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Die Erfindung betrifft ein Schloss, insbesondere für eine Motorhaube oder eine Heckklappe eines Fahrzeugs.
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Ein Schloss der eingangs genannten Art wird beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Verriegelung von Motorhauben, Rückenlehnen, Türen, Hauben, Heckklappen, Kofferraumdeckeln oder dergleichen verwendet. Zum Entriegeln des Schlosses wird mittels eines Stellantriebs, zum Beispiel eines Stellmotors oder manuell ein aus einer Sperrklinke, einer Drehfalle und einem Schließelement gebildetes Gesperre in Bewegung versetzt, um die Sperrklinke von einer Sperrstellung in eine Entriegelungsstellung zu verstellen. In der Entriegelungsstellung der Sperrklinke ist die Drehfalle freigegeben, um von einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung aufdrehen zu können und das Schließelement, zum Beispiel einen Schließbügel, freizugeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Schloss anzugeben, welches einfach aufgebaut und sicher geöffnet sowie einfach montiert werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Schloss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder 11.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Schloss, insbesondere ein elektrisch betätigbares und gestuft schaltbares Schloss für eine Motorhaube oder eine Heckklappe eines Fahrzeugs, umfasst zumindest ein Schließelement, eine Drehfalle, ein Sicherheitselement, und einen Sperrmechanismus zum Sperren der Drehfalle in einer Geschlossenstellung des Schlosses, in welcher die Drehfalle und das Schließelement, zum Beispiel ein Schließbügel, schließend gekoppelt sind, und einen Stellantrieb, der als ein Zweiwege-Stellantrieb ausgebildet ist und mit dem Sperrmechanismus gekoppelt ist und mit diesem derart zusammenwirkt, dass bei einer ersten Betätigung des Stellantriebs, insbesondere in eine erste Betätigungsrichtung, der Sperrmechanismus die Drehfalle entsperrt und das Sicherheitselement das Schließelement sichert oder sperrt, und bei einer zweiten, insbesondere inversen Betätigung des Stellantriebs, insbesondere in eine zweite, beispielsweise zur ersten umgekehrten, Betätigungsrichtung, der Sperrmechanismus das Sicherheitselement öffnet und das Schließelement in eine Offenstellung des Schlosses gehen kann oder geht.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass das Schloss mittels eines Zweiwege-Antriebs einfach aufgebaut ist, wenig Platzbedarf benötigt und zweistufig mittels eines einzigen Stellantriebs geöffnet werden kann.
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In einer möglichen Ausführungsform gibt der Sperrmechanismus bei der ersten Betätigung des Stellantriebs die Drehfalle frei oder entsperrt diese, wobei die Drehfalle selbsttätig, insbesondere federunterstützt, von einer Sperrposition oder gesperrten Position in eine Offen- oder Freiposition geht. Dabei gibt die Drehfalle das Schließelement, zum Beispiel einen Schließbügel, frei und dieser Schließbügel geht in eine Sicherheitsposition oder in eine gesicherte Stellung, in welcher das Sicherheitselement das Schließelement sichert oder sperrt. Damit ist sichergestellt, dass trotz geöffneter Drehfalle das Schloss nicht aufspringt oder vollständig öffnet, da das Schließelement mittels des Sicherheitselements, zum Beispiel eines Sicherheitshakens, in der gesicherten Stellung gehalten wird.
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Beispielsweise umfasst die Drehfalle ein Federelement, insbesondere eine Rückstellfeder. Beispielsweise ist die Drehfalle in der das Schließelement sperrenden Position (= gesperrte Stellung der Drehfalle) federvorgespannt mittels des Federelements und des Sperrmechanismus gehalten. Wird die Drehfalle entsperrt, stellt das Federelement die Drehfalle automatisch in eine das Schließelement freigebende Position, so dass dieses Schließelement zwar entsperrt und von der Drehfalle freigegeben ist, aber noch in eine durch das Sicherheitselement gesicherte Position gestellt werden kann und dort gehalten ist.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform betätigt der Stellantrieb, zum Beispiel ein Nocken, bei der zweiten Betätigung des Stellantriebs das Sicherheitselement, so dass dieses Sicherheitselement das Schließelement freigibt. Somit kann das Schließelement, insbesondere selbsttätig, zum Beispiel federunterstützt oder hydraulisch unterstützt, in eine Offenstellung des Schlosses gehen. Insbesondere wird das bewegliche Element des Fahrzeugs, wie beispielsweise eine Motorhaube, mit dem Schließelement, wie beispielsweise einem Schließbügel, selbsttätig in eine öffnende Position gestellt.
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Darüber hinaus kann das Sicherheitselement ein Federelement, insbesondere eine Rückstellfeder, umfassen. Beispielsweise ist das Sicherheitselement in einer das Schließelement sichernden Position (= gesicherte Stellung des Schließelements) mittels des Federelements und/oder des Nockens gehalten. Wird das Sicherheitselement mittels des Nockens betätigt und das Sicherheitselement in eine für das Schließelement entsichernde oder freigebende Position gestellt, so wird das Federelement gespannt. Beim Schließen des Schlosses schließt das Schließelement mittels des Federelements selbsttätig und wird in die das Schließelement sichernde oder gesicherte Stellung gestellt oder gebracht, insbesondere geschwenkt. Beispielsweise ist das Federelement als eine Zugfeder oder Druckfeder ausgebildet.
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In einer möglichen Ausführungsform ist der Sperrmechanismus als eine Sperrklinke ausgebildet.
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Darüber hinaus kann der Stellantrieb, insbesondere der mit diesem gekoppelte Nocken oder eine Nockenkontur des Nockens, weitere Funktionen ausführen. Der Nocken und/oder dessen Nockenkontur sind bzw. ist derart eingerichtet und beispielsweise mit dem Stellantrieb gekoppelt, dass dieser bzw. diese bei der ersten Betätigung des Stellantriebs von diesem betätigt wird. Dabei kann der Nocken bzw. die -kontur in Eingriff mit dem Sperrmechanismus, insbesondere der Sperrklinke, gelangen und diesen Sperrmechanismus betätigen, so dass die Drehfalle freigegeben wird und somit entsperrt ist. Bei der zweiten Betätigung, insbesondere inversen Betätigung des Stellantriebs gelangt der Nocken oder die Nockenkontur in Eingriff mit dem Sicherheitselement und betätigt dieses, so dass das Schließelement entsichert ist und in die Offenstellung gestellt werden kann.
