DE102015122999A1

DE102015122999A1 - Elektromechanisches Schloss

Info

Publication number: DE102015122999A1
Application number: DE102015122999.4A
Authority: DE
Inventors: Gerd Buschmann
Original assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Current assignee: Huf Huelsbeck and Fuerst GmbH and Co KG
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2017-07-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektromechanisches Schloss zum Verschließen eines beweglichen Teils eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Tür, einer Klappe, oder Heckklappe. Dabei umfasst das Schloss ein Schlossgehäuse, in dem eine Schlossfalle zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglich angeordnet ist, eine bewegliche Sperrklinke, wobei die Sperrklinke die Schlossfalle arretiert und/oder freigibt, und eine Antriebseinheit mit zumindest einem Verbindungselement, wodurch die Sperrklinke zumindest aus einer Sperrposition in eine Ruheposition überführbar ist, um die Schlossfalle freizugeben und das bewegliche Teil öffnen zu können. Das Verbindungselement ist dabei flexibel ausgestaltet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektromechanisches Schloss zum Verschließen eines beweglichen Teils eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.
In Kraftfahrzeugen werden zum Verschließen von beweglichen Teilen wie einer Tür oder einer Klappe, üblicherweise elektromechanische Schlösser verwendet, die eine Schlossfalle sowie eine Sperrklinke aufweisen. Die Schlossfalle ist dabei beweglich in einem Schlossgehäuse angeordnet, welches an dem beweglichen Teil befestigt wird, wobei die Schlossfalle in mechanischer Wirkverbindung mit einem Haltemittel bringbar ist, welches an dem Kraftfahrzeug ortsfest montiert ist. Dabei ist die Schlossfalle von einer Offenstellung in eine Schließstellung bewegbar, wobei die bewegliche Sperrklinke die Schlossfalle in der jeweiligen Position arretiert und/oder freigibt. Dementsprechend wird zwischen der Sperrklinke und der Schlossfalle eine Bewegung freigeben, oder die Schlossfalle wird von der Sperrklinke in der gewünschten Position kraftschlüssig gehalten. Dazu wird die Sperrklinke durch eine Antriebseinheit von einer Sperrposition, in der eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Schlossfalle und der Sperrklinke vorhanden ist, in eine Ruheposition überführt, in der die Schlossfalle beweglich in dem elektromechanischen Schloss ist. Zwischen der Antriebseinheit und der Sperrklinke ist dazu eine mechanische Verbindung vorhanden, die aus einem Gestänge besteht und somit die Kraft vom Antrieb auf die Sperrklinke überträgt, so dass die Sperrklinke aus der Sperrposition in eine Ruheposition bewegt werden kann. Das Gestänge benötigt dafür ausreichend Bauraum innerhalb des elektromechanischen Schlosses, da ausreichend Platz für die Bewegung benötigt wird. Je nach Geometrie der Schlossfalle bzw. der Sperrklinke kann für die Bewegung der Sperrklinke eine größere Stellbewegung nötig sein, um die Sperrklinke in ihrer Position zu verändern und somit die Schlossfalle freizugeben bzw. zu arretieren.
Nachteilig bei dem genannten Verbindungsgestänge ist dementsprechend der benötigte große Bauraum für das elektromechanische Schloss, wobei das Schlossgehäuse genügend Platz aufweisen muss, dass sowohl die Antriebseinheit als auch das Gestänge während der Stellbewegung darin Platz findet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einen der voranstehenden aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile wenigstens teilweise zu beheben. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektromechanisches Schloss zum Verschließen eines beweglichen Teils eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung zu stellen, bei dem der Bauraum möglichst kompakt gehalten wird und gleichzeitig eine variable Anordnung der Antriebseinheit innerhalb des beweglichen Teils realisiert werden kann.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein elektromechanisches Schloss mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs.
Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Somit sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführte Maßnahmen, vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Vorrichtungsanspruch angegebenen elektromechanischen Schlosses.
Erfindungsgemäß umfasst das elektromechanische Schloss ein Schlossgehäuse, in dem eine Schlossfalle zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung beweglich angeordnet ist. Eine bewegliche Sperrklinke gibt dabei die Schlossfalle frei, so dass diese sich in die Offenstellung bewegen kann oder die Schlossfalle in einer Schließstellung arretiert. Außerdem umfasst das elektromechanische Schloss eine Antriebseinheit mit zumindest einem Verbindungselement, wodurch die Sperrklinke zumindest aus einer Sperrposition in eine Ruheposition überführbar ist, um die Schlossfalle freizugeben und das bewegliche Teil öffnen zu können. Dabei ist das zumindest eine Verbindungselement flexibel ausgestaltet, wobei eine Kraftübertragung zwischen der Sperrklinke und der Antriebseinheit in zumindest Zug- und Druckrichtung möglich ist. In der Schließstellung befindet sich die Schlossfalle folglich in Wirkverbindung mit einem ortsfesten Haltemittel, welches an dem Kraftfahrzeug angeordnet ist, so dass das bewegliche Teil durch die Schlossfalle an dem Haltemittel festgehalten wird und entsprechend am Fahrzeug verschlossen ist. Erst wenn die Antriebseinheit eine Bewegung an das Verbindungselement überträgt, bei der die Sperrklinke aus einer Sperrposition in eine Ruheposition überführt wird, wird die Schlossfalle freigegeben, d. h. die mechanische Wirkverbindung zwischen Schlossfalle und Haltemittel am Kraftfahrzeug wird gelöst, so dass das bewegliche Teil geöffnet und der Zugang gewährt werden kann. Das Verbindungselement weist zumindest eine kraftschlüssige Verbindung mit der Sperrklinke sowie eine kraftschlüssige Verbindung mit der Antriebseinheit auf, so dass eine Bewegung infolge einer Krafteinwirkung von der Antriebseinheit auf das Verbindungselement an die Sperrklinke übertragen werden kann. Dabei ist es denkbar, dass das Verbindungselement die Antriebseinheit und die Sperrklinke unmittelbar miteinander verbindet, d. h. über die kürzeste Verbindungsstrecke miteinander verbunden wird. Ebenfalls kann das Verbindungselement dabei über Umlenkelemente derart in dem Schlossgehäuse angeordnet sein, dass eine Kraftübertragung trotz einer Richtungsänderung im Verlauf des Verbindungselementes, von der Antriebseinheit an die Sperrklinke übertragen werden kann.
