DE102017222351A1

DE102017222351A1 - Intelligenter riegel

Info

Publication number: DE102017222351A1
Application number: DE102017222351.0A
Authority: DE
Inventors: Francesco PATANE; Carlo QUARTIERI; Enrico Boeri
Original assignee: Magna Closures Inc
Current assignee: Magna Closures Inc
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2018-06-14
Also published as: CN108222711A; CN114016826B; US11072948B2; CN108222711B; US20210348426A1; CN114016826A; US20180163439A1

Abstract

Eine Verriegelungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen Verriegelungsmechanismus, einen automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus, und einen Über-Mitten- federgespannten Rücksetzmechanismus. Der automatisch betriebene Riegelfreigabemechanismus ist dazu ausgebildet, während eines automatischen Freigabevorgangs den Rücksetzmechanismus aus einem ersten Über-Mitten-Betriebszustand einen zweiten Über-Mitten-Betriebszustand zu versetzen.

Description

KREUZ-VERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Vorteile der U.S. Provisional Anmeldung Nr. 62/433,974 , eingereicht am 14. Dezember 2016. Die gesamte Offenbarung der oben genannten Anmeldung ist durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen automatische Schließsysteme für Kraftfahrzeuge. Im speziellen ist die vorliegende Offenbarung auf eine Verriegelungsvorrichtung gerichtet, welche zur Installation in einem automatischen Schwingtürschließsystem ausgebildet ist und welche einen automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus und einen Über-Mitten-Rücksetzmechanismus aufweist.
VERWANDTE TECHNIK
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformationen bereit, welche mit der vorliegenden Offenbarung in Zusammenhang stehen und welche nicht notwendigerweise Stand der Technik darstellen.
Die Fahrgasttüren von Kraftfahrzeugen sind üblicherweise durch ein Paar Türscharniere am Fahrzeugkörper befestigt zur Schwingbewegung um eine im Allgemeinen vertikale Schwenkachse. Solche schwingenden Fahrgasttüren („Schwingtüren“) weisen bekannte Probleme auf, beispielsweise wenn sich das Fahrzeug auf einer geneigten Fläche befindet und sich die Schwingtür entweder zu weit öffnet oder in den geschlossenen Zustand schwingt aufgrund des unausgeglichenen Gewichts der Tür. Um diesem Problem zu begegnen haben die meisten Fahrgasttüren eine Art Rast- oder Hemmmechanismus, welcher in zumindest eines der Türscharniere integriert ist und welcher dazu ausgebildet ist, eine unkontrollierte Schwingbewegung der Tür zu vermeiden, indem die Tür positiv festgestellt und gehalten wird in einer oder mehrerer Mittelstellungen eines Schwenkbereichs zusätzlich zu einer vollständig geöffneten Position. In einigen Luxusfahrzeugen kann das Türscharnier einen unbegrenzten Tür-Hemmmechanismus aufweisen, welcher es ermöglicht, dass die Tür geöffnet und gehemmt gehalten wird in jeder beliebigen geöffneten Position. Ein Vorteil von Fahrgasttüren, welche mit Türscharnieren mit einem unbegrenzten Tür-Hemmmechanismus ausgestattet sind, ist es, dass die Tür festgestellt und gehalten werden kann in jeder Position, um einen Kontakt mit benachbarten Fahrzeugen oder Strukturen zu vermeiden.
Als weiterer Fortschritt wurden automatische Türbetätigungssysteme entwickelt, welche dazu ausgebildet sind, die Fahrgasttür um ihre Schwenkachse zwischen ihrer geschlossenen Position und zumindest einer geöffneten Position zu schwingen. Typischerweise umfassen automatische Türbetätigungssysteme einen oder mehrere automatisch betriebene „Präsentier-“ Vorrichtungen wie, zum Beispiel, einen elektrischen Motor und eine Dreh-zu-Linear-Wandlungsvorrichtung, welche zur Wandlung des Drehausgangs des elektrischen Motors in eine Translationsbewegung eines ausfahrbaren Elements ausgebildet sind. In den meisten Anordnungen sind der elektrischen Motor und die Wandlungsvorrichtung innerhalb der Fahrgasttür befestigt und das distale Ende des ausfahrbaren Elements ist starr am Fahrzeugkörper gesichert. Ein Beispiel eines automatischen Türbetätigungssystem ist in dem in Gemeinschaftsbesitz befindlichen US Patent Nummer 9,174,517 gezeigt, welches eine automatisch betriebene Präsentiervorrichtung offenbart mit einer Dreh-zu-linear-Wandlungsvorrichtung, die eine mit einem Außengewinde versehene Führungsschraube umfasst, welche von dem elektrischen Motor drehend angetrieben wird, und eine mit einem Innengewinde versehene Antriebsmutter, welche in vermaschtem Eingriff mit der Führungsschraube steht und mit der das ausfahrbare Element verbunden ist. Entsprechend resultiert die Kontrolle über die Geschwindigkeit und die Drehrichtung der Führungsschraube in eine Kontrolle über die Geschwindigkeit und Richtung der Translationsbewegung der Führungsmutter und des ausfahrbaren Elements zur Steuerung der Schwingbewegung der Fahrzeugtür zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Position.
Noch luxuriösere Fahrzeuge, welche mit einem automatischen Türbetätigungssystem ausgestattet sind, sind auch mit Schwingtüren mit einer Verriegelungsvorrichtung ausgestattet, die üblicherweise eine oder mehrere automatische Funktionen bereitstellt wie zum Beispiel automatisches Schließen, automatische Freigabe und automatische Anziehfunktionen. Es besteht daher ein Bedarf an einem koordinierten Betrieb der automatisch betriebenen Präsentiervorrichtung mit den automatischen Funktionen, welche mit der Verriegelungsvorrichtung verbunden sind. Zum Beispiel besteht ein Bedarf daran, die Betätigung der automatisch betriebenen Präsentiervorrichtung zur Bewegung der Tür von ihrer geschlossenen Position in ihre geöffnete Position mit dem Betrieb des automatischen Freigabemechanismus zu koordinieren, um sicherzustellen, dass die Sperrklinke des Verriegelungsmechanismus vollständig freigegeben wurde von einem am Fahrzeug befestigten Schließbügel. Weiterhin muss das „Zurücksetzen“ des automatischen Freigabemechanismus verzögert werden, bis eine ausreichende Bewegung der Tür stattgefunden hat, um eine ungewollte Verriegelung der Sperrklinke mit dem Schließbügel zu vermeiden.
Im Lichte der obigen Ausführungen verbleibt ein Bedarf daran, automatisch freigebende Verriegelungsvorrichtungen zu entwickeln, welche in automatischen Schwingtürsystemen installiert werden können und welche einen automatischen Freigabemechanismus aufweisen, der zum Voranschreiten der Technik ausgebildet ist während er eine verbesserte Anwendbarkeit bietet und Kosten sowie Komplexität reduziert.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der vorliegenden Offenbarung bereit ist keine umfassende Offenbarung ihres vollständigen Umfangs und aller ihrer Merkmale, Aspekte und/oder Ziele.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung eine Verriegelungsvorrichtung bereitzustellen, welche zur Benutzung in einer Seitentür des Schwingtyps eines Kraftfahrzeugs ausgebildet ist und welche einen automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus aufweist.
Es ist auch eine verwandte Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Über-Mitten-Rücksetzmechanismus bereitzustellen, welcher mit dem automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus wirkverbunden ist.
Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Offenbarung werden gelöst durch eine Verriegelungsvorrichtung umfassend: einen Verriegelungsmechanismus mit einer Sperrklinke, welche zwischen einer Schließbügelfangposition und einer Schließbügelfreigabeposition beweglich ist, einem Sperrklinkenvorspannelement zum Vorspannen der Sperrklinke in Richtung ihrer Schließbügelfreigabeposition, einem Sperrzahn, welcher zwischen einer Sperrklinkenhalteposition zum Halten der Sperrklinke in ihrer Schließbügelfangposition und einer Sperrklinkenfreigabeposition zum Ermöglichen einer Bewegung der Sperrklinke in ihre Schließbügelfreigabeposition, und einem Sperrzahnvorspannelement zum Vorspannen des Sperrzahns in Richtung seiner Sperrklinkenhalteposition, einen automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus mit einem automatischen Freigabezahnrad, dass mit dem Sperrzahn in Wirkverbindung steht, und mit einem automatischen Freigabebetätiger, welcher ausgebildet ist zur Drehung des automatischen Freigabezahnrads zwischen einer Ruheposition, in der sich der Sperrzahn in seiner Sperrklinkenhalteposition befindet, und einer betätigten Position, in der der Sperrzahn in seiner Sperrklinkenfreigabeposition gehalten wird; und einen Rücksetzmechanismus, welcher dazu ausgebildet ist, in einem ersten Über-Mitten- oder „Halte-“ Zustand das automatische Freigabezahnrad mechanisch zu halten in seiner betätigten Position (der Sperrzahn ist in seiner Sperrklinkenfreigabeposition), während es eine Federvorspannvorrichtung belastet, und weiterhin dazu ausgebildet in einem zweiten Über-Mitten oder „Zurücksetz-“ Zustand das automatische Freigabezahnrad freizugeben und der Federvorspannvorrichtung zu ermöglichen, das automatische Freigabezahnrad unter Kraftaufwand zurück in seine Ruheposition zu bewegen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung umfasst der automatische Freigabebetätiger einen elektrischen Motor, welcher zur Drehung des automatischen Freigabezahnrads in einer ersten oder „Freigabe-“ Richtung zur Bewegung aus seiner Ruheposition in seine betätigte Position, um den Rücksetzmechanismus in seinen ersten Über-Mitten-Zustand zu versetzen. Der elektrische Motor ist weiterhin dazu ausgebildet, dass automatische Freigabezahnrad in einer zweiten oder „Zurücksetz-“ Richtung aus seiner betätigten Position in eine Freigabeposition zu drehen, um den Rücksetzmechanismus in seinen zweiten Über-Mitten-Zustand zu versetzen. Danach fungiert die Federvorspannvorrichtung zum Antreiben des automatisch betriebenen Freigabezahnrads aus seiner Freigabeposition in seine Ruheposition zum Zurücksetzen des automatischen Riegelfreigabemechanismus.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung umfasst der Rücksetzmechanismus einen Rückstellungshebel, welcher in ein Nockensegment des automatischen Freigabezahnrads eingreift und welcher beweglich ist zwischen einer unbelasteten Position und einer vollständig belasteten Position in Reaktion auf eine Bewegung des automatischen Freigabezahnrads zwischen seiner Ruhe- und betätigten Position, und ein Rückstellvorspannelement, welches angeordnet ist, um im Normalzustand den Rückstellungshebel in Richtung seiner unbelasteten Position vorzuspannen, und welches die Federvorspannvorrichtung des Rücksetzmechanismus zum Belasten des Rückstellungshebels darstellt.
Gemäß einem dritten Aspekt umfasst die Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung weiterhin einen manuell betriebenen Ersatzrücksetzmechanismus, welches einem Fahrzeugbetreiber ermöglicht, dass automatische Freigabezahnrad mechanisch in die Rücksetzrichtung aus der betätigten Position in die Freigabeposition zu drehen, um der Federvorspannvorrichtung zu erlauben, danach unter Kraftaufwand das automatische Freigabezahnrad zurück in seine Ruheposition zu drehen.
Als Resultat dieser und anderer Aspekte fungiert die Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung zum mechanischen Halten des Sperrzahns in seiner Sperrklinkenfreigabeposition mittels der Über-Mitten-Beziehung, welche hergestellt ist zwischen den vom Rückstellungshebel auf das Nockensegment des automatischen Freigabezahnrads ausgeübten Reaktionskräften und der Rotationsachse des automatischen Freigabezahnrads. Entsprechend stellt diese Anordnung sicher, dass die Verriegelungsvorrichtung im Falle eines Stromausfalls in einem Freigabezustand verbleibt.
Außerdem benötigt der Rücksetzbetrieb lediglich eine begrenzte Betätigung des elektrischen Motors zum Antreiben des automatischen Freigabezahnrads in die Rücksetzrichtung aus seiner betätigten Position in seine Freigabeposition zum Versetzen des Rücksetzmechanismus aus seinem ersten Über-Mitten-Zustand in seinen zweiten Über-Mitten-Zustand, woraufhin der federbelastete Rückstellungshebel übernimmt, um das automatische Freigabezahnrad unter Kraftaufwand zurück in seine Ruheposition zu treiben. Dieser begrenzte Gebrauch des elektrischen Motors während des Rücksetzbetriebs stellt das Zurücksetzen des automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus im Falle eines Stromausfalls sicher und reduziert zudem Motorgeräusche.
Weiterhin ermöglicht es der mechanische Hilfs-Rücksetzmechanismus dem Fahrzeugführer den Motor rückwärts zu betreiben durch eine manuelle Drehung des automatischen Freigabezahnrads aus seiner betätigten Position in die Freigabeposition, um den Rücksetzmechanismus manuell aus seinem ersten Über-Mitten-Zustand in den zweiten Über-Mitten-Zustand zu schalten, woraufhin derfederbelastete Rückstellungshebel übernimmt, um das automatische Freigabezahnrad unter Kraftaufwand zurück in seine Ruheposition zu bewegen. Diese manuelle Betätigung des Hilfs-Rücksetzmechanismus stellt als Folge des begrenzten Rückwärtsbetriebs des elektrischen Motors, welcher erforderlich ist, eine taktile Rückmeldung bereit.
Bei der Verriegelungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung kommt eine direkte Verbindung zwischen dem Sperrzahn des Verriegelungsmechanismus und dem automatischen Freigabezahnrad des automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus zum Einsatz, um dazwischen eine koordinierte Bewegung zu ermöglichen. Diese direkte Verbindung ist in einer gestapelten oder überlagerten Anordnung innerhalb des Bogenhubs des automatischen Freigabezahnrads ausgebildet, um eine kompakte Anordnung zu ermöglichen.
Weitere Anwendungsgebiete sind aus der hier bereitgestellten Beschreibung ersichtlich. Die Beschreibung und die spezifischen Beispiele in dieser Zusammenfassung dienen lediglich zu Illustrationszwecken und sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu beschränken.