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Für ein sicheres mehrstufiges und insbesondere geschaltetes Öffnen des Schlosses wirkt der Stellantrieb mit einem Schaltmechanismus zusammen.
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Im geschlossenen Zustand des Schlosses sind alle Schaltelemente ausgeschaltet. In diesem geschlossenen Zustand sperrt die Drehfalle das Schließelement, insbesondere einen Schließbügel. Das Sicherheitselement ist ebenfalls in seiner das Schließelement sichernden Position gestellt. Die Drehfalle ist vorgesehen, das Schließelement in dem geschlossenen Zustand des Schlosses zu sperren. Das Sicherheitselement ist vorgesehen, das Schließelement in einem entsperrten Zustand der Drehfalle in einer weiterhin gesicherten Position zu halten und vor einem ungewollten vollständigen Öffnen zu sichern, so dass das Schloss nur wenig oder gar nicht geöffnet werden kann oder ist.
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Des Weiteren kann ein erstes Schaltelement, zum Beispiel ein Entsperr-Schaltelement, vorgesehen sein, das aktiviert wird oder ist, wenn der Sperrmechanismus die Drehfalle freigibt oder freigegeben hat und das Schließelement entsperrt ist, aber noch in einer gesicherten Position gestellt ist, in welcher das Schließelement mittels des Sicherheitselements gesichert gehalten wird oder ist. Das Schließelement ist somit gesichert entsperrt. Mit anderen Worten: Der Sperrmechanismus wird mittels des Stellantriebs in eine Position gestellt, insbesondere gedreht, in welcher er die Drehfalle freigibt, damit diese das Schließelement teilweise freigibt, wobei das Schließelement weiterhin vom Sicherheitselement gesichert ist und bleibt.
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Beispielsweise wird das erste Schaltelement aktiviert oder betätigt, wenn die Drehfalle ihre Sperrposition und/oder ein diese betätigender Stellantrieb und/oder Nocken seine Ausgangsposition verlassen hat und/oder die Drehfalle in ihrer Freigabestellung ist, beispielsweise aufgrund der Betätigung des Stellantriebs, beispielsweise mittels Rotation, und der Bewegungskopplung mit dem Stellantrieb, beispielsweise mittels eines rotierenden Nockens. Dabei bewegt sich der Stellantrieb zur Freigabe der Drehfalle in eine erste Betätigungsrichtung. Die Drehfalle kann nun zum Beispiel aufgrund eines Antriebs, wie eines Federantriebs, selbsttätig öffnen. Infolge der Freigabe und des selbsttätigen Öffnens der Drehfalle wird das Schließelement teilweise freigegeben. Dabei bewegt sich das Schließelement von der gesicherten und gesperrten Position in eine gesicherte und entsperrte Position, in welcher das Sicherheitselement das Schließelement weiterhin gegen ein vollständiges Öffnen sichert.
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Der Schaltmechanismus umfasst beispielsweise ein zweites Schaltelement, zum Beispiel ein Betätigungsschaltelement, das aktiviert wird oder ist, wenn der Stellantrieb und/oder ein von diesem betätigter Nocken betätigt wird und seine Ausgangsstellung verlässt, um beispielsweise die Drehfalle oder das Sicherheitselement freizugeben. Beispielsweise wird das erste Schaltelement betätigt, wenn ein Öffnen gewünscht ist, der Stellantrieb zum Freigeben der Drehfalle und/oder des Sicherheitselements betätigt wird und/oder der Nocken zum Freigeben der Drehfalle und/oder des Sicherheitselements betätigt wird. Somit wird das zweite Schaltelement mehrfach aktiviert und deaktiviert, beispielsweise eingeschaltet bzw. ausgeschaltet. Erstmalig wird das zweite Schaltelement aktiviert zur Freigabe der Drehfalle und bei freigegebener Drehfalle wird es deaktiviert. Zur Freigabe des Sicherheitselements wird das zweite Schaltelement erneut aktiviert.
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Zum Entsperren des Schließelements durch Öffnen der Drehfalle werden oder sind somit das erste und das zweite Schaltelement aktiviert. Befindet sich das Schließelement in der gesicherten und entsperrten Position wird der Stellantrieb mittels einer inversen Betätigung in seine Ausgangsstellung gebracht. Ist der Stellantrieb in seine Ausgangsstellung zurückgestellt, wird das zweite Schaltelement (Betätigungsschaltelement) deaktiviert, insbesondere ausgeschaltet wird, wobei das Schließelement in der gesicherten entsperrten Position verbleibt. Das erste Schaltelement (Entsperrschaltelement) bleibt aktiviert, da die Drehfalle geöffnet ist. Dies ermöglicht eine Rückmeldung für die geöffnete Drehfalle und somit für die Position des Schließelements, welches sich in gesicherten und entsperrten Position befindet.
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Zum vollständigen Öffnen wird dann ein erneuter Schaltimpuls gegeben. Der Stellantrieb wird aktiviert und startet die Bewegung in die zweite Betätigungsrichtung, die invers zur ersten Betätigungsrichtung ist, um das Sicherheitselement vollständig freizugeben und das Schloss vollständig zu öffnen.
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Hierbei kann ein drittes Schaltelement, zum Beispiel ein Offen-Schaltelement, vorgesehen sein, das aktiviert wird oder ist, wenn das Schließelement vollständig freigegeben wird oder vollständig freigegeben ist und öffnet bzw. geöffnet ist.
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Dabei werden das zweite und das dritte Schaltelement mit Start der Bewegung des Stellantriebs in die zweite Betätigungsrichtung und somit Verlassen der Ausgangsstellung aktiviert, insbesondere eingeschaltet. Das erste Schaltelement ist noch aktiviert, da die Drehfalle geöffnet ist.
