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Die Erfindung betrifft einen Drehfallenverschluss mit einer in einer Verriegelungsstellung ein Gegenschliessteil fesselnden und von einer Feder beaufschlagten Sperrklinke gehaltener Drehfalle, welche durch Verschwenken der Sperrklinke in ihre das Gegenschliessteil freigebende Stellung verlagerbar ist, wobei die Drehfalle durch eine Verlagerung des Gegenschliessteils über die Verriegelungsstellung hinaus in eine Ausweichstellung verlagerbar ist.
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An Personenkraftfahrzeugen ist zwecks Erhöhung der passiven Sicherheit bereits vorgeschlagen worden, die Motorhaube auslösergesteuert in eine Spaltabstandsstellung zu katapultieren. Bei einem Unfall mit einem Fußgänger erlaubt diese Abstandsstellung eine verzögerte Rückverlagerung der Motorhaube gegen ein Dämpfungselement.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Drehfallenverschluss der in Rede stehenden Art so auszugestalten, dass während der Schliessphase ausschließlich die Verriegelungsstellung des einer Motorhaube zugeordneten Drehfallenverschlusses erreichbar ist.
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Diese Aufgabe ist bei einem Drehfallenverschluss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen beschreiben die Unteransprüche.
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Zufolge derartiger Ausgestaltung ist ein gattungsgemäßer Drehfallenverschluss von hoher Funktionssicherheit geschaffen. Insbesondere eignet sich der Drehfallenverschluss zum Verriegeln von Motorhauben in ihrer Geschlossenstellung. Der Verschluss selbst ist so aufgebaut, dass er ausschließlich nur seine Verriegelungsstellung einnimmt, auch wenn die Motorhaube mit Schwung und der damit einhergehenden höheren kinetischen Energie zugeschlagen wird. Ein Drehen der Drehfalle über die Verriegelungsstellung hinaus in die Ausweichstellung kann nicht auftreten. Der Begrenzungsfortsatz der Sperrklinke erstreckt sich nämlich beim Eintreten in die Verriegelungsstellung im Drehbereich der Drehfalle. Erst wenn die Verriegelungsstellung vorliegt und die Sperrklinke sich in ihre Haltestellung verlagert hat, verlässt der Begrenzungsfortsatz der Sperrklinke den Drehbereich der Drehfalle. Dann kann erst die Drehfalle aus ihrer Verriegelungsstellung in die Ausweichstellung drehen, was beispielsweise bei einer mit einem Unfall einhergehender Belastung der Motorhaube auftritt. Im Detail ist dabei so vorgegangen, dass die Sperrklinke ein zweiarmiger Hebel ist, dessen einer Hebelarm einen die Drehfalle haltenden Sperrfortsatz und dessen anderer Arm den Begrenzungsfortsatz ausbildet. Die beiden Fortsätze sind so an der Sperrklinke vorgesehen, dass bei in Wirkung stehendem Sperrfortsatz, also die Verriegelungsstellung des Drehfallenverschlusses betreffend, der Begrenzungsfortsatz sich außer Wirkung befindet. Zusätzliche Verschlussbauteile können dadurch entfallen, dass der Begrenzungsfortsatz mit dem einen Gabelschenkel einer als Gabelfalle gestalteten Drehfalle und der Sperrfortsatz mit dem anderen Gabelschenkel zusammenwirkt. Erfindungsgemäß ist eine sich zwischen Sperrfortsatz und Begrenzungsfortsatz erstreckende, im wesentlichen konkave Gleitfläche vorgesehen, an welcher die Drehfalle beim Verlagern in die Verriegelungsstellung entlang gleitet, um die Sperrklinke in der freigebenden Stellung zu halten. Diese Maßnahme kommt einer weichen Schließweise des Drehfallenverschlusses entgegen. Sobald beim Verriegelungsvorgang der Sperrfortsatz die Gleitfläche verläßt, kann die Sperrklinke