Figurenliste
Die voranstehenden und weitere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben:

1 ist eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs, welches mit einem automatischen Türbetätigungssystem ausgestattet ist, das zwischen einer vorderen Fahrgastschwingtür und dem Fahrzeugkörper angeordnet ist, wobei die Schwingtür mit einer Verriegelungsvorrichtung gemäß der Lehre der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist;
2 ist eine schematische Ansicht des in 1 gezeigten Schwingtürsystems, wobei verschiedene Elemente des automatischen Türbetätigungssystems in größerem Detail gezeigt sind;
3 ist eine Aufsicht auf eine Verriegelungsvorrichtung gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung, welche mit einem Verriegelungsmechanismus ausgestattet ist, einem automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus und einen Rücksetzmechanismus;
4 ist eine isometrische Ansicht der in 3 gezeigten Verriegelungsvorrichtung, wobei das Zusammenwirken der Elemente mit dem Verriegelungsmechanismus gezeigt ist, welcher in verriegeltem Zustand betrieben wird, wobei der Riegelfreigabemechanismus in einem unbetätigten Zustand betrieben wird, in dem sich das automatische Freigabezahnrad in einer „Ruhe“-Position befindet, und wobei der Rücksetzmechanismus in einem ersten Über-Mitten-Zustand betrieben wird;
5 ist der 4 ähnlich und illustriert das Zusammenwirken der Elemente nach einer Drehung des automatischen Freigabezahnrads in eine Freigaberichtung aus seiner Ruheposition in eine „Vorlaufweg-End“-Position bei Beginn des automatischen Freigabevorgangs;
die 6-9 sind der 5 ebenfalls ähnlich und illustrieren der Reihe nach das Zusammenwirken der Elemente, welches mit einer fortgesetzten Drehung des automatischen Freigabezahnrads in die Freigaberichtung aus seiner Vorlaufweg-Endposition in eine „Riegel-Freigabe“-Position einhergeht, zur Schaltung des Verriegelungsmechanismus in einen gelösten Zustand, während der Rücksetzmechanismus in seinem ersten Über-Mitten-Zustand verbleibt;
Die 10 und 11 zeigen das Zusammenwirken und die Bewegung der Elemente der Verriegelungsvorrichtung bei fortgesetzter Drehung des automatischen Freigabezahnrads in die Freigaberichtung aus seiner Riegelfreigabeposition in eine „betätigte“ Position, wodurch der Rücksetzmechanismus dazu veranlasst wird, von seinem ersten Über-Mitten-Zustand in einen zweiten Über-Mitten-Zustand zu schalten;
Die 12 und 13 sind teilweise isometrische Ansichten der Verriegelungsvorrichtung, welche die mit einem manuell-betätigbaren Hilfs-Rücksetzmechanismus in Verbindung stehenden Elemente zeigen;
14 ist eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform einer Verriegelungsvorrichtung gemäß der Lehre der vorliegenden Offenbarung, welche mit einem Rollensperrzahn-Verriegelungsmechanismus (welcher in einem primären verriegelten Zustand gezeigt ist) und mit einem automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus mit einer Schneelastfunktion ausgestattet ist;
15 ist der 14 ähnlich, zeigt aber eine Drehung einer mit dem Verriegelungsmechanismus in Verbindung stehenden Sperrklinke in eine „Über-Zuschlag“-Position;
16 ist der 14 ebenfalls ähnlich, zeigt aber den Rollensperrzahn-Verriegelungsmechanismus in einem sekundären verriegelten Zustand;
Die 17-19 sind der 14 ebenfalls ähnlich, zeigen aber fortlaufend den Betrieb des automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus zur Bereitstellung der automatischen Freigabefunktion; und
Die 20 und 21 zeigen eine Schneelastfunktion, welche durch die Verriegelungsvorrichtung der 14 bereitgestellt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Beispielhafte Ausführungsformen einer Verriegelungsvorrichtung zur Benutzung in Kraftfahrzeugschließsystemen, welche gemäß der Lehre vorliegenden Offenbarung konstruiert sind, werden nun offenbart. The beispielhaften Ausführungsformen der Verriegelungsvorrichtung sind weiter illustriert und beschrieben in Verbindung mit einem automatischen Schwingtürbetätigungssystem. Diese beispielhaften Ausführungsformen sind bereitgestellt, so dass diese Offenbarung gründlich ist und den Umfang dem Fachmann vollständig vermittelt. Zahlreiche spezifische Details werden dargestellt, beispielsweise von spezifischen Komponenten, Vorrichtungen, Verfahren, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu ermöglichen. Dem Fachmann ist ersichtlich, dass spezifische Details nicht verwirklicht werden müssen, dass beispielhafte Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein können und dass sie auch nicht ausgelegt werden sollen, um den Umfang der Offenbarung zu beschränken. In einigen beispielhaften Ausführungsformen sind wohlbekannte Verfahren, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien im Detail beschreiben.
Zunächst zeigt 1 ein beispielhaftes Kraftfahrzeug 10 mit einer Fahrgasttür 12, welche drehbar an einem Fahrzeugkörper 14 befestigt ist mit Hilfe eines oberen Türscharniers 16 und eines unteren Türscharniers 18, welche in Phantomlinien gezeigt sind. Wie noch detaillierter beschrieben wird, umfasst die Tür 12 eine Verriegelungsvorrichtung 22, welche dazu befähigt ist, die Tür 12 lösbar in einer geschlossenen Position relativ zum Fahrzeugkörper 14 zu verriegeln. Außerdem ist ein automatisches Türbetätigungssystem 20 gezeigt, welches in die Drehverbindung zwischen der Tür 12 und dem Fahrzeugkörper 14 integriert ist. Das automatische Türbetätigungssystem 20 umfasst im Allgemeinen einen automatisch betriebenen Schwingtürbetätiger, auch als „Präsentier“ - Vorrichtung bezeichnet, welcher innerhalb eines inneren Hohlraums der Fahrgasttür 12 gesichert ist. In einer nicht-einschränkenden Anordnung umfasst die Präsentiervorrichtung einen elektrischen Motor, welcher einen spindelartigen Dreh-zu-linear-Umwandlungsmechanismus antreibt, mit einem ausfahrbaren Element, das mit einem Abschnitt des Fahrzeugkörpers 14 verbunden ist. Eine angetriebene Drehung des Spindelantriebsmechanismus über den elektrischen Motor bewirkt eine kontrollierte Translationsbewegung des ausfahrbaren Elements, welches wiederum eine Drehbewegung der Tür 12 relativ zum Fahrzeugkörper 14 zwischen Ihrer geöffneten und geschlossenen Position steuert. Während das automatische Türbetätigungssystem 20 lediglich in Verbindung mit der Fahrgasttür 12 gezeigt ist, erkennt der Fachmann, dass das automatische Türbetätigungssystem 20 auch mit jeder anderen Tür oder Heckklappe des Fahrzeugs 10 verbunden sein kann wie beispielsweise den Fahrgasttüren 17 und der Heckklappe 19.
Das in 2 schematisch gezeigte automatische Türbetätigungssystem 20 umfasst eine automatische Schwingtürbetätigungs- oder Präsentiervorrichtung 32, welche einen elektrischen Motor 24 umfasst, ein Untersetzungszahnradgetriebe 26 (oder Zahnradbox 26), eine Rutschkupplung 28 und einen Antriebsmechanismus 30. Die Präsentiervorrichtung 32 ist innerhalb einer inneren Kammer 34 der Tür 12 befestigt. Die Präsentiervorrichtung 32 umfasst weiterhin einen Verbindungsmechanismus 36, welcher zur Verbindung eines ausfahrbaren Elements des Antriebsmechanismus 30 mit dem Fahrzeugkörper 14 ausgebildet ist. Wie außerdem gezeigt, steht ein elektrisches Steuermodul 25 mit dem elektrischen Motor 24 in Verbindung, um diesem elektrische Steuersignale zu liefern. Das elektrische Steuermodul 25 kann einen Mikroprozessor 27 und einen Speicher 29 aufweisen mit darauf gespeicherten ausführbaren computerlesbaren Instruktionen.
Obwohl nicht ausdrücklich illustriert, kann der elektrische Motor 24 Halleffektsensoren umfassen zur Erfassung der Position und der Geschwindigkeit der Fahrzeugtür 12 während einer Bewegung zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Position. Zum Beispiel können einer oder mehrere Halleffektsensoren bereitgestellt und positioniert sein, um Signale an das elektrische Steuermodul 25 zu senden, welche den Rotations- und Geschwindigkeitsverlauf des elektrischen Motors 24 anzeigen auf Basis einer Erfassung von Signalen des Halleffektsensors, welcher ein Ziel auf einer Motorausgangswelle detektiert. In Situationen, in denen die gemessene Motorgeschwindigkeit größer ist als eine Grenzgeschwindigkeit und in denen der Stromsensor eine beträchtliche Änderung der Stromaufnahme registriert, kann das elektrische Steuermodul 25 feststellen, dass der Benutzer die Tür 12 manuell bewegt, während der Motor 24 ebenfalls Betrieb ist und somit die Tür 12 zwischen ihrer geöffneten und geschlossenen Position bewegt. Das elektrische Steuermodul 25 kann dann ein Signal an den elektrischen Motor 24 senden, um den Motor 24 anzuhalten, und es kann sogar die Rutschkupplung 28 lösen (sofern vorhanden). Wenn andererseits das elektrische Steuermodul sich in einem automatischen Öffnungs- oder automatischen Schließzustand befindet und die Halleffektsensoren anzeigen, dass eine Geschwindigkeit des elektrischen Motors 24 geringer ist als eine Grenzgeschwindigkeit (zum Beispiel null) und eine Stromspitze registriert wird, kann das elektrische Steuermodul 25 feststellen, dass sich ein Hindernis im Weg der Tür 12 befindet, woraufhin das elektrische Steuersystem jede geeignete Maßnahme ergreifen kann, wie beispielsweise ein Signal zu senden, um den elektrischen Motor 24 anzuhalten. Auf diese Weise erhält das elektrische Steuermodul 25 eine Rückmeldung von den Halleffektsensoren, um sicherzustellen, dass keine Berührung mit dem Hindernis stattfindet während der Bewegung der Tür 12 von der geschlossenen Position in die geöffnete Position oder umgekehrt.
