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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
EP 0 479 095 A1 beschrieben, eine elektromagnetische Türverriegelung für Maschinen bekannt. Die Türverriegelung weist eine Drehfalle zum Umfassen eines türseitigen Klobens auf. Die Drehfalle wirkt auf einen Schwenkhebel, der durch eine magnetisch steuerbare Wippe blockierbar ist. Der Schwenkhebel ist mit zwei leichtgängigen Rollen ausgerüstet, von denen die eine in eine Vertiefung der Drehfalle eingreift und die andere vor der Sperrkante der Wippe steht, wobei die Längsachsen der Wippe und des Schwenkhebels einen Winkel von knapp über 90° einschließen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes umfasst einen Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus und eine Magneteinheit zum Blockieren und Freigeben einer Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus.
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Erfindungsgemäß weist die Magneteinheit einen Permanentmagnet und eine Spule auf, wobei der Permanentmagnet ein erstes Magnetfeld erzeugt und die Spule in einem stromdurchflossenen Zustand ein das erste Magnetfeld neutralisierendes zweites Magnetfeld erzeugt und wobei die Spule zum Blockieren der Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus zu bestromen ist. D. h. im bestromten Zustand der Spule ist das durch den Permanentmagnet erzeugte erste Magnetfeld durch das mittels der Spule erzeugte zweite Magnetfeld neutralisiert, wodurch ein Freigeben der Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus verhindert ist, so dass die Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus durch die Magneteinheit blockiert ist. Im stromlosen Zustand der Spule wird durch die Spule kein zweites Magnetfeld erzeugt, so dass das durch den Permanentmagnet erzeugte erste Magnetfeld nicht neutralisiert ist. Durch die Wirkung dieses durch den Permanentmagnet erzeugten ersten Magnetfeldes ist die Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus freigegeben.
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Die Vorrichtung ermöglicht ein Öffnen des Verschlusselementes, welches beispielsweise als eine Fahrzeugtür oder als eine Motorhaube oder Kofferraumklappe eines Fahrzeugs ausgebildet ist, auch in einem stromlosen Zustand, zum Beispiel bei einem Ausfall einer elektrischen Energieversorgung, beispielsweise bei einem Ausfall einer Fahrzeugbatterie oder bei einem Defekt in einem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs. In einem solchen stromlosen Zustand ist die Spule nicht mehr bestromt, so dass durch die Spule kein das erste Magnetfeld des Permanentmagneten neutralisierendes zweites Magnetfeld erzeugt wird. Dadurch wird in einem solchen stromlosen Zustand die Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus nicht mehr blockiert, wodurch das Verschlusselement entriegelt und somit zu öffnen ist.
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Somit wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache, kostengünstige und sichere Weise auch in einem stromlosen Zustand das Öffnen des Verschlusselementes jederzeit ermöglicht. Bei einem derartigen Verlust der Stromversorgung wird mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung der letzte Öffnungsbefehl gespeichert, so dass ein Verschließen des Verschlusselementes, beispielsweise der Fahrzeugtür, ohne es später wieder öffnen zu können, ausgeschlossen ist.
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Ein Bestromen der Vorrichtung zum Entriegeln des Verschlusselementes oder das Vorsehen eines mechanischen Speicherelementes, auch als Schneelasthebel bezeichnet, um ein Entriegeln des Verschlusselementes auch im stromlosen Zustand sicherzustellen, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung somit nicht erforderlich. Derartige mechanische Speicherelemente verursachen Geräusche und können sich mechanisch verklemmen, wodurch deren ordnungsgemäße Funktion nicht mehr möglich ist und das Verschlusselement somit bei einem Ausfall der Stromversorgung nicht mehr zu öffnen ist. Dies wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung vermieden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes im verriegelten Zustand,
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2 schematisch eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes im entriegelten Zustand,
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3 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes im verriegelten Zustand, und
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4 schematisch eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes im entriegelten Zustand.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform und die 3 und 4 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Verriegeln und Entriegeln eines hier nicht näher dargestellten Verschlusselementes. Die hier dargestellten Vorrichtungen 1 sind jeweils als eine Vorrichtung 1 zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusselementes eines Fahrzeugs ausgebildet, beispielsweise als ein Türschloss eines als Fahrzeugtür ausgebildeten Verschlusselementes oder als ein Schloss eines als Kofferraumklappe oder Motorhaube des Fahrzeugs ausgebildeten Verschlusselementes. Die 1 und 3 zeigen die jeweilige Ausführungsform der Vorrichtung 1 im verriegelten Zustand und die 2 und 4 zeigen die jeweilige Ausführungsform der Vorrichtung 1 im entriegelten Zustand.