federbelastet in ihre Haltestellung treten einhergehend damit, dass dann der Begrenzungsfortsatz sich von dem mit ihm zusammenwirkenden Gabelschenkel entfernt hat. Damit über das Gegenschliessteil, welches an der Motorhaube festgelegt ist, erst nach Überwinden einer Grenzkraft, welche bei ca. 1000 N liegen kann, die Ausweichverlagerung der Drehfalle auftritt, sind dem Gegenschliessteil ein oder mehrere Anschlagelemente zugeordnet, welche normalerweise in der Verriegelungsstellung ihre Anschlagstellung einnehmen und welche bei Überlast außer Wirkung treten. Es ist möglich, die Anschlagelemente am Gegenschliessteil oder am Drehfallenverschluss vorzusehen. Es bietet sich dabei an, dass sich die Anschlagelemente bei Überlast verformen, also wenn eine vorgegebene Grenzkraft überschritten wird. Die damit einhergehende Ausweichbewegung der Drehfalle wirkt sich so aus, dass beispielsweise bei einem Fußgänger-Kopfaufprall die Motorhaube energieabsorbierend auf den Fußgänger wirkt zwecks Reduzierung etwaiger Verletzungen. Hinsichtlich eines einfachen, kosten- und gewichtssparenden Aufbaues erweist es sich von Vorteil, dass die Anschlagelemente als schräg zur Bewegungsrichtung des Gegenschliessteiles abragende Stege ausgebildet sind, die gegen Anschlagflächen eines die Drehfalle und Sperrklinke aufweisenden Gehäuses treten, um sich bei Überlast zu verbiegen. Dies geschieht also erst dann, wenn die Grenzkraft überschritten wird. Es findet unter Überlast eine gelenkte Verformung der Anschlagelemente statt, und zwar dadurch, dass die Anschlagflächen von einer Rinne ausgebildet sind. Entlang dieser bewegen sich die Anschlagelemente bei Überlast, wobei sie aus einer V-förmigen Stellung zueinander in eine Gestrecktlage übergehen. Variationen hinsichtlich des Aufbaues des Drehfallenverschlusses sind in verschiedener Weise möglich. So kann dem Begrenzungsfortsatz ein elastischer Puffer zugeordnet sein. Aufgrund dessen wird die kinetische Energie beim Zuschlagen der Motorhaube unter Realisierung einer Geräuschdämpfung aufgefangen. Bezüglich des Puffers kann es sich um eine Kappe insbesondere aus Kunststoff handeln. Wird die Kappe unverlagerbar am Begrenzungsfortsatz festgelegt, so kann der Anschlagfläche der Kappe ein Langloch benachbart sein, zwischen welchem und der Anschlagfläche ein Biegesteg verbleibt. Die feste Zuordnung der Kappe zum Begrenzungsfortsatz kann beispielsweise durch Umspritzung mit Kunststoff erzeugt werden. Weiterhin ist ein dem Verschlussgehäuse zugeordnetes, bei Überlast verformbares Anschlagelement für das Gegenschliessteil vorgesehen. Sobald die Verriegelungsstellung des Drehfallenverschlusses herbeigeführt worden ist, erstreckt sich das Gegenschliessteil vor dem Anschlagelement des Verschlussgehäuses. Bei dann auftretender Überlast verlagert sich das Gegenschliessteil weiter in Eintauchrichtung und erzwingt demgemäß ein Verformen des Anschlagelementes. Eine Version besteht darin, dass das Anschlagelement in Form eines brückenartig gestalteten Biegebalkens ausgebildet ist mit mittiger Beaufschlagungszone. Diese mittige Beaufschlagungszone kann in Form einer Soll-Biegestelle gestaltet sein. Ferner ist es möglich, der mittleren Beaufschlagungszone einen Gummipuffer zuzuordnen. Sodann bietet sich die Möglichkeit an, das Gegenschliessteil selbst im Beaufschlagungsbereich mit einem Puffer auszustatten, welcher Puffer den Biegebalken beaufschlagt. Ist das Gegenschliessteil eintrittsseitig in Form eines Schliessbügels gestaltet, so können im Bügeleckbereich entsprechende Puffer beispielsweise durch Umspritzen vorgesehen werden.
