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Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugtürverschluss,
mit einem Gesperre, und mit einem motorischen Antrieb, welcher zur
Realisierung eines Normalbetriebes und eines Notfallbetriebes auf
das Gesperre arbeitet.
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Das Gesperre setzt sich wie üblich aus
einer Drehfalle und einer Sperrklinke zusammen, wobei der motorische
Antrieb regelmäßig auf
die Sperrklinke arbeitet und diese aushebt, so dass die Drehfalle freikommt.
Weil es sich bei dem motorischen Antrieb größtenteils um einen solchen
unter Berücksichtigung
eines Elektromotors handelt, wird in diesem Zusammenhang auch von
dem sogenannten "elektrischen Öffnen" des betreffenden
Kraftfahrzeugtürverschlusses
gesprochen.
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Eine Unterscheidung zwischen dem
Normalbetrieb und dem Notfallbetrieb ist erforderlich, weil unter
besonderen Bedingungen an der Drehfalle Kräfte wirken können, welche
von dem motorischen Antrieb im Normalbetrieb nicht zu überwinden
sind. Bei diesen besonderen Bedingungen mag es sich um eine Vereisung,
aber auch Verklemmungen bzw. Verkantungen infolge eines Unfalls
etc. handeln.
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Ein Kraftfahrzeugtürverschluss
der eingangs beschriebenen Gestaltung wird beispielhaft in der
DE 197 10 531 A1 behandelt.
Hier arbeitet der elektromotorische Antrieb im Normalbetrieb nur
in einer Drehrichtung und mit geringem Untersetzungsverhältnis auf
die Sperrklinke. Die Drehrichtung wird als Normaldrehrichtung bezeichnet.
Im Notfallbetrieb wirkt der elektromotorische Antrieb dagegen in der entgegengesetzten
Drehrichtung, der Notfalldrehrichtung, und mit deutlich größerem Untersetzungsverhältnis auf
die Sperrklinke.
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Das ist aufwendig, weil nicht nur
eine Umschaltung des elektromotorischen Antriebes erforderlich ist,
sondern spezielle Maßnahmen
in einem obligatorischen Getriebe von Nöten sind. Außerdem muss
der höhere
Lastfall zweifelsfrei erkannt werden, um die beschriebene Umschaltung überhaupt
vornehmen zu können.
Schließlich
bedingt der getriebene konstruktive Aufwand erhöhte Kosten. Hier will die Erfindung
insgesamt Abhilfe schaffen.
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Der Erfindung liegt das technische
Problem zugrunde, einen Kraftfahrzeugtürverschluss der eingangs beschriebenen
Gestaltung so weiter zu entwickeln, dass bei nach wie vor einwandfreier
Funktion ein besonders einfacher und kostengünstiger Aufbau realisiert wird.
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zur Lösung dieser technischen Problemstellung
ist ein gattungsgemäßer Kraftfahrzeugtürverschluss
erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass der motorische Antrieb im Notfallbetrieb wiederholt
das Gesperre zu seiner Öffnung
beaufschlagt. Das geschieht zumeist in lediglich einer Drehrichtung des
motorischen Antriebes. Das heißt,
durch die wiederholte Beaufschlagung des Gesperres gelingt es, selbst
bei einer vereisten oder verklemmten Drehfalle die Sperrklinke sukzessive
so weit zu bewegen, dass die Drehfalle schließlich freikommt. Dabei versteht
es sich, dass in diesem Fall der motorische Antrieb unter Umständen mit
erhöhter
Drehzahl auf das Gesperre arbeitet.