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Beide dargestellten Ausführungsformen der Vorrichtung 1 umfassen einen Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 und eine Magneteinheit 3 zum Blockieren und Freigeben einer Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2. Die Magneteinheit 3 weist einen Permanentmagnet und eine Spule auf. Die Spule ist beispielsweise um den Permanentmagnet gewickelt angeordnet. Der Permanentmagnet erzeugt ein erstes Magnetfeld und die Spule erzeugt in einem stromdurchflossenen Zustand ein zum ersten Magnetfeld gegenpoliges gleichstarkes oder stärkeres zweites Magnetfeld, so dass das von der Spule erzeugte zweite Magnetfeld das vom Permanentmagnet erzeugte erste Magnetfeld neutralisiert. Dabei sind die Magneteinheit 3 und der Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 derart ausgebildet und zueinander positioniert, dass die Spule, um die Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 zu blockieren, zu bestromen ist.
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D. h. im bestromten Zustand der Spule ist das durch den Permanentmagnet erzeugte erste Magnetfeld durch das mittels der Spule erzeugte zweite Magnetfeld neutralisiert, wodurch ein Freigeben der Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 verhindert ist, so dass die Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 durch die Magneteinheit 3 blockiert ist, wodurch das Verschlusselement verriegelt ist. Im stromlosen Zustand der Spule wird durch die Spule kein zweites Magnetfeld erzeugt, so dass das durch den Permanentmagnet erzeugte erste Magnetfeld nicht neutralisiert ist. Durch die Wirkung dieses durch den Permanentmagnet erzeugten ersten Magnetfeldes ist die Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 nicht mehr blockiert, sondern freigegeben, so dass das Verschlusselement zu öffnen ist.
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Auf diese Weise ermöglicht die Vorrichtung 1 auch in einem stromlosen Zustand, zum Beispiel bei einem Ausfall einer elektrischen Energieversorgung, beispielsweise bei einem Ausfall einer Fahrzeugbatterie oder bei einem Defekt in einem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs, ein Öffnen des Verschlusselementes. In einem solchen stromlosen Zustand ist die Spule nicht mehr bestromt, so dass durch die Spule kein das erste Magnetfeld des Permanentmagneten neutralisierendes zweites Magnetfeld erzeugt wird. Dadurch wird in einem solchen stromlosen Zustand die Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 nicht mehr blockiert, wodurch das Verschlusselement entriegelt und somit zu öffnen ist.
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Somit wird durch die Vorrichtung 1 auf einfache, kostengünstige und sichere Weise auch in einem stromlosen Zustand das Öffnen des Verschlusselementes jederzeit ermöglicht. Bei einem derartigen Verlust der Stromversorgung wird mittels der Vorrichtung 1 der letzte Öffnungsbefehl gespeichert, so dass ein Verschließen des Verschlusselementes, beispielsweise der Fahrzeugtür, ohne es später wieder öffnen zu können, ausgeschlossen ist.
