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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugtürschloss, mit einem Gesperre aus im Wesentlichen Drehfalle und Sperrklinke, wobei beide Gesperrebauteile jeweils drehbar auf einer zugehörigen Achse gelagert sind, wobei ferner zumindest ein Gesperrebauteil im Bereich seiner Achse eine Aussparung in einer metallischen Umrahmung der Achse aufweist, und wobei die Aussparung durch einen Steg aus Kunststoff geschlossen ist.
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Die Gesperrebauteile des fraglichen Kraftfahrzeugtürschlosses werden in der Regel drehbar in einem Gehäuse für das Kraftfahrzeugtürschloss aufgenommen. Meistens sind die beiden Gesperrebauteile mit Hilfe von jeweils Lagerbolzen in einem metallischen Schlosskasten drehbar gelagert. Die Lagerbolzen definieren die zugehörige Achse. Der metallische Schlosskasten wird typischerweise mit einem Kunststoffdeckel zum Schlossgehäuse vereinigt. Das fragliche Kraftfahrzeugtürschloss ist im Regelfall in oder an einer Kraftfahrzeugtür angeordnet und wechselwirkt mit einem demgegenüber karosserieseitigen Schließbolzen. Grundsätzlich kann auch umgekehrt vorgegangen werden. Dann ist der Schließbolzen an der betreffenden Tür oder Haube des Kraftfahrzeuges angeordnet, wohingegen das Kraftfahrzeugtürschloss karosserieseitig vorgesehen ist. So wird oftmals bei Heckklappen oder Frontklappen an Kraftfahrzeugen vorgegangen.
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Bei einem Kraftfahrzeugtürschloss des eingangs beschriebenen Aufbaus entsprechend der
WO 2011/023181 A1 ist eine Drehfalle realisiert, bei welcher ein Lastarm ganz oder überwiegend aus Metall gefertigt ist. Demgegenüber ist ein Fangarm ganz oder überwiegend aus Kunststoff hergestellt. Eine Drehfallenachse wird nur teilweise von einem metallischen Teil der Drehfalle umfasst und ist im Bereich in Richtung Einlaufschlitz der Drehfalle geöffnet. Dieser geöffnete Teil kann in Kunststoff ausgeführt werden. Auf diese Weise sollen besonders die Bereiche der Drehfalle stabil und crashsicher ausgelegt sein, die für die Sicherheit relevant sind. Außerdem sorgt der zusätzlich eingesetzte Kunststoff dafür, Gewicht zu sparen.
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Der Stand der Technik kann nicht in allen Aspekten zufriedenstellen. Denn der ganz oder überwiegend aus Metall gefertigte Lastarm verfügt über eine komplexe Struktur. Als Folge hiervon ist die herstellungsseitige Verbindung von dem überwiegend aus Metall gefertigten Lastarm mit dem Fangarm aus Kunststoff problematisch. Hinzu kommt, dass die beschriebenen Anstrengungen zur Gewichtsreduzierung der Gesperrebauteile bisher überwiegend auf die Drehfalle beschränkt waren. Überzeugende Lösungen, die sich auf beide Gesperrebauteile, das heißt die Drehfalle und die Sperrklinke, übertragen lassen, liegen aktuell nicht vor. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein derartiges Kraftfahrzeugtürschloss so weiter zu entwickeln, dass unter Berücksichtigung einer einfachen Fertigung das Gewicht deutlich reduziert ist. Außerdem sollen Vorteile hinsichtlich der Geräuschentwicklung beobachtet werden.
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Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeugtürschloss im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Gesperrebauteil einen größtenteils kreisringförmigen und im Bereich der Aussparung geöffneten Metallkern aufweist, welcher bis auf eine oder mehrere etwaige Anschlagflächen vollständig in eine auch den Steg definierende Ummantelung aus Kunststoff eingebettet ist.