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In der Regel wird jedoch so vorgegangen, dass
der motorische Antrieb auf eine das Gesperre beaufschlagende Energiespeichereinrichtung
einwirkt, die zwischen dem motorischen Antrieb und dem Gesperre
realisiert ist. Das kann sowohl im Normalbetrieb als auch im Notfallbetrieb
erfolgen, wobei das Einwirken sowohl im Normalbetrieb als auch im Notfallbetrieb
dazu führt,
dass die von der Energiespeichereinrichtung aufgenommene Bewegungsenergie
des motorischen Antriebes schlagartig für die Öffnung des Gesperres freigesetzt
wird. Das heißt, die
Energiespeichereinrichtung gibt die auf sie durch den motorischen
Antrieb übertragene
Energie gleichsam impulsartig an das Gesperre ab, so dass durch diesen
(im Notfallbetrieb mehrfachen) Impulsbetrieb selbst eine vereiste
oder verklemmte Drehfalle und/oder Sperrklinke freikommt. Die Energiespeichereinrichtung
arbeitet auf das Gesperre also ähnlich wie
ein Hammerwerk. Im Normalbetrieb reicht dagegen ein Impuls der Energiespeichereinrichtung
für die Öffnung des
Gesperres aus.
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Das wird im Detail in der Weise erreicht,
dass der motorische Antrieb über
einen Auslösenocken verfügt, welcher
auf die Energiespeichereinrichtung innerhalb eines bestimmten ersten
Drehwinkels Energie überträgt. Diese übertragene
Energie wird nun während
eines vorgegebenen zweiten Drehwinkels des Auslösenockens von der Energiespeichereinrichtung
an das Gesperre abgegeben. Dabei beträgt der erste Drehwinkel ein
Vielfaches des zweiten Drehwinkels. Er kann beispielsweise zwei-,
drei- oder viermal etc. so groß sein
wie der zweite Drehwinkel.
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Das hat zur Folge, dass der motorische
Antrieb mit Hilfe des Auslösenockens
innerhalb des ersten Drehwinkels die Energiespeichereinrichtung
zunehmend mit Bewegungsenergie versorgt, die von der Energiespeichereinrichtung üblicherweise
in Spannenergie umgewandelt wird. Weil der zweite Drehwinkel nur
kleine Werte einnimmt, wird diese Spannenergie während dieses zweiten Drehwinkels des
Auslösenockens
gleichsam schlag- oder impulsartig an das Gesperre abgegeben.
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Damit die Energiespeichereinrichtung
die vom motorischen Antrieb übertragene
Bewegungsenergie einwandfrei aufnehmen kann, verfügt sie in der
Regel über
eine Feder, welche von dem motorischen Antrieb zunehmend gespannt
wird. Neben der Feder mag eine Schwungmasse realisiert sein, so dass
die Wirkung der Energiespeichereinrichtung noch verstärkt wird.
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Dabei hat es sich als günstig erwiesen,
die Schwungmasse an einem Hebel anzuordnen, und zwar möglichst
weit entfernt von seinem Drehpunkt. Der Hebel mag über einen
Masse- und Federhebelarm verfügen,
wobei der Massehebelarm die Schwungmasse trägt, während der Federhebelarm die
betreffende Feder der Energiespeichereinrichtung komprimiert.
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Der Hebel kann achsgleich im Vergleich
zu einer Sperrklinke gelagert sein und mittels eines Zapfens die
Sperrklinke zur Öffnung
des Gesperres beaufschlagen. Sobald der Auslösenocken den zweiten Drehwinkel überstreicht,
sorgt die zuvor gespannte Feder dafür, dass der Hebel um seinen
Drehpunkt bzw. Drehachse verschwenkt wird. Bei diesem Vorgang wird
die Schwungmasse mitgenommen, welche folgerichtig mit einer erhöhten Kraft über den
Zapfen an der Sperrklinke angreift, und zwar nur innerhalb einer
kurzen Zeitspanne, bis sich die Feder entspannt hat.
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Der Zapfen des Hebels übt also
auf die Sperrklinke einen öffnenden
Impuls aus. Bei diesem gesamten Vorgang dreht sich der motorische
Antrieb weiter, wobei nach Überstreichen
des zweiten Drehwinkels mit anschließendem ersten Drehwinkel wiederum
eine Beaufschlagung der Energiespeichereinrichtung stattfindet.