Wie ebenfalls schematisch in 2 gezeigt, kann das elektrische Steuermodul 25 in Verbindung stehen mit einem Fernbedienungsschlüsselanhänger 31 oder einem inneren/äußeren Griffschalter 33 zum Empfang einer Benutzeranfrage zum Öffnen oder Schließen der Tür 12. Mit anderen Worten empfängt das elektrische Steuermodul 25 ein Befehlssignal entweder vom Fernbedienungsschlüsselanhänger 31 und/oder inneren/äußeren Griffschalter 33, um ein Öffnen oder Schließen der Tür 12 zu beginnen. Beim Empfang eines Befehls liefert das elektrische Steuermodul 25 ein Signal an den elektrischen Motor 24 in Form einer pulsweitenmodulierten Spannung (zur Geschwindigkeitssteuerung), um den Motor 24 einzuschalten und eine drehende Schwenkbewegung der Tür 12 zu initiieren. Während der Bereitstellung des Signals empfängt das elektrische Steuermodul 25 zudem eine Rückmeldung der Halleffektsensoren des elektrischen Motors 24, um sicherzustellen, dass kein Kontakt mit einem Hindernis stattgefunden hat. Wenn kein Hindernis anwesend ist, setzt der Motor 24 die Erzeugung einer Drehkraft zur Betätigung des Spindelantriebsmechanismus 30 fort. Sobald die Tür 12 an der gewünschten Stelle positioniert ist, wird der Motor 24 abgeschaltet und die zur Zahnradbox 26 gehörende „selbstverriegelnde“ Verzahnung bewirkt, dass die Tür 12 weiterhin an dieser Stelle gehalten wird. Sofern ein Benutzer versucht, die Tür 12 in eine andere Betriebsposition zu bewegen, wird der elektrische Motor 24 gegen die Bewegung des Benutzers zunächst Widerstand leisten (wodurch eine Tür-Feststellfunktion nachgebildet wird) und die Tür schließlich freigeben und der Tür erlauben, sich in die neue gewünschte Position zu bewegen. Sobald die Tür 12 angehalten wird, wird das elektrische Steuermodul 25 erneut die benötigte Leistung an den elektrischen Motor 24 liefern, um die Tür in dieser Position zu halten. Sofern der Benutzer eine ausreichend große Bewegung auf die Tür überträgt (d.h., wenn der Benutzer beispielsweise die Tür schließen möchte), wird das elektrische Steuermodul 25 diese Bewegung über die Halleffektpulse erkennen und damit fortfahren, einen vollständigen Schließvorgang der Tür 12 durchzuführen.
Das elektrische Steuermodul 25 kann auch eine zusätzliche Eingabe von einem Ultraschallsensor 35 oder einem anderen Näherungssensor, beispielsweise einem Radarsensor, empfangen, welcher an einem Abschnitt der Tür 12 positioniert ist, beispielsweise an einem Türspiegel 65 oder dergleichen. Der Ultraschallsensor 35 ermittelt, ob sich ein Hindernis wie beispielsweise ein anderes Auto, ein Baum oder ein Pfosten nahe oder in unmittelbarer Umgebung der Tür 12 befindet. Falls ein solches Hindernis anwesend ist, sendet der Ultraschallsensor 35 ein Signal an das elektrische Steuermodul 25 und das elektrische Steuermodul 25 wird damit fortfahren, den elektrischen Motor 24 abzuschalten, um eine Bewegung der Tür 12 zu stoppen, und so zu vermeiden, dass die Tür 12 auf das Hindernis trifft. Dadurch wird ein kontaktfreies Hindernisvermeidungssystem bereitgestellt. Zusätzlich oder optional kann ein Kontakt-Hindernisvermeidungssystem im Fahrzeug 10 angeordnet sein, welches einen an der Tür 12 befestigten Kontaktsensor 37 umfasst, beispielsweise in Verbindung mit Formteilkomponente 67, und welches zum Senden eines Signals an das Steuermodul 25 ausgebildet ist.
Unter Bezugnahme auf die 3-13 wird nun ein nichteinschränkendes Beispiel einer Verriegelungsvorrichtung 22 beschrieben, um das darin verkörperte erfinderische Konzept klar zu identifizieren und zu definieren. Im allgemeinen umfasst die Verriegelungsvorrichtung 22 ein Verriegelungsgehäuse 40, welches einen Fischmaul-Schließbügeleintrittskanal 42 definiert, einen Verriegelungsmechanismus 44, einen automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus 46, einen Rücksetzmechanismus 48, einen manuell betriebenen Hilfs-Rücksetzmechanismus 50, einen automatisch betriebenen Anzieh-Mechanismus 52, und einen inneren/äußeren (IN/ÄU) Riegelfreigabemechanismus 54.
Der Verriegelungsmechanismus 44 umfasst eine Sperrklinke 60, welche über einen Sperrklinkendrehzapfen 62 mit dem Verriegelungsgehäuse 40 verbunden ist zur Bewegung zwischen einer Schließbügelfangposition ( 4) und einer Schließbügelfreigabeposition, ein Sperrklinkenvorspannelement (gekennzeichnet durch Pfeil 64) zum Vorspannen der Sperrklinke in ihre Schließbügelfreigabeposition, einen Sperrzahn 70, welcher mit dem Verriegelungsgehäuse 40 über einen Sperrzahndrehzapfen 72 verbunden ist zur Bewegung zwischen einer Sperrklinkenhalteposition (4) und einer Sperrklinkenfreigabeposition (9), und ein Sperrzahnvorspannelement (gekennzeichnet durch Pfeil 74) zum Vorspannen des Sperrzahns 70 in seine Sperrklinkenhalteposition. Wenn die Sperrklinke 60 durch den in seiner Sperrklinkenhalteposition befindlichen Sperrzahn 70 in ihrer Schließbügelfangposition gehalten wird, definiert der Verriegelungsmechanismus 44 einen verriegelten Zustand, so dass die Verriegelungsvorrichtung 22 sich in einem verriegelten Betriebsmodus befindet. Dabei wird ein Schließbügel 78 (welcher am Fahrzeugkörper 14 befestigt ist) in einem in der Sperrklinke 60 gebildeten Führungskanal 80 gehalten, um die Tür 12 in ihrer geschlossenen Position zu halten. Bei einer Bewegung des Sperrzahns in seine Sperrklinkenfreigabeposition wird demgegenüber durch eine Bewegung der Sperrklinke 16 in ihre Schließbügelfangposition ein Freigabezustand des Verriegelungsmechanismus 44 definiert, so dass die Verriegelungsvorrichtung 22 sich in einem Freigabemodus befindet. Wenn die Sperrklinke 60 sich in ihrer Schließbügelfreigabeposition befindet, kann der Schließbügel 68 (welcher am Fahrzeugkörper 14 befestigt ist) aus dem Schließbügelführungskanal 80 in der Sperrklinke 60 freigegeben werden und der Tür 12 ermöglichen, in ihre geöffnete Position geschwenkt zu werden. Bei einem nachfolgenden Schließen der Tür 12 greift der Schließbügel 78 in den Führungskanal 80 ein und dreht die Sperrklinke unter Kraftaufwand in ihre Schließbügelfangposition entgegen der Vorspannung des Sperrklinkenvorspannelements 64. Wenn sich die Sperrklinke 60 wieder in ihrer Schließbügelfangposition befindet, bewegt sich der Sperrzahn 70 in seine Sperrklinkenhalteposition, so dass ein Sperrzahneingriffsvorsprung 82 in eine an der Sperrklinke 60 gebildete primäre Verriegelungsklinke 84 eingreift, wodurch die Verriegelungsvorrichtung 22 in ihren verriegelten Modus versetzt wird, bei dem die Tür 12 in ihrer geschlossenen Position gehalten wird. Eine Bewegung des Sperrzahns 70 in seine Sperrklinkenfreigabeposition durch eine Betätigung des automatisch betriebenen Riegelfreigabemechanismus 46 oder IN/ÄU Riegelfreigabemechanismus 54 ermöglicht es dem Sperrklinkenvorspannelement 64, die Sperrklinke 60 in ihre Schließbügelfreigabeposition zu bringen.