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Nachstehend werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
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1 einen erfindungsgemäß gestalteten, die erste Ausführungsform betreffenden Drehfallenverschluss, welcher sich zur Verriegelung einer Motorhaube in der Geschlossenstellung derselben eignet, die Offenstellung des Drehfallenverschlusses aufzeigend,
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2 die Ansicht in Pfeilrichtung II in 1, also in Einzeldarstellung das Gegenschliessteil,
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3 den Drehfallenverschluss während des Herbeiführen der Verriegelungsstellung, und zwar die Stellung betreffend, in welcher der Begrenzungsfortsatz der Sperrklinke vor dem einen Gabelschenkel der Drehfalle liegt,
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4 die Folgedarstellung der 3, und zwar die Verriegelungsstellung der Drehfalle betreffend, wobei die Sperrklinke in ihre Haltestellung zur Drehfalle getreten ist,
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5 eine perspektivische Darstellung des Drehfallenverschlusses, welche Stellung sich bei Überlast ergibt,
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6 eine abgewandelte Ausgestaltung der Sperrklinke in Einzeldarstellung mit dem Begrenzungsfortsatz zugeordneter, einen Puffer bildender Kappe,
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7 in starker Herausvergrößerung die Kappe,
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8 eine der 7 vergleichbare Darstellung, jedoch bei Beaufschlagung des Gabelschenkels der Drehfalle,
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9 eine Abwandlung des Puffers, welcher von einer relativ zum Begrenzungsfortsatz verschieblichen Kappe überfangen ist in unbeaufschlagtem Zustand,
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10 den Schnitt nach der Linie X-X in 9,
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11 einen der 9 vergleichbaren Schnitt, jedoch bei komprimiertem Puffer,
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12 in schematischer Darstellung das Verschlussgehäuse mit diesem zugeordnetem Biegebalken, welcher das unter Überlast verformbare Anschlagelement bildet,
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13 eine abgeänderte Ausgestaltung des Biegebalkens mit in der Beaufschlagungszone vorgesehenem Puffer,
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14 den unteren Abschnitt eines zu einem Schliessbügel geformten Gegenschliessteiles, wobei im Bügeleckbereich Puffer vorgesehen sind und
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15 die klappfigürliche Seitenansicht der 14.
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Der als Ganzes mit der Ziffer 1 bezeichnete Drehfallenverschluss betreffend die erste Ausführungsform nach den 1–6 besitzt ein Verschlussgehäuse 2. Letzteres findet Festlegung an einem nicht veranschaulichten Chassis eines Personenkraftfahrzeuges. Der Drehfallenverschluss 1 wirkt zusammen mit einem an einer strichpunktiert veranschaulichten Motorhaube 3 befestigten Gegenschliessteil 4.
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Das Gegenschliessteil 4 ist als Stanz-Biegeteil gestaltet und bildet einen doppellagigen Steg 5 aus, in welchem sich ein Fenster 6 befindet. Durch dieses wird am freien Ende des Steges 5 ein Quersteg 7 gebildet. Der doppellagige Steg 5 setzt sich am oberen Ende in zwei rechtwinklig in entgegengesetzte Richtungen abgewinkelte Laschen 8, 9 fort, welche zur Befestigung des Gegenschliessteiles 4 an der Motorhaube 3 dienen.