Das Verbindungselement kann dabei eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweisen, wodurch eine schlupffreie Betätigung der Sperrklinke erzielbar ist. Mit „schlupffrei“ ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass eine Kraftübertragung von der Antriebseinheit auf das Verbindungselement rutschfrei bzw. spielfrei ermöglicht ist. Die Vorsprünge sorgen dafür, dass das benötigte Drehmoment von der Antriebseinheit auf das Verbindungselement verlustarm übertragen werden kann und eine schlupffreie Betätigung der Sperrklinke erzielbar ist. Dabei kann das Verbindungselement abschnittsweise oder über die komplette Länge des Verbindungselementes Vorsprünge aufweisen. Die Vorsprünge können darüber hinaus auf einer Außenseite und/oder auf einer Innenseite des Verbindungselementes als auch versetzt zueinander, in regelmäßigen oder in unregelmäßigen Abständen an dem Verbindungselement angeordnet sein oder aus diesem gebildet sein.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann das Verbindungselement riemenartig und/oder elastisch, insbesondere längenstabil ausgestaltet sein. Außerdem ist es von Vorteil, wenn das Verbindungselement verwindungs-/torsionssteif ausgebildet ist. Ein riemenartiges Verbindungselement kann dabei eine geschlossene Form oder als ein Teilstück ausgebildet sein. Wird das Verbindungselement als ein Teilstück eines Riemens ausgebildet, so wird das eine Ende des Riemens an der Sperrklinke kraftschlüssig befestigt und das andere Ende des Riemens an der Antriebseinheit angeordnet, so dass die Kraft von der Antriebseinheit über den Riemen an die Sperrklinke übertragen werden kann. Ist der Riemen als ein in sich geschlossenes Verbindungselement ausgebildet, so kann dieser zwischen die Antriebseinheit und die Sperrklinke gespannt werden, wobei hierzu zusätzliche Spannhilfen am elektromechanischen Schloss angeordnet werden können. Diese sorgen dafür, dass der Riemen unter Spannung gehalten werden kann und ein Abrutschen bzw. eine kraftschlüssige Verbindung verloren geht. Die Elastizität des Verbindungelementes erlaubt eine flexible Anordnung des Verbindungselementes innerhalb des Schlossgehäuses bzw. auch außerhalb des Schlossgehäuses, so dass die Lage der Antriebseinheit und der Sperrklinke nicht auf die direkte Verbindung festgelegt ist. Dementsprechend kann das Verbindungselement umgelenkt werden oder sich der Bewegung des Sperrelementes bzw. der Antriebseinheit anpassen. Bevorzugt ist es dabei, dass das Verbindungselement längenstabil ausgestaltet ist, so dass der Stellweg nahezu gleichbleibend im Verlaufe des Nutzungszeitraumes des mechanischen Schlosses ist. Dadurch kann z. B. vermieden werden, dass das Verbindungselement nachgespannt werden muss oder es zu Schlupfbildung bei der Kraftübertragung zwischen der Antriebseinheit und dem Verbindungselement kommt. Darüber hinaus wird so erzielt, dass eine möglichst verlustfreie Kraftübertragung bei gleichzeitig flexibler Ausgestaltung des Verbindungselementes erreicht werden kann. Damit eine möglichst störungsfreie Kraftübertragung umsetzbar ist, kann es vorteilhaft sein, wenn das Verbindungselement verwindungs-/torsionssteif ausgebildet ist, was insbesondere bei einem umgelenkten Verbindungselement vorteilhaft ist, da hierbei an den neuralgischen Stellen des Umlenkens keine ungewollten Störungen bei der Bewegung des Verbindungselementes entstehen.
Zusätzlich ist es denkbar, dass die Antriebseinheit zumindest ein Antriebsrad aufweist, wobei das Antriebsrad derart ausgestaltet ist, dass das Verbindungselement mit dem Antriebsrad in Formschluss bringbar ist. Das Antriebsrad kennzeichnet sich dadurch, dass dieses an einer Achse der Antriebseinheit angeordnet ist, wobei es sich hierbei um zumindest eine Antriebswelle der Antriebseinheit oder um eine Abtriebswelle handelt und mit dem Verbindungselement kraftschlüssig verbindbar ist, so dass die Kraft bzw. die Bewegung der Antriebseinheit über das Antriebsrad an das Verbindungselement übertragen werden kann. Das Antriebsrad kann dabei an zumindest einer zentralen Achse oder exzentrisch montiert sein, insbesondere kann das Antriebsrad kreisförmig oder oval ausgebildet sein. Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Verbindungselement mit dem Antriebsrad in Formschluss bringbar ist. Dabei kann ein Formschluss z. B. dadurch erreicht werden, dass das Antriebsrad und das Verbindungselement weitestgehend komplementär ausgebildet sind, so dass diese ineinandergreifen und eine möglichst verlustarme Kraftübertragung sowie eine schlupffreie Bewegung von der Antriebseinheit auf das Verbindungselement und somit auf die Sperrklinke erzielt werden kann. Dabei kann das Antriebsrad außerdem Vertiefungen und/oder Erhebungen insbesondere an der Fläche aufweisen, die mit dem Verbindungselement in Kontakt steht. Somit kann ein Abrutschen des Verbindungselementes von dem Antriebsrad zusätzlich vermieden werden. Das Verbindungselement und das Antriebsrad können dabei derart ausgestaltet sein, dass das Verbindungselement vollflächig oder teilflächig an den Kontaktpunkten mit dem Antriebsrad formschlüssig kontaktierbar ist. Dementsprechend kann das Antriebsrad derart ausgestaltet sein, dass die Kontaktfläche, an der das Antriebsrad und das Verbindungselement in Formschluss sind, größer dimensioniert oder kleiner dimensioniert als das Verbindungselement ist. Dadurch kann z. B. realisiert werden, dass das Verbindungselement, insbesondere die Vorsprünge vom Verbindungselement, Materialaussparungen aufweisen, die in Formschluss mit dem Antriebsrad bringbar sind. Somit kann zumindest teilweise das Antriebsrad in diese Materialausnehmungen eingreifen und somit z. B. eine zentrierte Führung des Verbindungselementes an dem Antriebsrad sicherstellen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn die Vorsprünge und/oder das Antriebsrad zumindest abschnittsweise zahnförmig ausgestaltet sind. Zahnförmig meint dabei, dass das Verbindungselement und/oder das Antriebsrad verzahnt ausgebildet sind. Die Verzahnung kann dabei unterschiedlich ausgeformt sein, wobei insbesondere eine weitestgehend abgerundete oder eine weitestgehend eckige Form der Verzahnung vorteilhaft ist. Darüber hinaus kann die Verzahnung Materialausnehmungen, wie z. B. Schlitze, aufweisen. Sind die Vorsprünge eckig, d. h. spitz zulaufend, ausgebildet, so kann vorzugsweise auch das Antriebsrad derart ausgestaltet sein, dass dieses komplementär zu der eckigen Ausgestaltung der Vorsprünge ausgebildet ist, wobei die Verzahnung des Verbindungselementes mit der Verzahnung des Antriebsrades in Formschluss bringbar ist. Dementsprechend kann die Geometrie der Verzahnung derart ausgestaltet sein, dass die Eingriffsfläche des Antriebsrades passend zur Eingriffsfläche des Verbindungselementes ausgestaltet ist. Ist die Verzahnung weitestgehend rund ausgebildet, so können auch hierbei die Eingriffsflächen komplementär ausgebildet sein. Im Sinne der Erfindung ist unter einer Verzahnung auch ein Antriebsrad in Form eines Schneckenrades denkbar, wobei das Antriebsrad als eine schraubenförmige Schnecke ausgebildet ist und durch eine Drehbewegung und ein Eingreifen in die Verzahnung bzw. die Vorsprünge des Verbindungselementes eine Kraft übertragen und in eine Bewegung umgesetzt wird. Dementsprechend kommt es zu einer relativen Bewegung der Berührungsflächen der Verzahnung der Schnecke und der Verzahnung des Verbindungselementes. Vorzugsweise ist die Verzahnung des Verbindungselementes bei einem als Schnecke ausgebildeten Antriebsrades, schräg verzahnt, insbesondere um 90° versetzt. Ein schneckenförmiges Antriebsrad in Verbindung mit einem komplementär ausgebildeten Verbindungselement hat u. a. zum Vorteil, dass hierbei eine vergleichsweise große Selbsthemmung erzielt wird, so dass eine ungewollte Bewegung des Verbindungselementes erschwert wird. Es ist außerdem denkbar, dass das Verbindungselement als eine Zahnstange ausgebildet ist, wobei die Verzahnung zumindest abschnittsweise, insbesondere in dem Teil angeordnet ist, der mit dem Antriebsrad in Wirkverbindung steht.
In einer Weiterbildung der Erfindung, kann das Verbindungselement zumindest einen Kunststoff aufweisen, insbesondere faserverstärkt und/oder mehrlagig ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Kunststoff um ein Polyamid oder ein Polyurethan.
