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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schloss, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer Drehfalle, einer zugeordneten Sperrklinke, einem Motor zum Öffnen der Sperrklinke und einem Zugelement, das den Motor mit der Sperrklinke mittelbar oder unmittelbar verbindet.
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Ein Schloss der eingangs genannten Art wird beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Verriegelung von Türen, Hauben, Kofferraumdeckeln oder dergleichen verwendet. Zum Entriegeln des Schlosses wird mittels eines Motors ein mit der Sperrklinke verbundenes Zugelement in Bewegung versetzt um die Sperrklinke von einer Sperrstellung in eine Entriegelungsstellung zu verstellen. In der Entriegelungsstellung der Sperrklinke ist die Drehfalle freigegeben, um von einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung aufdrehen zu können.
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Ein bekanntes Schloss dieser Art weist ein flexibles Zugelement auf, z.B. eine Kordel oder ein Seil, das den Motor mit der Sperrklinke verbindet und beim Entriegeln des Schlosses auf eine Welle des Motors aufgewickelt wird. Dieses Schloss hat den Nachteil, dass das Rückstellmoment für den Motor bedingt durch einen vergleichsweise kleinen Radius der Motorwelle so gering ist, dass die Gefahr besteht, dass das auf die Welle aufgewickelte Zugelement bei einem Verriegelungsvorgang nicht weit genug abgewickelt wird, um ein sicheres Verriegeln zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein robustes und kostengünstiges Schloss zu schaffen, welches ein sicheres Verriegeln gewährleistet.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Schloss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, dass der Motor eine Antriebstrommel umfasst, an welcher das Zugelement tangential vorbeigeführt ist.
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Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, das Zugelement nicht auf eine Motorwelle aufzuwickeln, sondern es stattdessen an der Antriebstrommel tangential vorbeizuführen. Dabei kann das Zugelement durchaus eine gewisse Krümmung um die Antriebstrommel herum aufweisen, um über einen größeren Winkelbereich mit der Antriebstrommel in Eingriff zu stehen und um eine kompakte Bauform des Schlosses sicherzustellen. Diese Krümmung sollte aber nicht so groß sein, dass sie in einer vollständigen oder annähernd vollständigen Umschlingung der Antriebstrommel durch das Zugelement resultiert. Durch die bloße Vorbeiführung des Zugelements an der Antriebstrommel kann während eines Verriegelungsvorgangs ein größeres Rückstellmoment auf den Motor ausgeübt werden und insbesondere bis zum Ende des Verriegelungsvorgangs hin weitgehend konstant gehalten werden, wodurch sichergestellt ist, dass das Schloss vollständig verriegeln kann.
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Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Zugelement kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit der Antriebstrommel gekoppelt. Hierdurch wird eine besonders gute Kraftübertragung zwischen Antriebstrommel und Zugelement erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Zugelement bandförmig ausgebildet. Konkret kann die Länge des Zugelements ein Vielfaches seiner Breite und die Breite wiederum ein Vielfaches der Dicke des Zugelements aufweisen. Vorteilhafterweise ist das Zugelement so steif ausgebildet, dass das Zugelement durch das Verriegeln und Entriegeln des Schlosses allenfalls minimal verformt wird. Dabei ist das Zugelement bevorzugt nicht nur zugsteif, sondern auch druck- und biegesteif ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass sich das Zugelement beim Entriegeln und Verriegeln des Schlosses stets entlang einer vordefinierten Bahn erstreckt.
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Das Zugelement kann einen Kunststoff und/oder ein Metallmaterial aufweisen. Dadurch kann das Zugelement einfach und kostengünstig hergestellt werden, im ersten Fall zum Beispiel mittels eines Spritzgussverfahrens.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Kopplung von Antriebstrommel und Zugelement mittels einer Verzahnung. Dabei kann die Verzahnung an der Antriebstrommel, an dem Zugelement und/oder an einem Kopplungselement zwischen Antriebstrommel und Zugelement ausgebildet sein. Vorteil einer solchen Kopplung ist die einfache Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung.
