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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 Schloss für ein Kraftfahrzeug umfasst ein Gesperre mit einer drehbar gelagerten Drehfalle für die Aufnahme eines Schließbolzens. Das Gesperre weist weiter eine Sperrklinke auf, mit der die Drehfalle verrostet 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 verrostet. Der Schließbolzen kann den Einlaufschlitz der Drehfalle nicht mehr verlassen. Diese Raststellung wird Hauptrastposition genannt.
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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. Gleichzeitig ist es jedoch aus Gründen der Bedienerfreundlichkeit erwünscht, dass sich das Schloss aus der Hauptrast mit möglichst kleinem Kraftaufwand öffnen lässt.
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Ein Schließbolzen für ein solches Schloss kann einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, wie beispielsweise die Druckschrift
DE 199 02 561 A1 offenbart. In einem solchen Fall wird in einer Rastposition eine zylinderförmige Fläche gegen den Lastarm der Drehfalle gedrückt.
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Bei einem Kraftfahrzeugschloss wird angestrebt, dieses möglichst mit geringer Kraft öffnen zu können. Die Kraft, die für das Öffnen aufzuwenden ist, hängt unter anderem von Hebelverhältnissen ab. Maßgeblich ist bei einem verrosteten Gesperre einerseits ein erster physikalisch wirksamer Hebel, der sich vom Drehpunkt der Drehfalle näherungsweise zur Hauptrast erstreckt und andererseits ein zweiter physikalisch wirksamer Hebel, der sich vom Drehpunkt der Drehfalle näherungsweise bis zum Kontaktbereich zwischen dem Schließbolzen und dem Lastarm erstreckt. Ist der Querschnitt des Schließbolzens kreisrund, so erstreckt sich der vorgenannte zweite Hebel von dem Drehpunkt der Drehfalle bis zur Mittelachse des Schließbolzens.
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Das Längenverhältnis zwischen dem ersten Hebel und dem zweiten Hebel wird Sperrteilverhältnis genannt. Aufgrund des Hebelgesetzes kann ein Schloss mit einem um so geringeren Kraftaufwand geöffnet werden, je größer dieses Sperrteilverhältnis ist.
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Ein Sperrteilverhältnis kann über die Länge des ersten Hebels eingestellt werden. Je länger der erste Hebel ist, umso größer wird das Sperrteilverhältnis. Mit zunehmender Länge des ersten Hebels steigt jedoch unerwünscht der für das Schloss erforderliche Bauraum. Ein Sperrteilverhältnis kann alternativ oder ergänzend vergrößert werden, indem der vorgenannte zweite Hebel verkürzt wird, beispielsweise in dem der Durchmesser des Schießbolzen reduziert wird. Durch solche Maßnahmen wird allerdings die mechanische Stabilität eines Gesperres verkleinert. Da eine Mindeststabilität eingehalten werden muss, sind die diesbezüglichen Möglichkeiten begrenzt.
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In der Praxis weisen daher Kraftfahrzeugschlösser regelmäßig ein Sperrteilverhältnis von ca. 2 auf.
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Ein Schließbolzen weist nicht zwingend einen kreisrunden Querschnitt auf. So ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2007 041 479 A1 ein Schlosshalter mit einem Bügel bekannt. Der Bügel umfasst einen Schließbolzen im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung, der von der Drehfalle aufgenommen werden soll. Der Bügel und damit der Schließbolzen im Sinne der vorliegenden Erfindung können unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen und zwar eine runde, rechteckige, quadratische oder mehreckige Querschnittsform. Bei solchen Querschnittsformen endet der oben genannte zweite Hebel grundsätzlich in der jeweiligen Mittenachse des Schließbolzens.