Dabei kann das Verbindungselement faserverstärkt ausgebildet sein, wobei insbesondere Fasern aus einem zusätzlichen Material in den Kunststoff eingearbeitet sind oder auf diesen aufgebracht sind. Vorzugsweise handelt es sich bei den Fasern um Kohlenstoff- und/oder Aramidfasern. Kohlenstofffasern und Aramidfasern kennzeichnen sich insbesondere dadurch, dass diese längenstabil sind und eine hohe Festigkeit aufweisen, so dass das Verbindungselement bei Kraftübertragung nahezu keine Längenänderung vollzieht. Das Verbindungselement kann darüber hinaus in seinem Kern einen metallischen Werkstoff aufweisen und/oder von einem Kunststoffmantel umgeben sein, wobei ebenfalls Fasern in dem Kunststoff eingearbeitet sein können. Weiterhin ist es denkbar, dass das Verbindungselement mit einem Polytetrafluoretyhlen (PTFE) beschichtet ist, so dass die Reibung zwischen dem Verbindungselement und dem Antriebsrad und somit der Verschleiß des Verbindungselementes und des Antriebsrades minimiert werden kann. Denkbar ist es auch, dass Verstärkungsrippen auf dem Verbindungselement auf der Seite angeordnet sind, auf der keine Vorsprünge und/oder Verzahnungen vorhanden sind.
Vorteilhafterweise kann das Verbindungselement eine Zugfestigkeit zwischen 5 N/mm² und 1000 N/mm², vorzugsweise zwischen 30 N/mm² und 800 N/mm² besonders bevorzugt zwischen 45 N/mm² und 300 N/mm² aufweisen. Die Zugfestigkeit des Verbindungselementes ist dabei abhängig von Material/Werkstoff/Werkstoffkombination und Stärke des verwendeten Materials, wobei je nach Beanspruchung das Verbindungselement dimensioniert wird bzw. ein geeigneter Werkstoff eingesetzt wird. Die benötigte Zugfestigkeit hängt auch von der Dimension des elektromechanischen Schlosses, insbesondere von der Sperrklinke und der Schlossfalle sowie dem Gegenhaltemittel ab. Ist das elektromechanische Schloss möglichst klein zu dimensionieren, so kommen auch Verbindungselemente zum Einsatz, welche eine geringere Zugfestigkeit aufweisen. Auch in Abhängigkeit der Länge bzw. der Anordnung des Verbindungselementes im Schlossgehäuse kann dieses unterschiedlich dimensioniert werden und mit Hilfe von faserverstärktem Kunststoff eine bestmöglichste Zugfestigkeit erzielt werden. Darüber hinaus ist die Zugfestigkeit auch ein Faktor für die Ausfallwahrscheinlichkeit in Folge eines Materialverschleißes, welcher bei einer zu hohen Belastung oder durch Umwelteinflüsse hervorgerufen werden kann.
Es ist denkbar, dass das Verbindungselement eine Länge aufweist, die zumindest dem 0,5-fachen bis 100-fachen vom Umfang des Antriebsrades entspricht, vorzugsweise dem 5-fachen bis 50-fachen, besonders bevorzugt dem 10- bis 30-fachen. Die Länge meint dabei die Verbindungsstrecke zwischen der Antriebseinheit und der Sperrklinke, so dass eine Dimensionierung davon abhängt, wie weit die Antriebseinheit von der Sperrklinke entfernt angeordnet ist. Des Weiteren spielt die Größe des Antriebsrades, d. h. der Umfang des Antriebsrades, an der Stelle an der das Verbindungselement und das Antriebsrad in Formschluss bringbar sind eine Rolle. In Abhängigkeit der Länge des Verbindungselementes kann auch der mögliche Stellweg der Sperrklinke dadurch beeinflusst werden, dass bei einem längeren Verbindungselement entsprechend größere Stellwege realisiert werden können, wobei die Länge des Verbindungselementes auch Einfluss auf die Flexibilität bei der geometrischen Anordnung der Bauteile im Schlossgehäuse hat. Vorzugsweise wird die Länge des Verbindungselementes derart gewählt, dass bei Erreichen der Sperrposition oder der Ruheposition der Sperrklinke ein genügend großer Abschnitt des Verbindungselementes in Formschluss mit dem Antriebsrad bringbar ist und gleichzeitig nicht länger als notwendig ist, wenn sich die Sperrklinke in der Ruheposition befindet, so dass der Abschnitt des Verbindungselementes, der zuvor im Formschluss mit dem Antriebsrad gebracht wurde, nicht unnötig viel Bauraum im Schlossgehäuse benötigt und/oder aufgewickelt werden muss.
Es ist denkbar, dass das Verbindungelement über zumindest eine Rastverbindung, eine Clipsverbindung, eine Klemmverbindung oder eine Schraubverbindung mit der Sperrklinke verbunden ist. Insbesondere ist es hierbei denkbar, dass das Verbindungselement materialeinheitlich und/oder einteilig mit der Sperrklinke ausgebildet ist. Die Rastverbindung, die Clipsverbindung, die Klemmverbindung oder die Schraubverbindung kann dabei reversibel ausgestaltet sein, so dass die Verbindung zwischen dem Verbindungselement und der Sperrklinke nach der Befestigung wieder lösbar ist, so dass das Verbindungselement auswechselbar an der Sperrklinke verbunden ist. Dabei können das Verbindungselement und die Sperrklinke an dem Punkt der Verbindungsaufnahme jeweils komplementär ausgebildet sein, so dass beispielsweise das Verbindungselement in einer Aufnahme der Sperrklinke verrastet, eingeclipst, geklemmt oder verschraubt wird. Eine Schraubverbindung kann dabei durch eine zusätzliche Schraube die Sperrklinke mit dem Verbindungselement verbinden. Ebenfalls ist es denkbar, dass an der Sperrklinke oder dem Verbindungselement ein Vorsprung mit einem Außengewinde und an dem jeweils anderen Bauteil eine Materialausnehmung mit einem Innengewinde ausgebildet ist. Somit ist keine zusätzliche Schraube für die Verbindung des Verbindungselementes mit der Sperrklinke notwendig. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verbindungselement und die Sperrklinke materialeinheitlich und/oder einteilig ausgebildet sind. Dabei kann das Verbindungselement mit der Sperrklinke ein gemeinsames Spritzgussteil sein oder die beiden Teile werden nach der Herstellung miteinander verschweißt oder gefügt. Somit entfällt bei der Montage ein zusätzlicher Montageschritt, bei dem das Verbindungselement an der Sperrklinke befestigt werden muss. Dementsprechend ist die Herstellung als auch die Montage bei einem einteilig ausgebildeten Bauteil günstiger im Vergleich zu einem mehrteilig aufgebauten Modul.
