DE19643947C2 - Verschlußeinrichtung für eine Kraftfahrzeugtür mit Türschloß und Schloßhalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlußeinrichtung für eine Kraftfahrzeugtür mit Türschloß und einem zugeordneten Schloßhalter, wobei

• - das Türschloß eine Drehfalle aus ferromagnetischem Werkstoff und eine Sperrklinke aufweist,
• - der Schloßhalter mit einem Schließbolzen an einem Schloßhaltersteg und zwischen Schloßhaltersteg und Schließbolzen mit einer Gabelelement-Ausnehmung ausge­ rüstet ist,
• - der Schließbolzen bei geschlossener Kraftfahrzeugtür von einem Gabelelement der Drehfalle zumindest zwei­ seitig erfaßt ist und ein Gabelelementarm in die Ga­ belelement-Ausnehmung einfaßt,
• - die Drehfalle des Türschlosses zumindest einen Hall­ sensor-Chip mit elektronischer Schaltfunktion und ent­ sprechenden Leiterausgängen kontaktlos steuert, und wobei
• - der Hallsensor-Chip in dem Schloßhaltersteg angeordnet und der Stirnseite des in die Gabelelement-Ausnehmun­ gen einfassenden Gabelelementarmes unter Zwischen­ schaltung eines Luftspaltes zugewandt ist.

Üblicherweise versorgt der Hallsensor-Chip die elektroni­ sche Steuereinrichtung des Kraftfahrzeuges bzw. der Kraft­ fahrzeugtürverschlüsse mit Informationen über verschiedene Funktionsstellungen der Drehfalle. Hallsensor-Chip bezeich­ net ein handelsübliches Hallplättchen, vorzugsweise aus einem geeigneten Halbleiterwerkstoff, eingebettet in Kunst­ stoff und mit integrierten elektronischen Bauteilen für die Schalterfunktion, z. B. Verstärker, Halbleiterschalter und Komparator. Der Halleffekt und seine Auswirkungen im Rahmen von Schaltfunktionen in elektrischen Schaltungen sind bekannt. Zum Stand der Technik gehören auch entsprechende Hallsensor-Chips.

Eine Verschlußeinrichtung des eingangs beschriebenen Auf­ baus ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 195 05 759 bekannt geworden. Hierin wird eine insgesamt gattungsgemäße Verschlußeinrichtung für eine Kraftfahrzeugtür mit Tür­ schloß und zugeordnetem Schloßhalter beschrieben. Im ein­ zelnen sind eine Drehfalle aus Stahl sowie eine zugehörige - nicht explizit gezeigte - Sperrklinke vorgesehen. Der Schloßhalter weist eine Kunststoffabdeckung und einen Schließbolzen auf. Bei geschlossener Kraftfahrzeugtür wird der Schließbolzen von einem Gabelelement der Drehfalle um­ faßt, wobei ein Gabelelementarm in eine Gabelelement-Aus­ nehmung einfaßt.

Ferner findet sich ein Mikroschalter in Form zweier Hall­ sensoren, welche insgesamt einen Hall-Differenz-Schaltkreis bilden. Dieser Mikroschalter ist in einen Schloßhaltersteg integriert, und zwar in ein dortiges Isolierstoffgehäuse.

Zur Auslösung des Mikroschalters bzw. Hallsensor-Chips weist die Drehfalle einen speziellen Auslösezahn auf. Dem­ entsprechend lassen sich Funktionsstellungen über Magnet­ flußdifferenzen der Drehfalle abfragen.

Eine Verschlußeinrichtung mit einem Hallsensor-Chip ist auch durch die JP 3-140 579 bekannt geworden. Allerdings wird der dortige Hallsensor-Chip nicht durch die Drehfalle gesteuert. Vielmehr wird hier so vorgegangen, daß eine Schließfunktion einer Kraftfahrzeugtür überwacht wird. Zu diesem Zweck ist ein Schloßhalter vorgesehen, welcher an einem Karosserieblech befestigt ist. Sobald sich ein Tür­ schloß vollständig in Schließstellung befindet, sorgen im Türschloß angeordnete Magnete für eine Auslösung des karos­ seriefesten Hallsensor-Chips. Die Stellung der Drehfalle wird nicht überwacht.