Der automatisch betriebene Riegelfreigabemechanismus 46 ist dazu betriebsfähig, den Sperrzahn 70 aus seiner Sperrklinkenhalteposition in seine Sperrklinkenfreigabeposition zu bewegen, wenn die Freigabe des Verriegelungsmechanismus 44 gewünscht ist. Der automatisch betriebene Riegelfreigabemechanismus 46 umfasst im Allgemeinen ein automatisches Freigabe- (AF) Element, welches als ein Zahnrad 90 ausgebildet ist, das mittels eines Zahnraddrehzapfens 92 drehbar befestigt ist, um das Gehäuse 40 zu verriegeln, und einen automatischen Freigabebetätiger zur Steuerung der Drehung des AF-Zahnrads 90. Der automatische Freigabebetätiger umfasst einen elektrischen Motor 94 und einen Zahnradsatz 96 mit einem Antriebsritzel 98, welches durch einen drehenden Ausgang des elektrischen Motors 94 angetrieben wird, und mit einem Sektorzahnrad 100, das am AF-Zahnrad 90 gebildet ist und mit dem Antriebsritzel 98 in Eingriff steht. Das AF-Zahnrad umfasst außerdem einen konturierten Antriebsschlitz 102, welcher dazu ausgebildet ist, wahlweise in einen Sperrzahnantriebsvorsprung 104 einzugreifen, welcher sich vom Sperrzahn 70 aus aufwärts erstreckt. Das AF-Zahnrad 90 umfasst weiterhin ein erhobenes Nockensegment 106. Wie später noch detaillierter beschrieben, führt die Drehung des Zahnradsatzes 96 in eine erste Richtung zu einer Drehung des AF-Zahnrads 90 um eine durch den Zahnraddrehzapfen 92 gebildete Drehachse in eine erste oder „Freigabe-“ Richtung (in den 3 bis 11 gegen den Uhrzeigersinn) durch einen ersten Bewegungsbereich und zur Definition einer Mehrzahl von sequenziellen Positionen, umfassend und ohne Einschränkungen eine Ruheposition (4), eine Vorlaufweg-End- oder eine Sperrzahneingriffsposition (5), eine Reihe von Zwischenpositionen (6-8), eine Sperrzahnfreigabeposition (9), eine Auf-Mitten-Position (10), und eine betätigte Position (11). Dieser erste Bewegungsbereich des AF-Zahnrads 90 in die Freigaberichtung bewirkt ein Versetzen des Riegelfreigabemechanismus 46 von einem nicht-betätigten Zustand in einen betätigten Zustand zur Bewirkung der Freigabe des Verriegelungsmechanismus 44.
Der Rücksetzmechanismus 48 umfasst im Allgemeinen einen Rückstellungshebel 110, welcher durch einen Rückstellungshebeldrehzapfen 112 befestigt ist zur drehbaren Bewegung relativ zum Verriegelungsgehäuse 40 zwischen einer ersten oder „unbelasteten“ Position und einer zweiten oder „belasteten“ Position, und eine Feder-Vorspannungsvorrichtung oder Rückstellungshebelfeder 114, welche den Rückstellungshebel 110 in Richtung seiner unbelasteten Position vorspannt. Der Rückstellungshebel 110 umfasst ein Nockenfolgerrandsegment 116, welches in das erhobene Nockensegment 106 des AF-Zahnrads 90 eingreift und darauf einwirkt während einer Drehung des AF-Zahnrads 90 zwischen seiner Ruhe- und betätigten Position. Wie später noch detaillierter erläutert, ist der Rücksetzmechanismus 48 dazu betriebsfähig, das Spannen und die Freigabe der Rückstellungshebelfeder 114 zu bewirken.
In 4 befindet sich die Verriegelungsvorrichtung 22 zunächst in ihrer verriegelten Betriebsart mit dem im verriegelten Zustand befindlichen Verriegelungsmechanismus 44, so dass die Sperrklinke 60 sich in ihrer Schließbügelfangposition befindet, der Sperrzahn 70 in seiner Sperrklinkenhalteposition und das AF-Zahnrad in seiner Ruheposition. Mit dem in seiner Ruheposition angeordneten AF-Zahnrad 90 ist der Sperrzahnantriebsvorsprung 104 vom Antriebsschlitz 102 gelöst dargestellt. 4 zeigt außerdem den Rücksetzmechanismus 48 in seinem ersten oder „zurücksetzenden“ Über-Mitten-Zustand. Insbesondere befindet sich der Rückstellungshebel 110 in seiner unbelasteten Position. Der Pfeil 120 illustriert die Vorspannungsrichtung, welche durch die rückstellende Feder 114 auf den Rückstellungshebel 110 in seiner unbelasteten Position ausgeübt wird, welcher wiederum eine Reaktionskraft (gekennzeichnet durch den und gerichtet entlang dem Pfeil 122) gegen das Nockensegment 106 des AF-Zahnrads 90 ausübt. Die Reaktionskraft 122 ist dazu ausgebildet, ein rückstellendes Drehmoment (Pfeil 124) auszuüben auf das AF-Zahnrad 90 in eine zweite oder „zurücksetzende“ Richtung (im Uhrzeigersinn in den 3-11).
Wenn gewünscht wird, den Verriegelungsmechanismus 44 aus seinem verriegelten Zustand in seinen gelösten Zustand zu versetzen, wird dem elektrischen Motor 94 Strom zugeführt, um eine Drehung des AF-Zahnrads 90 zu initiieren in die Freigaberichtung aus seiner Ruheposition in die Sperrzahneingriffsposition (5). Dieser erste Teil der Drehung, welcher in diesem nicht einschränkenden Beispiel bei ungefähr 21° liegt, veranlasst den Sperrzahnantriebsvorsprung 104 dazu, in das Eckprofil des Antriebsschlitzes 102 einzugreifen, während die Reaktionskraft 122 (erzeugt durch die Feder 114, welche auf den Rückstellungshebel 110 wirkt) weiterhin ein rückstellendes Drehmoment 124 erzeugt.
Die 6-8 zeigen, dass eine fortgesetzte Drehung des AF-Zahnrads in die Freigaberichtung den Antriebsschlitz 102 dazu veranlasst, auf den Sperrzahnantriebsvorsprung 104 zu wirken, welcher wiederum den Sperrzahn 70 zu einer Bewegung aus seiner Sperrklinkenhalteposition in seine Sperrklinkenfreigabeposition veranlasst, während der Sperrzahneingriffsvorsprung 82 in Eingriff mit der primären Verriegelungsklinke 84 der Sperrklinke 60 verbleibt. Zusätzlich verbleibt das Nockenfolgerrandsegment 116 des Rückstellungshebels 110 weiterhin in Eingriff mit dem Nockensegment 106 des AF-Zahnrads 90. Allerdings führt das Zusammenwirken zwischen diesen Elementen zu einer vektoriellen Bewegung der zur Reaktionskraft 122 zugehörigen Kraftlinie relativ zur Drehachse des AF-Zahnrads 90, während weiterhin das rückstellende Drehmoment 124 erzeugt wird.