Im Rahmen der Erfindung kann das Antriebsrad eine Zähnezahl zwischen 3 und 100 aufweisen und/oder einen Durchmesser zwischen 5mm und 150mm aufweisen. Die Zähnezahl ist dabei u. a. davon abhängig, wie groß das Antriebsrad dimensioniert ist und ob es sich bei dem Antriebsrad um ein im Wesentlichen kreisförmiges Antriebsrad oder eine Antriebsschnecke handelt. Dabei weist ein im Wesentlichen rund ausgebildetes Antriebsrad eine größere Zähnezahl auf, als ein Schneckenrad, welches vorzugsweise eine Gangzahl zwischen 3 und 20 aufweist und ein Antriebsrad ein im Wesentlichen kreisförmiges Antriebsrad vorzugsweise eine Zähnezahl zwischen 20 und 100 aufweist. Darüber hinaus ist die Zähnezahl davon abhängig, wie groß die Zähne am Antriebsrad und an dem Verbindungselement ausgebildet sind. Bei einem im Wesentlichen kreisförmigen Antriebsrad ist es darüber hinaus denkbar, dass dieses nicht über den kompletten Umfang über Vorsprünge verfügt bzw. mit einer Verzahnung ausgebildet ist. Ähnlich verhält es sich mit dem Durchmesser des Antriebsrades, der in Abhängigkeit des gewünschten Drehmomentes, des benötigten Bauraums und der Ausgestaltung des Antriebsrades als Zahnrad oder als Antriebsschnecke ausgebildet ist. Ein größer dimensioniertes Antriebsrad ermöglicht dabei ein größeres Drehmoment an das Verbindungselement zu übertragen, wobei gleichzeitig weniger Umdrehungen für denselben Stellweg notwendig sind im Vergleich zu einem kleiner dimensionierten Antriebsrad. Ebenfalls in Abhängigkeit von dem Durchmesser kann die geometrische Ausgestaltung der Vorsprünge an dem Antriebsrad bzw. der Antriebsschnecke ausgebildet werden.
Zusätzlich ist es denkbar, dass das Antriebsrad und/oder die Schlossfalle und/oder die Sperrklinke und/oder das Schlossgehäuse einen metallischen Werkstoff und/oder einen Kunststoff aufweist. Ein metallischer Werkstoff kann dabei z. B. ein Aluminium oder ein eisenhaltiger Werkstoff sein, wobei insbesondere metallische Legierungen vorteilhaft sind. Metallische Werkstoffe eignen sich insbesondere da, wo das entsprechende Bauteil mit besonders großen mechanischen Kräften beansprucht wird. So kann es z. B. vorteilhaft sein, die Schlossfalle aus einem metallischen Werkstoff herzustellen, da die Schlossfalle beim Öffnen und Schließen des beweglichen Teils großen mechanische Kräften bei der Bewegung gegen das Gegenhaltemetall am Kraftfahrzeug ausgesetzt ist. Zusätzlich kann die metallisch ausgebildete Schlossfalle dabei von einem Kunststoff ummantelt sein, so dass der Materialverschleiß verringert und gleichzeitig die Geräuschentwicklung beim Aufeinanderprallen der Schlossfalle mit dem Gegenhaltemittel am Kraftfahrzeug reduziert werden. Darüber hinaus kann der Kunststoff einer Korrosion des metallisch ausgebildeten Bauteils vorbeugen. Dementsprechend müssen keine teuren metallischen Legierungen bei der Herstellung verwendet werden, sondern es können die gewünschten Werkstoffeigenschaften durch eine Kombination mit einem Kunststoff kostengünstig erreicht werden. Des Weiteren ist es denkbar, dass das Antriebsrad die Schlossfalle, die Sperrklinke oder das Schlossgehäuse nur abschnittsweise aus einem metallischen oder abschnittsweise aus einem Kunststoff gefertigt sind. An den Stellen, an denen das jeweilige Bauteil keinen großen mechanischen Kräften ausgesetzt ist, kann auf den Einsatz von metallischen Werkstoffen weitestgehend verzichtet werden und ein kostengünstiger Kunststoff eingesetzt werden. Denkbar ist es z. B., dass das Antriebsrad aus einem Kunststoff gefertigt ist, wobei das Antriebsrad auf einer metallischen Achse drehbar gelagert angeordnet ist. Auch die Sperrklinke kann nur abschnittsweise aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet sein, insbesondere an den Stellen, an denen ein Form- und/oder Kraftschluss mit der Schlossfalle vorhanden ist, wobei es ebenfalls denkbar ist, dass der metallisch ausgebildete Abschnitt mit einem Kunststoff ummantelt ist, um Materialabrieb und der Geräuschentwicklung entgegenzuwirken. Bei den aus Kunststoff gefertigten Bauteilen handelt es sich vorzugsweise um Spritzgussteile, welche einfach und kostengünstig herzustellen und in Form zu bringen sind. Bei den polymeren Kunststoffteilen wird vorzugsweise Polyolefine, Polypropylen, Plexiglas (PMMA), Polycarbonat (PC), Polystyrol (PS) und dessen Copolymere sowie Polyamid (PA) und Polyoximethylen (POM) verwendet. Darüber hinaus sind weitere Polymere sowie Faserverbundkunststoffe für den Einsatz denkbar. Bei faserverstärkten Kunststoffen werden vorzugsweise Aramidfasern, Kohlenstofffasern, Polyesterfasern, Nylonfasern oder Polyethylenfasern dem Polymer zugefügt. Diese können insbesondere die mechanischen Eigenschaften der aus Kunststoff gefertigten Bauteile positiv beeinflussen und z. B. die Bruchfestigkeit, den Materialabrieb oder die Elastizität verbessern. Weiterhin ist es denkbar, dass das Antriebsrad, die Schlossfalle, die Sperrklinke oder das Schlossgehäuse jeweils Materialausnehmungen und/oder Verstärkungselemente aufweisen. Die Materialausnehmungen verringern dabei das Gewicht der jeweiligen Bauteile, wodurch die Kosten als auch die Trägheit der Bauteile positiv beeinflusst werden kann. Verstärkungselemente werden insbesondere da angebracht, wo große mechanische Kräfte an den Bauteilen wirken. So können z. B. an dem Antriebsrad sowohl Materialausnehmungen und Verstärkungselement angeordnet sein, so dass trotz der Materialersparnis ausreichend Kräfte aufgenommen oder übertragen werden können.
Vorteilhafterweise kann die Antriebseinheit ein Getriebe aufweisen, wobei das Getriebe das Antriebsrad antreibt. Das Getriebe dient dabei der Übertragung der Drehbewegung der Antriebseinheit auf das Verbindungselement. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein rein mechanisches Getriebe, wobei ebenfalls hydraulische, pneumatische oder elektromagnetische Getriebe denkbar sind. Dabei dient das Getriebe dazu, die Eingangsdrehzahl, welche von der Abtriebswelle der Antriebseinheit zur Verfügung gestellt wird, an die benötigte Drehzahl zur Übertragung der Bewegung des Antriebsrades an das Verbindungselement anzupassen. Das Getriebe kann dabei eine Über- oder Untersetzung aufweisen. Es kann sich um ein Stirnradgetriebe, ein Planetengetriebe, ein Kegelradgetriebe, ein Schraubenradgetriebe oder auch um ein Schneckengetriebe handeln. Das Getriebe kann dabei auch dazu dienen, eine entsprechende Bewegung derart zu übertragen oder umzulenken, dass je nach Bauform bzw. Baugeometrie eine bestmögliche Kraftübertragung von der Antriebseinheit über das Antriebsrad an das Verbindungselement ermöglicht wird.