Das deutsche Gebrauchsmuster 94 15 257 beschäftigt sich global mit Hallsensoren, wobei deren Einsatz bei einer Ver­ schlußeinrichtung für eine Kraftfahrzeugtür angesprochen wird. Allerdings geht es bei der bekannten Lehre darum, den Zustand des Schloßzylinders in einer Kraftfahrzeugtür für eine Zentralverriegelung abzufragen. Zu diesem Zweck sind zwei Hallsensoren in Verbindung mit einer Auswerteschaltung im Rahmen eines integrierten Schaltkreises verwirklicht.

Peterson (Zeitschrift "Elektronik", 10/17.5.1985, Seiten 99 bis 102) beschreibt magnetoresistive Sensoren im Kraftfahr­ zeug. Diese werden bei den Anwendungen: Positions-, Winkel- und Strommessung üblicherweise eingesetzt.

Endlich ist durch die deutsche Offenlegungsschrift 44 33 042 eine Verschlußeinrichtung bekannt geworden, bei welcher sich der Hallsensor-Chip im oder am Türschloß be­ findet. Die Drehfalle, welche den Hallsensor-Chip beein­ flußt, ist mit einem besonderen Betätigungsmagneten verse­ hen.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Verschlußeinrichtung der eingangs beschriebenen Ausfüh­ rungsform zu schaffen, welche mit einfachstem Aufwand eine sichere Kontrolle bzw. das zuverlässige Abfragen der Funk­ tionsstellungen der Drehfalle ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ausgehend von der eingangs beschriebenen Verschlußeinrichtung vor, daß

• - der Hallsensor-Chip örtlich zwischen Wirkpolen eines Magnetsystems angeordnet ist, welche mit dem Hallsensor-Chip eine Einflußfläche bilden, wobei
• - die Drehfalle die Oberfläche der Wirkpole in senkrech­ ter Projektion zum Teil überdeckt, d. h. die Drehfalle ist letztlich "breiter" als die Wirkpole ausgebildet, und wobei
• - die Oberfläche des Hallsensor-Chips (11) in der Ein­ flußfläche (14) frei liegt.

Darüber hinaus weist die Drehfalle überlicherweise eine der Breite des Hallsensor-Chips im wesentlichen entsprechende Dicke auf, wobei die Wirkpole des Magnetsystems eine an die Breite des Hallsensor-Chips angepaßten Abstand besitzen.

Änderungen der Funktionsstellungen der Drehfalle führen zu korrespondierenden Signaländerungen des Hallsensor-Chips. Der Schloßhalter ist im wesentlichen aus Kunststoff sowie ferromagnetwerkstoffarm aufgebaut.

Grundsätzlich ist es durch die vorbeschriebene deutsche Offenlegungsschrift 44 33 042 bekannt, in dem Schloßhalter­ steg oder an dem Schloßhaltersteg Mikroschalter anzuordnen, welche über besondere schaltwirksame Ausformungen an der Gabelfalle betätigt werden.