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Beispielsweise können mehrere Zähne an der Umfangsfläche der Antriebstrommel ausgebildet sein und das Zugelement eine Vielzahl von Ausnehmungen zur Aufnahme der Zähne aufweisen. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung des Zugelements, da die Ausnehmungen beispielsweise ausgestanzt oder beim Spritzgießen in Form von Vertiefungen ausgebildet werden können.
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Ferner können die Zähne in mindestens zwei axial zueinander beabstandeten Reihen entlang des Umfangs angeordnet sein. Dabei können die Zähne einer ersten Reihe entlang des Umfangs versetzt zu den Zähnen einer zweiten Reihe angeordnet sein. Letzteres hat den Vorteil, dass zu unterschiedlichen Winkelstellungen die Zähne an dem Zugelement angreifen und hierdurch in jeder Winkelstellung der Antriebstrommel ein verlässlicherer Formschluss zwischen Antriebstrommel und Zugelement erzeugt wird. Der Begriff "axial" wird in diesem Kontext durch die Rotationsachse der Antriebstrommel definiert.
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Die Ausnehmungen des Zugelements können in Form von Öffnungen, Vertiefungen und/oder Zahnzwischenräumen ausgebildet sein. Als Ausnehmung kann darüber hinaus jede Form in Betracht kommen, die ein An- bzw. Eingreifen der Zähne an der Form erlaubt. Handelt es sich bei den Ausnehmungen nicht um Öffnungen, sondern lediglich um Vertiefungen, so lässt sich das Zugelement in besonders wirtschaftlicher und zuverlässiger Weise mittels eines Spritzgussverfahrens aus einem Kunststoffmaterial herstellen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass grundsätzlich auch umgekehrt die Zähne an dem Zugelement und die Ausnehmungen an der Antriebstrommel ausgebildet sein können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann ein drehbar gelagerter Auslösehebel zwischen das Zugelement und die Sperrklinke geschaltet sein. Dies hat den Vorteil, dass bei entsprechender Ausbildung des Auslösehebels aufgrund der Hebelwirkung eine geringere Kraft ausreicht, um die Sperrklinke zu öffnen, weshalb der Motor kleiner dimensioniert werden kann.
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Dabei kann die Kopplung zwischen Zugelement und Auslösehebel, insbesondere zu Beginn eines Entriegelungsvorgangs, optional eine Bewegung des Zugelements relativ zum ruhenden Auslösehebel ermöglichen. Hierdurch wird erreicht, dass das Zugelement einen sogenannten Leerweg zurücklegt, bevor eine Betätigung des Auslösehebels durch das Zugelement stattfindet. So kann das Zugelement zu Beginn eines Entriegelungsvorgangs dynamische Energie aufnehmen, wodurch die Betätigung des Auslösehebels erleichtert wird. Grundsätzlich ist dieser Leerweg aber nicht unbedingt erforderlich.
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Der Auslösehebel kann hierfür eine, insbesondere längliche, Aufnahme und das Zugelement einen korrespondierenden Pin aufweisen, der in die Aufnahme eingreift. Eine solche Kopplung zwischen Zugelement und Auslösehebel bietet eine besonders einfache Möglichkeit, den Leerweg darzustellen.
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Es ist auch vorteilhaft, den Auslösehebel und die Sperrklinke in einer Verriegelungsstellung voneinander beabstandet anzuordnen, da hierdurch ein Leerweg zwischen Auslösehebel und Sperrklinke realisiert werden kann.