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Dabei wird zunächst das Sicherheitselement freigegeben. Ausgelöst durch den Schaltimpuls bewegt sich der Stellantrieb in die zweite Betätigungsrichtung, die zur ersten Betätigungsrichtung zur Freigabe der Drehfalle umgekehrt ist, um das Sicherheitselement freizugeben. Infolgedessen wird das Schließelement entsichert und freigegeben und kann vollständig öffnen. Dabei kann das Sicherheitselement beispielsweise direkt mittels des Stellantriebs geöffnet werden. Alternativ kann das Sicherheitselement indirekt mittels eines durch den Stellantrieb angetriebenen Nocken geöffnet werden.
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Die Bewegung des Stellantrieb in die zweite Betätigungsrichtung kann darüber hinaus durch einen Endanschlag begrenzt werden. Ist das Sicherheitselement in seiner Offenstellung, geht das Schließelement in die Offenstellung.
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Zusammenfassend sind in der Offenstellung des Schlosses, in welcher die Drehfalle und das Sicherheitselement geöffnet sind und das Schließelement vollständig freigegeben ist, alle drei Schaltelemente aktiviert, insbesondere eingeschaltet. In der Geschlossenstellung des Schlosses, in welcher das Schließelement mittels der geschlossenen Drehfalle gesperrt ist und das Sicherheitselement in seiner sichernden Position gestellt ist, sind alle drei Schaltelemente deaktiviert, insbesondere ausgeschaltet. Das zweite Schaltelement wird immer dann aktiviert, wenn der Stellantrieb und/oder ein von diesem angetriebener Nocken oder ein Verstellelement seine Ausgangsstellung verlässt oder verlassen hat. Das erste Schaltelement wird aktiviert, wenn die Drehfalle ihre Ausgangs- oder Ruhestellung verlassen hat. Das dritte Schaltelement wird aktiviert, wenn das Sicherheitselement seine Ausgangs- oder Ruhestellung verlassen hat.
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Für ein gesichertes Entsperren kann der Stellantrieb beispielsweise nur dann aktiviert und betätigt werden, wenn mindestens das Sicherheits-Schaltelement in seiner geschlossen Stellung ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass mit Entsperren der Drehfalle das Schließelement nicht sofort öffnet, sondern noch in einer gesicherten, aber entsperrten Stellung gehalten wird. In dieser gesicherten Stellung hält das Sicherheitselement das Schließelement und das Sicherheits-Schaltelement ist aktiviert.
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Dabei wird der Stellantrieb zum gesicherten Entsperren der Drehfalle und Freigabe und Öffnen der Drehfalle in eine erste Betätigungsrichtung, zum Beispiel in Uhrzeigersinn, betätigt und zum Freigeben oder Öffnen des Sicherheitselements in eine zweite, zur ersten Richtung umgekehrte Betätigungsrichtung, zum Bespiel entgegen des Uhrzeigersinns, betrieben. Somit kann das Schloss mittels eines einzigen Stellantriebs stufenweise und damit gesichert geöffnet werden.
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In einer mögliche Ausführungsform ist der Stellantrieb als ein Stellmotor ausgebildet, der mit einem Spindelantrieb zusammenwirkt. Der Spindelantrieb ist insbesondere eine Spindel mit einem Gewinde oder einem Zahnprofil (auch Gewindespindel genannt), die vom Stellmotor angetrieben wird. In das Gewinde greift ein Getriebe, insbesondere ein Zahnradgetriebe, ein. Das Zahnradgetriebe ist beispielsweise ein Zahnrad mit einer Außenverzahnung oder ein Scheiben- oder Radsegment mit einer Außenverzahnung, die in das Gewinde eingreift und auf diesem abwälzt. Dabei wird das Getriebe bei Betätigung des Stellmotors mittels der Spindel zwischen zwei Endlagen bewegt.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das Schloss zumindest ein Schließmodul, welches mindestens ein Schließelement, eine Drehfalle, ein Sicherheitselement, und einen Sperrmechanismus zum Sperren der Drehfalle in einer Geschlossenstellung des Schlosses, in welcher die Drehfalle und das Schließelement schließend gekoppelt sind, umfasst und ein Antriebsmodul, welches einen Stellantrieb, der als ein Zweiwege-Stellantrieb ausgebildet ist, umfasst, aufweist, wobei das Schließmodul und das Antriebsmodul jeweils vormontiert sind und im vormontierten Zustand miteinander gekoppelt werden und sind.
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Beispielsweise sind die Elemente oder Komponenten des Schließmoduls auf einem Trägerelement, insbesondere einer Trägerplatte angeordnet und befestigt, wobei die Komponenten des Schließmoduls mechanisch gekoppelt auf dem Trägerelement montiert sind. Das Antriebsmodul umfasst ein Halteelement, insbesondere eine Halteplatte, auf welchem die Komponenten des Antriebsmoduls mechanisch gekoppelt angeordnet und montiert sind. Das Schließmodul und das Antriebsmodul werden mittels Befestigungselementen, insbesondere Befestigungsnieten oder - bolzen, miteinander gehalten.
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Die Erfindung ermöglicht in einfacher Art und Weise einen kompakten und modularen Aufbau des insbesondere elektrisch betätigbaren und gestuft schaltbaren Schlosses, welches aus den zwei Modulen - einem Schließmodul und einem Antriebsmodul - gebildet ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 schematisch in Explosionsdarstellung ein vormontiertes Schließmodul und ein vormontiertes Antriebsmodul für ein Schloss, insbesondere ein Motorhaubenschloss,
- 2 schematisch in Draufsicht ein Schloss mit einem Stellantrieb als ein Zweiwege-Antrieb mit zwei Betätigungsrichtungen für ein gestuftes und insbesondere geschaltetes Öffnen des Schlosses,
- 3A bis 3C schematisch das Schloss in einer Geschlossenstellung (gesperrt und gesichert), in einer entsperrten, aber noch gesicherten Stellung (entsperrt und gesichert) und in einer Offenstellung (entsperrt und entsichert),
- 4A bis 4B schematisch das Schloss in der Geschlossenstellung (gesperrt und gesichert) in Draufsicht von vorne und hinten,
- 5A bis 5B schematisch das Schloss in der entsperrten, aber noch gesicherten Stellung in Draufsicht von vorne und hinten nach aktiviertem Stellantrieb in die erste Betätigungsrichtung,
- 6A bis 6B schematisch das Schloss in der entsperrten, aber noch gesicherten Stellung in Draufsicht von vorne und hinten, aber mit aktiviertem Stellantrieb in die zweite Betätigungsrichtung,
- 7A bis 7B schematisch das Schloss in der entsperrten und entsicherten Stellung in Draufsicht von vorne und hinten, und
- 8A bis 8B schematisch das Schloss in der entsperrten und entsicherten und vollständig geöffneten Stellung (= Offenstellung des Schlosses) und in Draufsicht von vorne und hinten.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt schematisch in Explosionsdarstellung ein Schloss 1 für beispielsweise eine Motorhaube eines Fahrzeugs.