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Aus der
US 7,399,012 B2 geht ein im Wesentlichen kreisrunder Schließbolzen hervor, der aber an einer Seite abgeflacht ist. Bei einem solchen Schließbolzen mit asymmetrischer Querschnittsfläche endet der physikalisch wirksame Hebel nicht in einer Mittenachse. Im Fall der
US 7,399,012 B2 ist die Lage der Abflachung so angeordnet, dass sich der oben genannte zweite Hebel im Vergleich zu einem Schließbolzen mit kreisrundem Querschnitt verlängert.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schloss für ein Kraftfahrzeug mit geringem Kraftaufwand öffnen zu können.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Schloss mit den Merkmalen des ersten Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Schloss mit einem Gesperre umfassend eine – vorzugsweis zumindest teilweise aus Metall bestehende – Drehfalle mit einem Lastarm und einem Fangarm, welche auf einer Drehfallenachse drehbar gelagert ist und die einen Schließbolzen aufnehmen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem innen liegenden Ende des Schließbolzens und dem Kontaktpunkt zwischen Schließbolzen und Lastarm kürzer ist als der Abstand zwischen dem Kontaktpunkt zwischen Schließbolzen und Lastarm und dem außen liegenden Ende des Schließbolzens.
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Das innen liegende Ende meint vom besagten Kontaktpunkt zwischen Schließbolzen und Lastarm aus gesehen das Ende, welches beim Grund des Drehfallen-Einlaufschlitzes liegt. Das außen liegende Ende meint vom besagten Kontaktpunkt zwischen Schließbolzen und Lastarm aus gesehen das Ende, welches in Richtung Öffnung des Einlaufschlitzes der Drehfalle liegt.
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Da der Abstand zwischen dem Kontaktpunkt und dem innen liegenden Ende kürzer ist als der Abstand zwischen dem Kontaktpunkt und dem außen liegenden Ende, wird die Länge des besagten zweiten Hebels relativ kurz, ohne den Schließbolzen mechanisch instabil konstruieren zu müssen. Denn es steht aufgrund des relativ langen Abstandes zwischen dem besagten Kontaktpunkt und dem außen liegenden Ende des Schließbolzens genügend Material zur Verfügung, um den Schließbolzen stabil ausführen zu können. Durch die so erreichte Verkürzung des zweiten Hebels wird das Sperrteilverhältnis vergrößert und damit das Öffnen eines Schlosses erleichtert.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Bereich der Querschnittsfläche des Schließbolzens, der von dem besagten Kontaktpunkt aus gesehen außen liegt, größer als der Bereich der Querschnittsfläche, der vom besagten Kontaktpunkt aus gesehen innen liegt. „Außen liegend” meint den Bereich, der sich in Richtung Öffnung des Einlaufschlitzes der Drehfalle erstreckt. „Innen liegend” meint den Bereich, der sich vom Kontaktpunkt aus gesehen in Richtung Grund des Drehfallen-Einlaufschlitzes erstreckt.
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Abweichend von den aus den Stand der Technik bekannten Querschnitten sind viele Querschnitte denkbar, mit denen der Erfindungsgedanke verwirklicht werden kann. Bevorzugte Querschnitte sind Ellipsen und abgeflachte Kreisformen, wie beispielweise Halbkreise, Halbmonde, Sichelformen, oder aber auch eckige Formen, wie Wannen, V-Formen und Ähnliche. Solche Formen ermöglichen es durch eine geeignete Lage des Schließbolzens in der Hauptrastposition, den zweiten Hebel in der geschilderten Weise zu verkürzen.
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Bevorzugt weist der Schließbolzen in einer Ausführungsform einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt auf, dessen innen liegendes Ende jedoch abgeflacht ist. Durch den gerundeten Bereich gelingt es zuverlässig, den Schließbolzen sowohl durch den Lastarm als auch zugleich durch den Fangarm zu führen, wenn sich der Schließbolzens während eines Schließvorgangs dem Grund des Drehfallen-Einlaufschlitzes nähert. Mit dieser Führung sind relativ kleine Reibungskräfte verbunden, da aufgrund der gerundeten Form keine großen Reibungsflächen vorhanden sind.
