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Schließ- undZoder Verriegelungseinrichtung für Fahrzeugtüren
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schließ- und/oder Verriegelungseinrichtung
für Türen, Hauben und Deckel von Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, mit einer
elektromotorisch angetriebenen Schwungmasse als Kraftspeicher, die ihre Energie
zum Schließen oder Verriegeln über einen nachgeschalteten Mechanismus auf die Schließ-
und/oder Verriegelungseinrichtung abgibt, wobei im Übertragungsgestände ein Leerweg
vorgesehen ist, wie es Gegenstand der Patentanmeldung P 25 57 970.8 ist.
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In der vorgenannten Patentanmeldung ist bereits zu der SchließundZoder
Verriegelungseinrichtung ein Leerweg im übertragungsgestänge vorgeschlagen worden,
um es möglich zu machen, daß der Elektromotor ohne Belastung durch das anzutreibende
Gestänge zunächst frei hochläuft und erst nach Erreichen einer höheren Drehzahl
den Antrieb auf das Gestänge weitergibt. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich,
einen in seinen Abmessungen nur verhältnismäßig kleinen Elektromotor zu verwenden
- mit entsprechend geringer Leistungsaufnahme. Auch der benötigte Bauraum ist -verhältnismäßig
gering.
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Die vorliegende Erfindung zeigt nun eine weitere Lösung, einen Leerweg
in dem Übertragungsgestänge der Schließ- undZoder Verriegelungseinrichtung zu erzielen,
und zwar wird dazu vorgeschlagen, daß der Leerweg im übertragungssystem von einem
an einem Gestängebauteil gegenüber dem Gegenstück vorgesehenen Bewegungsspiel in
Längsrichtung gebildet ist. Mit dieser Ausgestaltung wird in einfacher und zugleich
betriebssicherer Weise erreicht, daß es weiterhin möglich ist, einen in seiner Leistungsaufnahme
nur kleinen Elektromotor zu verwenden, der wegen der verhältnismäßig geringen Belastung
auch in seinen Abmessungen klein gehalten werden kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet. So ist es gilnstig, daß der as Bewegungsspiel in Längsrichtung u?w-tsend
Gestängebauteil im Bereich des Bewegungsspiels ein Gleitstuc'~ tr-»gf, welches ruit
dem Betätigungsgestänge der Tür-Schließ- und/oder -Verriegelungseinrichtung über
einen Langlochdurchbruch in Kupplungsverbindung steht.
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Eine zuverlässige Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung wird
weiterhin dadurch erzielt, daß das Gleitstück etwa U-förmig, in sich federnd ausgebildet
ist, derart, daß das Ende des das Bewegungsspiel aufweisenden Gestängebauteils federkraftschlüssig
umspannt ist.
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Gleichfalls kann es günstig sein, wenn das Bewegungsspiel in Längsrichtung
von einer zwei Endstellungen aufweisenden Rasteinrichtung gebildet ist. Dabei ist
es für eine einfache Bauform besonders vorteilhaft, wenn die Rasteinrichtung von
einer in einer Aussparung aufgenommenen Feder, die mit einer Rastnut in einem Gegenstück
zusammenarbeitet, gebildet ist, wobei die Rasteinrichtung an dem mit einer linienförmigen
Verzahnung versehenen Gestängebauteil vorgesehen ist, welches seinerseits im Bereich
der Rasteinrichtung in Längsrichtung geführt ist und in diesem Bereich die Rastgegenstücke
aufweist.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen beschrieben. Im einzelnen zeigt: Fig. 1 eine Schließ- und/oder
Verriegelungseinrichtung in Einzeldarstellung im Längsschnitt; Fig. 2 eine Ausführungsvariante
der in der Einrichtung gem. Fig. 1 gezeigten Zahnstange; Fig. 3 einen Schnitt entsprechend
der Linie BI-DI der Fig. 2, vergrößert dargestellt, um ?0 O ;edreh-t; Fig. 4 eine
weitere Ausführungsform einer Betätigungseinrichtung mit erfindungsgemäß ausgestalteter
Leerwegeinrichtung.
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In den Figuren 1 bis 3 ist innerhalb der Betätigungseinrichtung für
die im übrigen nicht vollständig dsrOestellte ScnlneQ-und/oder Verriegelungseinrichtung,
insbesondere fjw .raftfahrzeugtüren, mit 1 ein Gleichstrommotor mit Permanentmagnet
bezeichnet, auf dessen Ankerwelle ein Ritzel 2 befestigt ist, beispielsweise durch
Aufpressen. Der Elektromotor 1 ist in einem Gehause 10 gelagert, ebenso die Ankerwelle
mit dem Ritzel 2, welche sich im Eingriff mit einem Zahnrad 3 befindet, das formschlüssig
mit einem koaxialen Abtriebsritzel 4 ve-bunden und mit diesem auf einer Achse 5
im Gehäuse 10 der Schließeinrichtung drehbar gelagert ist.