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Im Rahmen der Erfindung wird zunächst einmal so vorgegangen, dass das betreffende Gesperrebauteil hinsichtlich seiner die Stabilität und Sicherheit definierenden Bestandteile auf einen kreisringförmigen Metallkern mit Aussparung reduziert ist. Tatsächlich nimmt der betreffende kreisringförmige Metallkern mit Aussparung praktisch sämtliche sicherheitsrelevanten Kräfte im Betrieb und auch im Crashfall auf.
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Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass von dem fraglichen Gesperrebauteil aufzunehmende Kräfte problemlos in den kreisringförmigen Metallkern eingeleitet und von hier aus in die vom Metallkern umschlossene (Lager-)Achse bzw. den entsprechenden Lagerbolzen eingeleitet und von dort über den Schlosskasten ab- und weitergeleitet werden können. Das heißt, die Erfindung hat erkannt, dass für die Krafteinleitung bei einem solchen Gesperre ohnehin nur eine kreisringförmige und den betreffenden Lagerbolzen umgebende Struktur maßgeblich ist. Dabei kann der fragliche kreisringförmige Metallkern zusätzlich geöffnet sein, also die Aussparung aufweisen. Diese Aussparung findet sich im Allgemeinen in einem Bereich des Kreisringes bzw. des kreisringförmigen Metallkerns, welcher wenig Kräfte aufnehmen muss und auch nur einem geringen Verschleiß bei Drehungen um den Lagerbolzen ausgesetzt ist.
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Nach vorteilhafter Ausgestaltung ist das Gesperrebauteil mit einem aus Kunststoff bestehenden Ausleger ausgerüstet. Außerdem handelt es sich meistens bei dem Gesperrebauteil um eine Sperrklinke, wenngleich auch eine Drehfalle eines zugehörigen Gesperres vergleichbar aufgebaut sein kann. Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, sowohl die Drehfalle als auch die Sperrklinke wie beschrieben auszulegen.
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Der bereits angesprochene Ausleger ist meistens an einem Ende der Sperrklinke vorgesehen. Außerdem steht der Ausleger typischerweise senkrecht auf einer Grundfläche auf. Der Ausleger ist meistens selbst aus Kunststoff hergestellt. In diesem Zusammenhang empfiehlt es sich, wenn der senkrecht auf der Grundfläche aufstehende Ausleger einstückig mit der Ummantelung ausgebildet ist.
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Da die im Regelfall realisierte Sperrklinke eine über den kreisringförmigen Metallkern hinausgehende Flächenausdehnung aufweist, weist die den Metallkern umschließende Ummantelung einen Fortsatz auf. Der zuvor bereits angesprochene Ausleger ist an den betreffenden Fortsatz der Ummantelung angeschlossen. Meistens ist der Fortsatz mit der Ummantelung einstückig ausgelegt. An dem Fortsatz bzw. dem Ausleger greift typischerweise ein Auslösehebel an, mit dessen Hilfe die erfindungsgemäße Sperrklinke von ihrem Eingriff mit der Drehfalle abgehoben wird.
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Die Ummantelung ist meistens in dem Bereich von an dem Metallkern ausgebildeten Anschlagflächen ausgespart. Im Regelfall sind zwei Anschlagflächen vorgesehen, die beidseitig die Aussparung im Metallkern begrenzen. Das heißt, der kreisringförmige Metallkern weist die beiden die Aussparung definierenden Anschlagflächen auf. Im Bereich dieser Anschlagflächen ist die Ummantelung ausgespart, umgibt folglich ansonsten den kreisringförmigen Metallkern nahezu vollständig. Der betreffende Metallkern ist also komplett in die Ummantelung eingebettet.
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Bei den fraglichen Anschlagflächen des Metallkerns mit den zugehörigen ausgesparten Bereichen der Ummantelung handelt es sich meistens um Rastanschlagflächen, die mit entsprechenden Rasten an der Drehfalle wechselwirken. Aus diesem Grund sind typischerweise zwei Anschlagflächen vorgesehen. Die beiden Anschlagflächen wechselwirken im Regelfall zunächst mit einer Vorrast und dann einer Hauptrast der Drehfalle bei einem Schließvorgang. Das gilt selbstverständlich nur beispielhaft.
