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Die Erfindung betrifft eine Antriebskomponente eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugschlosses gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeugschloss gemäß Anspruch 16 sowie eine Kraftfahrzeugtür gemäß Anspruch 17.
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Die in Rede stehende Antriebskomponente ist dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugschlosses zugeordnet, das bei allen Arten von Verschlusselementen eines Kraftfahrzeugs Anwendung findet. Zu diesen Verschlusselementen gehören insbesondere Kraftfahrzeugtüren. Der Begriff „Kraftfahrzeugtür” ist vorliegend weit zu verstehen. Er umfasst insbesondere Seitentüren, Hecktüren, Heckklappen, Heckdeckel oder Motorhauben. Eine Kraftfahrzeugtür in diesem Sinne kann grundsätzlich auch nach Art einer Schiebetür ausgestaltet sein.
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Die Ausstattung heutiger Kraftfahrzeugschlösser mit motorischen Funktionen, beispielsweise einer motorischen Zentralverriegelungsfunktion, führt zu einer Komfortsteigerung für den Benutzer. Hierfür ist das Kraftfahrzeugschloss mit einem Antriebsstrang oder mehreren Antriebssträngen ausgestattet. Der Antriebsstrang in diesem Sinne umfasst die gesamte Antriebskette einschließlich eines Antriebs, die dem Antrieb nachgeschaltete Getriebe- und Übertragungselemente sowie die anzutreibenden Komponente selbst. Neben einer hohen Kosteneffizienz stellt eine hohe Manipulationssicherheit eine besondere Herausforderung dar.
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Bei der bekannten Antriebskomponente (
DE 10 2008 012 563 A2 ), von der die Erfindung ausgeht, handelt es sich um einen Zentralverriegelungsantrieb eines Kraftfahrzeugschlosses. Der als Direktantrieb ausgestaltete Antrieb weist einen um eine Rotorachse rotierbaren Rotor und einen Ständer mit einer Spulenanordnung aus mehreren Antriebsspulen auf. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Spulenanordnung lassen sich unterschiedliche magnetisch stabile Antriebsstellungen des Rotors einstellen. Dabei entsprechen die unterschiedlichen Antriebsstellungen des Rotors entsprechend unterschiedlichen Funktionszuständen des Kraftfahrzeugschlosses. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Funktionszustände „Verriegelt” oder „Entriegelt” handeln.
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Optimierungspotential bei dem bekannten Kraftfahrzeugschloss besteht in der Erhöhung der Manipulationssicherheit. Beispielsweise lässt sich der Rotor durch ein von außen auf den Antrieb einwirkendes Magnetfeld rotatorisch verstellen. Mit einem entsprechend ausgelegten externen Magneten ist es damit grundsätzlich möglich, das dem Antrieb zugeordnete Kraftfahrzeugschloss in den Funktionszustand „Entriegelt” zu manipulieren, so dass der Diebstahlschutz bei der bekannten Anordnung eingeschränkt ist.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den bekannten Antrieb derart auszugestalten und weiterzubilden, dass seine Manipulationssicherheit erhöht wird. Das obige Problem wird bei dem in Rede stehenden Antrieb durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Die vorschlagsgemäße Antriebskomponente ist einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugschlosses zugeordnet und mit einem um eine Antriebsachse rotierbaren Antriebsteil ausgestattet. Die Antriebskomponente weist ferner eine Schaltanordnung auf, die in mindestens eine Sicherungsstellung, in der sie eine Rotation des Antriebsteils sperrt und/oder vom Antriebsstrang im Übrigen entkuppelt, und in eine Betriebsstellung, in der sie eine Rotation des Antriebsteils freigibt und/oder mit dem Antriebsstrang im Übrigen koppelt, verstellbar ist. Im normalbetriebsgemäßen Gebrauch befindet sich die Schaltanordnung in der Betriebsstellung, während zur Vermeidung von Manipulationen der Antriebskomponente eine Verstellung der Schaltanordnung in die Sicherungsstellung bzw. in eine der Sicherungsstellungen vorgesehen ist.
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Von besonderer Bedeutung für die vorschlagsgemäße Lehre ist die Tatsache, dass die Schaltanordnung durch ein Magnetfeld verstellbar ist. Bei diesem Magnetfeld kann es sich durch ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss einwirkendes Magnetfeld handeln, das regelmäßig auf einen Manipulationsversuch zurückgeht. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei diesem Magnetfeld um ein von dem Kraftfahrzeugschloss erzeugtes Magnetfeld, beispielsweise um ein von einem Antrieb des Kraftfahrzeugschlosses erzeugbaren Magnetfeld, handeln.
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Mit der vorschlagsgemäßen Schaltanordnung ergeben sich neue Möglichkeiten zur Erhöhung der Manipulationssicherheit eines Kraftfahrzeugschlosses. Bei entsprechender, noch zu erläuternder Auslegung kann mit der vorschlagsgemäßen Antriebskomponente auf einfache Weise sichergestellt werden, dass bei einem Manipulationsversuch, insbesondere bei einem Manipulationsversuch durch ein äußeres Magnetfeld, das Antriebsteil im Hinblick auf eine Rotation gesperrt oder von dem Antriebsstrang im Übrigen entkuppelt wird.
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Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 handelt es sich bei der vorschlagsgemäßen Antriebskomponente um einen elektrischen Antrieb mit Rotor und Ständer. Die Integration der Schaltanordnung in einen solchen Antrieb führt zu einer universellen Anwendbarkeit der vorschlagsgemäßen Lösung, sofern der Antrieb für unterschiedliche Anwendungen Einsatz findet.