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Dieser erneute Vorgang wird jedoch
nur dann vollzogen, wenn nicht durch den impulsartig auf die Sperrklinke
arbeitenden Hebel mit der Schwungmasse das Gesperre insgesamt freigekommen
ist. Ein solcher Öffnungszustand
lässt sich
beispielsweise mit Hilfe eines an der Drehfalle angeordneten Schalters
abfragen. Ist das Gesperre geöffnet,
so kann auf einen erneuten Energieübertrag von Bewegungsenergie
des motorischen Antriebes auf die Energiespeichereinrichtung verzichtet
werden. Das heißt,
der motorische Antrieb wird gestoppt. Das ist der Normalbetrieb.
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Hat das Gesperre jedoch noch keine Öffnung erfahren,
so läuft
der motorische Antrieb unter erneuter Absolvierung des ersten Drehwinkels
sowie Energieübertragung
auf die Energiespeichereinrichtung solange weiter, bis ein Öffnungszustand
des Gesperres beispielsweise an eine Steueranlage gemeldet wird.
Hierunter versteht die Erfindung den Notfallbetrieb.
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Im Ergebnis wird ein Kraftfahrzeugtürverschluss
zur Verfügung
gestellt, der auf frappierend einfache Art und Weise zwischen Normalbetrieb
und Notfallbetrieb unterscheidet. Hierzu ist konstruktionsmäßig lediglich
eine Energiespeichereinrichtung in Gestalt eines mit einer Schwungmasse
und einer Feder ausgerüsteten
Hebels erforderlich. Dieser Hebel arbeitet impulsartig auf das Gesperre,
um es zu öffnen.
Während
des gesamten Vorganges bewegt sich der motorische Antrieb in nur
einer Drehrichtung.
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Dabei unterscheiden sich der Normalbetrieb und
der Notfallbetrieb letztlich nur durch die Anzahl der vom motorischen
Antrieb vollzogenen Umdrehungen des Auslösenockens. Für den Normalbetrieb und
den Notfallbetrieb liegt also der gleiche Betriebsmodus vor. Der
motorische Antrieb arbeitet immer nur in einer Drehrichtung. Das
vom Stand der Technik geforderte Umschalten in einen anderen lastabhängigen Betriebsmodus
findet nicht statt. Folgerichtig können auch Maßnahmen
entfallen, den höheren Lastfall
zu erkennen.
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Weil die Drehrichtung des motorischen
Antriebes nicht geändert
wird, ist die Konstruktion einfach und es kann auf einen gleichzeitig
robusten und kostengünstigen
Elektromotor an dieser Stelle zurückgegriffen werden. Selbst
ein Kleinstmotor mit relativ geringer Antriebsleistung eignet sich
für den
beschriebenen Einsatzzweck. Dann wird man ggf. noch ein Untersetzungsgetriebe
realisieren, welches den Auslösenocken
antreibt. Insgesamt gelingt das Öffnen
des beschriebenen Kraftfahrzeugtürverschlusses
im Normal- und Notfallbetrieb ohne eine mechanische Redundanz gewährleisten
zu müssen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand
einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert;
Die einzige Figur zeigt den erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugtürverschluss, reduziert
auf seine wesentlichen Bauteile.
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In der Figur erkennt man von dem
Kraftfahrzeugtürverschluss
ein Gesperre 1, 2, welches sich aus einer federunterstützten Drehfalle 1 und
einer Sperrklinke 2 zusammensetzt. Die Drehfalle 1 umschließt einen
Schließbolzen 3,
welcher bei geöffnetem
Gesperre 1, 2 freikommt, so dass eine zugehörige Kraftfahrzeugtür geöffnet werden
kann. Den Öffnungszustand
des Gesperres 1, 2 erfasst ein Schalter 4,
welcher bei geöffneter
Drehfalle 1 ausgelöst wird
und den Öffnungszustand
des Gesperres 1, 2 an eine Steueranlage 5 meldet.