Im Rahmen der Erfindung kann an dem Schlossgehäuse und/oder an der Antriebseinheit ein Führungselement angeordnet sein, wobei das Verbindungselement zumindest abschnittsweise an dem Führungselement geführt ist. Insbesondere kann an dem Führungselement ein Blockierelement für das Verbindungselement angeordnet sein. Das Führungselement kann dabei aus dem Schlossgehäuse oder aus einem Teil der Antriebseinheit gebildet werden oder an dem Schlossgehäuse oder der Antriebseinheit befestigt bzw. angespritzt werden. Das Führungselement dient dabei dazu das Verbindungselement in eine gewünschte Richtung bzw. eine gewünschte Position derart zu führen bzw. umzulenken, dass eine bestmögliche Bauraumausnutzung möglich ist und das Verbindungselement nicht innerhalb des Schlossgehäuses verklemmt oder andere Bauteile in ihrer Funktion negativ beeinflusst. Das Führungselement ist dabei derart ausgebildet, dass z. B. eine Richtungsänderung, insbesondere zwischen 10° und 180° gegenüber der ursprünglichen Bewegungsrichtung des Verbindungselementes herstellbar ist. Das Führungselement weist vorzugsweise eine derartige Form auf, dass das Führen des Verbindungselementes weitestgehend mit dem geringsten Widerstand, insbesondere Reibungswiderstand, verbunden ist. Dazu ist es denkbar, dass das Führungselement zumindest abschnittsweise aus einem gleitfähigen Kunststoff ausgebildet ist, wobei es sich vorzugsweise um Polyamid, Polyimid, Polyoxymetyhlen oder Polytetrafluorethylen handelt. Weiterhin ist es denkbar, dass das Führungselement und/oder das Verbindungselement mit einem besonders gleitfähigen Material und/oder Schmierstoff auf der Oberfläche behandelt ist, die entlang des Führungselementes gleitet. Dabei kann es sich vorzugsweise um Polytetrafluorethylen (PTFE) handeln, was eine gute Beständigkeit sowie sehr gute Gleiteigenschaften aufweist. Dementsprechend wirkt das Führungselement ähnlich wie ein Gleitlager, entlang dessen das Verbindungselement geführt werden kann. Darüber hinaus kann an dem Führungselement ein Blockierelement für das Verbindungselement angeordnet sein. Das Blockierelement kann hierbei auch als ein Endschalter und/oder ein Sensor ausgebildet sein, der bei Kontakt oder Annäherung des Verbindungselementes ein entsprechendes Signal an die Antriebseinheit und/oder eine Steuerungseinheit für die Antriebseinheit übermittelt, und die Antriebseinheit entsprechend gestoppt wird. Dementsprechend kann durch einen Schalter, in Form eines Endschalters oder eines Sensors, die Position des Verbindungselementes detektiert werden, so dass keine unnötige Belastung von der Antriebseinheit auf das Antriebsrad und somit auf das Verbindungselement übertragen wird. Weist die Antriebseinheit z. B. einen Motor auf, so kann dadurch verhindert werden, dass eine Überbelastung des Motors bei Erreichen der Endstellung des Verbindungselementes und somit der Sperrklinke erreicht ist. Bei dem Blockierelement kann es sich um einen mechanischen Anschlag handeln, der beispielsweise in dem Führungselement angespritzt aus einem Kunststoff oder durch das Führungselement gebildet wird. Darüber hinaus kann das Führungselement derart ausgestaltet sein, dass ein Abrutschen des Verbindungselementes von dem Antriebsrad wirksam verhindert wird. Dafür kann das Führungselement entsprechend derart geformt sein, dass zumindest abschnittsweise das Führungselement von zumindest zwei Seiten umgeben ist.
Vorteilhafterweise kann die Antriebseinheit einen Motor aufweisen, wobei der Motor das Antriebsrad oder das Getriebe antreibt. Bei dem Motor handelt es sich vorteilhafterweise um einen elektrischen Motor, welcher vorteilhafterweise in dem Schlossgehäuse oder an dem Schlossgehäuse angeordnet ist. Der vorzugsweise elektrische Motor kann dabei ein Schrittmotor oder ein Stellmotor sein, so dass sich eine elektromechanische Antriebseinheit aus dem Motor, dem Antriebsrad und/oder dem Getriebe ergibt. Der Motor kann dabei von einer Steuerungseinheit gesteuert und/oder geregelt werden und in Signalverbindung mit einem Sensor und/oder einem Schaltelement, welches an dem Schlossgehäuse und/oder an der Schlossfalle und/oder an der Sperrklinke angeordnet ist, zusammenwirken. Ein Schrittmotor ermöglicht dabei eine präzise Betätigung der Sperrklinke über den benötigten Stellweg, so dass ein möglichst exakter Stellweg für die Positionierung der Sperrklinke in die Sperrposition oder die Ruheposition ermöglicht ist. Ein elektrischer Motor kann dabei vorzugsweise an eine Spannungsversorgung angeschlossen werden, die wiederum in Signalverbindung mit einer Steuerungseinheit und/oder einem Schaltelement und/oder einem Sensor steht. Ein Elektromotor weist dabei den Vorteil auf, dass dieser eine kurze Ansprechzeit aufweist, so dass bei Betätigung des beweglichen Teils und somit der Schlossfalle, die Sperrklinke nahezu instantan in die Sperr- oder Ruheposition gebracht werden kann.
Es ist denkbar, dass der Motor eine Geschwindigkeit von 1 U/min bis 20000 U/min, vorzugsweise zwischen 100 U/min und 10000 U/min, besonders bevorzugt zwischen 800 U/min und 8000 U/min erreicht. Mit Geschwindigkeit des Motors ist dabei die Umdrehung der Abtriebswelle des Motors bezeichnet, welche während der Positionsänderung der Sperrklinke von der Ruheposition in die Sperrposition bzw. umgekehrt, aufweist. Bei Erreichen der Ruheposition oder der Sperrposition weist der Motor eine Geschwindigkeit von 0 U/min auf. Die Geschwindigkeit des Motors ist dabei ebenfalls von der Größe des Antriebsrades oder der Über- bzw. Untersetzung des Getriebes abhängig. Bevorzugt ist dabei eine Geschwindigkeit, die eine annähernd instantane Bewegung der Sperrklinke bei gewünschter Positionsänderung der Sperrklinke von der Ruheposition in die Sperrposition oder umgekehrt erreicht. Die Geschwindigkeit kann dabei während der Bewegung der Sperrklinke variieren, so dass am Anfang der Bewegung eine möglichst hohe Geschwindigkeit erreicht wird und kurz vor Erreichen der Ruheposition oder der Sperrposition die Geschwindigkeit reduziert wird, so dass eine Belastung des Motors bei Erreichen der Sperr- oder Ruheposition durch z. B. Erreichen eines Anschlags reduziert wird.
Im Rahmen der Erfindung kann das elektromechanische Schloss zumindest ein Notverbindungselement aufweisen, wobei das Notverbindungselement in Wirkverbindung mit dem Verbindungselement und/oder der Sperrklinke steht und aus dem Schlossgehäuse herausgeführt ist, wodurch die Sperrklinke manuell betätigbar ist. Das erfindungsgemäße Notverbindungselement dient dabei der Betätigung der Sperrklinke in dem Fall, in dem die Antriebseinheit und/oder das Verbindungselement eine Bewegung der Sperrklinke verhindert. So wird über das Notverbindungselement erreicht, dass die Sperrklinke manuell in die Sperrposition oder vorzugsweise in die Ruheposition bewegt werden kann. So kann auch bei Ausfall der Antriebseinheit ein Öffnen des beweglichen Teils dadurch erreicht werden, dass die Sperrklinke die Schlossfalle freigibt. Dabei kann das Notverbindungselement derart angeordnet und ausgestaltet sein, dass eine Betätigung der Sperrklinke von einem Ort innerhalb des Kraftfahrzeuges und somit von einem autorisierten Benutzer ausführbar ist. Das Notverbindungselement ist mit zumindest einem Ende unmittelbar an der Sperrklinke oder an dem Verbindungselement befestigt oder mit diesem einteilig ausgebildet. Dazu kann das Notverbindungselement an der gleichen Position wie das Verbindungselement an der Sperrklinke angeordnet werden oder die Sperrklinke kann eine zusätzliche Befestigungsmöglichkeit aufweisen, an der das zumindest eine Ende des Notverbindungselementes befestigt werden kann. Auch das Notverbindungselement kann über zumindest eine Rastverbindung, eine Clipsverbindung, eine Klemmverbindung oder eine Schraubverbindung mit der Sperrklinke verbunden sein. Darüber hinaus ist es denkbar, dass das Notverbindungselement mit einem Mechanismus verbunden ist, der die Betätigung des Notverbindungselementes lediglich über eine Schließvorrichtung ermöglicht, wobei die Schließvorrichtung mit einem Schlüssel betätigt werden kann, der auch den Zugang zum Kraftfahrzeug ermöglicht. Somit kann sichergestellt werden, dass lediglich autorisierte Personen das Notverbindungselement und somit die Sperrklinke betätigen können.