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Die vorschlagsgemäße Lösung ist für einen Antrieb gemäß Anspruch 3 von ganz besonderer Bedeutung. Hier hissen sich mindestens zwei magnetisch stabile, rotatorische Antriebsstellungen des Rotors erzeugen, indem eine entsprechende Ansteuerung des Antriebs vorgenommen wird. Es handelt sich bei dieser Variante also nicht um einen endlos drehenden Antrieb.
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Grundsätzlich kann die vorschlagsgemäße Lösung einen Schutz gegen verschiedene Arten von Manipulationsversuchen bereitstellen. Vorzugsweise lässt sich durch ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss einwirkendes Magnetfeld ein Drehmoment auf das Antriebsteil um die Antriebsteilachse erzeugen, so dass eine entsprechende Manipulation der Antriebskomponente durch einen externen Magneten möglich ist. In weiter bevorzugter Ausgestaltung ist es dabei so, dass dieses von außen einwirkende Magnetfeld die Schaltanordnung in Richtung der Sicherungsstellung drängt, so dass eine missbräuchliche Verstellung des Antriebsteils nicht möglich ist.
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Ein gutes Ansprechverhalten der Schaltanordnung auf ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss einwirkendes Magnetfeld ergibt sich gemäß Anspruch 4 durch die Ausstattung der Schaltanordnung mit einer Schalt-Permanentmagnetanordnung. Bei geeigneter Auslegung der Schalt-Permanentmagnetanordnung führt ein magnetfeldbasierter Manipulationsversuch aus ganz unterschiedlichen Richtungen zu einer Verstellung der Schaltanordnung in eine oben angesprochene Sicherungsstellung.
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Eine obige, bevorzugte Ausgestaltung der Permanentmagnetanordnung ist Gegenstand von Anspruch 5. Die Ausstattung der Schaltanordnung mit zwei Permanentmagneten, deren Dipolachsen sich überkreuzen, führt dazu, dass in Abhängigkeit von der Richtung des manipulierenden Magnetfelds eine magnetische Wechselwirkung mit dem einen Permanentmagneten oder dem anderen Permanentmagneten der Schalt-Permanentmagnetanordnung überwiegt. Dadurch führen magnetfeldbasierte Manipulationsversuche aus verschiedenen Richtungen zu einer Verstellung der Schaltanordnung in eine Sicherungsstellung. Bei geeigneter Auslegung lässt sich ein beträchtlicher Winkelbereich für die Richtung des manipulierenden Magnetfelds abdecken. Als besonders effektiv hat sich in diesem Zusammenhang eine Anordnung herausgestellt, bei der die Dipolachsen der Permanentmagneten im Wesentlichen senkrecht zueinander ausgerichtet sind.
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Um Fehlauslösungen der Schaltanordnung zu vermeiden, ist die reproduzierbare Einnahme der Betriebsstellung der Schaltanordnung zu gewährleisten. Die bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 6 sieht hierzu ein Rückstellelement aus magnetwirksamen Material vor, wobei die magnetische Wechselwirkung zwischen der Schalt-Permanentmagnetanordnung und dem Rückstellelement dazu führt, dass die Schaltanordnung stets in die Betriebsstellung drängt. Bei dem magnetwirksamen Material des Rückstellelements handelt es sich vorzugsweise um ein feromagnetisches Material oder um ein Permanentmagnetmaterial. In beiden Fällen wird eine magnetische Anziehung oder Abstoßung zu der Schalt-Permanentmagnetanordnung genutzt, um sicherzustellen, dass die Schaltanordnung stets in die Betriebsstellung drängt. Grundsätzlich kann es alternativ dazu vorgesehen sein, dass die Schaltanordnung, getrieben durch das Rückstellelement, in eine obige Sicherungsstellung drängt. Dann sind Maßnahmen dafür zu treffen, dass die Schaltanordnung für den Normalbetrieb des Antriebs in die Betriebsstellung überführt wird.
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Interessant bei der obigen Rückstellung des Schaltelements durch die magnetische Wechselwirkung zwischen dem Rückstellelement und der Schalt-Permanentmagnetanordnung ist die Tatsache, dass die Schalt-Permanentmagnetanordnung doppelt genutzt wird, nämlich einerseits zur Einstellung einer obigen Sicherungsstellung und andererseits zur Rückstellung des Schaltelements. Diese Doppelnutzung der Schalt-Permanentmagnetanordnung führt zu einer kostengünstigen und gleichzeitig kompakten Ausgestaltung. Besondere Bedeutung kommt vorliegend der Abstimmung des Rückstellelements auf die Permanentmagnetanordnung zu. Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 ist das Rückstellelement mit einem Permanentmagneten ausgestattet, dessen Energiedichte geringer ist als der zugeordnete Permanentmagnet der Schalt-Permanentmagnetanordnung. Die Anordnung muss gerade so getroffen sein, dass solche von außen auf das Kraftfahrzeugschloss einwirkende Magnetfelder, die eine Verstellung des Antriebsteils bewirken würden, zu einer Verstellung des Schaltelements und damit der Schaltanordnung in eine obige Sicherungsstellung führen. Dies wurde weiter oben im allgemeinen erläutert.
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Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 8 bis 12 betreffen bevorzugte konstruktive Ausgestaltungen der Schaltanordnung. Von besonderer Bedeutung ist gemäß Anspruch 8 die Tatsache, dass die Schalt-Permanentmagnetanordnung im Bereich des Ständers des Antriebs angeordnet ist, so dass das Verhalten des Schaltelements im Hinblick auf ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss einwirkendes Magnetfeld abgestimmt werden kann auf das entsprechende Verhalten der Rotor-Permanentmagnetanordnung.