9 zeigt eine fortgesetzte Drehung des AF-Zahnrads 90 in die Freigaberichtung in seine Sperrzahnfreigabeposition, in der der Sperrzahn 70 in eine von der Sperrklinke 60 gelöste Position bewegt wurde, um den Verriegelungsmechanismus 44 in seinen Freigabezustand zu versetzen. Dadurch dreht das Sperrklinkenvorspannelement 64 die Sperrklinke 60 unter Kraftaufwand in ihre Schließbügelfreigabeposition und schaltet in den unverriegelten Betriebsmodus der Verriegelungsvorrichtung 22. Diese Sperrzahnfreigabeposition wird in diesem nicht einschränkenden Beispiel nach einer Drehung des AF-Zahnrads 90 um etwa 77° aus seiner Ruheposition erreicht, so dass der Sperrzahneingriffsvorsprung 82 nicht länger in Eingriff mit der primären Verriegelungsklinke 84 der Sperrklinke 60 steht. Mit dem AF-Zahnrad in Position erzeugt die zur Reaktionskraft 122 zugehörigen Kraftlinie (erzeugt durch den Eingriff zwischen dem Rückstellungshebel 110 und dem Nockensegment 106) weiterhin das erste Über-Mitten-Verhältnis zwischen der Reaktionskraft 122 und der Drehachse des AF-Zahnrads 90, wobei weiterhin das rückstellende Drehmoment 124 erzeugt wird. Daher fungiert der Rücksetzmechanismus 48 in einem rücksetzenden Zustand.
10 zeigt, dass eine geringfügige weitere Drehung des AF-Zahnrads 90 in die Freigaberichtung dazu führt, dass die zur Reaktionskraft 122 zugehörige Kraftlinie (erzeugt durch Eingriff zwischen dem Rückstellungshebel 110 und dem Nockensegment 107) ein Über-Mitten-Verhältnis bezüglich der Drehachse erzeugt, wobei kein rückstellendes Drehmoment erzeugt und vom Rücksetzmechanismus 48 auf das AF-Zahnrad 90 übertragen wird.
11 illustriert eine weitere Drehung des AF-Zahnrads 90 in die Freigaberichtung in seine betätigte Position, in der der Sperrzahn 70 mechanisch vom AF-Zahnrad 90 in seiner Sperrklinkenfreigabeposition gehalten wird. In diesem nicht einschränkenden Beispiel ist eine Drehung um etwa 100° erforderlich um das AF-Zahnrad 90 aus seiner Ruheposition in seine betätigte Position zu drehen. Hier befindet sich der Rückstellungshebel 110 in seiner belasteten Position, so dass die zur Reaktionskraft 122 zugehörige Kraftlinie den zweiten oder „haltenden“ Über-Mitten-Zustand bezüglich der Drehachse des AF-Zahnrads 90 hergestellt hat, wobei ein negatives (gegen den Uhrzeigersinn gerichtetes) rückstellendes Drehmoment erzeugt wird, wie durch den Pfeil 126 kenntlich gemacht. Der Rücksetzmechanismus 48 definiert daher nun einen Haltezustand. In dieser Position kann der Motor 94 abgeschaltet werden und allein das Zusammenwirken zwischen dem Rückstellungshebel 110 und dem Nockensegment 106 ist verantwortlich dafür, das AF-Zahnrad 90 in seiner betätigten Position mechanisch zu halten, welches wiederum weiterhin den Sperrzahn 70 in seiner Sperrklinkenfreigabeposition hält.
Um den Rücksetzmechanismus 48 anschließend in seinen rücksetzenden Zustand zurückzubringen, wird, sobald vom Steuermodul 25 ein Signal empfangen wurde, welches eine Bewegung der Tür 12 in ihre geöffnete Position anzeigt, der Motor 94 betätigt, um den Zahnradsatz 96 in eine zweite Richtung zu drehen, um eine Drehung des AF-Zahnrads 90 in die zweite oder „zurücksetzende“ Richtung zu bewirken um seine Drehachse über einen zweiten Drehbereich, welcher zur Drehung des AF-Zahnrads 90 aus seiner betätigten Position (11) in seine Sperrzahnfreigabeposition (9) erforderlich ist. Diese beschränkte Drehung (etwa 23°) des AF-Zahnrads 90 in die zurücksetzende Richtung mit Hilfe einer Betätigung des Motors 94 bewirkt eine Bewegung des Rückstellungshebels 110 von seiner zweiten Über-Mitten-Position (11) über seine Auf-Mitten-Position (10) in seine erste Über-Mitten-Position (9). Während der Rückstellungshebel 110 in seiner ersten Über-Mitten-Position ( 9) angeordnet ist, bewegt die Reaktionskraft 122, welche durch den Rückstellungshebel 110 auf das Nockensegment 106 (aufgrund der durch die Feder 114 ausgeübten Vorspannung) ausgeübt wird, das AF-Zahnrad 90 unter Kraftaufwand in die rücksetzende Richtung aus seiner Sperrzahnfreigabeposition (9) in seine Ruheposition (4). Eine solche Drehung des AF-Zahnrads 90 zurück in seine Ruheposition ermöglicht auch eine Drehung des Sperrzahns 70 zurück in Richtung seiner Sperrklinkenhalteposition zur Vorbereitung eines anschließenden Drehens der Sperrklinke durch den Schließbügel aus ihrer Schließbügelfreigabeposition in ihre Schließbügelfangposition, in der der Sperrzahn 70 seinen Eingriffsvorsprung 82 zurück in verriegelten Eingriff mit der primären Verriegelungsklinke 84 der Sperrklinke 60 bewegen kann. Der mit diesem automatisch betriebenen Rücksetzbetrieb einhergehende Vorteil ist es, dass nur eine begrenzte Motorbetätigung benötigt wird, um das AF-Zahnrad 90 aus seiner betätigten Position in seine Sperrzahn Freigabeposition zu bewegen, in Verbindung mit der nachfolgenden mechanischen Drehung des AF-Zahnrads 90 in seine Ruheposition mittels des federgespannten Rückstellungshebels 110. Außerdem reduziert diese Anordnung die damit verbundenen Motorgeräusche und hilft beim Zurücksetzen der Verriegelungsvorrichtung 22 im Falle eines Stromausfalls während des Rücksetzbetriebs.
Obwohl nicht spezifisch im Detail gezeigt, ist der automatische Anzieh-Mechanismus 52 betriebsbereit, die Sperrklinke 60 aus einer sekundären Schließbügelfangposition in ihre vollständig angezogene primäre Schließbügelfangposition zu drehen. Der automatische Anzieh-Mechanismus 52 kann einen automatischen Anziehbetätiger und eine Anziehkoppelung aufweisen zur Umsetzung des Ausgangs des Anziehenbetätigers in eine Drehung der Sperrklinke 60 in die Verriegelungsrichtung. Ebenso ist, wenn auch nicht spezifisch im Detail gezeigt, der IN/ÄU Riegelfreigabemechanismus 54 betriebsbereit, den Sperrzahn 70 aus seiner Sperrklinkenhalteposition in seine Sperrklinkenfreigabeposition zu drehen in Reaktion auf eine wahlweise Betätigung einer inneren griffbetätigten Koppelung und/oder einer äußeren griffbetätigten Koppelung zur Entriegelung/Freigabe des Verriegelungsmechanismus 44. Ein Vorsprungsabschnitt 71 des Sperrzahns 70 ist verbunden über die zum IN/ÄU Riegelfreigabemechanismus 54 zugehörige Koppelung 73.
Zusätzlich zum automatisch betriebenen Rücksetzmechanismus 48 umfasst die Verriegelungsvorrichtung 22 weiterhin einen manuell betriebenen Hilfs-Rücksetzmechanismus 50, wie am besten in den 12 und 13 gezeigt. Der Hilfs-Rücksetzmechanismus 50 umfasst im Allgemeinen eine gestufte Welle 200 mit einem ersten Wellensegment 202, welches einen Zahnraddrehzapfen 92 definiert, einem zweiten Wellensegment 204, welches einen drehbar in einem Nabenabschnitt 208 des Verriegelungsgehäuses 40 befestigten Lagerzapfenabschnitt definiert, und einem dritten Wellensegment 208, welches eine Schlüsselschnittstelle mit einem Schlüsselschlitz 210 definiert, welcher zur Aufnahme eines Schlüssels ausgebildet ist. Das erste Wellensegment 202 ist nicht-kreisförmig und in einer freien nichtkreisförmigen Öffnung 209 gesichert, welche im AF-Zahnrad 90 gebildet ist, so dass die gestufte Welle 200 unmittelbar zur gemeinsamen Drehung mit dem AF-Zahnrad 90 verbunden ist. Im Falle eines Stromausfalls kann der Benutzer einen Schlüssel in den Schlüsselschlitz 210 einführen, um der Welle 200 eine manuelle Drehung zu ermöglichen zur Drehung des AF-Zahnrads 90 aus seiner betätigten Position in seine Sperrzahnfreigabeposition, um den Rücksetzmechanismus 48 aus seinem Haltezustand in seinen Rücksetzzustand zu versetzen, wodurch der federbelastete Rückstellungshebel 110 freigegeben wird, um die Drehung des AF-Zahnrads 90 in seine Ruheposition fortzusetzen. Es ist also ein manueller Eingriff erforderlich, um die Über-Mitten-Anordnung des Rücksetzmechanismus 48 und den Rückstellmotor 94 zu betätigen, bis sich das AF-Zahnrad 90 in seiner Sperrzahnfreigabeposition befindet. Diese Anordnung liefert dem Benutzer eine taktile Rückmeldung um sicherzustellen, dass die Verriegelungsvorrichtung 22 zurückgesetzt wurde.