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Das Schloss 1 ist insbesondere aus einem vormontierten Schließmodul 1.1 und einem vormontierten Antriebsmodul 1.2 gebildet, die miteinander mechanisch gekoppelt und verbunden sind. Das Schloss 1 ist elektrisch, insbesondere elektrisch-motorisch und/oder gestuft schaltbar ausgebildet. Alternativ zum elektrisch-motorischen Öffnen und Schließen des Schlosses 1 kann dieses auch mittels einer elektrisch betätigbaren Hydraulik geöffnet und geschlossen werden, wobei diese nicht näher dargestellte Hydraulik für ein gestuftes Öffnen des Schlosses 1 mit einem nachfolgend beschriebenen Schaltmechanismus 12 zusammenwirkt, so wie dieser hier für ein Zusammenwirken mit einem Stellantrieb 6 beschrieben ist.
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Das Schließmodul 1.1 umfasst mindestens eine Drehfalle 2, einen Sperrmechanismus 3 zum Sperren der Drehfalle 2 in einer Geschlossenstellung P1 des Schlosses 1, ein Schließelement 4 und ein Sicherheitselement 5. In der Geschlossenstellung P1 (= geschlossener Zustand des Schlosses 1) sind die Drehfalle 2 und das Schließelement 4 schließend gekoppelt. Dabei ist die Drehfalle 2 mittels des Sperrmechanismus 3 gegen ein Entsperren gesperrt. Zusätzlich ist das Schließelement 4 in einer gesicherten Position.
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Das Antriebsmodul 1.2 umfasst beispielsweise einen Stellantrieb 6, der als ein Zweiwege-Stellantrieb ausgebildet ist. Der Stellantrieb 6 umfasst beispielsweise einen Stellmotor 6.1, der abtriebsseitig mit einem Spindelantrieb 6.2 gekoppelt ist.
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Das Schließmodul 1.1 und das Antriebsmodul 1.2 sind jeweils vormontiert. Im vormontierten Zustand werden diese miteinander gekoppelt und bilden das Schloss 1. Beispielsweise sind die oben beschriebenen Elemente oder Komponenten des Schließmoduls 1.1 auf einem Trägerelement 7, insbesondere einer Trägerplatte, angeordnet und befestigt, wobei die Komponenten des Schließmoduls 1.1 mechanisch miteinander gekoppelt auf dem Trägerelement 7 montiert sind.
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Das Antriebsmodul 1.2 umfasst ein Halteelement 8, insbesondere eine Halteplatte, auf welchem die Komponenten des Antriebsmoduls 1.2 mechanisch miteinander gekoppelt angeordnet und montiert sind. Das Schließmodul 1.1 und das Antriebsmodul 1.2 sind mittels Befestigungselementen 9, insbesondere Befestigungsnieten oder -bolzen, miteinander gehalten.
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Ein solch modular aufgebautes Schloss 1 ist besonders kompakt ausgebildet und einfach zu montieren.
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In den nachfolgenden Figuren sind das Schließmodul 1.1 und das Antriebsmodul 1.2 ohne deren Trägerelement 7 bzw. Halteelement 8 zur besseren Übersichtlichkeit der Funktionen des Schlosses 1 dargestellt.
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2 zeigt schematisch in Draufsicht das Schloss 1 mit dem Stellantrieb 6 als ein Zweiwege-Antrieb mit zwei Betätigungsrichtungen R1 und R2 für ein gestuftes und insbesondere geschaltetes Öffnen des Schlosses 1. 2 zeigt das Schloss 1 in der Geschlossenstellung P1.
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Das Schloss 1 umfasst zumindest das Schließelement 4, die Drehfalle 2, das Sicherheitselement 5 und den Sperrmechanismus 3 zum Sperren der Drehfalle 2 in der Geschlossenstellung P1, in welcher die Drehfalle 2 und das Schließelement 4, zum Beispiel ein Schließbügel, schließend gekoppelt sind (2, 3A, 4A, 4B).
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Der Stellantrieb 6 ist mit dem Sperrmechanismus 3 gekoppelt und wirkt mit diesem derart zusammen, dass ein gestuftes Öffnen des Schlosses 1 mittels eines einzigen Stellantriebs 6 ermöglicht ist. Dazu ist der Stellantrieb 6 in zwei Betätigungsrichtungen R1 und R2 betätigbar, wobei einer ersten Betätigung des Stellantriebs 6, insbesondere in eine erste Betätigungsrichtung R1, der Sperrmechanismus 3 die Drehfalle 2 entsperrt oder freigibt und diese öffnet (3B, 5A, 5B). Das Sicherheitselement 5 sichert das Schließelement 4, insbesondere gegen ein Herausfallen.
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Bei einer zweiten Betätigung des Stellantriebs 6, insbesondere in eine zweite, insbesondere zur ersten umgekehrten Betätigungsrichtung R2, der Sperrmechanismus 3 wird das Sicherheitselement 5 entsperrt und öffnet ( 3C, 7A bis 8B). Infolgedessen kann das Schließelement 4 in eine Offenstellung P2 des Schlosses 1 gehen, welche in 3C dargestellt ist.