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Der Auslösehebel ist bevorzugt so gelagert, dass er entgegen der Rückstellkraft einer Feder in Entriegelungsrichtung verdrehbar ist. Die Rückstellkraft sollte dabei so bemessen sein, dass sie eine Rückstellung des Auslösehebels in seine Ruhelage bewirken kann, welche er in einem verriegelten Zustand des Schlosses einnimmt. Zusätzlich kann eine Rückstellfeder mit dem Zugelement gekoppelt sein, welche für eine Rückstellung des Zugelements entgegen des Leerhubs sorgt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von rein beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1A und 1B Schnittdarstellungen eines erfindungsgemäßen Schlosses in einem verriegelten Zustand;
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2 eine Detailansicht einer Verbindung zwischen einem Motor und einem Zugelement des Schlosses von 1;
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3A und 3B die Schnittdarstellungen von 1 nach Beendigung eines Leerwegs des Zugelements;
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4A und 4B die Schnittdarstellungen von 1 nach Beendigung eines Leerhubs eines Auslösehebels des Schlosses; und
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5A und 5B die Schnittdarstellungen von 1 in einem entriegelten Zustand des Schlosses.
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In den Figuren ist ein Schloss 10 gezeigt, welches beispielsweise in einer Tür oder Heckklappe eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen kann. Das Schloss 10 umfasst eine drehbar gelagerte Drehfalle 12, die in einem geschlossenen und verriegelten Zustand des Schlosses 10 einen hier nicht gezeigten, karosserieseitig festgelegten Schließbügel aufnehmen kann und durch eine ebenfalls drehbar gelagerte Sperrklinke 14 gegen eine Verdrehung gesperrt wird (1).
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Zur Entriegelung des Schlosses 10 ist die Sperrklinke 14 mittels eines Auslösehebels 30 aus ihrer in 1 gezeigten Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung (5) verdrehbar, in welcher die Drehfalle 12 und die Sperrklinke 14 außer Eingriff stehen und die Drehfalle 12 zur Freigabe eines Schließbügels aufdrehen kann. Der Auslösehebel 30 ist seinerseits drehbar gelagert und über ein Zugelement 24 mit einem Motor 16 verbunden.
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Das Zugelement 24 ist bandförmig ausgebildet und weist eine Vielzahl von Ausnehmungen 22 auf, hier in Form von einseitig offenen Vertiefungen, so dass das Zugelement 24 von seiner Gestalt her einem Blisterstreifen ähnelt. Das Zugelement 24 weist eine im Wesentlichen konstante Materialstärke auf und ist mittels eines Spritzgussprozesses aus einem Kunststoffmaterial hergestellt.
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Zur Entriegelung des Schlosses 10 wird durch den Motor 16, beispielsweise einen Elektromotor, eine Antriebstrommel 18 in eine Rotationsbewegung versetzt. An der Umfangsfläche der Antriebstrommel 18 sind mehrere Zähne 20 ausgebildet, die in die Ausnehmungen 22 des Zugelements 24 eingreifen. Während die hier gezeigten Ausführungsformen eine Antriebstrommel 18 mit acht Zähnen 20 (1, 3–5) oder vier Zähnen 20 (2) zeigen, ist auch jede andere Anzahl von Zähnen 20 denkbar. Die Zähne 20 können auch in mehreren, zur Drehachse der Antriebstrommel 18 senkrechten Ebenen angeordnet und entlang des Umfangs der Antriebstrommel 18 versetzt zueinander angeordnet sein. Entsprechende Ausnehmungen 22 des Zugelements 24 können dann in Richtung der Breite und der Länge des Zugelements 24 versetzt zueinander angeordnet sein, um die korrespondierenden Zähne 20 aufzunehmen.
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Durch die Rotationsbewegung der Antriebstrommel 18 wird das Zugelement 24 entlang einer Bahn bewegt, die tangential an der Antriebstrommel 18 vorbeiführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Zugelement 24 entlang einer im Wesentlichen halbkreisförmigen Bahn geführt, es sind aber durchaus andere Formen denkbar, wenn es die Baugröße des Schlosses erlaubt.