Die Erfindung geht zunächst einmal von der Erkenntnis aus, daß schon ein einziger Hallsensor-Chip, welcher mit einem Magnetsystem kombiniert ist, bei einem Kraftfahrzeugtür­ schloß in bezug auf seine Informationsleistung die Funktion von mehreren Hallsensor-Chips übernehmen kann. Zu diesem Zweck ist seine erfindungsgemäße Anordnung und die ent­ sprechende Ausbildung des Magnetsystems erforderlich. Hinzu kommt, daß der Schloßhaltersteg, in welchem der Hallsensor- Chip untergebracht ist, aus Kunststoff und ferromagnet­ werkstoffarm aufgebaut ist, so daß die z. B. aus Stahl be­ bestehenden Bauteile des Schloßhalters im Bereich des Schloßhaltersteges die Funktion des Hallsensor-Chips nicht störend beeinflussen. Ohne weiteres kann die Drehfalle so eingerichtet werden, daß verschiedene Funktionsstellungen der Drehfalle dazu führen, daß der Luftspalt zwischen der Stirnseite des in die Gabelelement-Ausnehmung einfassenden Gabelelementarmes und der Einflußfläche des Hallsensor- Chips mit dem Magnetsystem eine unterschiedliche Spaltweite aufweist. Folglich werden variierende Informationen er­ zeugt, die der Funktionsstellung der Drehfalle zugeordnet werden können. Die vorstehenden Ausführungen gelten auch, wenn in der beschriebenen Weise nicht nur ein Hallsensor- Chip angeordnet ist, um eine größere Mannigfaltigkeit von Informationen abzufragen. Auch kann ein Hallsensor-Chip mehrere Hallplättchen und Magnetpole aufweisen. Die Dreh­ falle, die aus einem ferromagnetischen Werkstoff besteht, weist vorzugsweise eine Dicke auf, die mehr oder weniger der entsprechenden Breite des Hallsensor-Chips entspricht. Die Wirkpole des Magnetsystems weisen einen nur wenig größeren Abstand auf, als es der Hallsensor-Chip vorgibt. Auch kann in der Projektion die Gabelfalle die Oberfläche der Wirkpole zum Teil überdecken.

Im einzelnen bestehen mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Eine Ausführungsform, die sich durch fertigungstechnische und montagetechnische Einfach­ heit auszeichnet, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Hall­ sensor-Chip mit dem Magnetsystem in ein Kunststoffbauteil eingebettet ist, wobei die Hallsensor-Chipoberfläche und die Stirnflächen der Wirkpole in den Einflußflächen frei­ liegen, wobei das Kunststoffbauteil in eine Bauteilaufnahme des Schloßhaltersteges eingepaßt ist. Die Wirkpole können von einer dünnen Kunststoffschicht abgedeckt sein. Das Kunststoffbauteil kann so gestaltet sein, daß es eine Hal­ terung auch an dem Schließbolzen erfährt.

Das Magnetsystem kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein. Wie in der Hallsensortechnik üblich, ist es zweckmä­ ßigerweise als Sintermagnetsystem ausgeführt. Das Sinterma­ gnetsystem kann als ein U-förmiges Bauteil ausgeführt sein, dessen U-Schenkel die Wirkpole bilden. Wird mit einem Sin­ termagnetsystem gearbeitet, so kann dieses unschwer als Schichtmagnetsystem ausgeführt sein, und zwar auch so, daß in den Einflußflächen gleiche Magnetpole angeordnet sind. Die gleichen Magnetpole können sowohl Südpole als auch Nordpole sein.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der Schloßeinrichtung verschiedene Funk­ tionsstellungen der Gabelfalle unschwer abgefragt werden können. Das bedeutet bei einem Produkt der industriellen Serienfertigung, wie es Verschlußeinrichtungen an einem Kraftfahrzeug darstellen, eine beachtliche Vereinfachung. Zumeist ist es ausreichend, mit einem einzigen Hallsensor- Chip zu arbeiten. Hinzu kommt, daß die beschriebenen Hall­ sensor-Chips mit dem Magnetsystem auf einfache Weise im Wege des Spritzgießens vorgefertigt werden können und in den Schloßhalter im Zuge der Montage des Schloßhalters ein­ fach eingesetzt werden können. Von Vorteil ist auch, daß die Leitungen, die von einem Hallsensor-Chip zur elektri­ schen Steuereinrichtung oder zu einer Steuerzentrale ge­ führt werden, Wechselbiegebeanspruchungen, wie sie auftre­ ten, wenn Schalter eines Türschlosses bei einem Kraftfahr­ zeug in der Kraftfahrzeugtür untergebracht sind, nicht mehr vorkommen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Versuchseinrich­ tung mit den Bauteilen des Türschlosses und des Schloßhalters,

Fig. 2 den Schloßhalter aus dem Gegenstand der Fig. 1,

Fig. 3 in gegenüber der Fig. 2 vergrößertem Maßstab einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand der Fig. 2,

Fig. 4 in nochmals vergrößertem Maßstab den Hallsensor- Chip mit Magnetsystem und Gehäuse,

Fig. 5 eine Draufsicht auf den Hallsensor-Chip mit Magnet­ system aus Richtung des Pfeiles B in Fig. 3 in nochmaliger Vergrößerung und

Fig. 6 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 5 aus Rich­ tung C.