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Im Rahmen der Erfindung kann erreicht werden, dass der zweite Hebel des im Rahmen der Erfindung eingesetzten Schließbolzens im Vergleich zu einem üblichen Schließbolzen mit kreisrundem Querschnitt und ca. 8 mm Durchmesser wenigstens um 2 mm verkürzt werden kann, ohne die mechanische Stabilität zu beeinträchtigen. Es gelingt also eine Annäherung um mehr als 20% des Durchmessers eines gleich stabilen Schließbolzens mit kreisrundem Durchmesser.
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Bevorzugt wird der Schließbolzen so ausgestaltet, dass der Schließbolzen einen Querschnitt aufweist, welcher in der Hauptrastposition einen im Vergleich zu einem Schließbolzen mit kreisrundem Querschnitt bei gleicher Stabilität einen um wenigstens 25% geringeren Abstand der Schwinglinie des Schließbolzens zum Drehpunkt der Drehfalle ergibt, besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 37%.
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In der Regel wird der Grund eines Drehfallen-Einlaufschlitzes geeignet an die Form des Schließbolzens angepasst. Ist beispielsweise der Schließbolzen wie beschrieben abgeflacht, so ist der Grund dann bevorzugt in gleicher Weise abgeflacht.
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Der Schließbolzen und/oder die Drehfallenachse kann ganz oder teilweise aus Metall bestehen, insbesondere aus Stahl, gehärtetem Stahl oder Stahllegierungen. Auch Kunststoffe sind denkbar.
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Erfindungsgemäß kann die Drehfalle ganz oder teilweise aus Metall bestehen. Als Metall im Rahmen der Erfindung kommt hierbei bevorzugt Stahl, gehärteter Stahl oder eine Stahllegierung zur Anwendung. Bevorzugt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung wenigstens der Lastarm aus Metall gefertigt oder mit Metall verstärkt, da dieser relativ stark belastet werden kann. Als Metall im Rahmen der Erfindung kommen bevorzugt Stahl, gehärteter Stahl und Stahllegierungen zur Verwendung.
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Die Drehfalle kann ganz oder teilweise mit Kunststoff ummantelt sein. Einzelne Bestandteile der Drehfalle, insbesondere der Fangarm können teilweise oder vollständig aus Kunststoff gefertigt sein. Geeignete Kunststoffe sind dem Fachmann bekannt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fangarm der Drehfalle ganz oder teilweise aus Kunststoff gebildet, um das Schloss leicht und kostengünstig auszugestalten. Vorzugsweise ist der Bereich des Lastarms aus Metall gefertigt oder durch Metall verstärkt, der an die Drehfallenachse angrenzt. Darüber hinaus besteht der Fangarm aus Kunststoff. Die Drehfalle besteht auch dann vorzugsweise überwiegend aus einem Metall.
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Bevorzugt ist sowohl eine Vorrast als auch eine Hauptrast am Lastarm ausgeführt. Dies erlaubt eine Bauweise des Fangarmes mit geringem Gewicht und trägt zur Gewichtsreduktion der Gesamtkonstruktion bei. Hierbei sind die Rastpositionen bevorzugt ganz oder teilweise aus Metall ausgeformt.
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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 Unfallsituationen, die eine kompakte Bauweise bei hoher Sicherheit und hohem Betätigungskomfort erlauben. Die Verwendung von Kunststoff reduziert die zu bewegende Masse in einem Gesperre und damit die für das Öffnen eines Schlosses auszuwendenden Öffnungskräfte.
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Durch das erfindungsgemäße Schloss kann das Sperrteilverhältnis im Vergleich zu üblichen Sperrteilverhältnissen vergrößert werden, ohne dass damit praxisrelevante Nachteile verbunden wären. Hierdurch ist eine deutliche Verbesserung des Sperrteilverhältnisses bei gleich bleibender Rastwerksbreite möglich. Problemlos kann so ein Sperrteilverhältnis um wenigstens 10% im Vergleich zur konventionellen Bauweise vergrößert werden. Es kann also insbesondere problemlos ein Sperrteilverhältnis oberhalb von 2,2 verwirklicht werden.