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Ein Bestromen der Vorrichtung 1 zum Entriegeln des Verschlusselementes oder das Vorsehen eines mechanischen Speicherelementes, auch als Schneelasthebel bezeichnet, um ein Entriegeln des Verschlusselementes auch im stromlosen Zustand sicherzustellen, ist bei der Vorrichtung 1 somit nicht erforderlich. Derartige mechanische Speicherelemente verursachen Geräusche und können sich mechanisch verklemmen, wodurch deren ordnungsgemäße Funktion nicht mehr möglich ist und das Verschlusselement somit bei einem Ausfall der Stromversorgung nicht mehr zu öffnen ist. Dies wird durch die Vorrichtung 1 vermieden.
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Der Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 umfasst in beiden Ausführungsformen eine Drehfalle 4 und eine Sperrklinke 5, wobei die Sperrklinke 5 in einem stromlosen Zustand der Spule durch den Permanentmagnet, genauer gesagt durch dessen erstes Magnetfeld, anziehbar ist und durch Bestromen der Spule freigebbar ist, da dann das durch die Spule erzeugte zweite Magnetfeld das durch den Permanentmagnet erzeugte erste Magnetfeld neutralisiert. Die Sperrklinke 5 blockiert im freigegebenen Zustand unmittelbar oder mittelbar eine Bewegung der Drehfalle 4.
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In der in den 1 und 2 dargestellten ersten Ausführungsform der Vorrichtung 1 blockiert die Sperrklinke 5 im freigegebenen Zustand die Bewegung der Drehfalle 4 unmittelbar, d. h. direkt. Diese erste Ausführungsform wird auch als Einfachklinke bezeichnet. In der in den 3 und 4 dargestellten zweiten Ausführungsform blockiert die Sperrklinke 5 im freigegebenen Zustand die Bewegung der Drehfalle 4 nur mittelbar, denn in dieser zweiten Ausführungsform umfasst der Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 zusätzlich einen Rasthebel 6, wobei die Sperrklinke 5 im freigegebenen Zustand eine Bewegung des in die Drehfalle 4 eingerasteten Rasthebels 6 blockiert, so dass dieser Rasthebel 6 nicht aus der Drehfalle 4 ausrasten kann und dadurch die Bewegung der Drehfalle 4 blockiert. Diese zweite Ausführungsform wird auch als Doppelklinke bezeichnet.
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In einer vorteilhaften Variante der Vorrichtung 1 ist der Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 elektrisch antreibbar, so dass das Verschlusselement beispielsweise automatisch zu öffnen und zu schließen ist, beispielsweise aufgrund eines von einem Nutzer erteilten Öffnungs- bzw. Schließbefehls, zum Beispiel durch eine Bedienung einer entsprechenden Taste im oder am Fahrzeug oder auf einer Fernbedienung. Zum Verriegeln bzw. Entriegeln des Verschlusselementes sind hierzu beispielsweise die Drehfalle 4, die Sperrklinke 5 und/oder der Rasthebel 6 elektrisch anzutreiben und dadurch entsprechend zu bewegen. Diese Bewegung ist mittels der Magneteinheit 3 im bestromten Zustand der Spule zu verhindern, so dass das Verschlusselement im bestromten Zustand der Spule sicher verschlossen und mittels der Vorrichtung 1 verriegelt ist. Zum Öffnen des Verschlusselementes ist die Spule der Magneteinheit 3 stromlos zu schalten, so dass die Bewegung des Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus 2 nicht mehr blockiert ist und das Verschlusselement somit zu öffnen ist. Im Normalbetrieb der Vorrichtung 1 wird hierzu die Stromzufuhr zur Spule gezielt abgeschaltet. Bei einem Stromausfall, zum Beispiel beim Ausfall der Fahrzeugbatterie oder bei einer Störung im Bordnetz des Fahrzeugs, ist die Spule der Magneteinheit 3 ebenfalls stromlos, so dass das Verschlusselement, zum Beispiel die Fahrzeugtür, auch in einem solchen Havariefall sicher zu öffnen ist.