Vorteilhafterweise kann eine Zuziehhilfe vorhanden sein, die mit der Schlossfalle mechanisch zusammenwirkt, um diese zumindest in die Schließstellung zu überführen. Dabei wird die Schlossfalle derart in die Schließstellung überführt, dass diese in Wirkverbindung mit dem Gegenhaltemittel an dem Kraftfahrzeug zusammenwirkt, so dass das bewegliche Teil von seiner z. B. Offenstellung in die Schließstellung überführt werden kann. Die Zuziehhilfe kann dabei über einen Motor angetrieben werden, der die Schlossfalle in die Schließstellung bewegt und dabei in Signalverbindung mit der Antriebseinheit der Sperrklinke steht. Die Zuziehhilfe ermöglicht somit eine gesicherte Überführung der Schlossfalle in die Schließstellung und somit einer Verriegelung des beweglichen Teils. Dementsprechend kann auch bei nicht vollständiger Überführung des beweglichen Teils in die Schließstellung, die Schlossfalle bereits in einer Position, die nicht der Schließstellung entspricht, mithilfe der Zuziehhilfe das bewegliche Teil verschließen.
Im Rahmen der Erfindung können elektrisch leitende Verbindungen und/oder Schaltelemente und/oder Sensoren in dem Schlossgehäuse angeordnet sein. Besonders bevorzugt sind die elektrischen Verbindungen und/oder Schaltelemente und/oder Sensoren materialeinheitlich mit dem Schlossgehäuse ausgebildet. Handelt es sich um ein Kunststoffspritzgussteil, können die Verbindungen, Schaltelemente oder Sensoren von dem Kunststoffmaterial umgeben sein, so dass diese elektrisch isoliert und vor Umwelteinflüssen geschützt sind. Darüber hinaus können an dem Schlossgehäuse Achsaufnahmen und/oder Lageraufnahmen für z. B. das Antriebsrad und/oder die Sperrklinke und/oder die Schlossfalle angeordnet bzw. materialeinheitlich oder einteilig mit dem Schlossgehäuse ausgebildet sein. Durch die einteilige bzw. materialeinheitliche Ausgestaltung entfallen bei der Montage weitere Schritte um Achsaufnahmen, Lageraufnahmen, elektrisch leitende Verbindungen, Schaltelemente oder Sensoren in dem Schlossgehäuse oder an dem Schlossgehäuse anzubringen oder zu montieren. Bei den elektrisch leitenden Verbindungen kann es sich z. B. auch um Anschlüsse für die Antriebseinheit bzw. den Motor oder um Signalverbindungen für die Sensoren oder Schaltelemente handeln.
Es ist weiterhin denkbar, dass die Schlossfalle und/oder die Sperrklinke federbelastet ist, insbesondere dass die Schlossfalle und/oder die Sperrklinke eine Vorraststellung aufweisen. Die Vorraststellung befindet sich zwischen der Offenstellung und der Schließstellung der Schlossfalle, in der das bewegliche Teil bereits in einer Schließposition gehalten werden kann, wobei die Schlossfalle in der Vorraststellung bereits in mechanischer Wirkverbindung mit dem Gegenhaltemittel an dem Kraftfahrzeug steht. Dementsprechend wird ein ungewolltes Öffnen des beweglichen Teils durch die Vorraststellung verhindert, obwohl sich die Schlossfalle noch nicht in der Schließstellung befindet. Dabei kann die Vorraststellung auch dazu dienen, dass die Zuziehhilfe die Schlossfalle aus der Vorraststellung in die Schließstellung bewegt. Somit kann die benötigte Krafteinwirkung auf das bewegliche Teil – um dieses in die Schließstellung zu bewegen – weiter reduziert werden, da lediglich eine Bewegung in die Vorraststellung notwendig ist und die Zuziehhilfe eine endgültige Positionierung in die Schließstellung übernimmt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele:
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlichen Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
Es zeigen:
1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schlosses,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlosses,
3 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebseinheit in Wirkverbindung mit dem erfindungsgemäßen Verbindungselement,
4 die in 3 gezeigte Darstellung aus einer weiteren Perspektive,
5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schlosses in einem weiteren Ausführungsbeispiel,
6 das Ausführungsbeispiel aus 5 in einer anderen Perspektive,
7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektromechanischen Schlosses,
8 das Ausführungsbeispiel aus 7 in einer anderen Perspektive,
9 ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen elektromechanischen Schloss,
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigen die Figuren die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen.
Die 1 zeigt das erfindungsgemäße elektromechanische Schloss 10 in einem ersten Ausführungsbeispiel, in der sich die Schlossfalle 12 in der Vorraststellung C befindet. In der gezeigten Vorraststellung C umfasst die Schlossfalle 12 das am Fahrzeug angeordnete Gegenhaltemittel 50, in Form eines U-förmigen Schlossbügels, mit einem ersten Arm der Schlossfalle 12. Die Schlossfalle 12 ist dabei drehbar an dem Schlossgehäuse 11 angeordnet und weist zwei weitestgehend als Arme ausgestaltete Vorsprünge 22 auf, die parallel zueinander verlaufen und eine Ausnehmung bilden, in der das Gegenhaltemittel 50 anordbar ist. Die Ausnehmung der Schlossfalle 12, in der das Gegenhaltemittel 50 angeordnet ist, ist dabei komplementär zu dem Gegenhaltemittel 50 ausgebildet, so dass eine kraftschlüssige Verbindung in der gezeigten Vorraststellung C zustande kommt. Ein zweiter, länger ausgebildeter Arm der Schlossfalle 12 weist einen vorsprungartigen Abschnitt auf, welcher sich in der gezeigten Vorraststellung C in Formschluss mit der Sperrklinke 13 befindet. Dabei weist die Sperrklinke 13, welche sich in der Sperrposition II befindet, ebenfalls einen vorsprungartigen Abschnitt auf, an den der vorsprungartige Abschnitt der Schlossfalle 12 kraftschlüssig und formschlüssig zum Anschlag kommt. Durch die formschlüssige Verbindung verhindert die Sperrklinke 13 eine Bewegung der Schlossfalle 12, so dass die Schlossfalle 12 gegen eine Öffnungsbewegung gesichert ist, in der das Gegenhaltemittel 50 aus der Schlossfalle 12 heraus bewegbar ist. Die Antriebseinheit 20 weist – wie in 1 dargestellt – einen Motor 26 auf, der ein nicht dargestelltes Antriebsrad antreibt. Die Sperrklinke 13 ist mit einem ersten Ende drehbar an dem Schlossgehäuse 11 gelagert und an einem zweiten Ende mit dem erfindungsgemäßen Verbindungselement 21 verbunden. Das Verbindungselement 21 ist hierbei über die Verbindung 24 mit der Sperrklinke 13 verbunden und weist eine Vielzahl an Vorsprüngen 22 auf. Des Weiteren ist an dem Schlossgehäuse 11 ein Schalter 41 derart angeordnet, dass die Sperrklinke 13 in der Ruheposition mit einem ersten Abschnitt den Schalter 41 betätigt wenn die Ruheposition erreicht ist. Der Schalter 41 ist dabei über elektrische Verbindungen 40 mit dem Motor 26 verbunden, so dass ein Signal von dem Schalter 41 an den Motor 26 übertragen werden kann und dieser bei Erreichen der Ruheposition ausgeschaltet werden kann.