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Damit bei einer Beaufschlagung der Sperrklinke die Ummantelung und der von der Ummantelung umschlossene kreisringförmige Metallkern gleichzeitig um den gemeinsamen Lagerbolzen verschwenkt werden können, sind im Regelfall die Ummantelung und der Metallkern drehfest miteinander verbunden. Um die drehfeste Verbindung zwischen der Ummantelung und dem Metallkern im Detail realisieren zu können, ist im Allgemeinen eine Drehverriegelung zwischen dem Metallkern und der Ummantelung vorgesehen.
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Tatsächlich hat es sich bewährt, wenn an dieser Stelle der Metallkern mit zumindest einem hochstehenden Zapfen ausgerüstet ist, welcher in eine Ausnehmung der Ummantelung eingreift. Meistens sind mehrere hochstehende Zapfen am Metallkern realisiert, die in entsprechende Ausnehmungen der Ummantelung eingreifen. Dabei hat es sich insgesamt bewährt, wenn die fraglichen hochstehenden Zapfen in jeweils unterschiedlichen Winkelpositionen am kreisringförmigen Metallkern vorgesehen werden. Im Regelfall sind die fraglichen Zapfen gleich verteilt über den Umfang des kreisringförmigen Metallkerns angeordnet.
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Im Ergebnis wird ein Kraftfahrzeugtürschloss zur Verfügung gestellt, welches leicht und kostengünstig aufgebaut ist. Denn das betreffende Gesperrebauteil ist letztlich auf einen kreisringförmigen Metallkern mit Aussparung reduziert. Dieser Metallkern wird in der Ummantelung aufgenommen, welche die erforderliche Flächenausdehnung aufweist. Außerdem ist die Ummantelung mit dem Ausleger ausgerüstet, damit über den Ausleger das fragliche Gesperrebauteil mechanisch beaufschlagt werden kann. Als eingesetzte Kunststoffe für die Ummantelung empfehlen sich typischerweise thermoplastische Kunststoffe wie Polyethylen, Polypropylen oder auch Polyamid. Denn solche Kunststoffe lassen sich problemlos durch Spritzguss verarbeiten. Hierzu wird der kreisringförmige Metallkern mit der Aussparung in eine entsprechende Spritzgussform eingelegt und mit dem Kunststoff umspritzt, so dass der Metallkern in die Ummantelung eingebettet wird. Alternativ zum Spritzverhalten kann das Gesperrebauteil auch durch ein Pressverfahren hergestellt werden. In diesem Fall wird der kreisringförmige Metallkern beispielsweise zusammen mit dem pulver- oder granulatförmigen Kunststoff in eine Pressform eingelegt und dann erhitzt und verpresst.
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Dabei verbleiben typischerweise lediglich zwei Anschlagflächen, in deren Bereich die Ummantelung ausgespart ist. Mit Hilfe der Anschlagflächen kann die Sperrklinke an einer Raste der Drehfalle eingreifen und folglich mit der fraglichen Raste an der Drehfalle wechselwirken.
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Dadurch, dass die Ummantelung die wesentliche Flächenstruktur des Gesperrebauteils definiert und lediglich die besonders belasteten Bereiche des Gesperrebauteils mit dem kreisringförmigen Metallkern ausgerüstet sind, wird das Gewicht des solchermaßen aufgebauten Gesperrebauteils gegenüber dem Stand der Technik deutlich reduziert. Denn solche Gesperrebauteile sind typischerweise massiv ausgelegt und ganz oder teilweise mit einer zusätzlichen Ummantelung ausgerüstet.