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Eine besonders hohe Sicherheit gegen manipulierende Magnetfelder zeigt Anspruch 13. Hier ist es so, dass die Schaltanordnung mindestens eine weitere Sicherungsstellung, in der sie eine Rotation des Antriebsteils sperrt und/oder vom Antriebsstrang im Übrigen entkuppelt, bringbar ist und dass das Schaltelement hierfür aus einer der Betriebsstellung entsprechenden Mittelstellung heraus in zwei entgegengesetzte Verstellrichtungen verstellbar ist. Damit kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass ein Umpolen des manipulierenden Magnetfelds, das regelmäßig eine entgegengesetzte Kraftwirkung auf das Schaltelement ausübt, ebenfalls zu einer Überführung der Schaltanordnung in eine obige Sicherungsstellung führt.
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Die weiter bevorzugte Ausgestaltung gemäß Anspruch 14 basiert auf der Überlegung, dass die Schaltanordnung auch zur Crashsicherheit eines Kraftfahrzeugschlosses beitragen kann. Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass die Schaltanordnung im Crashfall in eine Sicherungsstellung fällt und so eine ungewünschte Verstellung des Antriebs verhindert. Hierfür wird vorgeschlagen, dass der Massenschwerpunkt des Schaltelements beabstandet von der Schwenkachse des Schaltelements ist. Dies lässt sich am einfachsten dadurch bewerkstelligen, dass der Massenschwerpunkt der Schalt-Permanentmagnetanordnung entsprechend beabstandet von der Schwenkachse des Schaltelements gelegen ist.
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In Abhängigkeit von dem jeweiligen Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, dass der sperrende Eingriff zwischen dem Schaltelement und dem Antriebsteil ein blockierender Eingriff, ein lösbar rastender Eingriff oder ein bremsender Eingriff ist. Mit „lösbar rastend” ist gemeint, dass die Rastverbindung durch die Aufbringung eines vorbestimmten Drehmoments selbsttätig ausrastet und damit löst. Beispielsweise geht ein solcher rastender Eingriff auf den Eingriff einer federbelasteten Kugel mit einer korrespondierenden Vertiefung, also auf die Funktion einer Kugelrastkupplung, zurück.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 16, der eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Kraftfahrzeugschloss mit einem Stellelement und einer als Antrieb ausgestalteten Antriebskomponente zur Verstellung des Stellelements beansprucht. Auf alle Ausführungen zu der vorschlagsgemäßen Antriebskomponente darf insoweit verwiesen werden.
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Vorzugsweise dient der Antrieb des vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschlosses der Einstellung unterschiedlicher Funktionszustände einer Schlossmechanik des Kraftfahrzeugschlosses. Da es sich bei der Einstellung dieser Funktionszustände um eine sicherheitsrelevante Funktion handelt, ist die Anwendung des vorschlagsgemäßen, manipulationssicheren Antriebs hier besonders vorteilhaft.
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Nach einer weiteren Lehre gemäß Anspruch 17, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Kraftfahrzeugtür mit einem Türinnenraum, der von einer Türaußenhaut begrenzt ist, und mit einem in dem Türinnenraum angeordneten, vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschloss beansprucht. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschloss und entsprechend zu dem vorschlagsgemäßen Antrieb darf verwiesen werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 die für die Erfindung wesentlichen Bestandteile eines vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschlosses,
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2 den Antrieb des Kraftfahrzeugschlosses im demontierten Zustand in einer perspektivischen Ansicht bei in der Betriebsstellung befindlicher Schaltanordnung und
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3 den Antrieb gemäß 2a) bei in einer ersten Sicherungsstellung befindlicher Schaltanordnung und b) bei in einer zweiten Sicherungsstellung befindlicher Schaltanordnung.
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Es darf vorab darauf hingewiesen werden, dass in der Zeichnung nur die Komponenten der vorschlagsgemäßen Anordnung dargestellt sind, die für die Erläuterung der Lehre notwendig sind. Entsprechend ist eine Schlossfalle, die in üblicher Weise mit einem Schließbolzen o. dgl. zusammenwirkt und die mittels einer Sperrklinke in einer Hauptschließstellung und in einer ggf. vorhandenen Vorschließstellung gehalten wird, in der Zeichnung nicht dargestellt.
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Der Begriff „Kraftfahrzeugschloss” ist hier weit zu verstehen. Er umfasst nicht nur eine zentrale Anordnung zur Aufnahme von Schließelementen wie Schlossfalle und Sperrklinke, sondern auch eine verteilte Anordnung mit mehreren verteilten Funktionseinheiten, die beispielsweise über flexible Kraftübertragungsmittel antriebstechnisch miteinander gekoppelt sind.
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Bei der vorschlagsgemäßen Antriebskomponente 1 eines Antriebsstrangs 2 eines Kraftfahrzeugschlosses 3 handelt es sich hier und vorzugsweise um einen elektrischen Antrieb, wie noch erläutert wird. Alle Ausführungen zu dem in der Zeichnung dargestellten Antrieb gelten für alle übrigen, denkbaren Arten von Antriebskomponenten entsprechend.
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Die Antriebskomponente 1 ist mit einem um eine Antriebsteilachse 4 rotierbaren Antriebsteil 5 und einer Schaltanordnung 6 ausgestattet. Die Schaltanordnung 6 ist in mindestens eine Sicherungsstellung (3a, b) bringbar, in der sie eine Rotation des Antriebsteils 5 sperrt. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass die in der Sicherungsstellung befindliche Schaltanordnung 6 eine Rotation des Antriebsteils 1 vom Antriebsstrang 2 im Übrigen entkuppelt. Die Schaltanordnung 6 ist ferner in eine Betriebsstellung bringbar, in der sie eine Rotation des Antriebsteils 5 freigibt (2). Alternativ oder zusätzlich kann es auch vorgesehen sein, dass die in der Betriebsstellung befindliche Schaltanordnung 6 eine Rotation des Antriebsteils 5 mit dem Antriebsstrang 2 im Übrigen kuppelt.