In der 2 ist das erfindungsgemäße elektromechanische Schloss 10 in einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei sich die Antriebseinheit 20 beabstandet zum Schlossgehäuse 11 befindet. Die Antriebseinheit 20 weist hierbei ebenfalls einen Motor 26 auf, der in Wirkverbindung mit einem nicht dargestellten Antriebsrad und darüber mit dem Verbindungselement 21 verbunden ist. Die Schlossfalle 12 befindet sich in der Vorraststellung C und die Sperrklinke 13 in der Sperrposition II. Ebenfalls ist in der 2 angedeutet, in welcher Lage sich die Schlossfalle 12 in der Offenstellung A befindet und gleichzeitig die Sperrklinke 13 in der Ruheposition I in dem Schlossgehäuse 11 angeordnet ist. Dabei weist die Ausnehmung der Schlossfalle 12, welche zwischen den beiden Armen der Schlossfalle 12 ausgebildet ist, derart in Richtung Gegenhaltemittel 50, dass das Gegenhaltemittel 50 in die Ausnehmung der Schlossfalle 12 einführbar ist. Befindet sich die Schlossfalle 12 in der Offenstellung A und wird das bewegliche Teil in seine Schließstellung bewegt, so drückt das Gegenhaltemittel 50 gegen den ersten Arm der Schlossfalle 12 und drückt diese in Richtung Vorraststellung C, in die mit dem Pfeil dargestellte Richtung. Die angedeutete Ruheposition I der Sperrklinke 13 zeigt, wie sich ein Abschnitt der Sperrklinke 13 gegen den Schalter 41 drückt, wobei der Schalter 41 über elektrische Verbindungen 40 mit der Antriebseinheit 20 und im Speziellen mit dem Motor 26 verbunden ist. Das Verbindungselement 21 ist über die Verbindung 24 mit der Sperrklinke 13 verbunden und ist in der gezeigten Vorraststellung C der Schlossfalle 12 bzw. der Sperrposition II der Sperrklinke 13 in einem ausgefahrenen Zustand, wobei sich das Verbindungselement 21 während der Bewegung der Sperrklinke 13 von der Sperrposition II in die Ruheposition I in Richtung Motor 26 bewegt, wodurch die Sperrklinke in Richtung Schalter 41 bewegt wird. Das Gegenhaltemittel 50 ist dabei einmal in der Ausnehmung der Schlossfalle 12, wie angedeutet in einer Offenstellung A der Schlossfalle 12 dargestellt, wobei sich in der Offenstellung A der Schlossfalle 12 sich das Gegenhaltemittel 50 außerhalb des elektromechanischen Schlosses 10 befindet.
Die 3 zeigt aus einer ersten Perspektive insbesondere die Antriebseinheit 20 sowie das in Wirkverbindung stehende Verbindungselement 21. Dabei weist die Antriebseinheit 20 einen Motor 26 sowie ein Antriebsrad 23 auf. Das Antriebsrad 23 ist hierbei als ein Zahnrad 23 ausgebildet, welches in Formschluss mit den Vorsprüngen 22 des Verbindungselementes 21 bringbar ist. Die Vorsprünge 22 des Verbindungselementes 21 sind dabei zahnförmig ausgebildet, so dass die Zahnzwischenräume des Verbindungselementes 21 mit den Zähnen des Antriebsrades 23 komplementär ausgebildet sind und eine Drehbewegung des Antriebsrades 23, welche von dem Motor 26 auf das Antriebsrad 23 übertragen wird, in eine Linearbewegung auf das Verbindungselement 23 übertragen. Darüber hinaus ist an der Antriebseinheit 20 ein Führungselement 14 angeordnet, wobei das Verbindungselement 21 in dem Führungselement 14 geführt ist. Dabei umgibt das Führungselement 14 das Verbindungselement 21 von drei Seiten, so dass das Verbindungselement 21 wirksam gegen ein Abrutschen vom Antriebsrad 23 gesichert ist. Das Verbindungselement 21 verläuft dabei weitestgehend parallel zu dem Schlossgehäuse 11, wobei zwischen dem Verbindungselement 21 und dem Schlossgehäuse 11 die Sperrklinke 13 drehbar angeordnet ist.
In 4 ist ein vergleichbarer Aufbau aus einer anderen Perspektive der 3 gezeigt. Dabei ist die Antriebseinheit 20 mit einem Motor 26 und einem Antriebsrad 23 ausgebildet und an dem Schlossgehäuse 11 angeordnet. Das Antriebsrad 23 ist hierbei schräg verzahnt ausgebildet und steht in Wirkverbindung mit den Vorsprüngen 22, welche ebenfalls als Verzahnung 22 ausgebildet sind. Das Verbindungselement 21 ist über die Verbindung 24 an der Sperrklinke 13 befestigt. Dabei ist die Verbindung 24 als Steckverbindung 24 ausgebildet, so dass das Verbindungselement 21 über die Steckverbindung 24 reversibel an der Sperrklinke 13 befestigt ist.
Die 5 zeigt ein erfindungsgemäßes elektromechanisches Schloss 10 mit einem Schlossgehäuse 11, wobei an dem Schlossgehäuse 11 eine Antriebseinheit 20 mit einem Getriebe 25 und einem Motor 26 sowie einem Antriebsrad 23 angeordnet ist. An der Antriebseinheit 20 ist dabei ein Führungselement 14 angeordnet, in dem das Verbindungselement 21 geführt ist. Ebenfalls dargestellt ist das Notverbindungselement 16, welches an der Verbindung 24 der Sperrklinke 13 befestigt ist, wobei an der Verbindung 24 sowohl das Notverbindungselement 16 als auch das Verbindungselement 21 befestigt ist. Das Notverbindungselement 16 ist hierbei aus dem Schlossgehäuse 11 geführt und mit einem ersten Ende an der Sperrklinke 13 befestigt, wobei das andere Ende des Notverbindungselementes 16 aus dem Schlossgehäuse 11 ragt und derart ausgestaltet ist, dass dieses von außerhalb des Schlossgehäuses 11 betätigt werden kann, so dass eine manuelle Betätigung der Sperrklinke 13 erreichbar ist. Darüber hinaus zeigt die 5 eine Zuziehhilfe 30, die in Wirkverbindung mit der Schlossfalle 12 steht. Die Zuziehhilfe 30 ist dabei als eine Antriebseinheit 30 ausgebildet, die sich außerhalb des Schlossgehäuses 11 befindet und über eine mechanische Verbindung mit der Schlossfalle 12 verbunden ist. Dabei ist ein Verbindungsmittel zwischen der Zuziehhilfe 30 und einem ersten Arm der Schlossfalle 12 über eine Umlenkrolle geführt. Über die Zuziehhilfe 30 wird eine Kraft auf die Schlossfalle 12 derart ausgeübt, dass diese aus der zeigten Vorraststellung C in die Schließstellung B überführbar ist, wobei die Schlossfalle 12 dabei in Richtung Notverbindungselement 16 bewegt wird.
