibt, relativ dünn und/oder schmal im Vergleich zur Stärke des Lastarms sein. Es kann so Gewicht und Material eingespart werden. Ist der Bereich vergleichsweise schmal, der die Drehfallenachse umgibt, so kann der Schließbolzen näher an die Drehfallenachse heranrücken und so das Sperrteilverhältnis vergrößert werden, ohne den Schlosskasten des Schlosses vergrößern zu müssen.
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Die Materialstärke des die Drehfallenachse umschließenden Drehfallen-Abschnittes (also die Dicke) liegt bevorzugt im Bereich von 3 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 3,5 mm bis 4,5 mm, ganz besonders bevorzugt 4 mm. Dieser Bereich besteht bevorzugt aus Metall, da dieser Bereich stabil sein sollte.
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Die Materialstärke des Lastarmes, also die Dicke liegt bevorzugt im Bereich von 3 mm bis 6 mm. Die Materialstärke ist zugleich vorzugsweise größer gewählt als die im vorhergehenden Absatz genannte Materialstärke.
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Erfindungsgemäß weist der Lastarm wenigstens zwei unterschiedliche Materialstärken auf und ist lediglich durch ein beispielsweise separat angebrachtes, zusätzliche Stahlteil verstärkt, welches in der Schließposition und zwar insbesondere in der Hauptrastposition an den Schließbolzen grenzt und ansonsten einerseits bis zur Sperrklinke und andererseits bis zu einem Mittel reicht, über welches Kräfte in das Schlossgehäuse eingeleitet werden. Die darüber hinaus gehenden Bereiche des Lastarms können genauso dünn wie die übrigen Bereiche der Drehfalle sein oder sogar noch dünner. Es werden so gezielt nur die Bereiche einer Drehfalle verstärkt, die Kräfte von einem Schließbolzen zur Sperrklinke sowie zu dem besagten Mittel leiten. Darüber hinaus wird Material und Gewicht eingespart.
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In diesem Falle liegt die erste Materialstärke des Lastarmes bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 3 mm. In diesem Falle liegt die zweite Materialstärke des Lastarmes bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 4 mm. Beide Vorzugsbereiche sind sowohl jeweils für sich als auch kombiniert möglich.
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Den Lastarm relativ dick und nicht etwa relativ breit auszuführen, ist mit dem Vorteil verbunden, dass hierfür in der Regel kein zusätzlicher Bauraum bereit gestellt werden muss.
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Erfindungsgemäß kann die Drehfalle ganz oder teilweise aus Metall bestehen. Als Metall im Rahmen der Erfindung wird bevorzugt Stahl, gehärteter Stahl oder eine Stahllegierung verwendet.
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Die Drehfalle kann ganz oder teilweise mit Kunststoff ummantelt sein. Einzelne Bestandteile der Drehfalle, insbesondere der Fangarm können vollständig aus Kunststoff gefertigt sein.
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Die unterschiedlichen Materialstärken können entweder durch die Fertigung der Drehfalle mit unterschiedlichen Materialstärken realisiert werden, oder aber es können Metall- und/oder Kunststoffverstärkungselemente auf Teile einer Drehfalle mit einheitlicher Materialstärke aufgebracht werden.
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Die Metallelemente und/oder Verstärkungselemente können in die Drehfalle eingegossen sein und/oder auch auf der Drehfalle, beispielsweise durch Verkleben, angebracht sein.
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Die Sperrklinke kann aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sein. Bevorzugt ist sie jedoch aus Metall und zwar insbesondere aus Stahl ausgeführt.
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Eine asymmetrische Geometrie der Sperrklinke erlaubt es, dass die Drehachse der Sperrklinke in unmittelbarer Nähe einer seitlichen Schlosskastenwand angeordnet ist. Die seitliche Schlosskastenwand grenzt senkrecht an die Schlossplatte, die einen Einlaufschlitz für den Schließbolzen umfasst. Dann ist die Sperrklinke nicht mittig gelagert. In diesem Falle wird ein Arm der Sperrklinke, der nicht mit der Rastposition wechselwirkt, bevorzugt vergleichsweise kurz sein.
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Bevorzugt berührt der Sperrklinkenbereich, der die Sperrklinken-Drehachse umgibt, die vorgenannte seitliche Schlosskastenwand, um die auf Sperrklinke einwirkenden Kräfte im Bedarfsfalle auf den Schlosskasten abzuleiten. Die Drehachse der Sperrklinke ist bevorzugt aus Metall gefertigt, insbesondere Stahl, gehärteter Stahl oder Stahllegierung.
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Bevorzugt ist sowohl die Vorrast als auch die Hauptrast am Lastarm ausgeführt. Dies erlaubt eine leichtere Bauweise des Fangarmes und trägt so zur Gewichtsreduktion der Gesamtkonstruktion bei. Hierbei sind die Rastpositionen bevorzugt ganz oder teilweise aus Metall ausgeformt. Diese weisen jedoch vorzugsweise Dämpfungselemente auf, die das Einrasten der Sperrklinke in die Vorrast oder Hauptrast dämpfen. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die größere Breite und/ oder Dicke des Lastarms im Vergleich zu weiteren genannten Bereichen der Drehfalle bevorzugt bis zur Hauptrast, da dann über die Hauptrast in die Sperrklinke im Crashfall Kräfte eingeleitet werden können.