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Die Schaltanordnung 6 weist, wie in der Zeichnung dargestellt, ein verstellbares Schaltelement 6a auf, das entsprechend zu der Stellung der Schaltanordnung 6 in mindestens eine Sicherungsstellung und in eine Betriebsstellung bringbar ist. In beiden oben genannten Fällen ist die Antriebskomponente 1 gewissermaßen unwirksam gemacht worden, nämlich, indem die Rotation gesperrt oder entkuppelt wird.
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Es darf zur Klarstellung darauf hingewiesen werden, dass mit „Sperren der Rotation des Antriebsteils” und „Entkuppeln der Rotation des Antriebsteils” gemeint ist, dass das Antriebsteil 5 selbst gesperrt bzw. entkuppelt wird.
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Die vorschlagsgemäße Anordnung ist nun so getroffen, dass die Schaltanordnung 6 durch ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld und/oder durch ein von dem Kraftfahrzeugschloss 3 erzeugbaren Magnetfeld verstellbar ist. In der Zeichnung geht das von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkende Magnetfeld auf einen Permanentmagneten M zurück. Grundsätzlich kann es sich hier auch um einen Elektromagneten o. dgl. handeln.
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Bei der erstgenannten Alternative lässt sich bei geeigneter und noch zu erläuternder Auslegung erreichen, dass ein auf einen Manipulationsversuch zurückgehendes, von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld dazu führt, dass die Schaltanordnung 6 in die Sicherungsstellung verstellt wird. In der zweitgenannten Alternative kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schaltanordnung 6 stets in der Sicherungsstellung steht, und nur bei einer gewünschten, normalbetriebsgemäßen Verstellung des Antriebsteils 5 in die Betriebsstellung verstellt wird.
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Hier und vorzugsweise handelt es sich bei der vorschlagsgemäßen Antriebskomponente 1 um einen elektrischen Antrieb 7, der einen Rotor 8 und einen Ständer 9 aufweist, wobei es sich bei dem Rotor 8 hier und vorzugsweise um das Antriebsteil 5 der Antriebskomponente 1 handelt. Vorzugsweise weist der Ständer 9 eine Spulenanordnung 10 aus mindestens einer Antriebsspule 11–14 und der Rotor 8 eine Rotor-Permanentmagnetanordnung 15 mit den Magnetpolen 16a und 16b auf, wobei die Spulenanordnung 10 in üblicher Weise mit der Rotor-Permanentmagnetanordnung 15 zur Erzeugung von Antriebsmomenten zusammenwirkt. Die Dipolachse 15a der Rotor-Permanentmagnetanordnung 15, die hier und vorzugsweise auf einen einzigen Permanentmagneten zurückgeht, ist vorzugsweise senkrecht zu der Antriebsteilachse 4, hier also der Rotorachse 4, ausgerichtet. Diese Bauform des Antriebs 7 ist kostengünstig und wenig verschleißanfällig, da auf eine Kommutierung einer elektrischen Antriebsspannung verzichtet werden kann. Es sind aber auch andere Bauformen für den Antrieb 7 denkbar, insbesondere solche Bauformen, bei denen der Ständer eine Permanentmagnetanordnung und der Rotor eine Spulenanordnung aufweist oder bei denen der Ständer und der Rotor jeweils eine Spulenanordnung aufweisen.
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Vorzugsweise ist der Antrieb 7 so ausgestaltet, dass durch unterschiedliche Ansteuerung des Antriebs 7, hier und vorzugsweise durch unterschiedliche stationäre Bestromung der Spulenanordnung 10, mindestens zwei magnetisch stabile, rotatorische Antriebsstellungen des Rotors 8 erzeugbar sind. Die Formulierung „magnetisch stabil” bedeutet hier, dass die Bestromung der Spulenanordnung 10 mit dem resultierenden Magnetfeld dafür sorgt, dass der Rotor 8 bei einer Auslenkung aus der jeweiligen Antriebsstellung heraus stets zurück in diese Antriebsstellung getrieben wird, und zwar unabhängig von der Richtung der Auslenkung. Der Begriff „stationäre Bestromung” bedeutet hier, dass sich die eingestellte Bestromung im Zeitbereich nicht ändert. Der Begriff „Bestromung” ist dabei allgemein zu verstehen und umfasst sowohl das Anlegen einer elektrischen Spannung als auch das Einprägen eines elektrischen Stroms in die Spulenanordnung 10. Dabei kann die Spannung bzw. der Strom auch gepulst o. dgl. sein. Im einfachsten Fall wird für eine stationäre Bestromung im obigen Sinne eine konstante Spannung auf den betreffenden Teil der Spulenanordnung 10 aufgeschaltet.
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Es lässt sich der Darstellung in 1 entnehmen, dass durch ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld grundsätzlich einen Drehmoment auf das Antriebsteil 5 um die Antriebsteilachse 4 erzeugbar ist, so dass hierdurch grundsätzlich zumindest ein Teil der Antriebsstellungen des Antriebsteils 5 anfahrbar sind. Damit wäre eine ungewünschte Manipulation des Kraftfahrzeugschlosses 3, insbesondere eine Manipulation in den Funktionszustand „Entriegelt” möglich. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es daher vorgesehen, dass zumindest ein Teil der von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkenden Magnetfelder, die ein Drehmoment auf das Antriebsteil 5 um die Antriebsteilachse 4 erzeugen, zusätzlich eine Kraftwirkung auf das Schaltelement 6a in Richtung der Sicherungsstellung erzeugen.