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Der Spindelantrieb 6.2 ist insbesondere eine Spindel 6.2.1 mit einem Gewinde 6.2.2 oder einem Zahnprofil (auch Gewindespindel genannt). Die Spindel 6.2.1 ist mit dem Stellmotor 6.1 gekoppelt und wird von diesem angetrieben. In das Gewinde 6.2.2 greift ein Getriebe 6.3, insbesondere ein Zahnradgetriebe, ein. Das Zahnradgetriebe ist beispielsweise ein Zahnrad mit einer Außenverzahnung oder ein Scheiben- oder Radsegment 6.3.1 mit einer Außenverzahnung 6.3.2, die in das Gewinde 6.2.2 eingreift und auf diesem abwälzt. Dabei wird das Getriebe 6.3 bei Betätigung des Stellmotors 6.1 mittels der Spindel 6.2.1 zwischen zwei Endlagen E1 und E2 bewegt.
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Das Schließelement 4 ist beispielsweise als ein herkömmlicher Schließbügel ausgebildet, der insbesondere an einem beweglichen Teil des Fahrzeugs, wie einer Motorhaube, befestigt ist. Das Schloss 1 ist beispielsweise karosserieseitig an einem Rahmen befestigt (nicht näher dargestellt).
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Die Drehfalle 2 ist beispielsweise als eine Klaue 2.1 ausgebildet, die drehbar auf dem Trägerelement 7 des Schließmoduls 1.1 mittels eines Befestigungsniets 2.2 gehalten ist. Die Drehfalle 2 umfasst zusätzlich ein Federelement 2.3, zum Beispiel eine Rückstellfeder oder Zugfeder. Mittels des Federelements 2.3 wird die Drehfalle 2 und damit insbesondere die Klaue 2.1 bei Entsperrung selbsttätig von einer gesperrten Position, wie in 2, 3A, 4A, 4B gezeigt, in eine Offenposition, wie in 3B, 3C, 5A, 5B bis 8B gezeigt, gestellt. Die Offenposition der Drehfalle 2 ist eine das Schließelement 4 entsperrende Position, in welcher das Schließelement 4 zwar in eine entsperrte, aber noch durch das Sicherheitselement 5 gesicherte Position gestellt werden kann und ist, wie zum Beispiel in 3B, 5A, 5B, 6A und 6B gezeigt.
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Der Sperrmechanismus 3 ist beispielsweise aus einer Sperrklinke 3.1 gebildet, die über einen Befestigungsniet 3.2 an dem Trägerelement 7 drehbar gelagert ist. Der Sperrmechanismus 3 umfasst darüber hinaus ein Klinkenfederelement 3.3. Das Klinkenfederelement 3.3 ist beispielsweise als eine Rückstellfeder oder Zugfeder ausgebildet. Mittels des Klinkenfederelements 3.3 wird die Sperrklinke 3.1 selbsttätig zurück in die Sperrstellung gestellt, in welcher sie die Drehfalle 2 gegen ein Öffnen des Schlosses 1 sperrt.
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Darüber hinaus ist ein Nocken 10 vorgesehen. Der Nocken 10 kann Bestandteil des Schließmoduls 1.1 oder des Antriebsmoduls 1.2 sein. Im Ausführungsbeispiel ist der Nocken 10 Teil des Antriebsmoduls 1.2 und beispielsweise drehfest mit dem Getriebe 6.3 gekoppelt. Beispielsweise sind der Nocken 10 und das Getriebe 6.3 drehbar auf dem Befestigungselement 9 gelagert.
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Der Nocken 10 ist beispielsweise als ein Kreissegment oder ein Dreharm mit einer äußeren Nockenkontur 10.1 ausgebildet. Der Nocken 10 und/oder die Nockenkontur 10.1 sind bzw. ist derart mit dem Stellantrieb 6 gekoppelt, dass bei der ersten Betätigung des Stellantriebs 6 in eine erste Betätigungsrichtung R1 (Rotationsrichtung) der Nocken 10 mittels des Stellantriebs 6 in eine entsprechende Freigabestellung S1 bewegt wird. In dieser Freigabestellung S1 gelangt der Nocken 10 bzw. die -kontur 10.1 in Eingriff mit dem Sperrmechanismus 3, insbesondere der Sperrklinke 3.1, und betätigt diese, so dass die Drehfalle 2 freigegeben wird und entsperrt wird oder ist, wenn das Getriebe 6.3 in der ersten Endlage E1 ist, wie in 3B und 5B gezeigt.
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Dabei wird der Spindelantrieb 6.2 mittels des Stellmotors 6.1 in die erste Betätigungsrichtung R1 gedreht, wodurch aufgrund der Kopplung von Spindelantrieb 6.2, Getriebe 6.3 und Nocken 10 dieser in die Freigabestellung S1 für die Drehfalle 2 gelangt.
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Bei der zweiten Betätigung des Stellantriebs 6 wird der Spindelantrieb 6.2 mittels des Stellmotors 6.1 in die zweite Betätigungsrichtung R2 gedreht, welche umgekehrt zur ersten Betätigungsrichtung R1 dreht. Dadurch gelangt der Nocken 10 aufgrund der Kopplung von Spindelantrieb 6.2, Getriebe 6.3 und Nocken 10 in eine zweite Freigabestellung S2, in welcher er mit dem Sicherheitselement 5 in Eingriff kommt und dieses betätigt, so dass das Schließelement 4 entsichert ist und in die Offenstellung P2 des Schlosses 1 gestellt werden kann. Beispielsweise indem das bewegliche Element, zum Beispiel die Motorhaube öffnet.
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3A, 3B und 3C zeigen schematisch das Schloss 1 in einer Geschlossenstellung P1 (gesperrt und gesichert), in einer entsperrten, aber noch gesicherten (Zwischen-)Stellung PS (entsperrt und gesichert) bzw. in einer Offenstellung P2 (entsperrt und entsichert). In den 3A bis 3C ist zur besseren Übersichtlichkeit des Sperrmechanismus 3 und eines zugehörigen Schaltmechanismus 12 die Drehfalle 2 nicht näher dargestellt.
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In der Geschlossenstellung P1 ist das Schließelement 4 durch die Drehfalle 2 gesperrt und das Sicherheitselement 5 in seiner sichernden Stellung gehalten ( 3A).
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In der entsperrten, aber noch gesicherten Stellung PS ist das Schließelement 4 durch die Drehfalle 2 freigegeben und damit entsperrt und nur noch durch das Sicherheitselement 5 gesichert gehalten (3B).