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Ein von der Steueranlage 5 gesteuerter
motorischer Antrieb 6, 7, 8, 9 sorgt
dafür,
dass das Gesperre 1, 2 nach Empfang eines Öffnungssignals
beispielsweise als Folge einer "Keyless-Entry"-Abfrage geöffnet wird.
Weil der motorische Antrieb 6, 7, 8, 9 einen
Elektromotor 6 aufweist, spricht man in diesem Zusammenhang
auch von dem sogenannten "elektrischen Öffnen" des dargestellten
Kraftfahrzeugtürverschlusses.
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Der Elektromotor 6 treibt
rotativ eine Schnecke 7 an, die wiederum mit einem Schneckenrad 8 kämmt, das
im Rahmen des Ausführungsbeispiels
lediglich Uhrzeigersinnbewegungen in der angedeuteten Pfeilrichtung
um eine Achse 10 vollführt.
Das Schneckenrad 8 trägt
einen Auslösenocken 9 mit spe zieller
Kontur, auf den nachfolgend noch näher eingegangen wird.
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Von dem Auslösenocken 9 wird ein
Hebel 11 beaufschlagt, welcher sich um einen Drehpunkt
bzw. eine Drehachse 12 verschwenken lässt. Die Sperrklinke 2 ist
im Vergleich zu dem Hebel 11 achsgleich angeordnet. Der
Hebel 11 verfügt über einen
Massehebelarm 11a und einen Federhebelarm 11b.
Der Auslösenocken 9 arbeitet
auf den Massehebelarm 11a, welcher eine Schwungmasse 13 aufweist,
die mit ihrem Schwerpunkt S einen vorgegebenen Abstand A von der
Drehachse 12 aufweist.
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Der Hebel 11 formt im Zusammenhang
mit der Schwungmasse 13 sowie einer Feder 14 eine
Energiespeichereinrichtung 11, 13, 14.
Deren Wirkung ist umso größer, je
größer die
Masse der Schwungsmasse 13 ist, je größer der Abstand A ihres Schwerpunktes
S von der Drehachse 12 bemessen ist und je größer die
Federkonstante der Feder 14 ausgelegt wird. Jedenfalls
ist die Energiespeichereinrichtung 11, 13, 14 in
der Lage, Bewegungsenergie des motorischen Antriebes 6, 7, 8, 9 in
Spannenergie bzw. Lageenergie umzuwandeln.
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Das wird im Detail so erreicht, dass
der motorische Antrieb 6, 7, 8, 9 in
einer Drehrichtung, nämlich
im Uhrzeigersinn, auf die das Gesperre 1, 2 beaufschlagende
Energiespeichereinrichtung 11, 13, 14 arbeitet.
Tatsächlich überträgt der motorische
Antrieb 6, 7, 8, 9 innerhalb
eines bestimmten ersten Drehwinkels α mit Hilfe des Auslösenockens 9 Bewegungsenergie
auf die Energiespeichereinrichtung 11, 13, 14.
Man erkennt, dass der Auslösenocken 9 zu diesem
Zweck über
eine Anschlagkante 15 verfügt, die den Hebel 11 bzw.
dessen Massehebelarm 11a zunehmend um die Drehachse 12 verschwenkt,
und zwar entgegen dem Uhrzeigersinn, wie ein Pfeil andeutet.
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Tatsächlich trifft der Massehebelarm 11a zu Beginn
dieser Bewegung zunächst
auf eine Einlauf kante 16 mit im Vergleich zur Drehachse 10 geringen Radius.