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Im Folgenden wird anhand der Figuren die Funktion der beiden dargestellten Ausführungsformen der Vorrichtung 1 nochmals detailliert beschrieben. Die erste Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist in 1 im verriegelten und in 2 im entriegelten Zustand dargestellt. Die Drehfalle 4 weist eine Aussparung 7 auf, welche im geschlossenen Zustand des Verschlusselementes einen hier nicht dargestellten Bolzen am Rand einer durch das Verschlusselement verschlossenen Öffnung umgreift, so dass das Verschlusselement mittels der Vorrichtung 1 im geschlossenen Zustand gehalten ist. Bei einem als Fahrzeugtür ausgebildeten Verschlusselement ist dieser Bolzen beispielsweise an einer B-Säule oder C-Säule einer Karosserie des Fahrzeugs angeordnet oder ausgebildet.
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Beim Schließen des Verschlusselementes gleitet die Aussparung 7 der Drehfalle 4 über den Bolzen, d. h. der Bolzen gleitet in die Aussparung 7 der Drehfalle 4, und die Drehfalle 4 dreht sich gegensätzlich zum Uhrzeigersinn in die in 1 dargestellte Position. In dieser Position rastet die Sperrklinke 5 im bestromten Zustand der Spule der Magneteinheit 3 durch Drehen entgegen des Uhrzeigersinns in die Drehfalle 4 ein und blockiert dadurch die Drehfalle 4, so dass diese sich nicht im Uhrzeigersinn drehen kann, wodurch das Verschlusselement im verschlossenen Zustand blockiert ist. Dieses Drehen der Sperrklinke 5 zum Einrasten in die Drehfalle 4 wird ermöglicht, da im bestromten Zustand der Spule das durch diese erzeugte zweite Magnetfeld das durch den Permanentmagnet erzeugte erste Magnetfeld neutralisiert, so dass die Sperrklinke 5 nicht durch die Magneteinheit 3, genauer gesagt durch den Permanentmagnet der Magneteinheit 3, angezogen wird.
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Um das Öffnen des Verschlusselementes zu ermöglichen, muss die Drehfalle 4 freigegeben werden, so dass sie sich im Uhrzeigersinn drehen und dadurch den Bolzen aus ihrer Aussparung 7 freigeben kann. Hierzu wird die Stromzufuhr zur Spule der Magneteinheit 3 unterbrochen. Dies erfolgt in einem normalen Betriebszustand durch ein gezieltes Abschalten der Stromzufuhr zur Spule. In einem Havariefall, in welchem die Stromzufuhr zur Spule ausfällt, ist die Spule ebenfalls stromlos. Aufgrund des stromlosen Zustands der Spule wird durch die Spule kein zweites Magnetfeld erzeugt, so dass das vom Permanentmagnet der Magneteinheit 3 erzeugte erste Magnetfeld nicht mehr neutralisiert wird. Durch dieses erste Magnetfeld wird, wie in 2 dargestellt, die Sperrklinke 5 vom Permanentmagnet der Magneteinheit 3 angezogen, so dass diese sich im Uhrzeigersinn dreht und aus der Drehfalle 4 ausrastet. Dadurch wird die Drehbewegung der Drehfalle 4 im Uhrzeigersinn freigegeben, so dass das Verschlusselement zu öffnen ist, wie bereits erwähnt sowohl im Normalbetrieb als auch im Havariefall bei einem Ausfall der Stromversorgung.
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Die zweite Ausführungsform der Vorrichtung 1 ist in 3 im verriegelten und in 4 im entriegelten Zustand dargestellt. Die Drehfalle 4 weist auch hier die Aussparung 7 auf, welche im geschlossenen Zustand des Verschlusselementes den hier nicht dargestellten Bolzen am Rand der durch das Verschlusselement verschlossenen Öffnung umgreift, so dass das Verschlusselement mittels der Vorrichtung 1 im geschlossenen Zustand gehalten ist.