Die in den Figuren dargestellte Verschlußeinrichtung gehört zu einer Kraftfahrzeugtür mit Türschloß und Schloßhalter. Das Türschloß befindet sich in der Kraftfahrzeugtür, der Schloßhalter ist an der sogenannten Türsäule neben der Kraftfahrzeugtür befestigt, so daß das Türschloß und der Schloßhalter, wie bei Kraftfahrzeugen üblich, miteinander wechselwirken.

Bei der Verschlußeinrichtung weist das Türschloß 1 eine Drehfalle 2 aus ferromagnetischem Werkstoff und eine Sperr­ klinke 3 auf. Diese Bauteile wurden in der Fig. 1 auch ge­ zeichnet. Die weiteren türschloßüblichen Bauteile, nämlich Öffnungshebel, Verriegelungselemente, Betätigungselemente wurden nicht gezeichnet und sind kraftfahrzeug-türschloßüb­ lich ausgebildet. Der Schloßhalter 4 ist mit einem Schließ­ bolzen 5 und einem Schloßhaltersteg 6 ausgerüstet. Zwischen Schloßhaltersteg 6 und Schließbolzen 5 befindet sich eine Gabelelement-Ausnehmung 7. Im übrigen erkennt man in den Fig. 2 und 3 die weitere Ausbildung des Schloßhalters 4 mit der Befestigungsplatte 8 und dem sogenannten Schloßhalter­ gehäuse. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Drehfalle 2 bei geschlossener Kraftfahrzeugtür mit einem Gabelelement 9 den Schließbolzen 5 umfaßt, wobei ein Gabelelementarm 10 in die Gabelelement-Ausnehmung 7 einfaßt. Dazu wird auf die Fig. 1 verwiesen. Im Ausführungsbeispiel ist die Drehfalle 2 insgesamt eine sogenannte Gabelfalle.

Die Drehfalle 2 des Türschlosses steuert im Ausführungsbei­ spiel, aber ohne Beschränkung, einen einzigen Hallsensor- Chip 11 mit elektronischer Schaltfunktion und entsprechen­ den Leiterausgängen fernwirkend, d. h. ohne mechanischen Kontakt. Die Leiterausgänge wurden nicht gezeichnet. Insbe­ sondere aus den Fig. 3 und 4 entnimmt man, daß der Hallsen­ sor-Chip 11 zwischen den Wirkpolen 12 eines Magnetsystems 13 liegt, die mit dem Hallsensor-Chip 11 eine Einflußfläche 14 bilden. Der Schloßhaltersteg 6 besteht zum Teil aus Kunststoff. Die aus Festigkeitsgründen erforderlichen fer­ romagnetischen Werkstoffe sind insoweit auf ein Minimum, jedoch ohne Beeinträchtigung der Festigkeits- und Stabili­ tätsfunktion, reduziert. Der Hallsensor-Chip 11 mit dem Magnetsystem 13 ist in dem Schloßhaltersteg 6 angeordnet. Die Anordnung ist so getroffen, daß die schon erwähnte Ein­ flußfläche 14 der Stirnseite des in die Gabelelement-Aus­ nehmung 7 einfassenden Gabelelementarmes 10 zugewandt ist, und zwar unter Zwischenschaltung eines Luftspaltes 15. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Luftspalt 15 sich mit der Stellung der Drehfalle 2 verändert, so daß über die Spaltweite des Luftspaltes 15 die Signale des Hallsensor- Chips 11 sich verändern.