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Im Einzelnen ist es hier und vorzugsweise so, dass das Antriebsteil 5 durch ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld rotatorisch verstellbar ist, dessen Magnetfeldlinien zumindest eine senkrecht zu der Antriebsteilachse 4 ausgerichtete Komponente aufweisen.
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Interessant bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist nun, dass das Schaltelement 6a der Schaltanordnung 6 wie oben angedeutet, ebenfalls durch ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld verstellbar ist, dessen Magnetfeldlinien zumindest eine senkrecht zu der Antriebsteilachse 4 ausgerichtete Komponente aufweisen.
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In Abhängigkeit von der Bauform der Antriebskomponente 1, insbesondere der als Antrieb 7 ausgestalteten Antriebskomponente 1, kann es vorgesehen sein, dass das Antriebsteil 5 durch ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld rotatorisch verstellbar ist, dessen Magnetfeldlinien zumindest eine parallel zu der Antriebsteilachse 4 ausgerichtete Komponente aufweisen. Dies ist regelmäßig der Fall, wenn der Antrieb 7 nach Art einer Axialflussmaschine aufgebaut ist. In diesem Fall wird entsprechend vorgeschlagen, dass das Schaltelement 6a durch ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld verstellbar ist, dessen Magnetfeldlinien zumindest eine parallel zu der Antriebsteilachse 5 ausgerichete Komponente aufweisen.
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Aus den obigen Erläuterungen geht hervor, dass der Ausrichtung der Schaltanordnung 6 auf das Antriebsteil 5 besondere Bedeutung zukommt, sofern eine selbsttätige Verstellung der Schaltanordnung 6, getrieben durch das von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkende Magnetfeld, vorgesehen ist.
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Zusätzlich ist eine gewisse Synchronisierung der Antriebsteilbewegung mit der Schaltelementbewegung sicherzustellen. Hier und vorzugsweise ist es so, dass das Antriebsteil 5, getrieben durch das von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkende Magnetfeld, keine oder eine nur geringfügige Rotation um die Antriebsteilachse 4 vollzieht, bevor das Schaltelement 6a, ebenfalls getrieben durch das von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkende Magnetfeld, die Sicherungsstellung erreicht. Diese Synchronisierung lässt sich am einfachsten dadurch erreichen, dass das Schaltelement 6a verglichen mit dem Antriebsteil 5 besonders leicht ausgestaltet ist, so dass sich das Schaltelement 6a, bedingt durch die Massenträgheit des Antriebsteils 5, in der Sicherungsstellung befindet, bevor eine nennenswerte Rotation des Antriebsteils 5 stattfindet. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass eine Freilaufbewegung des Antriebsteils 5 vorgesehen ist, bevor das Schaltelement 6a die Sicherungsstellung erreicht.
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2 zeigt, dass die Schaltanordnung 6 hier und vorzugsweise eine Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 aufweist und dass durch ein gemäß 3 von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkende Magnetfeld und dessen magnetische Wechselwirkung mit der Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 die Schaltanordnung 6 in eine Sicherungsstellung bringbar ist. Hier und vorzugsweise sind zwei noch zu erläuternde Sicherungsstellungen vorgesehen, die in 3a und 3b dargestellt sind.
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Die Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 weist vorzugsweise zwei Permanentmagneten 17, 18 auf. Grundsätzlich können auch mehr als zwei, insbesondere mehr als drei Permanentmagnete 17, 18, der Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 zugeordnet sein.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden Permanentmagnete 17, 18 der Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 so angeordnet, dass sich deren Dipolachsen 17a, 18a überkreuzen.
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Dies bedeutet, dass die Dipolachsen 17a, 18a nicht parallel ausgerichtet sind. Hier und vorzugsweise ist es so, dass sich die Dipolachsen 17a, 18a sogar schneiden. 3 zeigt, dass in der Betriebsstellung die Permanentmagneten 17, 18 mit ihren Dipolachsen 17a, 18a jeweils einen identischen Winkel mit einer durch die Rotorachse 4 verlaufende Ebene einschließen. Hier und vorzugsweise ist es weiter so, dass in der Betriebsstellung die Permanentmagneten 17, 18 mit ihren Dipolachsen 17a, 18a bezogen auf eine durch die Rotorachse 4 verlaufende Ebene E zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
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Der Winkel zwischen den Dipolachsen 17a, 18a der Permanentmagneten 17, 18 kann unterschiedlich gewählt sein. Es wurde weiter oben erläutert, dass die im Wesentlichen zueinander senkrechte Ausrichtung der Dipolachsen 17a, 18a der Permanentmagnete 17, 18 für eine hohe Manipulationssicherheit vorteilhaft ist.
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Die Detaildarstellung in 2 zeigt, dass ein Rückstellelement 19 vorgesehen ist, das zumindest zum Teil aus magnetwirksamem Material besteht, wobei die magnetische Wechselwirkung zwischen der Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 und dem Rückstellelement 19 dazu führt, dass die Schaltanordnung 6 stets in die Betriebsstellung drängt. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass das Rückstellelement 19 ein Drängen der Schaltanordnung 6 in eine der Sicherungsstellungen bewirkt.
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In besonders bevorzugter Ausgestaltung handelt es sich bei dem magnetwirksamen Material des Rückstellelements 19 um ein feromagnetisches Material. Das Rückstellelement 19 kann dann schlicht als Eisenplättchen ausgestaltet sein. Alternativ kann es aber auch vorgesehen sein, dass das Rückstellelement 19 zumindest zum Teil aus einem Permanentmagnetmaterial besteht.
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Hier und vorzugsweise ist ein einziges Rückstellelement 19 vorgesehen, das dem Permanentmagneten 17 zugeordnet ist. Das Rückstellelement 19 ist feststehend am Ständer 9 befestigt. Grundsätzlich kann es aber auch vorgesehen sein, dass zwei Rückstellelemente 19 vorgesehen sind, die jeweils einem der Permanentmagnete 17, 18 zugeordnet sind.