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In der Offenstellung P2 ist das Schließelement 4 sowohl entsperrt als auch entsichert, so dass das Schloss 1 vollständig öffnet (3C).
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Der Schaltmechanismus 12 umfasst mindestens drei Schaltelemente 12.1 bis 12.3.
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Für ein sicheres mehrstufiges und insbesondere geschaltetes Öffnen des Schlosses 1 wirkt der Stellantrieb 6 mit einem Schaltmechanismus 12 zusammen. Dabei erfolgt ein solches gesichertes Öffnen des Schlosses 1 mittels nur eines Stellantriebes 6, wie dies nachfolgend näher beschrieben wird:
- Im geschlossenen Zustand des Schlosses 1 sind alle Schaltelemente 12.1 bis 12.3 ausgeschaltet. In diesem geschlossenen Zustand sperrt die Drehfalle 2 das Schließelement 4, insbesondere einen Schließbügel. Das Sicherheitselement 5 ist ebenfalls in seiner das Schließelement 4 sichernden Position gestellt. Die Drehfalle 2 ist vorgesehen, das Schließelement 4 in dem geschlossenen Zustand des Schlosses 1 (= Geschlossenstellung P1) zu sperren. Das Sicherheitselement 5 ist vorgesehen, das Schließelement 4 in einem entsperrten (geöffneten) Zustand der Drehfalle 2 in einer weiterhin gesicherten Position zu halten und vor einem ungewollten vollständigen Öffnen zu sichern, so dass das Schloss 1 nur wenig oder gar nicht geöffnet werden kann oder ist.
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Der Schaltmechanismus 12 umfasst beispielsweise als ein erstes Schaltelement 12.1 ein Entsperr-Schaltelement, das aktiviert oder eingeschaltet wird oder ist, wenn der Sperrmechanismus 3 die Drehfalle 2 freigibt oder freigegeben hat, so dass die Drehfalle 2 selbsttätig öffnen kann oder öffnet (in 3B dargestellt) und das Schließelement 4 entsperrt wird. Das Schließelement 4 ist oder wird dabei mittels des Sicherheitselements 5 noch gesichert gehalten. Das Sicherheitselement 5 sichert oder sperrt somit das Schließelement 4 in diesem Zustand weiterhin. Dieses erste Schaltelement 12.1 ist solange aktiviert, solange die Drehfalle 2 freigegeben ist und/oder geöffnet ist und/oder das Sicherheitselement 5 in der das Schließelement 4 sichernden Position steht.
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Alternativ oder zusätzlich kann das erste Schaltelement 12.1 in dieser Sicherheitsstellung oder gesicherten Stellung PS des Schlosses 1 auch durch das Sicherheitselement 5 aktiviert werden oder sein, da das Sicherheitselement 5 in der das Schließelement 4 sichernden oder sperrenden Stellung steht und verbleibt (siehe 3B, 5A, 5B, 6A, 6B).
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In der Offenstellung P2 kann das erste Schaltelement 12.1 deaktiviert, beispielsweise ausgeschaltet werden (siehe 3C). Das erste Schaltelement 12.1 ist beispielsweise ein Kontaktschalter, welcher eingeschaltet ist, solange die Drehfalle 2 freigegeben oder geöffnet ist und/oder das Sicherheitselement 5 in seiner das Schließelement 4 sichernden Stellung steht und beispielsweise in Kontakt mit dem ersten Schaltelement 12.1 ist.
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Des Weiteren kann als ein zweites Schaltelement 12.2 ein Betätigungs-Schaltelement vorgesehen sein, das insbesondere mehrfach aktiviert, beispielsweise eingeschaltet, wird oder ist, wenn der Stellantrieb 6 und/oder ein von diesem betätigter Nocken 10 betätigt wird und seine Ausgangsstellung verlässt, um beispielsweise die Drehfalle 2 oder das Sicherheitselement 5 freizugeben, so dass einerseits die Drehfalle 2 öffnen bzw. andererseits das Sicherheitselement 5 öffnen kann (in 3B, 5A, 5B bzw. 3C, 7A, 7B dargestellt).
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Als ein drittes Schaltelement 12.3 kann ein Offen-Schaltelement vorgesehen sein, das aktiviert, beispielsweise eingeschaltet, wird oder ist, wenn bei geöffneter Drehfalle 2 das Sicherheitselement 5 öffnet oder geöffnet ist (in 3C, 7A, 7C dargestellt).
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Dabei kann der Schaltmechanismus 12 derart eingerichtet sein, dass der Stellantrieb 6 zum Öffnen des Schlosses 1 nur dann aktiviert oder betätigt werden kann, wenn mindestens das Sicherheitselement 5 in seiner das Schließelement 4 sichernden Stellung steht. Hierdurch ist sichergestellt, dass mit einem Entsperren der Drehfalle 2 das Schließelement 4 nicht sofort oder unerwünscht öffnet, sondern noch in einer gesicherten (aber bereits entsperrten) Stellung PS gehalten wird. In dieser gesicherten Stellung PS hält das Sicherheitselement 5 das Schließelement 4, wobei das als Entsperr-Schaltelement ausgebildete erste Schaltelement 12.1 aktiviert ist oder bleibt, zum Beispiel eingeschaltet bleibt.
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Zum Halten des Schließelements 4 in der gesicherten Stellung PS, in welcher die Drehfalle 2 bereits geöffnet ist, umfasst das Sicherheitselement 5 einen klauenförmigen Haken 5.1, in welchem das Schließelement 4 gehalten werden kann. Der klauenförmige Haken 5.1 entspricht im Haltebereich einem Haltebereich der Klaue 2.1 der Drehfalle 2.
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4A bis 4B zeigen schematisch das Schloss 1 in der Geschlossenstellung P1 (gesperrt und gesichert) in Draufsicht von vorne und hinten. In dieser Geschlossenstellung P1 ist keines der Schaltelemente 12.1 bis 12.3 aktiviert. Dabei ist die Drehfalle 2 mittels der Sperrklinke 3.1 gesperrt und das Schließelement 4 durch die Drehfalle 2 in der Geschlossenstellung P1 gehalten. Das Sicherheitselement 5 ist in seiner sichernden Stellung.