Der Hallsensor-Chip 11 mit dem Magnetsystem 13 ist in ein Kunststoffbauteil eingebettet, welches auch als Gehäuse 16 der genannten Bauteile 11, 13, 14 bezeichnet werden kann. Die Oberfläche des Hallsensor-Chips 11 liegt in der Ein­ flußfläche 14 frei. Die Stirnflächen der Wirkpole sind von einer dünnen Kunststoffschicht K abgedeckt. Das beschrie­ bene Kunststoffbauteil 16 ist in eine Bauteilaufnahme 17 des Schloßhaltesteges 6 eingepaßt. Das deutet Fig. 3 an. In bezug auf die Gestaltung dieses Kunststoffbauteils 16 selbst wird auf die Fig. 4 verwiesen.

Das Magnetsystem 13 ist im Ausführungsbeispiel als ein Sin­ termagnetsystem ausgeführt. Aus der Fig. 6 entnimmt man, daß das Sintermagnetsystem als ein U-förmiges Bauteil aus­ geführt ist, dessen U-Schenkel die Wirkpole 12 bilden. In einem solchen Falle besteht die Möglichkeit, das Sinter­ magnetsystem als Schichtmagnetsystem auszuführen und in der Einflußfläche 14 gleiche Magnetpole anzuordnen.

Claims (5)

1. Verschlußeinrichtung für eine Kraftfahrzeugtür mit Türschloß (1) und einem zugeordneten Schloßhalter (4) wobei

• 1. - das Türschloß (1) eine Drehfalle (2) aus ferromagneti­ schem Werkstoff und eine Sperrklinke (3) aufweist,
• 2. - der Schloßhalter (4) mit einem Schließbolzen (5) an einem Schloßhaltersteg (6) und zwischen Schloßhalter­ steg (6) und Schließbolzen (5) mit einer Gabelelement- Ausnehmung (7) ausgerüstet ist,
• 3. - der Schließbolzen (5) bei geschlossener Kraftfahrzeug­ tür von einem Gabelelement (9) der Drehfalle (2) zu­ mindest zweiseitig erfaßt ist und ein Gabelelementarm (10) in die Gabelelement-Ausnehmung (7) einfaßt,
• 4. - die Drehfalle (2) des Türschlosses (1) zumindest einen Hallsensor-Chip (11) mit elektronischer Schaltfunktion und entsprechenden Leiterausgängen kontaktlos steuert, und wobei
• 5. - der Hallsensor-Chip (11) in dem Schloßhaltersteg (6) angeordnet und der Stirnseite des in die Gabelelement- Ausnehmungen (7) einfassenden Gabelelementarmes (10) unter Zwischenschaltung eines Luftspaltes (15) zugewandt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. - der Hallsensor-Chip (11) örtlich zwischen Wirkpolen (12) eines Magnetsystems (13) angeordnet ist, welche mit dem Hallsensor-Chip (11) eine Einflußfläche (14) bilden, wobei
• 2. - die Drehfalle (2) die Oberfläche der Wirkpole (12) in senkrechter Projektion zum Teil überdeckt, und wobei
• 3. - die Oberfläche des Hallsensor-Chips (11) in der Ein­ flußfläche (14) freiliegt.

2. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hallsensor-Chip mit dem Magnetsystem in ein Kunststoff-Bauteil eingebettet ist, wobei die Hallsen­ sor-Chipoberfläche freiliegt und die Stirnflächen der Wirk­ pole in der Einflußfläche von einer dünnen Kunststoff­ schicht abgedeckt sind, und daß das Kunststoff-Bauteil in eine Bauteilaufnahme des Schloßhaltersteges und des Schloß­ halters eingepaßt ist.

3. Verschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem als Sinter­ magnetsystem ausgeführt ist.

4. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sintermagnetsystem als U-förmiges Bauteil ausgeführt ist, dessen U-Schenkel die Wirkpole bilden.

5. Verschlußeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermagnetsystem als Schichtmagnetsystem ausgeführt ist und in der Einflußfläche gleiche Magnetpole aufweist.