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Das Abtriebsritzel lt kämmt mit einer Zahnstange 6, die in dem Gehäuse
10 langsbeweglich geführt ist und mit einem im Querschnitt runden Fortsatz 7 aus
dem Gehäuse 10 herausragt, welches dazu mit einer abgedichteten öffnung 3a versehen
ist. Am äußeren Ende des Fortsatzes 7 ist ein Langloch 8 eingearbditet, in welches
eine Betätigungsstange 9 mit einem abgewinkelten Ende eingehängt wird und mittels
einer Federspannscheibe 9a gesichert ist. Diese Bei tigungsstange führt zum in der
Tür vorgesehenen Schloß und steht mit dem von Hand zu hetätigenden Verriegelungsknopf
in Wirkverbindung. Wie Fig. 1 deutlich erkennen läßt, ist die Betätigungsstange
9 mit dem abgebogenen Ende innerhalb des Langloches 8 des Zahnstangenfortsatzes
7 in Längsrichtung beweglich, und zwar um t mehr als das Doppelte der Stärke der
Stange 9. Mit dieser Beweglichkeit in Längsrichtung wird ein Leerweg erzielt, der
in bezug auf die translatorische Bewegung der Zahnstange 6 mit deren Fortsatz 7
die Bedeutung eines Leerhubes hat.
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Der vorbeschriebene Antriebsteil ist im Gehäuse 10 gelagert und mit
einem Deckel 11 staub- und spritzwasserdicht verschraubt.
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Dieser Deckel 11 trägt dabei sowohl die Gleitführung der Zahnstange
6 als auch die Gegenlagerung der Ankerwelle mit dem Ritzel 2 und die Lagerung für
die Achse 5. Die Durchgangsöffnung für den im Querschnitt runden Fortsatz 7 der
Zahnstange 6 ist mittels einer Dichtung, vorzugsweise mit einer Lippen- oder Labyrinthdichtung,
gegen äußere Einflüsse weitgehend geschützt. Die Zuführung der erforderlichen Spannung
für den Elektromotor 1 erfolgt durch zwei Kontaktstifte 12, an die auf der Getriebeinnenseite
entsprechende elektrische Kontaktverbindungen 15 zum Motor 1 angebracht
sind.
Diese Kontaktstifte 12 stellen zusammen mit der am Gehause 10 befindlichen, erhaben
ausgebildeten Führung 13 einen gelen unbeabsichtigtes Umpolen gesicherten Stecker
dar. Die Befestigung des Antriebsteiles im Gehäuse 10/11 im Fahrzeug, beispielsweise
innerhalb einer Tür, wird über die beiden Bohrungen 14 vorgenommen, die zur Aufnahme
von entsprechenden, in die Blechteile des Fahrzeuges eingreifenden, hier nicht gezeigten
Schrauben dienen.
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Nach dem Befestigen der Antriebseinrichtung und Aufstecken des in
der Tür vorzusehenden Steckers mit den Anschlußleitungen auf die Kontaktstifte 12
wird die vorerwähnte Verbindungsstange 9 in das Langloch 8 des Fortsatzes 7 an der
Zahnstange 6 eingehängt und mittels der Scheibe 9a gesichert, damit ist das vorbeschriebene
Antriebsteil betriebsbereit.
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Über die Auslegung des Elektromotors und seine Einschaltzeit ist zu
sagen: Um den am Ende der Längsbewegung der Zahnstange 6 mit dem Fortsatz 7 und
der eingehängten Betätigungsstange 9 infolge der Massenträgheit auftretenden Stoß
so gering wie möglich zu halten, wird das Trägheitsmoment des Elektromotorankers
und die gesamte Schwungmasse der rotierenden Teile äußerst klein gehalten. Die am
Hubende abzufangenden Anschlagkräfte ergeben sich als das Produkt aus dem Trägheitsmoment
der rotierenden Massen und der Drehzahl. Weil aber im Sinne einer möglichst kurzen
Betätigungszeit, d. h., Einschaltzeit des Elektromotors, eine hohe Motordrehzahl
nötig ist, muß andererseits das Trägheitsmoment der vorerwähnten Elemente möglichst
klein gehalten werden. Eine kurze Betätigungszeit des Elektromotors mit den Vorgelegeelementen
und der Zahnstange ist auch deshalb erwünscht, weil Getriebemotoren, ungeachtet
speziell ausgewählter Werkstoffe für die Getrieberäder, beim Lauf an sich geringe
Geräusche erzeugen, die jedoch in den Fahrzeugtüren unter Umständen durch Resonanzen
besonders störend in Erscheinung treten können und nur mit großem technischem Aufwand
zu dämpfen sind.