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Die Schaltelemente 12.1 bis 12.3 sind deaktiviert, beispielsweise ausgeschaltet.
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Beim Wunsch das Schloss 1 zu öffnen, beispielsweise bei Auslösung eines entsprechenden Schaltimpuls, wird der Stellantrieb 6 aktiviert und betätigt den Nocken 10. Durch Bewegung des Nockens 10 aus seiner Ausgangs- oder Ruhestellung und/oder des Stellantriebs 6 in die erste Betätigungsrichtung R1 wird das zweite Schaltelement 12.2 aktiviert. Das erste Schaltelement 12.1 wird dann aktiviert, wenn die Drehfalle 2 freigegeben ist oder öffnet oder geöffnet ist. Das Sicherheitselement 5 steht oder verbleibt in der das Schließelement 4 sperrenden Stellung (siehe 3B, 5A, 5B, 6A, 6B).
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5A bis 5B zeigen schematisch das Schloss 1 in der entsperrten, aber noch gesicherten Stellung PS in Draufsicht von vorne und hinten nach aktiviertem Stellantrieb 6 in die erste Betätigungsrichtung R1. Der Stellantrieb 6 erhält einen Impuls zum Öffnen des Schlosses 1 und startet den Stellmotor 6.1, so dass dieser die Spindel 6.2.1 antreibt und in die erste Betätigungsrichtung R1 dreht.
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Die Drehung der Spindel 6.2.1 wird über das Getriebe 6.3 auf den Nocken 10 übertragen. Das Radsegment 6.3.1 wird dabei gemäß Pfeil PF1 in die Endlage E1 aufgrund des Abwälzens der Außenverzahnung 6.3.2 im Gewinde 6.2.2 des Spindelantriebs 6.2 gestellt. Daraus resultierend wird der Nocken 10 gemäß Pfeil PF2 betätigt, insbesondere gedreht, und durch diesen wiederum die Sperrklinke 3.1 in eine Freigabe- oder Entsperrungsposition für die Drehfalle 2 gemäß Pfeil PF3 gestellt, insbesondere gedreht. Diese Mitnahme der Sperrklinke 3.1 durch den Nocken 10 ist in 5B dargestellt und wird aufgrund des Eingriffs des Nockens 10, insbesondere eines Entsperrnockens 10.2, an einem Mitnahmeanschlag 3.4 der Sperrklinke 3.1 erreicht. Durch Drehung der Sperrklinke 3.1 gelangt die Sperrklinke 3.1 aus einem (nicht dargestellten) Sperreingriff mit der Drehfalle 2, so dass die Drehfalle 2 für eine selbsttätige Bewegung in eine Freistellung gemäß Pfeil PF4 freigegeben und damit entsperrt ist. Das Schließelement 4 geht von der Geschlossenstellung P1 in die gesicherte Stellung PS, beispielsweise das bewegliche Element, wie die Motorhaube, wird „leicht“ oder „ein wenig“ gehoben oder geöffnet.
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Das zweite Schaltelement 12.2 (Betätigungs-Schaltelement) wird beispielsweise mit Beginn der Drehung des Nockens 10 aktiviert. Das zweite Schaltelement 12.2 als Betätigungs-Schaltelement wird oder ist somit aktiviert, beispielsweise eingeschaltet, wenn der Sperrmechanismus 3 beginnt, die Drehfalle 2 freizugeben oder zu entsperren.
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Das erste Schaltelement 12.1 (Entsperr-Schaltelement) wird aktiviert, beispielsweise eingeschaltet, wenn der Nocken 10 die Sperrklinke 3.1 in eine solche Stellung gebracht hat, in welcher der Sperrmechanismus 3 die Drehfalle 2 vollständig freigegeben hat oder entsperrt hat, so dass diese selbsttätig, beispielsweise mittels Federelement 2.3, gemäß Pfeil PF4 öffnet und das Schließelement 4 freigibt, wie in 5B gezeigt.
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Das Sicherheitselement 5 ist weiterhin in der gesicherten Stellung PS, so dass das freigegebene oder entsperrte Schließelement 4 mittels des Sicherheitselements 5 noch gesichert ist. Das erste Schaltelement 12.1 ist damit weiterhin aktiviert, zum Beispiel eingeschaltet, da das Sicherheitselement 5, beispielsweise mit einem Kontaktbereich 5.2, in Kontakt mit dem ersten Schaltelement 12.1 bleibt.
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6A bis 6B zeigen schematisch das Schloss 1 in der entsperrten, aber noch gesicherten Stellung PS in Draufsicht von vorne und hinten, aber mit aktiviertem Stellantrieb 6 in die zweite Betätigungsrichtung R2. Wenn das zweite Schaltelement 12.2 und das dritte Schaltelement 12.3 aktiviert, beispielsweise eingeschaltet sind, wird der Stellantrieb 6 erneut betätigt, um in seine Ausgangsstellung zurückgestellt zu werden.
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Insbesondere dreht der Stellmotor 6.1 den Spindelantrieb 6.2 in zur ersten Betätigungsrichtung R1 entgegensetzte Betätigungsrichtung R2. Dadurch bewegt sich das Getriebe 6.3, insbesondere das Radsegment 6.3.1, aus der Endlage E1 heraus gemäß Pfeil PF5 bis das zweite Schaltelement 12.2 deaktiviert, beispielsweise ausgeschaltet wird, da der Stellantrieb 6 und/oder der Nocken 10 in ihren Ausgangsstellungen gestellt sind.
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Das erste Schaltelement 12.1 ist weiterhin aktiviert, beispielsweise eingeschaltet, da:
- - das Schließelement 4 weiterhin mittels des Sicherheitselements 5 in der gesicherten Stellung PS gehalten ist und das Sicherheitselement 5 in dieser Position das erste Schaltelement 12.1 aktiviert.
- - Die Sperrklinke 3.1 mittels einer Schaltkontur 3.5 das dritte Schaltelement 12.3 aktiviert.
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Das Sicherheitselement 5 ist weiterhin in der gesicherten Stellung PS, so dass das freigegebene oder entsperrte Schließelement 4 mittels des Sicherheitselements 5 noch gesichert ist.