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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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Die Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen veranschaulicht.
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1 stellt eine Abbildung eines Gesperres mit einem herkömmlichen Schließbolzen dar (nicht erfindungsgemäß).
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2 stellt eine Abbildung eines Gesperres mit einem erfindungsgemäßen Schließbolzen dar.
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3 verdeutlicht schematisch Durchmesser von Schließbolzen und deren Einfluss auf den zweiten Hebelarm. Der kreisrunde Querschnitt entspricht dem konventionellen Stand der Technik, die nicht kreisrunden Querschnitte sind bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
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Die
1 und
2 zeigen ein Kraftfahrzeugschloss
1 mit einem Schließbolzen
2, der von einer Drehfalle
3 durch einen Lastarm
4 gehalten wird. Die Drehfalle verfügt über eine Vorrast
5 und eine Hauptrast
6. Gemäß den
1 und
2 verrostet eine Sperrklinke
7 mittels einer Sperrklinkenrast
8 die Drehfalle. Der Lastarm wird durch ein erstes Metallelement
9 verstärkt. Die Sperrklinke verfügt über ein so angeordnetes zweites Metallelement
10, dass die Sperrklinkenrast
10 verstärkt. Wie aus der nicht vorveröffentlichten
deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 20 2008 063 489 bekannt, ist die Sperrklinke mit einer Auslösefläche
11 versehen. Die Sperrklinke grenzt in der Hauptrastposition an eine Abstützung
12, die dafür geeignet an der entsprechenden seitlichen Schlosskastenwand angeordnet ist. Maßgeblich für die Länge des genannten zweiten Hebels in der Hauptrastposition ist der Kontaktpunkt zwischen Schließbolzen und Lastarm, dessen Lage durch eine Linie bzw. einen Pfeil
13 verdeutlicht wird. Der Pfeil
13 zeigt die Richtung an, in der der Schließbolzen
2 gegen den Lastarm drückt.
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Die Drehfalle dreht sich um eine Drehfallenachse 14 und verfügt über einen Fangarm 15, mittels dem die Drehfalle durch den Schließbolzen von einer Öffnungsstellung in Richtung Schließstellung gedreht werden kann, wenn der Schließbolzen in den Einlaufschlitz 16 der Drehfalle gebracht wird.
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Die Sperrklinke umfasst einen Auslegerarm 17, der um die Sperrklinkenachse gedreht werden kann. Drehfalle und Sperrklinke sind an der Schlossplatte 19 des Schlosskastens befestigt.
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1 zeigt ein Schloss
1 mit einem aus dem Stand der Technik bekannten, also nicht erfindungsgemäßen Schließbolzen
2 mit kreisrundem Querschnitt in der Hauptrastposition. Ein solches Schloss, seine Funktionen und Vorteile werden bereits in der
deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 20 2008 063 489 beschrieben. Der Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung wird hiermit einbezogen.
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Die gezeichnete Strecke a erstreckt sich vom Mittelpunkt der Drehfallenachse 14 bis zur Höhe der Hauptrast. Genauer gesagt reicht der Hebel a bis zu dem in 1 gezeigten gestrichelten Pfeil, der die Kraftrichtung anzeigt, in die der Lastarm gegen die Sperrklinkenrast drückt. Der Hebel a schließt mit diesem Pfeil einen rechten Winkel ein. Es handelt sich dabei um den oben genannten ersten Hebel.
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Die dargestellte Strecke b erstreckt sich vom Drehpunkt der Drehfalle bis zur Höhe des Kontaktpunktes zwischen dem Schließbolzen und dem Drehfallen-Lastarm. Genauer gesagt endet die Strecke b senkrechtin der Linie 13. Diese Strecke b entspricht der Länge des oben genannten zweiten Hebels, der in der Hauptrastposition beim Gesperre physikalisch wirksam ist. Das Sperrteilverhältnis ist a/b.