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Von den gegenüberliegenden Schmalkanten der einen Lage des Steges 5 gehen schräg abwärts gerichtet zur Bewegungsrichtung des Gegenschliessteiles 4 abragende stegförmige Anschlagelemente 10, 11 aus. Im Bereich ihrer Anschlussstelle zum Steg 5 formen die Anschlagelemente 10, 11 Sollbiegezonen 12. Die unteren Enden der Anschlagelemente 10, 11 bzw. Stege bilden kopfartige Verbreiterungen 10', 11' zum Zusammenwirken mit einer Kopfplatte 13 des Verschlussgehäuses 2. Wie insbesondere 2 veranschaulicht, enden die kopfförmigen Verbreiterungen 10', 11' mit Abstand vor dem Quersteg 7 des Gegenschliessteiles 4.
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Das Verschlussgehäuse 2 besitzt im Einzelnen eine Grundplatte 14, von welcher die Kopfplatte 13 abgewinkelt ist. Die Kopfplatte 13 ist im übrigen so gestaltet, dass sie den Eintritt des Steges 5 des Gegenschliessteiles 4 gestattet. Beiderseits des Eintrittsweges für den Steg 5 lagert die Grundplatte 14 eine Sperrklinke 15 und eine Drehfalle 16. Die Sperrklinkenachse ist mit der Bezugsziffer 17 bezeichnet. Auf der Sperrklinkenachse 17 sitzt eine Drehfeder 22, welche die Sperrklinke 15 in Halterichtung zur Drehfalle 16 belastet, also entgegen Uhrzeigerrichtung. Es liegt eine doppelarmige Gestalt der Sperrklinke 15 vor. Der kürzere, der Kopfplatte 13 benachbarte Hebelarm 15' ist zu einem Begrenzungsfortsatz 18 gestaltet, dessen Stirnseite eine Sperrfläche 18' bildet. An den Sperrfortsatz 18 schließt sich eine konkav gestaltete Gleitfläche 19 an, welche sich bis zu einem Sperrfortsatz 20 des anderen Hebelarmes 15'' erstreckt. Der Sperrfortsatz 20 bildet eine Sperrflanke 20', welche dachförmig zum benachbarten Bereich der Gleitfläche 19 verläuft.
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Am freien Ende des Hebelarmes 15'' befindet sich ein Anschlagvorsprung 21 zur Abstützung des einen Endes der Drehfeder 22. An diesem Anschlagvorsprung 21 greift auch das eine Ende eines Auslösemittels 23 an, um die Sperrklinke 15 aus der Haltestellung in eine Freigabestellung überführen zu können.
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Auf der gegenüberliegenden Seite der Bewegungsebene des Gegenschliessteiles 4 lagert die Drehfalle 16 um eine Achse 24. Dieselbe ist mit größerem Abstand zur Kopfplatte 13 angeordnet als die Sperrklinkenachse 17. Die Drehfalle 16 ist als Gabelfalle gestaltet. Sie formt an ihrem der Sperrklinke 15 zugekehrten Hebelarm ein Gabelmaul 25 zum Eintritt des Quersteges 7 des Gegenschliessteiles 4. Durch das Gabelmaul 25 entstehen zwei Gabelschenkel 26 und 27 unterschiedlicher Länge. An dem anderen Hebelarm der Gabelfalle 16 greift eine auf der Achse 24 sitzende Drehfeder 28 an, welche die Drehfalle 16 in Öffnungsrichtung, also gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel in Uhrzeigerrichtung belastet.
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Mit dem kürzer ausgebildeten Gabelschenkel bzw. dessen Stirnfläche 26' wirkt der Begrenzungsfortsatz 18 zusammen, während der andere, länger gestaltete Gabelschenkel 27 in der Verriegelungsstellung den Sperrfortsatz 20 hintergreift.
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In der Ebene des Gegenschliessteil-Steges 5 bildet die Kopfplatte 13 eine Anschlagfläche 29' aus. Bezüglich derselben handelt es sich um den Grund einer in die Kopfplatte 13 eingedrückten Rinne 29, deren Innenbreite der Dicke der Anschlagelemente 10, 11 entspricht.