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Es wurde schon darauf hingewiesen, dass das Rückstellelement 19 und die Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 so aufeinander abgestimmt sein müssen, dass sich eine hinreichende Rückstellkraft einerseits und eine hinreichend leichte Auslenkbarkeit für den Fall einer magnetfeldbasierten Manipulation ergibt. Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass das Rückstellelement 19 einen Permanentmagneten aufweist, der einem Permanentmagneten 17 der Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 zugeordnet ist, wobei die Energiedichte des Permanentmagneten des Rückstellelements 19 geringer ist als die Energiedichte des zugeordneten Permanentmagneten 17 der Schalt-Permanentmagnetanordnung 16.
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Um im Hinblick auf ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld das Schaltverhalten der Schaltanordnung 6 auf das entsprechende Verhalten des Antriebs 7 anzugleichen, ist es hier und vorzugsweise vorgesehen, dass die Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 im Bereich des Ständers 9 des Antriebs 7 angeordnet ist. In besonders bevorzugter und in der Zeichnung dargestellter Ausgestaltung ist das Schaltelement 6 an dem Ständer 9 des Antriebs 7 verstellbar gelagert.
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Im Einzelnen ist es vorzugsweise so, dass das Schaltelement 6a um eine Schaltelementachse 20 schwenkbar ist, die weiter vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu der Antriebsteilachse 4, hier der Rotorachse 4, ausgerichtet ist. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Schaltelementachse 20 im Wesentlichen parallel zu der Antriebsteilachse 4, hier der Rotorachse 4, ausgerichtet ist.
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Eine universelle Anwendbarkeit der Schaltanordnung 6 ergibt sich dadurch, dass, wie eine Zusammenschau der 2 und 3 ergibt, der Antrieb 7 eine Abtriebswelle 21 aufweist, die mit dem Rotor 8 gekoppelt ist. In einer Sicherungsstellung der Schaltanordnung 6 steht das Schaltelement 6a in sperrendem Eingriff mit der Abtriebswelle 21. Hier und vorzugsweise ist es so, dass es in beiden Sicherungsstellungen (3a, b) der Schaltanordnung 6 zu einem solchen sperrenden Eingriff kommt. In besonders bevorzugter Ausgestaltung weist das Schaltelement 6a hierfür mindestens einen Eingriffsabschnitt 22 auf, der mit einem Gegeneingriffsabschnitt 23 an der Abtriebswelle 21 in sperrenden Eingriff bringbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel geht der sperrende Eingriff auf einen formschlüssigen Eingriff zurück. Denkbar ist aber auch wie oben angedeutet, dass es sich bei dem sperrenden Eingriff um einen bremsenden, kraftschlüssigen Eingriff handelt.
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Eine besonders robuste Ausgestaltung der Schaltanordnung 6 ergibt sich dadurch, dass das Schaltelement 6a nach Art eines Pendelarms ausgestaltet ist, der an der Schwenkachse 20 des Schaltelements 6a angelenkt ist. In besonders bevorzugter Ausgestaltung weist das Schaltelement 6a an seinem freien Ende 24 den oben angesprochenen Eingriffsabschnitt 22 des Schaltelements 6a auf. Die Rückstellung des nach Art eines Pendelarms ausgestalteten Schaltelements 6a erfolgt, wie oben erläutert, durch das Rückstellelement 19. Grundsätzlich kann hier auch eine Federanordnung vorgesehen sein, die die Rückstellung des Schaltelements 6a in die Betriebsstellung übernimmt.
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Das Schaltelement 6a weist vorzugsweise eine Tragstruktur 25 für die Schalt-Permanentanordnung 16 auf, die vorzugsweise nach Art eines oben angesprochenen Pendelarms ausgestaltet ist. Um die vorschlagsgemäße Wirkung der Schalt-Permanentanordnung 16 nicht nachteilig zu beeinflussen, ist die Tragstruktur 25 vorzugsweise aus einem magnetunwirksamen Material, hier und vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial, ausgestaltet. Im letztgenannten Fall lässt sich die Tragstruktur 25 kostengünstig im Kunstsoff-Spritzgießverfahren herstellen. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass die Permanentmagnetanordnung 16 in die Tragstruktur 25 eingespritzt ist.
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Eine besonders hohe Manipulationssicherheit ergibt sich vorliegend dadurch, dass die Schaltanordnung 6 in mindestens eine weitere Sicherungsstellung bringbar ist. Damit ist die Schaltanordnung 6 in mindestens zwei Sicherungsstellungen bringbar. Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind genau zwei Sicherungsstellungen vorgesehen. In allen Sicherungsstellungen ist es so, dass die Schaltanordnung 6 eine Rotation des Antriebsteils 5 sperrt und/oder vom Antriebsstrang 2 im Übrigen entkuppelt, wie oben erläutert.
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2 zeigt eine Mittelstellung des Schaltelements 6a, aus der heraus das Schaltelement 6a in zwei entgegengesetzten Verstellrichtungen, insbesondere in zwei entgegengesetzten Schwenkrichtungen, verstellbar bzw. schwenkbar ist. Dabei entspricht die Mittelstellung des Schaltelements 6 (2) der Betriebsstellung der Schaltanordnung 6, während die Schaltanordnung 6 durch ein Verstellen in den beiden Verstellrichtungen, vorzugsweise durch ein Schwenken in den beiden Schwenkrichtungen, jeweils in eine der beiden Sicherungsstellungen bringbar ist (3a, b). Besonders vorteilhaft dabei ist die Tatsache, dass ein von außen auf das Kraftfahrzeugschloss 3 einwirkendes Magnetfeld unabhängig von seiner Richtung eine Verstellung der Schaltanordnung 6 in eine der beiden Sicherungsstellungen bewirkt.