In 6 ist ein erfindungsgemäßes elektromechanisches Schloss 10 gezeigt, wobei das Notverbindungselement 16 hierbei an einem separat ausgeführten Abschnitt an der Sperrklinke 13 befestigt ist. Der separat ausgebildete Abschnitt ist als ein Arm ausgebildet, welcher sich von dem Abschnitt der Sperrklinke 13 erstreckt, an dem das Verbindungselement 21 angeordnet ist. Darüber hinaus ist in 6 an der Antriebseinheit 20 ein Blockierelement 15 derart angeordnet, dass die Öffnung zwischen dem Führungselement 14 und der Antriebseinheit 20 durch das Blockierelement 15 verschlossen ist. Dementsprechend kann das Verbindungselement 21 das Führungselement 14 in der Bewegungsrichtung des Verbindungselementes 21 nicht verlassen. Das Blockierelement 15 kann dabei als ein Schalter 41 ausgebildet sein, so dass das Blockierelement 15 als Endschalter dient und die Ruheposition I der Sperrklinke 13 durch Erreichen des Blockierelementes 15 des Verbindungsmittels 21 detektiert.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schlosses 10, wobei die Antriebseinheit 20 hierbei über einen Motor 26 sowie ein Getriebe 25 verfügt, wobei der Motor das Antriebsrad 23 über das Getriebe 25 antreibt und das Antriebsrad 23 als eine Antriebsschnecke 23 ausgebildet ist. Die Antriebsschnecke 23 weist dabei eine Gangzahl von 6 auf, welche verantwortlich dafür ist, dass das Verbindungselement 21 die Sperrklinke 13 zwischen der Ruheposition I und der Sperrposition II hin und her bewegen kann. Das Schneckenrad 23 dreht sich dabei in Abhängigkeit von der gewünschten Positionsrichtung der Sperrklinke 13, wobei die Schnecke des Schneckenrades 23 derart ausgebildet ist, dass die Vorsprünge 22 des Verbindungselementes 21 in Wirkverbindung mit der Antriebsschnecke 23 stehen. Darüber hinaus ist an dem Führungselement 14 ein Blockierelement 15 angeordnet, so dass ein Herausführen des Verbindungselementes 21 aus dem Führungselement 14 wirksam verhindert ist.
In der 8 ist das Ausführungsbeispiel aus der 7 aus einer anderen Perspektive gezeigt. Hierbei ist die Antriebseinheit 20 mit dem Motor 26 sowie dem Getriebe 25 und der Antriebsschnecke 23 an dem Schlossgehäuse 11 angeordnet und ragt in eine Richtung aus dem Schlossgehäuse 11 hinaus. Das Verbindungselement 21 weist hierbei ebenfalls eine Vielzahl an Vorsprüngen 22 auf, welche zahnartig ausgestaltet sind und in Wirkverbindung mit dem Schneckenrad 23 bringbar sind. Das Führungselement 14 ist dabei an der Antriebseinheit 20 angeordnet, so dass das Verbindungselement 21 an der nicht verzahnten Seite an dem Führungselement 14 entlang gleitet und gleichzeitig das Führungselement 14 derart ausgestaltet ist, dass auch die verzahnte Seite des Verbindungselementes 21 zumindest abschnittsweise von dem Führungselement 14 verdeckt ist.
In 9 ist ein Kraftfahrzeug 100 mit beweglichen Teilen 110 gezeigt, wobei das Fahrzeug 100 darüber hinaus erfindungsgemäße elektromechanische Schlösser 10 aufweist. Bei den beweglichen Teilen 110 handelt es sich in 9 um die Türen und die Heckklappe des Fahrzeugs 100.
Bezugszeichenliste

10: Elektromechanisches Schloss
11: Schlossgehäuse
12: Schlossfalle
13: Sperrklinke
14: Führungselement
15: Blockierelement
16: Notverbindungselement
20: Antriebseinheit
21: Verbindungselement
22: Vorsprünge
23: Antriebsrad
24: Verbindung von 21
25: Getriebe
26: Motor
30: Zuziehhilfe
40: elektrische Verbindungen
41: Schalter
42: Sensor
50: Gegenhaltemittel
100: Kraftfahrzeug
110: bewegliches Teil
A: Offenstellung von 12
B: Schließstellung von 12
C: Vorraststellung von 12
I: Ruheposition von 13
II: Sperrposition von 13

Claims

Elektromechanisches Schloss (10) zum Verschließen eines beweglichen Teils (110) eines Kraftfahrzeugs (100), insbesondere einer Tür, einer Klappe, oder Heckklappe, umfassend – ein Schlossgehäuse (11), in dem eine Schlossfalle (12) zwischen einer Offenstellung (A) und einer Schließstellung (B) beweglich angeordnet ist, – eine bewegliche Sperrklinke (13), wobei die Sperrklinke (13) die Schlossfalle (12) arretiert und/oder freigibt, und – eine Antriebseinheit (20) mit zumindest einem Verbindungselement (21), wodurch die Sperrklinke (13) zumindest aus einer Sperrposition (II) in eine Ruheposition (I) überführbar ist, um die Schlossfalle (12) freizugeben und das bewegliche Teil (110) öffnen zu können, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) flexibel ausgestaltet ist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) riemenartig und/oder elastisch, insbesondere längenstabil ausgestaltet ist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) zumindest ein Antriebsrad (23) aufweist, wobei das Antriebsrad (23) derart ausgestaltet ist, dass das Verbindungselement (21) mit dem Antriebsrad (23) in Formschluss bringbar ist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (22) und/oder das Antriebsrad (23) zumindest abschnittsweise zahnförmig ausgestaltet sind.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) zumindest einen Kunststoff aufweist, insbesondere faserverstärkt und/oder mehrlagig ausgebildet ist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) eine Zugfestigkeit zwischen 5N/mm² und 1000N/mm² aufweist, vorzugsweise zwischen 30 N/mm² und 800 N/mm², besonders bevorzugt zwischen 45N/mm² und 300 N/mm².
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) eine Länge aufweist, die zumindest dem 0,5-fachen bis 100-fachen Umfang des Antriebrades entspricht, vorzugsweise dem 5-fachen bis 50-fachen, besonders bevorzugt dem 10-fachen bis 30-fachen.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (21) über zumindest eine Rastverbindung (24), eine Clipsverbindung (24), eine Klemmverbindung (24) oder eine Schraubverbindung (24) mit der Sperrklinke verbunden ist, insbesondere materialeinheitlich und/oder einteilig mit der Sperrklinke ausgebildet ist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (23) eine Zähnezahl zwischen 3 und 100 aufweist und/oder einen Durchmesser zwischen 5mm und 150mm aufweist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsrad (23) und/oder die Schlossfalle (12) und/oder die Sperrklinke (13) und/oder das Schlossgehäuse (11) einen metallischen Werkstoff und/oder einen Kunststoff aufweist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) ein Getriebe (25) aufweist, wobei das Getriebe (25) das Antriebsrad (23) antreibt.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlossgehäuse (11) und/oder an der Antriebseinheit (20) ein Führungselement (14) angeordnet ist (##aus dem Gehäuse geformt wird), wobei das Verbindungselement (21) zumindest abschnittsweise an dem Führungselement (14) geführt ist, insbesondere das an dem Führungselement (14) ein Blockierelement (15) für das Verbindungselement (21) angeordnet ist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (20) einen Motor (26) aufweist, wobei der Motor (26) das Antriebsrad (23) oder das Getriebe (25) antreibt.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor (26) eine Geschwindigkeit von 1 U/min bis 20000 U/min, vorzugsweise zwischen 100 U/min und 10000 U/min, besonders bevorzugt zwischen 800 U/min und 8000 U/min erreicht.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schloss (10) zumindest ein Notverbindungselement (16) aufweist, wobei das Notverbindungselement (16) in Wirkverbindung mit dem Verbindungselement (21) und/oder der Sperrklinke (13) steht und aus dem Schlossgehäuse (11) herausgeführt ist, wodurch die Sperrklinke (13) manuell betätigbar ist.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuziehhilfe (30) vorhanden ist, die mit der Schlossfalle (12) mechanisch zusammenwirkt, um diese zumindest in die Schließstellung (B) zu überführen.
Elektromechanisches Schloss (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass elektrisch leitende Verbindungen (40) und/oder Schaltelemente (41) und/oder Sensoren (42) in dem Schlossgehäuse (11) angeordnet sind.