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Es stellt sich folgende Wirkungsweise ein:
Wird die das Gegenschliessteil 4 aufweisende Motorhaube 3, ausgehend aus ihrer Offenstellung zugeschlagen, so durchgreift der Gegenschliessteil-Steg 5 an vorgegebener Stelle die Kopfplatte 13. Im Bewegungsbereich des Quersteges 7 ragt der Gabelschenkel 27 hinein, welcher demgemäß von dem Quersteg 7 beaufschlagt wird und welcher an der Gleitfläche 19 der Sperrklinke 15 entlangläuft. Aufgrund dessen erfährt die Drehfalle 16 eine Verlagerung um ihre Achse 24 in Schliessrichtung, also entgegen Uhrzeigerrichtung. In der Endphase der Schliessdrehung der Drehfalle 16 stellt sich die Stellung gemäß 3 ein. Es ist aus dieser erkennbar, dass der Gabelschenkel 27 nahezu die Gleitfläche 19 der Sperrklinke 15 durchlaufen hat. Der Sperrfortsatz 20 der Sperrklinke 15 stützt sich dann noch am Gabelschenkel 27 ab. In dieser Stellung erstreckt sich die Stirnfläche 26' des Gabelschenkels 26 der Drehfalle 16 vor der Sperrfläche 18' des Begrenzungsfortsatzes 18 der Sperrklinke 15. Hierdurch wird verhindert, dass bei mit großem Schwung zugeschlagener Motorhaube 3 die Drehfalle 16 in eine Ausweichstellung durchschwenkt. Es tritt also ein Bremseffekt auf. Sobald der Sperrfortsatz 20 die Stirnfläche des Gabelschenkels 27 passiert hat, kann die Sperrklinke 15 federbelastet in ihre Haltestellung schwenken, vgl. 4. Dieses Verschwenken der Sperrklinke 15 führt dazu, dass der Begrenzungsfortsatz 18 sich von der Gabelschenkel-Stirnfläche 26' der Drehfalle 16 entfernt. In dieser eingenommenen Verriegelungsstellung stützen sich die Anschlagelemente 10, 11 mit ihren kopfförmigen Verbreiterungen 10', 11' am Grund der Rinne 29 ab. Es ist jedoch auch möglich, dass noch ein geringer Abstand zwischen dem Grund der Rinne und den Anschlagelementen vorliegt.
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Wirkt nun auf die Motorhaube eine größere Kraft, beispielsweise hervorgerufen durch einen Aufprall einer Person auf die Motorhaube 3, so führt dies zu einer Relativverlagerung des Gegenschliessteil-Steges 5 zu den Anschlagelementen 10, 11. Einhergehend verschwenkt die Drehfalle 16 in eine Ausweichstellung entgegen Uhrzeigerrichtung. Bei dieser Relativverlagerung und der dabei auftretenden Überlast verbiegen die Anschlagelemente 10, 11 um ihre Sollbiegezonen 12 und gelangen dabei, von der Rinne 29 gesteuert, in eine Strecklage zueinander, was aus 5 ersichtlich ist.
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Denkbar wäre es, die Anschlagelemente auch dem Verschlussgehäuse 2 zuzuordnen beispielsweise in Form von Sollbruchstellen, die bei einer gewissen Überlast die Weiterverlagerung des Gegenschliessteiles 4 erlauben.
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Die in 6–8 veranschaulichte Abwandlung bezieht sich im Wesentlichen auf die Sperrklinke 15. Gleiche Teile derselben sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Dem Begrenzungsfortsatz 18 ist ein elastischer Puffer 30 zugeordnet. Es handelt sich bezüglich des Puffers um eine Kappe, insbesondere Kunststoffkappe. Gemäß 6–8 ist die Kunststoffkappe 30 durch Umspritzung des freien Endes des Begrenzungsfortsatzes 18 erzeugt. Im Bereich zwischen der Stirnkante des Begrenzungsfortsatzes 18 und der Sperrfläche 30' bildet die Kappe 30 ein Langloch 31 aus, so dass zwischen der Sperrfläche 30' und dem Langloch 31 ein Biegesteg 30'' verbleibt.