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Neben der Gewichtsersparnis bringt die Ummantelung aus Kunststoff zusätzliche Vorteile bei der Geräuschentwicklung. Denn die Ummantelung umschließt den im Bereich der Aussparung geöffneten Metallkern vollständig, wobei neben den bereits angesprochenen Anschlagflächen die Ummantelung regelmäßig darüber hinaus im Bereich des Lagerbolzens geöffnet ist. Dadurch kommt es im Bereich des Lagerbolzens zu einer Reibung Metall/Metall im Bereich des kreisringförmigen Metallkerns und zusätzlich Kunststoff/Metall im Bereich der Aussparung, in welcher der die Aussparung schließende Steg vorgesehen ist. Der Steg folgt dabei der Kreisringform des Metallkerns. Dadurch wird der Lagerbolzen vollständig von dem kreisringförmigen Metallkern und dem Steg umschlossen, und zwar größtenteils spielfrei bzw. mit vorgegebenem Spiel.
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Da die Ummantelung lediglich im Bereich des Lagerbolzens und der Anschlagflächen ausgespart ist, liegt die Ummantelung auch bei einer etwaigen Dreh- oder Schwenkbewegung des Gesperrebauteils am Schlosskasten an. Die Schwenkbewegung wird folglich besonders geräuscharm vollzogen, da es hier zu einer Reibung Kunststoff/Metall kommt. Da Kunststoff/Metall-Reibungsübergänge besonders reibungsarm arbeiten, wird nicht nur ein geräuscharmer Betrieb, sondern werden auch geringe Reibungskräfte beobachtet. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen,
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
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1 das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugtürschloss reduziert auf die für die Erfindung wesentlichen Bauteile und
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2 ein Detail aus der 1 mit vergrößertem Ausschnitt in Schnittdarstellung.
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In den Figuren ist ein Kraftfahrzeugtürschloss dargestellt, welches in seinem grundsätzlichen Aufbau mit einem Schlosskasten 1 und einem in dem Schlosskasten 1 gelagerten Gesperre 2, 3 ausgerüstet ist. Das Gesperre 2, 3 setzt sich aus einer Drehfalle 2 und einer in die Drehfalle 2 rastend eingreifenden Sperrklinke 3 zusammen. Die Drehfalle 2 ist mit Hilfe eines Lagerbolzens 4 drehbar an den Schlosskasten 1 angeschlossen. Die Sperrklinke 3 verfügt über einen weiteren Lagerbolzen 5, welcher wie der Lagerbolzen 4 eine zugehörige Drehachse definiert.
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Die Drehfalle 2 und die Sperrklinke 3 werden nachfolgend als Gesperrebauteile 2, 3 bezeichnet. Dabei sind die beiden Gesperrebauteile 2, 3 wie beschrieben drehbar auf einer zugehörigen Achse gelagert, die einerseits von dem Lagerbolzen 4 und andererseits von dem Lagerbolzen 5 definiert wird. Ein Gesperrebauteil 3 verfügt über eine metallische Umrahmung 3a der Achse bzw. des zugehörigen Lagerbolzens 5. Bei dem fraglichen Gesperrebauteil 3 handelt es sich im Rahmen des Ausführungsbeispiels und nicht einschränkend um die Sperrklinke 3.
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Tatsächlich erkennt man anhand der Darstellung in den 1 und 2, dass das fragliche Gesperrebauteil 3 bzw. die Sperrklinke 3 mit der metallischen Umrahmung 3a innerhalb einer Ummantelung 3b aus Kunststoff ausgerüstet ist. Die metallische Umrahmung 3a der Achse bzw. des Lagerbolzens 5 für die Sperrklinke 3 ist mit einer Aussparung 3c ausgerüstet. Die Aussparung 3c in der metallischen Umrahmung 3a ist durch einen Steg 3d aus Kunststoff geschlossen. Der Steg 3d aus Kunststoff ist erfindungsgemäß und im Ausführungsbeispiel als Bestandteil der Ummantelung 3b für die metallische Umrahmung 3a des Lagerbolzens 5 und folglich der Achse für die Sperrklinke 3 ausgebildet.