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7A bis 7B zeigen schematisch das Schloss 1 in der entsperrten und teilweisen entsicherten Stellung in Draufsicht von vorne und hinten. Hierzu erhält der Stellantrieb 6 einen weiteren Öffnungsimpuls, wodurch der Stellantrieb 6 in die zweite Betätigungsrichtung R2 angetrieben wird. Dadurch bewegt sich das Getriebe 6.3, insbesondere das Radsegment 6.3.1, gemäß Pfeil PF5 solange, bis die andere Endlage E2 erreicht wird.
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Dabei werden sowohl das zweite als auch das dritte Schaltelement 12.2 und 12.3 aktiviert, insbesondere eingeschaltet. Beispielsweise wird das zweite Schaltelement 12.2 durch den Start der Bewegung des Stellantriebs 6 und/oder des Nockens 10 aktiviert und das dritte Schaltelement 12.3 durch die Bewegung der Sperrklinke 3.1, welche das Sicherheitselement 5 freigibt, und/oder durch die Bewegung des Sicherheitselements 5 selbst. Hierzu umfasst die Sperrklinke 3.1 beispielsweise eine Schaltkontur 3.5, die mit Start der Bewegung der Sperrklinke mit dem dritten Schaltelement 12.3 kontaktiert und dieses einschaltet.
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Entsprechend der Drehbewegung des Radsegments 6.3.1 dreht sich der Nocken 10 gemäß Pfeil PF6 mit und kommt in Eingriff mit dem Sicherheitselement 5, insbesondere dem Sicherheitshaken, und drückt diesen in die entsichernde oder entsicherte Stellung, wie sie in 5A und 5B gezeigt ist, in welcher das Schließelement 4 vollständig öffnen kann.
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Dazu umfasst der Nocken 10 beispielsweise einen Entsicherungsnocken 10.3, der mit einer Außenkontur des klauenförmigen Hakens 5.1 des Sicherheitselements 5 in Eingriff gelangt und diesen aus der das Schließelement 4 sichernden Position gemäß Pfeil PF7 bewegt, insbesondere dreht.
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Mit Kontaktierung des Entsicherungsnocken 10.3 am Sicherheitselement 5 und dessen Betätigen in eine Entsicherungsrichtung gemäß Pfeil PF7 stehen das Sicherheitselement 5 und das dritte Schaltelement 12.3 in Wechselwirkung miteinander und das dritte Schaltelement 12.3 wird aktiviert, zum Beispiel eingeschaltet, wie in 7A bis 8B gezeigt. Insbesondere löst sich der Kontaktbereich 5.2 vom Schaltelement 12.3 und dieser wird aktiviert.
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Die Sperrklinke 3.1 ist in entsperrter Position und die Drehfalle 2 öffnender Stellung geblieben und das erste Schaltelement 12.1 bleibt dadurch aktiviert.
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Bedingt durch die Drehung des Nockens 10 gelangt beim Entsichern des Schließelements 4 und vollständigen Öffnen des Schlosses 1 ein Schaltnocken 10.4 in Eingriff mit dem zweiten Schaltelement 12.2 und aktiviert dieses wieder, beispielsweise wird dieses wieder eingeschaltet.
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Der Stellmotor 6.1 wird solange betätigt bis ein Endanschlag erreicht ist, beispielsweise das Radsegment 6.3.1 die andere Endlage E2 erreicht hat, und wartet dann in dieser Position eine vorgegebene Zeit.
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Das Schließelement 4 kann jetzt in die vollständig geöffnete Position (= Offenstellung P2 des Schlosses 1) gemäß Pfeil PF8 gestellt werden, wie sie in 8A und 8B gezeigt ist.
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8A bis 8B zeigen schematisch das Schloss 1 in der entsperrten und entsicherten und vollständig geöffneten Stellung (= Offenstellung P2 des Schlosses 1) und in Draufsicht von vorne und hinten.
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Nach der vorgegebenen Zeit in der Endlage E2 wird der Stellmotor 6.1 aktiviert und gestartet, um den Stellantrieb 6.2 wieder in die umgekehrte und damit in die erste Betätigungsrichtung R1 anzutreiben bis der Nocken 10 seine Ausgangsstellung oder eine weitere voreingestellte Position erreicht, in welcher das zweite Schaltelement 12.2 deaktiviert wird. Hierzu weist der Nocken 10 beispielsweise eine entsprechende Vertiefung 10.5 in der Nockenkontur 10.1 auf.
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Das Schließelement 4 ist jetzt in der vollständig geöffneten Position (= Offenstellung P2 des Schlosses 1).
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schloss
- 1.1
- Schließmodul
- 1.2
- Antriebsmodul
- 2
- Drehfalle
- 2.1
- Klaue
- 2.2
- Befestigungsniet
- 2.3
- Federelement
- 3
- Sperrmechanismus
- 3.1
- Sperrklinke
- 3.2
- Befestigungsniet
- 3.3
- Klinkenfederelement
- 3.4
- Mitnahmeanschlag
- 3.5
- Schaltkontur
- 4
- Schließelement
- 5
- Sicherheitselement
- 5.1
- klauenförmiger Haken
- 5.2
- Kontaktbereich
- 6
- Stellantrieb
- 6.1
- Stellmotor
- 6.2
- Spindelantrieb
- 6.2.1
- Spindel
- 6.2.2
- Gewinde
- 6.3
- Getriebe
- 6.3.1
- Radsegment
- 6.3.2
- Außenverzahnung
- 7
- Trägerelement
- 8
- Halteelement
- 9
- Befestigungselement
- 10
- Nocken
- 10.1
- Nockenkontur
- 10.2
- Entsperrnocken
- 10.3
- Entsicherungsnocken
- 10.4
- Schaltnocken
- 10.5
- Vertiefung
- 12
- Schaltmechanismus
- 12.1
- erstes Schaltelement
- 12.2
- zweites Schaltelement
- 12.3
- drittes Schaltelement
- P1
- Geschlossenstellung des Schlosses
- PS
- gesicherte Stellung des Schlosses
- P2
- Offenstellung des Schlosses
- PF1...PF8
- Pfeil
- R1, R2
- Betätigungsrichtungen
- S1, S2
- Freigabestellungen
- E1, E2
- Endlagen