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Erfindungsgemäß weist das Schloss einen Riegel auf, über den Kräfte von der Drehfalle ins Schlossgehäuse abgeleitet werden können. Dieser Riegel ist bevorzugt innerhalb des Schlossgehäuses angeordnet. Besonders bevorzugt ist er in räumlicher Nähe zur Drehfallenachse angeordnet, ganz besonders bevorzugt in räumlicher Nähe zum Lastarm, insbesondere in räumlicher Nähe zum Lastarm und Drehfallenachse. Der Riegel kann die Drehfalle berühren und zwar in der Regel den Lastarm der Drehfalle. Bevorzugt verbleibt jedoch ein kleiner Spalt zwischen Drehfalle und Riegel, um so das Auftreten von entsprechenden Reibungskräften im täglichen Betrieb zu vermeiden. Erst wenn aufgrund von starken Kräften die Drehfalle in Richtung Riegel gedrückt wird, kommt es zu einem Kontakt zwischen Drehfalle und Riegel, ohne dabei die Drehfallenachse zu beschädigen. Bevorzugt berührt der Riegel mit einem entgegengesetzten Ende eine Schlosskastenwand, die mit der Schlossplatte einen senkrechten Winkel einschließt, um Kräfte in den Schlosskasten abzuleiten.
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Der Riegel besteht aus Metall oder Kunststoff, bevorzugt aus Metall. Der Riegel ist bevorzugt quaderförmig. Selbstverständlich sind auch andere Riegelgeometrien, wie zum Beispiel stabförmige oder halbmondförmige Ausgestaltungen einsetzbar.
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Bevorzugt ist der Riegel beweglich, besonders bevorzugt schwenkbar ausgestaltet. So kann der Riegel in der geöffneten Position des Schlosses in Ruhestellung sein, zum Beispiel auf der Drehfalle aufliegen und in der Vorrast- oder Hauptrastposition sich in eine für die Kraftableitung vorteilhafte Lage bewegen. Diese Bewegung kann durch Federn oder andere mechanische Lösungen realisiert werden oder aber auch elektronisch oder magnetisch ausgelöst und/oder gesteuert werden.
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Die Drehfalle und insbesondere der Lastarm können vorteilhaft geometrisch so ausgestaltet sein, dass die sich zugewandten Oberflächen des Riegels und der Drehfalle und insbesondere des Lastarms ineinander passen. Um die Berührungsfläche zu optimieren, können gerade oder gekrümmte Oberflächengeometrien sinnvoll sein.
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Durch jede dieser Maßnahmen im Einzelnen und vor allem im gegenseitigen Zusammenspiel entstehen besonders günstige Kraftverteilungsverhältnisse im täglichen Betrieb und in einer Crashsituation, die eine kompakte Bauweise bei hoher Sicherheit und Betätigungskomfort erlauben. Insbesondere ist es von Vorteil, dass durch die geringere Materialstärke der Drehfalle in dem die Drehfallenachse umschließenden Bereich der Schließbolzen näher an die Drehfallenachse herangeführt werden kann, was das Sperrteilverhältnis positiv beeinflusst.
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Das erfindungsgemäße Schloss eignet sich hervorragend für den Einsatz in Kraftfahrzeugen. Es ist leichter und kostengünstiger im Vergleich zu herkömmlichen Schlössern.
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Anstelle eines Riegels kann, in einer von der Erfindung nicht umfassten Variante, die Drehfalle einen als Ausleger dienenden Arm aufweisen, der sich in der Hauptrastposition am Schlosskasten abstützt, so dass Kräfte über den Lastarm und den Ausleger in den Schlosskasten eingeleitet werden. Diese Maßnahme entlastet ebenfalls die Drehfallenachse, so dass der Bereich um die Drehfallenachse nur noch so dünn und/ oder schmal gestaltet werden kann, dass diese den üblicherweise auftretenden Belastungen gewachsen ist, die durch das Öffnen und Schließen auftreten.
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Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher veranschaulicht.
- 1 stellt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Gesperre dar.
- 2 stell einen Schnitt durch die Drehfalle entlang der gestrichelten Linie aus 1 dar.
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1 zeigt eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Gesperre. Die vor allem in Crashsituationen auftretenden Kraftflüsse sind ausgehend vom Schließbolzen 5 in der 1 schematisch durch Pfeile dargestellt. Gemäß dem vom Schließbolzen 5 ausgehenden ersten Pfeil wird eine Kraft in den Lastarm 2 der Drehfalle 1 eingeleitet. Diese Kraft überträgt sich auf die beiden Enden des Lastarms 2, die zum einen bis zur Hauptrast 9 reichen und zum anderen bis zu dem Bereich des Lastarms, der an die Drehfallenachse angrenzt. Das eine Ende des Lastarms mit der Hauptrast 9 überträgt die Kraft dann auf die Sperrklinke 6. Das andere Ende des Lastarms, das an die Drehfallenachse angrenzt, überträgt die Kraft dann u. a. auf den Riegel 10.