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Anhand der 1 erkennt man, dass das fragliche Gesperrebauteil 3 bzw. die Sperrklinke 3 mit einem größtenteils kreisringförmigen Metallkern 3a als metallische Umrahmung 3a des Lagerbolzens 5 bzw. der hiervon definierten Achse ausgelegt ist. Der kreisringförmige Metallkern 3a ist im Bereich der Aussparung 3c geöffnet. Außerdem erkennt man, dass der fragliche und größtenteils kreisringförmig geöffnete Metallkern 3a bis auf eine oder mehrere etwaige Anschlagflächen 6, 7 vollständig in der auch den Steg 3d definierenden Ummantelung 3b aus Kunststoff eingebettet ist. Der Steg 3d folgt der Kreisringform des Metallkerns 3a.
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Des Weiteren macht die Detaildarstellung nach der 2 deutlich, dass der kreisringförmige Metallkern 3a die vom Lagerbolzen 5 für die Sperrklinke 3 definierte Achse nahezu spielfrei umgibt. Tatsächlich ist die Ummantelung 3b nicht nur im Bereich der Anschlagflächen 6, 7 ausgespart, sondern auch im Bereich einer Innenumfangsfläche des kreisringförmigen Metallkerns 3a. Dadurch kommt es bei etwaigen Drehbewegungen des Gesperrebauteils bzw. der Sperrklinke 3 gegenüber der durch den Lagerbolzen 5 definierten Achse sowohl zu Reibungen Metall/Metall zwischen dem Lagerbolzen 5 und der Innenumfangsfläche des Metallkernes 3a als auch zu Reibungen Metall/Kunststoff. Solche Reibungen werden zwischen dem metallischen Lagerbolzen 5 und dem Steg 3d beobachtet, welcher die Aussparung 3c in dem kreisringförmigen Metallkern 3a schließt.
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Anhand der 1 erkennt man, dass der kreisringförmige Metallkern 3a in Bezug auf die vom Lagerbolzen 5 definierte Achse einen Winkelbereich von in etwa 260° bis 320° abdeckt. Demzufolge überstreicht die Aussparung 3c den jeweils komplementären Winkel, welcher im Bereich von 40° bis 100° angesiedelt ist, so dass in der Summe jeweils 360° erreicht werden. Das hängt letztlich davon ab, welchen Öffnungswinkel die Aussparung 3c zwischen den sie einschließenden beiden Anschlagflächen 6, 7 aufweist.
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Die Ummantelung 3b aus Kunststoff wird typischerweise durch Umspritzen des Metallkerns 3a in einer Spritzgießform hergestellt. Aus diesem Grund handelt es sich bei dem Kunststoff für die Ummantelung 3b im Allgemeinen um einen thermoplastischen Kunststoff wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Polyamid. Der Kunststoff kann gegebenenfalls durch eingebettete Verstärkungselemente wie Glasfasern verstärkt werden. Man erkennt, dass die Ummantelung 3b letztlich die Flächenausdehnung und Struktur des fraglichen Gesperrebauteils bzw. der Sperrklinke 3 vorgibt. Denn der Metallkern 3a verfügt lediglich über die kreisringförmige Gestaltung mit einem an den Außendurchmesser des Lagerbolzens 5 angepassten Innendurchmesser und einem Außendurchmesser, welcher im Ausführungsbeispiel wenigstens 1,5-mal so groß, meistens in etwa 2-mal so groß wie der Innendurchmesser ausgelegt ist. Sämtliche übrigen strukturellen Bereiche der Sperrklinke 3 werden demgegenüber von der Ummantelung 3b definiert.