Die Verriegelungsvorrichtung 22 ist außerdem in der Lage den Betrieb der Präsentiervorrichtung 32 mit der automatischen Freigabefunktion zu synchronisieren, um ein vorschnelles Zurücksetzen des Verriegelungsmechanismus 44 vor der vollständigen Freigabe des Schließbügels 78 aus der Sperrklinke 60 zu vermeiden. Die Steuerung würde die nachfolgenden Schritte umfassen: A) Einleiten der automatischen Freigabe des Verriegelungsmechanismus 44; B) Halten des Sperrzahns 70 in seiner Sperrklinkenfreigabeposition mit Hilfe des Über-Mitten-Rücksetzmechanismus 48, bis ein Signal empfangen wird, welches anzeigt, dass die Tür 12 geöffnet wird; C) Einleiten des automatischen Zurücksetzens des Verriegelungsmechanismus 44. Weiterhin erfordert das automatische Zurücksetzen lediglich eine begrenzte „Puls“- Betätigung des automatischen Freigabemotors 94, bis der federbelastete Über-Mitten-Rücksetzmechanismus 48 unter Kraftaufwand das AF-Zahnrad 90 in seine Ruheposition bewegt. Diese gepulste Betätigung begrenzt den Einsatz des Motors, reduziert Motorgeräusche und reduziert zudem die Komplexität.
Die 14-21 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Verriegelungsmechanismus 44' zur Benutzung in einer Verriegelungsvorrichtung 22', welche im Allgemeinen eine rollenartige Sperrzahn/Sperrklinken -Schnittstelle aufweist, welche die zuvor gezeigte und offenbarte Sperrklinkenverriegelungsklinke und die Sperrzahneingriffsvorsprung-Reibschnittstselle ersetzt. Solch eine rollenartige Schnittstelle reduziert die Riegelfreigabekräfte und ermöglicht die Verwendung eines Einzel-Sperrzahn-Verriegelungsmechanismus anstelle eines gewöhnlichen Doppel-Sperrzahn-Verriegelungsmechanismus. Um die Anordnung besser zu veranschaulichen, ist der Sperrzahn 70' seitlich zum AF-Zahnrad 90' versetzt gezeigt. Allerdings ist die in den 3-13 gezeigte überlagerte Version zur unmittelbaren Verbindung des Sperrzahns 70 mit dem AF-Zahnrad 90 zur Benutzung mit der Verriegelungsvorrichtung 22' als Alternative zur gezeigten nicht einschränkenden Seite-an-Seite-Anordnung vorgesehen. Man beachte, dass auch der Rücksetzmechanismus 48, obwohl nicht gezeigt, erneut dazu vorgesehen ist, mit dem erhobenen Nockensegment (nicht gezeigt) des AF-Zahnrads 90' zusammenzuwirken, um die Rücksetzfunktion bereitzustellen. Gleiche gestrichene Bezugszeichen werden nachfolgend verwendet zur Bezeichnung von gleichen Elementen.
14 zeigt den Verriegelungsmechanismus 44' in seinem verriegelten Zustand, in dem die Sperrklinke 60' in ihrer Schließbügelfangposition gehalten wird mit Hilfe des Sperrzahns 70', welcher in seiner Sperrklinkenhalteposition angeordnet ist, so dass der Schließbügel 78' durch die Sperrklinke 60' gehalten wird und die Tür 12 geschlossen und verriegelt ist. In der gezeigten Anordnung befindet sich das AF-Zahnrad 90' in seiner Ruheposition. 15 zeigt die Elemente des Verriegelungsmechanismus 44' in Reaktion auf ein „Über-Zuschlag“ Türereignis, welches eine zusätzliche Drehung der Sperrklinke 60' bewirkt und welches nachfolgend über die Sperrklinkenfeder 64' überwunden wird. Man beachte, dass eine Rolle 220, welche in einem sich vom Sperrzahn 70' erstreckenden Kä222 gehalten wird, aus einer mit der Verriegelungsklinke 84' der Sperrklinke 60' in Eingriff stehenden Position ( 14) in eine Position rollt, in der sie entlang der Über-Zuschlag-Fläche der Sperrklinke 60' rollt (15).
Die 16 illustriert einen sekundären verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus 44', welcher mit einem sanften Tür-Schließereignis einhergeht, so dass die Rolle 220 nun in eine sekundäre Verriegelungsklinke 85' eingreift, welche auf der Sperrklinke 60' gebildet ist. 17 zeigt den primären verriegelten Zustand des Verriegelungsmechanismus 44', welcher mit einem festen Tür-Schließereignis einhergeht, so dass die Rolle 220 in die primäre Verriegelungsklinke 84' auf der Sperrklinke 60' eingreift. 17 zeigt zudem die anfängliche Drehung des AF-Zahnrads 90' in die Freigaberichtung aus seiner Ruheposition (14) in seine Sperrzahneingriffsposition infolge des Beginns des automatischen Freigabevorgangs. 18 zeigt eine weitere Drehung des AF-Zahnrads 90' in die Freigaberichtung in seine Sperrzahnfreigabeposition, in der die Rolle 220 von der primären Verriegelungsklinke 84' gelöst ist, um der Sperrklinkenfeder 64' nachfolgend zu ermöglichen, die Sperrklinke 60' in ihre Schließbügelfreigabeposition zu bewegen.
Die 19 zeigt die Sperrklinke 60' in ihrer Schließbügelfreigabe- / vollständig geöffneten Position, in der das AF-Zahnrad 90' in seine betätigte Position gedreht ist. Man beachte, dass die Rolle 220 in Eingriff mit einer Nockenfläche 87' auf der Sperrklinke 60' gezeigt ist zum Halten des Sperrzahns 70' in seiner Sperrklinkenfreigabeposition. Allerdings würde die Integration des automatisch betriebenen Rücksetzmechanismus 48 der Verriegelungsvorrichtung 22 hierin ebenfalls funktionieren, um das AF-Zahnrad 90' mechanisch in seiner betätigten Position mit Hilfe des Über-Mitten-Verhältnisses zu halten, so dass das AF-Zahnrad 90' ebenfalls die Funktion ausüben könnte, den Sperrzahn 70' mechanisch in seiner Sperrklinkenfreigabeposition zu halten.