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Die vorschlagsgemäße Schaltanordnung 6 lässt sich vorteilhaft auch als Crash-Sperre einsetzen. Hierfür ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Massenschwerpunkt des Schaltelements 6 beabstandet von der Schwenkachse 20 des Schaltelements 6a ist, sodass das Schaltelement 6a durch eine crashbedingte Beschleunigung massenträgheitsbedingt in eine Sicherungsstellung auslenkbar ist (3a, b). Bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es so, dass der Massenschwerpunkt der Schalt-Permanentmagnetanordnung 16 beabstandet von der Schwenkachse 20 des Schaltelements 6a ist, sodass die Masse der Permanentanordnung 16 selbst für die obengenannte Crashfunktion sorgt.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass eine Rückhalteanordnung vorgesehen ist, die bei einer Verstellung des Schaltelements 6a in die Sicherungsstellung bzw. in mindestens eine Sicherungsstellung das Schaltelement 6a selbsttätig in der Sicherungsstellung hält. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es dabei so, dass die Rückhalteanordnung lösbar ist, sodass sich das Schaltelement 6a frei von der Rückhalteanordnung in die Betriebsstellung verstellen kann. Dies bedeutet, dass eine manipulationsbedingte Verstellung der Schaltanordnung 6 in eine Sicherungsstellung mittels der Rückhalteanordnung gewissermaßen gespeichert wird. Damit ist es ausgeschlossen, dass einem erfolglosen Manipulationsversuch mittels eines Magnetfelds ein weiterer, möglicherweise erfolgreicher Manipulationsversuch folgt. Bevor das Kraftfahrzeugschloss 3 wieder normal betriebsgemäß benutzt wird, ist das Lösen der Rückhalteanordnung und die damit verbundene Rückstellung des Schaltelements 6a zu bewirken. Dies ist beispielsweise durch die Betätigung eines Schlüsselschalters oder dergleichen möglich.
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Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird ein Kraftfahrzeugschloss 3 mit einem Stellelement 26, insbesondere einer Steuerwelle 26, und einem oben beschriebenen, vorschlagsgemäßen Antrieb 7 zur Verstellung des Stellelements 26 beansprucht. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Antrieb 7 darf verwiesen werden.
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Das Kraftfahrzeugschloss ist, wie in 1 dargestellt, mit einer Schlossmechanik ausgestattet, die in unterschiedliche Funktionszustände bringbar ist. Das als Steuerwelle ausgestaltete Stellelement 26 dient hier zur Einstellung der verschiedenen Funktionszustände. Hierfür ist der Antrieb 7 als Direktantrieb ausgestattet. Dadurch kann zwischen dem Antrieb 7 und dem Stellelement 26 auf eine Getriebeübersetzung verzichtet werden. Die Verstellung des Stellelements 26 mittels eines solchen Direktantriebs ist insoweit besonders vorteilhaft, als die unterschiedlichen Funktionszustände weitgehend beliebig und insbesondere aus weitgehend beliebigen Funktionszuständen heraus angefahren werden können.
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Bei den obigen Funktionszuständen handelt es sich um Funktionszustände wie „Verriegelt”, „Entriegelt”, „Diebstahlgesichert”, „Verriegelt-Kindergesichert” und „Entriegelt-Kindergesichert”. Diese Funktionszustände des Kraftfahrzeugschlosses 3 betreffen die Möglichkeit des Öffnens einer Kraftfahrzeugtür o. dgl. mittels eines Türinnengriffs und mittels eines Türaußengriffs. Im Funktionszustand „Verriegelt” kann von innen geöffnet werden, nicht jedoch von außen. Im Funktionszustand „Entriegelt” kann sowohl von innen als auch von außen geöffnet werden. Im Funktionszustand „Diebstahlgesichert” kann weder von innen noch von außen geöffnet werden. Im Funktionszustand „Verriegelt-Kindergesichert” kann von innen entriegelt, aber weder von innen noch von außen geöffnet werden. Im Funktionszustand „Entriegelt-Kindergesichert” kann von außen, nicht jedoch von innen geöffnet werden.
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Grundsätzlich können die obigen Funktionszustände einzeln oder in Gruppen realisiert sein. Beispielsweise können ausschließlich die Funktionszustände „Verriegelt” und „Entriegelt” realisiert sein. Denkbar ist weiter die Realisierung mindestens eines zusätzlichen Funktionszustands, beispielsweise des Funktionszustands ”Diebstahlgesichert”, eines Funktionszustands ”Kindergesichert” oder der Funktionszustände „Verriegelt-Kindergesichert” und „Entriegelt-Kindergesichert”.
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Zur Einstellung der verschiedenen Funktionszustände ist hier und vorzugsweise ein verstellbares Funktionselement 27 vorgesehen, wobei die Steuerwelle 26 in antriebstechnischem Eingriff mit dem Funktionselement 27 steht oder bringbar ist. Denkbar ist auch, dass die Steuerwelle 26 selbst ein Bestandteil des Funktionselements 27 ist.
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Vorzugsweise ist es so, dass sich das Funktionselement 27 an einem Steuerabschnitt 28 der Steuerwelle 26 abstützt. Je nach Stellung der Steuerwelle 26 verstellt sich das Funktionselement 27 im Wesentlichen senkrecht zu der Stellelementachse 26a, wie in 1 durch den Bewegungspfeil 29 und durch die gestrichelte Darstellung des Funktionselements 30 dargestellt ist.
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Die Steuerwelle 26 lässt sich mittels des Antriebs 7 nun in mindestens zwei Steuerstellungen, vorzugsweise in mindestens drei Steuerstellungen, hier und vorzugsweise in insgesamt fünf Steuerstellungen, bringen, um die obigen Funktionszustände des Kraftfahrzeugschlosses 3 einstellen zu können.