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Die unterschiedlichen Materialstärken der Drehfalle (in dieser Ausführungsform drei) sind durch unterschiedliche Farbtöne schematisch dargestellt. Die Breite des Lastarms stimmt zwar teilweise mit der Breite des Fangarms überein. Dafür umfasst der Lastarm aber einen aufgrund einer größeren Dicke bzw. Materialstärke besonders stark verstärkten Bereich 2a. Der metallisch verstärkte Bereich des Lastarms, der an den Schließbolzen in der Hauptrast angrenzt, ist darüber hinaus zusätzlich verbreitert.
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Der verstärkte Bereich 2a des Lastarms beschränkt sich allerdings auf die Bereiche, über die Kräfte gemäß den dargestellten Pfeilen weiter geleitet werden. So wird insbesondere nicht der Bereich des Lastarms verstärkt, der lediglich der Führung des Schließbolzens, nicht aber seinem Halt in der Hauptrast dient. Die am Lastarm angeordnete Vorrast 8 ist ebenfalls vorzugsweise nicht gesondert verstärkt. Der Bereich der Hauptrast ist vorzugsweise nicht verstärkt, über den keine Kräfte in die Sperrklinke wie dargestellt eingeleitet werden. Dieser Bereich liegt in der Hauptrastposition seitlich an dem eingerasteten Arm der Sperrklinke an und ist mit einem Dämpfungsmittel 15 versehen. Das Dämpfungsmittel 15 dämpft Einrastgeräusche.
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Der verstärkte Bereich 2a des Lastarms reicht einerseits bis zum in der Hauptrastposition eingerasteten Ende der Sperrklinke 6 und liegt auf diesem Ende auf. Andererseits reicht der verstärkte Bereich bis zum Riegel 10 und liegt auf dem Ende des Riegels 10 in der dargestellten Hauptrastposition auf. Dieses Aufliegen hat zur Folge, dass Kräfte über den verstärkten Bereich des Lastarms zunächst in die Sperrklinke und in den Riegel abgeleitet werden und von hier aus weiter in den Schlosskasten eingeleitet werden und zwar aufgrund der dargestellten Abstützung zunächst in den seitlichen Wandbereich 13.
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Der metallische Bereich 14 ist dünner als der verstärkte Bereich 2a des Lastarms 2. Außerdem ist dieser die Drehfallenachse teilweise umschließende Bereich schmaler als die schmalste Stelle des Lastarms. Aufgrund dieses Aufbaus kann der Schließbolzen so nahe an die Drehfallenachse 4 heran bewegt werden, dass in der Hauptrast ein Sperrteilverhältnis von mehr als 2,5 bevorzugt von drei und mehr realisiert werden kann, ohne dafür einen ungewöhnlich großen Schlosskasten bereitstellen zu müssen.
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Die hell gefärbten Bereiche der Drehfalle bestehen aus Kunststoff, also u. a. der Fangarm 3, aber auch die beiden gezeigten Dämpfungsmittel 15. Die Dämpfungsmittel 15 sind wie gezeigt mit jeweils einer Ausnehmung versehen, um ein jedes Dämpfungsmittel federnd auszugestalten.
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Wird das in 1 gezeigte Gesperre geöffnet, so wird die Sperrklinke 6 im Uhrzeigersinn um ihre Achse 7 gedreht und so die Drehfalle 1 freigegeben. Die Drehfalle dreht sich dann ebenfalls im Uhrzeigersinn und gibt schließlich den Schließbolzen 5 frei.
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2 verdeutlicht, dass der Lastarm 2 einen besonders dicken und damit besonders verstärkten Bereich umfasst und zwar gemäß Darstellung sowohl im Vergleich zum Fangarm 3 als auch im Vergleich zu weiteren angrenzenden Bereichen des Lastarms, die nicht einer Kraftübertragung auf die Sperrklinke und den Riegel 10 dienen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehfalle
- 2
- Lastarm
- 2a
- verstärkter Bereich des Lastarms
- 2b
- verbreiterter Bereich des Lastarms
- 3
- Fangarm
- 4
- Drehfallenachse
- 5
- Schließbolzen
- 6
- Sperrklinke
- 7
- Drehachse der Sperrklinke
- 8
- Vorrast
- 9
- Hauptrast
- 10
- Riegel
- 11
- mit Stahl verstärkter Bereich des Lastarms
- 12
- Einlaufschlitz in der Schlossplatte
- 13
- seitliche Schlosskastenwand
- 14
- Bereich der Drehfalle angrenzend an die Drehfalle
- 15
- Dämpfungsmittel