Die 20 zeigt eine fortgesetzte Drehung des AF-Zahnrads 90' in die Freigaberichtung, wobei die Sperrklinke 60' in ihrer Schließbügelfreigabe- / vollständig geöffneten Position verbleibt, so dass ein Nockenrand 91' des AF-Zahnrads 90' weiterhin auf den Sperrzahn 70' einwirkt zur Drehung des Sperrzahns 70' in seine vollständig verfahrene Position, um eine mechanische Haltefunktion bereitzustellen (d. h. Schneeladefunktion). Die 21 zeigt ein mechanisches Anschlagverhältnis, in dem eine Anschlagfläche 93' auf dem AF-Zahnrad 90 den Sperrzahn 70' in seiner vollständig verfahrenen Position hält. Eine Rückwärtsdrehung des AF-Zahnrads 90' in die Rücksetzrichtung ist erforderlich, um das AF-Zahnrad 90' zurück in seine Ruheposition zu bringen. Weitere Merkmale des Verriegelungsmechanismus 44' sind aus der in Gemeinschaftsbesitz befindlichen US Nr. 15/232,179 mit dem Titel „Automobile Verriegelung umfassend ein Lager zur Verringerung des Kraftaufwands zur Freigabe“ ersichtlich, deren vollständige Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen wurde zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt. Sie beabsichtigt nicht vollständig zu sein oder die Offenbarung einzuschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf diese bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern können, wenn möglich, ausgetauscht werden und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn dies nicht im speziellen gezeigt oder beschrieben ist. Dieselben können ebenso auf viele Arten verändert werden. Solche Veränderungen sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung angesehen werden und alle solche Modifikationen sollen vom Umfang der vorliegenden Offenbarung umfasst sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/433974 [0001]
US 9174517 [0005]
US 15232179 [0045]

Claims

Verriegelungsvorrichtung (22) für eine Fahrzeugtür, umfassend: einen Verriegelungsmechanismus (44) mit einer Sperrklinke (60), welche zwischen einer Schließbügelfangposition und einer Schließbügelfreigabeposition beweglich ist, einen Sperrzahn (70), welcher zwischen einer Sperrklinkenhalteposition zum Halten der Sperrklinke (60) in ihrer Schließbügelfangposition und einer Sperrklinkenfreigabeposition zum Ermöglichen einer Bewegung der Sperrklinke (60) in ihre Schließbügelfreigabeposition, ein Sperrklinkenvorspannelement (64) zum Vorspannen der Sperrklinke in Richtung ihrer Schließbügelfreigabeposition, und ein Sperrzahnvorspannelement (74) zum Vorspannen des Sperrzahns in Richtung seiner Sperrklinkenhalteposition; einen Riegelfreigabemechanismus (46) mit einem Zahnrad (90), welches mit dem Sperrzahn (70) wirkverbunden ist, und einem automatisch betriebenen Betätiger, welcher zur Drehung des Zahnrads (90) in eine erste Richtung ausgebildet ist von einer Ruheposition, in der der Sperrzahn (70) sich in seiner Sperrklinkenhalteposition befindet, in eine betätigte Position, in der der Sperrzahn (70) sich in seiner Sperrklinkenfreigabeposition befindet; und einen Rücksetzmechanismus (48), welcher in einem ersten Über-Mitten-Zustand dazu ausgebildet ist, das Zahnrad (90) mechanisch in seiner betätigten Position zu halten und eine Federvorspannvorrichtung zu laden, und in einem zweiten Über-Mitten-Zustand dazu ausgebildet ist, das Zahnrad (90) freizugeben und der Federvorspannvorrichtung zu ermöglichen, das Zahnrad (90) in eine zweite Richtung zurück in seine Ruheposition zu drehen.
The Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 1, wobei der automatisch betriebene Betätiger ein elektrischer Motor (94) ist, welcher dazu ausgebildet ist, dass Zahnrad (90) in die erste Richtung durch einen ersten Drehbewegungsbereich aus seiner Ruheposition in seine betätigte Position zu drehen, um den Rücksetzmechanismus (48) aus seinem zweiten Über-Mitten-Zustand in seinen ersten Über-Mitten-Zustand zu versetzen, und wobei der elektrische Motor (94) dazu ausgebildet ist, dass Zahnrad (90) in die zweite Richtung durch einen zweiten Drehbewegungsbereich aus seiner betätigten Position in eine Freigabeposition zu drehen, um den Rücksetzmechanismus (48) aus seinem ersten Über-Mitten-Zustand in seinen zweiten Über-Mitten-Positions-Zustand zu versetzen.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 2, wobei der erste Drehbewegungsbereich größer ist als der zweite Drehbewegungsbereich.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 2, wobei die Federvorspannvorrichtung dazu fungiert, das Zahnrad (90) aus seiner Freigabeposition in seine Ruheposition zu drehen.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 4, wobei die Federvorspannvorrichtung einen Rückstellungshebel (110) umfasst mit einem Antriebssegment (116), welches in ein am Zahnrad (90) gebildeten Nockensegment (106) eingreift, wobei der Rückstellungshebel (110) beweglich ist zwischen einer ersten Position, wenn sich das Zahnrad (90) in seiner Ruheposition befindet, und einer zweiten Position, wenn sich das Zahnrad (90) in seiner betätigten Position befindet, und eine Rückstellungshebelfeder (114), welche angeordnet ist, den Rückstellungshebel (110) im Normalzustand vorzuspannen in Richtung seiner ersten Position, und wobei eine Bewegung des Rückstellungshebels (110) aus seiner ersten Position in seine zweite Position in Reaktion auf eine Drehung des Zahnrads (90) aus seiner Ruheposition in seine betätigte Position zu einem Spannen der Rückstellungshebelfeder (114) führt.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 5, wobei die erste Position des Rückstellungshebels (110) eine erste Über-Mitten-Position relativ zu einer Drehachse des Zahnrads (90) ist, und wobei die zweite Position des Rückstellungshebels (110) eine zweite Über-Mitten-Position relativ zu der Drehachse des Zahnrads (90) ist.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 6, wobei eine vom Rückstellungshebel (110) auf das Nockensegment (106) ausgeübte Reaktionsbelastung ein positives rückstellendes Drehmoment auf das Zahnrad (90) erzeugt, wenn das Zahnrad (90) in die erste Richtung in seine Freigabeposition gedreht wird, so dass die Reaktionsbelastung entlang einer Kraftlinie ausgerichtet ist, um die zweite Über-Mitten-Position herzustellen, und wobei die vom Rückstellungshebel (110) auf das Nockensegment (106) ausgeübte Reaktionsbelastung ein negatives rückstellendes Drehmoment auf das Zahnrad (90) erzeugt, wenn das Zahnrad (90) in die erste Richtung aus seiner Freigabeposition in die betätigte Position gedreht wird, so dass die Reaktionsbelastung entlang einer Kraftlinie ausgerichtet ist, um die erste Über-Mitten-Position herzustellen.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 7, wobei eine Drehung des Zahnrads (90) durch den elektrischen Motor (94) in die zweite Richtung aus seiner betätigten Position in seine Freigabeposition es ermöglicht, dass die Reaktionsbelastung über den Rückstellungshebel (110) ausgeübt wird, um das Zahnrad (90) unter Kraftaufwand aus seiner Freigabeposition in seine Ruheposition zu drehen.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 1, wobei der Sperrzahn (70) das Zahnrad (90) überlappt und einen Sperrzahnantriebsvorsprung (104) aufweist, welcher in einem im Zahnrad (90) gebildeten Antriebsschlitz (102) abgestützt ist, um eine Bewegung dazwischen zu koordinieren.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 9, wobei sich der Sperrzahn (70) in seiner Sperrklinkenhalteposition befindet, wenn das Zahnrad (90) sich in seiner Ruheposition befindet, und wobei sich der Sperrzahn (70) in seiner Sperrklinkenfreigabeposition befindet, wenn das Zahnrad (90) sich in seiner betätigten Position befindet.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 9, wobei die Sperrklinke (60) eine Verriegelungsklinke (84) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, in ein Verriegelungsmerkmal (82) am Sperrzahn (70) einzugreifen, wenn sich der Sperrzahn (70) in seiner Sperrklinkenhalteposition befindet.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 11, wobei das Verriegelungsmerkmal am Sperrzahn (70) ein Verschlussvorsprung (82) ist.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 11, wobei das Verriegelungsmerkmal des Sperrzahns (70) eine Rolle (220) ist.
Die Verriegelungsvorrichtung des Anspruchs 2, weiterhin umfassend einen manuell betriebenen Hilfs-Rücksetzmechanismus (50), welcher dazu ausgebildet ist, einem Benutzer zu ermöglichen, das Zahnrad (90) in die zweite Richtung durch den zweiten Drehbewegungsbereich aus seiner betätigten Position in seine Freigabeposition zu drehen, um der Feder-Vorspannungsvorrichtung zu ermöglichen, das Zahnrad aus seiner Freigabeposition in seine Ruheposition zu drehen.