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8 läßt erkennen, dass bei Druckbelastung des Biegesteges 30'' und dem Gabelschenkel 26 der Biegesteg 30'' sich verformt, so dass eine Absorption der kinetischen Energie beim Zuschlagen der Motorhaube entsteht verbunden mit einer Geräuschdämmung.
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Gemäß 9–11 ist eine weitere Variante der Sperrklinke 15 veranschaulicht. Dort ist auf den Sperrfortsatz 18 verschieblich eine Kappe 32 aufgesetzt. Von den Kappenbreitflächen gehen einwärts gerichtete Führungszungen 33 aus, welche in einen in Kappen-Verschieberichtung verlaufenden Längsschlitz 34 des Begrenzungsfortsatzes 18 eintauchen. Zwischen der Kappendecke und der zugekehrten Stirnseite des Begrenzungsfortsatzes 18 erstreckt sich ein elastischer Puffer 35. Dieser hat das Bestreben, die Kappe 32 in Auswärtsrichtung zu verlagern. Begrenzt wird die Verlagerung durch die Führungszungen 33.
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11 zeigt die Druckbeaufschlagung der Kappe 32 verbunden mit einem Komprimieren des elastischen Puffers 35. Die Kappe 32 kann ebenfalls aus Kunststoff bestehen, so dass auch bei dieser Version bei Beaufschlagung eine Geräuschdämmung einhergeht bei gleichzeitiger Absorption der kinetischen Energie beim Zuschlagen der Motorhaube.
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12 zeigt den Drehfallenverschluss 1 gemäß der zweiten Ausführungsform. Abweichend ist nun das Anschlagelement 36 dem Verschlussgehäuse 2 zugeordnet. Das Anschlagelement 36 ist in Form eines brückenartig gestalteten Biegebalkens gestaltet. Dessen Enden sind gestützt durch Widerlager 37 des Verschlussgehäuses 2. Es können zwei solcher balkenartiger Anschlagelemente 36 in paralleler Nebeneinanderlage vorgesehen sein, derart, dass sich zwischen den Anschlagelementen 36 die Drehfalle und Sperrklinke erstreckt. Mittig bildet jeder Biegebalken bzw. jedes Anschlagelement 36 eine nach oben hin vorstehende Beaufschlagungszone 37 aus, welche gleichzeitig eine Soll-Biegestelle formt.
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12 veranschaulicht mit voll ausgezogenen Linien die Verriegelungsstellung des Gegenschliessteiles 4. Das bedeutet, dass die Sperrklinke in Haltestellung zur Drehfalle getreten ist. Unter Überlast tritt eine Weiterverlagerung des Gegenschliessteiles 4 auf, so dass sich die Halteelemente 36, wie strichpunktiert in 12 veranschaulicht ist, durchbiegen.
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Das in 13 veranschaulichte Anschlagelement 36 ist gegenüber dem in 12 aufgezeigten leicht abgewandelt. Die mittige Beaufschlagungszone 37 ist zu einem elastischen Puffer 38 überhöht. Bevor also der Schliessbügel 4 an dem Anschlagelement 36 wirksam wird, erfolgt vorerst die Komprimierung des Puffers 38.
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Bei der Ausgestaltung nach 14 und 15 befinden sich die zwischen Gegenschliessteil 4 und Anschlagelement 36 wirksam werdenden Puffer 39 am Gegenschliessteil 4. Das Gegenschliessteil 4 ist bei dieser abgeänderten Version in Form eines Schliessbügels gestaltet, wobei sich die Puffer 39 am Schliessbügel-Quersteg 7 befinden. Dort sind die Puffer 39 beispielsweise durch Umspritzen der betreffenden Schliessbügel-Ecken erzeugt. Mit diesen Puffern 39 wirken zwei parallel angeordnete, balkenähnliche Anschlagelemente 36 des Verschlussgehäuses zusammen.