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Zu diesem Zweck verfügt die Ummantelung 3b über einen Fortsatz 8, der im Ausführungsbeispiel einen Ausleger 9 aufweist. Das heißt, der Ausleger 9 ist an den Fortsatz 8 der Ummantelung 3b angeschlossen, welcher gleichsam die Ummantelung 3b über den Bereich des kreisringförmigen Metallkerns 3a hinaus verlängert. Man erkennt, dass der Ausleger 9 am Fortsatz 8 an die Ummantelung 3b angeschlossen ist, und zwar einstückig. Außerdem steht der Ausleger 9 senkrecht auf einer Grundfläche der Ummantelung 3b auf. Dadurch kann der Ausleger 9 mit einem nicht dargestellten Auslösehebel wechselwirken.
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Der Auslösehebel greift an dem Ausleger 9 an und kann dadurch die Sperrklinke 3 von ihrem in der 1 dargestellten Eingriff mit der Drehfalle 2 wegschwenken, so dass die Drehfalle 2 federunterstützt öffnet. Ein zuvor gefangener und nicht ausdrücklich dargestellter Schließbolzen wird freigegeben. Das Kraftfahrzeugtürschloss und eine hiermit ausgerüstete Kraftfahrzeugtür werden geöffnet.
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Die Ummantelung 3b und der Metallkern 3a sind drehfest miteinander verbunden. Auf diese Weise stellt die Erfindung sicher, dass beispielsweise eine Beaufschlagung des Auslösehebels zum Öffnen des Gesperres 2, 3 dazu korrespondiert, dass der Auslösehebel den Ausleger 9 beaufschlagt. Damit bei einer solchen Drehbeaufschlagung des Auslegers 9 und folglich der Sperrklinke 3 nicht nur die Ummantelung 3b bewegt wird, sondern die Ummantelung 3b hierbei auch den in der Ummantelung 3b eingebetteten Metallkern 3a mitnimmt, ist die beschriebene drehfeste Verbindung zwischen der Ummantelung 3b und dem kreisringförmigen Metallkern 3a realisiert.
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Bei der beschriebenen drehfesten Verbindung handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Drehverriegelung zwischen dem kreisringförmigen Metallkern 3a und der Ummantelung 3b. Um diese Drehverriegelung im Detail zu realisieren, ist der Metallkern 3a mit zumindest einem hochstehenden Zapfen 10 ausgerüstet. Der hochstehende Zapfen 10 am kreisringförmigen Metallkern 3a greift in eine Ausnehmung 11 der Ummantelung 3b ein. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels sind insgesamt drei Zapfen 10 und zugehörige Ausnehmungen 11 realisiert.
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Man erkennt anhand der Detaildarstellung in der 2, dass die drei hochstehenden Zapfen 10 am kreisringförmigen Metallkern 3a und die jeweils zugehörigen Ausnehmungen 11 in der den Metallkern 3a einbettenden Ummantelung 3b jeweils am Umfang des kreisringförmigen Metallkerns 3a verteilt angeordnet sind. Tatsächlich weisen die Zapfen 10 und zugehörige Ausnehmungen 11 einen Winkelabstand von in etwa 120° zueinander auf, und zwar bezogen auf die vom Lagerbolzen 5 definierte Achse. Dadurch sind die fraglichen Zapfen 10 und zugehörige Ausnehmungen 11 gleicht verteilt über den gesamten Umfang des kreisringförmigen Metallkerns 3a verteilt angeordnet, nämlich in jeweils 120°-Abstand.
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Die Anschlagflächen 6, 7 liegen frei. Das heißt, die Ummantelung 3b ist im Bereich der am kreisringförmigen Metallkern 3a ausgebildeten Anschlagflächen 6, 7 ausgespart. Dadurch können die fraglichen Anschlagflächen 6, 7 mit zugehörigen Gegenanschlägen bzw. einer Haupt- bzw. Vorrast an der Drehfalle 2 wechselwirken. Das erkennt man anhand einer vergleichenden Betrachtung der 1 und 2. Durch den metallischen Kontakt zwischen der jeweiligen Anschlagfläche 6, 7 und der zugehörigen Rast an der Drehfalle 2 wird die Drehfalle 2 einwandfrei in der geschlossenen Stellung gehalten und die geforderte Funktionalität ist gegeben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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