Diese Einlauf kante 16 geht in die Anschlagkante 15 über, wobei
der Radius im Vergleich zur Drehachse 10 sukzessive mit
dem Anwachsen des ersten Drehwinkels α zunimmt. Als Folge hiervon wird
der Hebel 11 mehr und mehr um die Drehachse 12 gegen
den Uhrzeigersinn verschwenkt. Bei diesem Verschwenken des Hebels 11 wird
die am Federhebelarm 11a angreifende Feder 14 zunehmend komprimiert.
Sie speichert folglich die vom motorischen Antrieb 6, 7, 8, 9 übertragene
Bewegungsenergie in Verbindung mit der Schwungmasse 13.
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Nach Überstreichen des ersten Drehwinkels α geht die
spiralförmige
Anschlagkante 15 in eine Aussparung 17 über, welche
sich innerhalb eines zweiten Drehwinkels β des Auslösenockens 9 erstreckt.
Sobald der Hebel 11 mit seinem Massehebelarm 11a eine
zugehörige
Kante 18 des Auslösenockens 9 bei
der fortlaufenden Bewegung des Abtriebsrades 8 erreicht
hat, gibt die Energiespeichereinrichtung 11, 13, 14 die
zuvor auf sie übertragene Energie
impulsartig an das Gesperre 1, 2 ab. Das geschieht
im Wesentlichen während
der zweite Drehwinkel β von
dem Abtriebsrad 8 überstrichen
wird. Man erkennt, dass der erste Drehwinkel α im Rahmen des Ausführungsbeispiels
etwa dreimal so groß wie
der zweite Drehwinkel β gestaltet
ist.
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Das Passieren der Kante 18 des
Auslösenockens 9 hat
zur Folge, dass der Hebel 11 – getrieben von der zuvor komprimierten
Feder 14 – schlagartig im
Uhrzeigersinn um seine Drehachse 12 verschwenkt wird. Dadurch übt ein Zapfen 19 am
Hebel 11 eine impulsartige Kraft auf die Sperrklinke 2 in
der gleichen Drehrichtung (Uhrzeigersinn) aus. Sollte dieser Impuls
ausreichen, um das Gesperre 1, 2 zu öffnen, so
registriert dies der Schalter 4 und gibt ein entsprechendes Öffnungssignal
an die Steueranlage 5 ab. Diese wiederum hält als Folge
hiervon den motorischen Antrieb 6, 7, 8, 9 an.
Wenn das Abtriebsrad 8 bei diesem Vorgang in etwa eine
ganze Umdrehung vollführt
hat, liegt der Normalbetrieb vor.
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Im Notfallbetrieb beaufschlagt der
motorische Antrieb 6, 7, 8, 9 das
Gesperre 1, 2 jedoch wiederholt zu seiner Öffnung.
Tatsächlich
ist es hierbei denkbar, dass der erstmalige Kraftimpuls von dem Zapfen 19 die
Sperrklinke 2 noch nicht so weit geöffnet hat, dass die Drehfalle 1 freikommt
und den Schalter 4 betätigt.
In diesem Fall sorgt der weiter im Uhrzeigersinn betätigte motorische
Antrieb 6, 7, 8, 9 dafür, dass
der Hebel 11 erneut auf die Einlauf kante 16 trifft
und nachfolgend von der Anschlagkante 15 wiederum im Gegenuhrzeigersinn
um die Drehachse 12 verschwenkt wird. Gleichzeitig bewegt
sich der Zapfen 19 von der Sperrklinke 2 weg.
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Dieser Vorgang führt nach Passieren der Kante 18 wiederum
dazu, dass der Hebel 11 schlagartig durch die Kraft der
Feder 14 im Uhrzeigersinn bewegt wird und mit seinem Zapfen 19 erneut
gegen die Sperrklinke 2 schlägt. Sollte dann immer noch nicht
die Drehfalle 1 freigekommen sein, so wird der Vorgang
nochmals wiederholt usw., und zwar solange bis ein Öffnungssignal
des Schalters 4 vorliegt und die Steueranlage 5 den
motorischen Antriebes 6, 7, 8, 9 anhält.