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Besonders einfach gestaltet sich der Aufbau des Kraftfahrzeugschlosses 3 bei dem dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Funktionselement 27 als Draht ausgestaltet ist und in unterschiedliche Funktionsstellungen entlang des Bewegungspfeils 29 auslenkbar ist. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass das Funktionselement 27 als Streifen ausgestaltet ist. Dabei kann das Funktionselement 27 starr ausgestaltet sein und ggfs. über eine Schwenklagerung auslenkbar sein. Denkbar ist beispielsweise die Ausgestaltung des Funktionselements 27 nach Art einer Wippe oder dgl..
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Hier und vorzugsweise ist es allerdings so, dass das Funktionselement 27 als federelastischer Draht oder Streifen ausgestaltet ist und so als Biege-Funktionselement 27 in die unterschiedlichen Funktionsstellung bringbar ist.
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Im Folgenden wird die Funktionsweise des Kraftfahrzeugschlosses
3 in den Funktionszuständen „Entriegelt” und „Entriegelt-Kindergesichert” erläutert. Im Übrigen darf zur Erläuterung der grundsätzlichen Funktionsweise des Kraftfahrzeugschlosses mit federelastischem Funktionselement
27 auf die internationale Patentanmeldung
WO 2009/0400764 A1 verwiesen werden, die auf die Anmelderin zurückgeht und deren Inhalt zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
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Im Funktionszustand „Entriegelt” steht das Funktionselement 27 in seiner in 1 unteren, in durchgezogener Linie dargestellten Stellung. Damit befindet sich das Funktionselement 27 im Bewegungsbereich eines Innenbetätigungshebels, der mit einem Türinnengriff gekoppelt ist, sowie im Bewegungsbereich eines Außenbetätigungshebels 32, der mit einem Türaußengriff gekoppelt ist. Eine Verstellung des Innenbetätigungshebels 31 oder des Außenbetätigungshebels 32 in Richtung des Bewegungspfeils 33 führt dazu, dass das Funktionselement 27 senkrecht zu seiner Erstreckung der Bewegung des jeweiligen Hebels 31, 32 folgt, auf die in 1 nur angedeutete Sperrklinke 34 trifft und diese wiederum in Richtung des Bewegungspfeils 33 mitnimmt und aushebt.
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Eine Verstellung der Steuerwelle 26 in Richtung des Bewegungspfeils 35 um 90° aus der in 1 dargestellten Stellung heraus führt zur Einstellung des Funktionszustands „Entriegelt-Kindergesichert”. In diesem Zustand befindet sich das Funktionselement 27 in der in 1 in gestrichelter Linie dargestellten Stellung. Eine Verstellung des Innenbetätigungshebels 31 in Richtung des Bewegungspfeils 33 hat damit keine Auswirkung auf das Funktionselement 27 und die Sperrklinke 34. Das Funktionselement 27 befindet sich allerdings unverändert im Bewegungsbereich des Außenbetätigungshebels 32, so dass ein Ausheben der Sperrklinke 34 und damit ein Öffnen der Kraftfahrzeugtür über den Außenbetätigungshebel 32 und damit über den Türaußengriff möglich ist.
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Analog zu der Einstellung der oben beschriebenen Funktionszustände „Entriegelt” und „Entriegelt-Kindergesichert” lassen sich auch alle anderen oben angesprochenen Funktionszustände allein durch eine entsprechende Verstellung der Steuerwelle 26 umsetzen.
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Es wurde schon darauf hingewiesen, dass durch die Ausgestaltung des Antriebs 7 als Direktantrieb auf jegliche Getriebekomponenten zwischen Antrieb 7 und Stellelement 26 verzichtet werden kann. Aus diesem Grunde ist der Antrieb 7 hier mechanisch nicht selbsthemmend ausgestaltet, was grundsätzlich zu einer Reduktion der Manipulationssicherheit führt. Vor diesem Hintergrund ist bei der Auslegung des Antriebs 7 als Direktantrieb die vorschlagsgemäße Erhöhung der Manipulationssicherheit durch die Schaltanordnung 6 von ganz besonderer Bedeutung.
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Nach einer weiteren Lehre, der ebenfalls eigenständige Bedeutung zukommt, wird eine Kraftfahrzeugtür als solche beansprucht. Die vorschlagsgemäße Kraftfahrzeugtür ist mit einem Türinnenraum 36 ausgestattet, der von einer Türaußenhaut 37 begrenzt ist. Der Kraftfahrzeugtür ist ein vorschlagsgemäßes Kraftfahrzeugschloss 3 zugeordnet, das wiederum eine als Antrieb ausgestaltete Antriebskomponente 1 aufweist. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschloss 3 sowie zu der vorschlagsgemäßen Antriebskomponente 1 darf verwiesen werden.
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In einer besonders bevorzugten Variante der Kraftfahrzeugtür ist es so, dass das Schaltelement 6a durch einen crashbedingten Seitenaufprall auf die Kraftfahrzeugtür massenträgheitsbedingt in eine Sicherungsstellung auslenkbar ist. Das Kraftfahrzeugschloss und die darin befindliche Antriebskomponente 1, insbesondere der darin befindliche Antrieb 7, sind also so ausgelegt und angeordnet, dass die Schaltanordnung 6 durch einen crashbedingten Seitenaufprall in eine Sicherungsstellung auslenkbar ist. Auch insoweit darf auf die Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschloss 3 sowie zu der vorschlagsgemäßen Antriebskomponente 1 darf verwiesen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008012563 A2 [0004]
- WO 2009/0400764 A1 [0071]