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In der 2 wird das Schloss 1 mit erfindungsgemäßem Querschnitt des Schließbolzens 2 gezeigt. Der Schließbolzen 2 ist an einer Seite abgeflacht. Die abgeflachte Seite ist so in der Hauptrastposition 6 angeordnet, dass diese an den Grund des Drehfallen-Einlaufschlitzes 16 angrenzt. Der Kontaktpunkt zwischen dem Schließbolzen 2 und dem Lastarm 4 verlagert sich daher im Vergleich zur 1 näher in Richtung Grund des Einlaufschlitzes 20 bzw. in Richtung der Drehfallenachse 14. Hierdurch verkürzt sich die bis zur Linie 13 reichende Strecke b.
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In der 3 wird der Einfluss näher verdeutlicht. Der links gezeigte Schließbolzen 2 ist kreisrund und daher nicht erfindungsgemäß. Der in der Mitte gezeigte Schließbolzen 2 unterscheidet sich vom kreisrunden Schließbolzen durch eine Abflachung, die an den Grund 20 des Drehfallen-Einlaufschlitzes angrenzt. Hierdurch lässt sich der zweite Hebel b verkürzen und zwar auch dann, wenn beide genannten Schließbolzen gleich stabil ausgeführt sind. Der rechts gezeigte Schließbolzen verdeutlicht, dass die erfindungsgemäße Verkürzung des zweiten Hebels b auch mit einer anderen Grundfläche wie einer Ellipse erzielt werden kann. In der 3 wird die Lage des Lastarms 4 angedeutet. Die Schnittstelle mit der Linie 13 ist der maßgebliche Kontaktpunkt.
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3 verdeutlicht, dass der Abstand zwischen dem innen liegenden Ende 2a des Schließbolzens und dem Kontaktpunkt zwischen Schließbolzen und Lastarm kürzer ist als der Abstand zwischen dem Kontaktpunkt zwischen Schließbolzen und Lastarm und dem außen liegenden Ende 2b des Schließbolzens. Die Querschnittsfläche, die sich in der Figur zwischen der Linie 13 und dem Grund 20 befindet, ist kleiner als die Fläche auf der anderen Seite der Linie 13. Die größere Fläche, die in der 3 unterhalb der Linie 13 gezeigt wird, ist in erster Linie für die mechanische Stabilität des Schließbolzens 2 verantwortlich. Diese kann vergrößert werden, ohne dadurch den zweiten Hebel b zu verlängern, falls eine höhere Stabilität des Schließbolzens gewünscht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeugschloss
- 2
- Schließbolzen
- 2a
- innen liegendes Schließbolzenende
- 2b
- außen liegendes Schließbolzenende
- 3
- Drehfalle
- 4
- Lastarm
- 5
- Vorrast
- 6
- Hauptrast
- 7
- Sperrklinke
- 8
- Sperrklinkenrast
- 9
- erstes Metallelement
- 10
- zweites Metallelement
- 11
- Auslösefläche
- 12
- Abstützung
- 13
- durch den Kontaktpunkt zwischen Schließbolzen und Lastarm führende Linie
- 14
- Drehfallenachse
- 15
- Fangarm
- 16
- Einlaufschlitz der Drehfalle
- 17
- Auslegerarm
- 18
- Sperrklinkenachse
- 19
- Schlossplatte
- 20
- Grund des Drehfalleneinlaufschlitzes
- a
- erster physikalisch wirksamer Hebelarm
- b
- zweiter physikalisch wirksamer Hebelarm
- Sperrteilverhältnis
- a/b
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19902561 A1 [0006]
- DE 102007041479 A1 [0011]
- US 7399012 B2 [0012, 0012]
- DE 202008063489 [0036, 0039]