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Im Bereich eines Endes des Zugelements 24 ist ein Pin 26 ausgebildet, der in eine längliche Aufnahme 28 eingreift, welche im Bereich eines ersten Endes des Auslösehebels 30 ausgebildet ist. Die Aufnahme 28 erstreckt sich entlang der halbkreisförmigen Bahn und ermöglicht einen gewissen Leerweg des Zugelements 24 relativ zum Auslösehebel 30, bevor der Auslösehebel 30 unter Angreifen des Pins 26 an einem Rand der Aufnahme 28 (3) durch das von der Antriebstrommel 18 angetriebene Zugelement 24 mitgeschleppt und verdreht wird (4).
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In einer im verriegelten Zustand des Schlosses 10 eingenommenen Ruhelage des Auslösehebels 30 ist ein der Aufnahme 28 entgegengesetztes zweite Ende des Auslösehebels 30 zu der Sperrklinke 14 beabstandet. Hierdurch legt der über das Zugelement 26 durch den Motor 16 verdrehte Auslösehebel 30 zunächst einen gewissen Leerhub zurück, bevor das zweite Ende des Auslösehebels 30 mit der Sperrklinke 14 in Eingriff gerät und diese aus ihrer Verriegelungsstellung in eine Entriegelungsstellung drückt (5), in welcher die Sperrklinke 14 von der Drehfalle 12 gelöst ist und die Drehfalle 12 zur Freigabe eines aufgenommenen Schließbügels aufdrehen kann.
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Das sich an der Antriebstrommel 18 vorbeibewegende Zugelement 24 wird während des soeben beschriebenen Entriegelungsprozesses in einen durch gekrümmte Führungswände 34 begrenzten Kanal geführt, welcher zur Definition der im Wesentlichen halbkreisförmigen Bahn des Zugelements 24 beiträgt.
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Um das Schloss 10 wieder zurück in seinen verriegelten Zustand zu versetzen, sind eine erste Rückstellfeder 36 und eine zweite Rückstellfeder 38 vorgesehen. Die erste Rückstellfeder 36 ist zwischen ein Gehäuse 32 des Schlosses 10 und den Auslösehebel 30 geschaltet und dazu ausgebildet, den Auslösehebel 30 entgegen eines während der Entriegelung zurückgelegten Wegs bis in die Ruheposition zurückzubewegen, die der Auslösehebel 30 im verriegelten Zustand (1) einnimmt.
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Die zweite Rückstellfeder 38 ist zwischen das Gehäuse 32 und den Pin 26 geschaltet, um das Zugelement 24 entgegen des Leerwegs in seine Ausgangsposition im verriegelten Zustand (1) zurückzubewegen. Die erste Rückstellfeder 36 und die zweite Rückstellfeder 38 sind jeweils in Form einer Schenkelfeder gezeigt, können aber auch durch jedes andere elastisch verformbare Element dargestellt sein.
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Abschließend sei darauf hingewiesen, dass die hier gezeigte Ausführungsform zwar ein Einklinkensystem darstellt, die vorliegende Erfindung aber durchaus auch in einem Zweiklinkensystem Anwendung finden kann.
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Ferner sei darauf hingewiesen, dass bei der hier gezeigten Ausführungsform zwar ein Auslösehebel zwischen das Zugelement 24 und die Sperrklinke 14 geschaltet ist, dass es grundsätzlich aber auch denkbar ist, das Zugelement 24 direkt mit der Sperrklinke 14 zu verbinden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schloss
- 12
- Drehfalle
- 14
- Sperrklinke
- 16
- Motor
- 18
- Antriebstrommel
- 20
- Zähne
- 22
- Ausnehmung
- 24
- Zugelement
- 26
- Pin
- 28
- Aufnahme
- 30
- Auslösehebel
- 32
- Gehäuse
- 34
- Führungswand
- 36
- erste Rückstellfeder
- 38
- zweite Rückstellfeder