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Beim Schließen des Verschlusselementes gleitet die Aussparung 7 der Drehfalle 4 über den Bolzen, d. h. der Bolzen gleitet in die Aussparung 7 der Drehfalle 4, und die Drehfalle 4 dreht sich gegensätzlich zum Uhrzeigersinn in die in 3 dargestellte Position. In dieser Position rastet bei dieser zweiten Ausführungsform der Rasthebel 6 durch Drehen entgegen des Uhrzeigersinns in die Drehfalle 4 ein und die Sperrklinke 5 dreht sich im bestromten Zustand der Spule der Magneteinheit 3 im Uhrzeigersinn in Richtung des Rasthebels 6, wodurch der Rasthebel 6 durch die Sperrklinke 5 in dieser in 3 dargestellten in die Drehfalle 4 eingerasteten Position blockiert ist. Dadurch ist die Drehfalle 4 durch den Rasthebel 6 blockiert, so dass sie sich nicht im Uhrzeigersinn drehen kann, wodurch das Verschlusselement im verschlossenen Zustand blockiert ist.
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Dieses Drehen der Sperrklinke 5, um den Rasthebel 6 im in der Drehfalle 4 eingerasteten Zustand zu blockieren und dadurch die Drehbewegung der Drehfalle 4 zu blockieren, wird ermöglicht, da im bestromten Zustand der Spule der Magneteinheit 3 das durch diese erzeugte zweite Magnetfeld das durch den Permanentmagnet der Magneteinheit 3 erzeugte erste Magnetfeld neutralisiert, so dass die Sperrklinke 5 nicht durch die Magneteinheit 3, genauer gesagt durch deren Permanentmagnet, angezogen wird.
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Um das Öffnen des Verschlusselementes zu ermöglichen, muss auch hier die Drehfalle 4 freigegeben werden, so dass sie sich im Uhrzeigersinn drehen und dadurch den Bolzen aus ihrer Aussparung 7 freigeben kann. Hierzu wird die Stromzufuhr zur Spule der Magneteinheit 3 unterbrochen. Dies erfolgt in einem normalen Betriebszustand durch ein gezieltes Abschalten der Stromzufuhr zur Spule. In einem Havariefall, in welchem die Stromzufuhr zur Spule ausfällt, ist die Spule ebenfalls stromlos.
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Aufgrund des stromlosen Zustands der Spule der Magneteinheit 3 wird durch die Spule kein zweites Magnetfeld erzeugt, so dass das vom Permanentmagnet der Magneteinheit 3 erzeugte erste Magnetfeld nicht mehr neutralisiert wird. Durch dieses erste Magnetfeld wird, wie in 4 dargestellt, die Sperrklinke 5 vom Permanentmagnet der Magneteinheit 3 angezogen, so dass diese sich entgegen des Uhrzeigersinns dreht und dadurch vom Rasthebel 6 wegschwenkt, wodurch dieser nicht mehr durch die Sperrklinke 5 blockiert ist. Dadurch kann sich nun der Rasthebel 6 im Uhrzeigersinn drehen und aus der Drehfalle 4 ausrasten. Auf diese Weise wird die Drehbewegung der Drehfalle 4 im Uhrzeigersinn freigegeben, so dass das Verschlusselement zu öffnen ist, wie bereits erwähnt sowohl im Normalbetrieb als auch im Havariefall bei einem Ausfall der Stromversorgung. Das Drehen des Rasthebels 6 im Uhrzeigersinn, um die Drehfalle 4 freizugeben und/oder entgegen des Uhrzeigersinns, um in die Drehfalle 4 einzurasten und diese zu blockieren, erfolgt beispielsweise mittels eines Federelementes und/oder elektrisch angetrieben und/oder durch eine mechanische Betätigung, beispielsweise mittels eines Türgriffs.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Verriegelungs- und Entriegelungsmechanismus
- 3
- Magneteinheit
- 4
- Drehfalle
- 5
- Sperrklinke
- 6
- Rasthebel
- 7
- Aussparung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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