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Vorbeschriebene Einrichtung hat folgende Wirkungsweise: Mittels der
Versorgungsleitungen wird über den Stecker und die Kontaktstifte 12 sowie die Kontaktverbindungen
15 der Elektromotor 1 kurzzeitig, d. h., nur wenige zehntel Sekunden lang, mit
elektrischer
Energie versorgt. In der in Fig. 1 dargestellten Position der Getriebeelemente bewirkt
die Rotation des Elektromotors über die Verzahnungseingriffe des Ritzels 2 in das
Zahnrad 3 und wiederum in das Antriebsritzel lt eine Verschiebung der Zahnstange
6 in der Figur nach links. it der Zahnstange 6 bewegt sich auch der anhängende runde
Fortsatz 7 mit dem'langloch 8 in gleicher Richtung, die eingehängte Verbindungsstange
9 ist zunächst durch nicht gezeigte, am Türschloß befindliche bistabile Federelemente
in ihrer Stellung festgehalten. Hierdurch wird es möglich, daß der Antrieb ohne
Belastung anlaufen kann, wobei Schwungenergie aufgenommen und gespeichert wird.
Dieser Zustand besteht so lange, bis das in der Fig. 1 rechts gelegene Ende 8a des
Langloches 8 an der zunächst noch am Ort befindlichen Verb in dungsstange 9 zur
Anlage kommt. Hierbei wird diese von der Stange 7 in gleicher Richtung mitgenommen,
die aufgenommene und die weiterhin zugeführte Energie über die Verbindungsstange
9 auf das Türschloß übertragen, wobei dessen Türsicherung in die andere bistabile
Stellung übergeführt wird. Die in Fig. 1 gezeigte Ausgangsstellung entspricht der
Türschloßstellung "offen't) nach Ablauf der gesc;-lilderten Bewegungsvorgänge ist
die Türschloßstellung "geschlossen erreicht, d. h., die mit der vorbeschriebenen
Einrichtung ausgerüstete Fahrzeugtür kann in diesem Zustand von außen nicht mehr
geöffnet werden. Zur Rückführung in die erstgenannte Stellung "offen" ist eine Stromversorgung
des Elektromotors in umgekehrter Polung notwendig, die von einem elektronischen
Steuergerät bewirkt werden kann.
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In Fig. 2 ist eine Ausführungsvariante der Zahnstange 6 aus Fig. 1
dargestellt, wobei auch hier sich die Zahnstange in einen Ansatzteil 7 mit rundem
Querschnitt fortsetzt. Am Ende des Ansatzteiles 7 ist wiederum ein Langloch 8 vorgesehen,
welches zum Einhängen der bereits erwähnten Betätigungsstange 9 und zur Ermöglichung
des gleichfalls erwähnten Leerhubes dient. Abweichend zur Darstellung gem. Fig.
1 ist auf dem mit dem Langloch 8 versehenen Teil des Fortsatzes 7 ein Gleitstück
16 angebracht, welches aus metallischem, federndem Werkstoff besteht, und auf dem
Fortsatzteil 7, welches dazu beidseitig abgeflacht ist, längsverschieblich. In den
beiden federnden Schenkeln des Gleitstückes 16 ist ein Langloch 17 vorgesehen, welches
bei aufgesetztem Gleitstück mit dem Langloch 8 hinsichtlich der Breite deckungsgleich,
in der Längserstreckung
jedoch um ein gewisses Maß größer als das
Langloch 8 ausgebildet ist. In Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie II-II der
Fig. 2 dargestellt, welcher einerseits die abgeflachte Stange 7 als Fortsetzung
der Zahnstange 6 und das darin neben der Mittelachse angebrachte Langloch 8 erkennen
läßt und andererseits das auf das Ende der Stange 7 aufgeschobene Gleitstück 16
mit den in den beiden Schenkeln der federnden Wandungen vorgesehenen Langlächern
17 mit dem sowohl durch das Langloch 17 als auch 8 hindurchgesteckten und mit einer
Federscheibe 9a gesicherten Ende der Betätigungsstange 9 erkennen läßt.
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Diese vorbeschriebene Ausgestaltung gem. Fig. 2 und 3 hat folgende
Wirkungsweise: Wenn die Zahnstange 6 infolge kurzzeitigen Einschaltens des Elektromotors
1 aus der in Fig. 1 dargestellten Position nach links bewegt wird, so kommt das
abgewinkelte Werde der Verbindungsstange 9 zunächst mit dem im Gleitstück 16 befindlichen
rechten Ende des - kürzer ausgebildeten - Langloches 8 in Kontakt, die Betätigungskraft
wird über die Verbindungsstange 9 auf das nicht gezeigte Türschloß übertragen und
dieses in Stellung "geschlossen" bewegt. In dieser Stellung bildet das Türschloß
einen festen Anschlag. Die im Betätigungssystem noch befindliche restliche Energie
bewirkt nun eine Verschiebung des federnd aufgesetzten Gleitstückes 16 auf dem abgeflachten
Fortsatz 7 an der Zahnstange 6, bis auch das rechte Ende des Langloches 17 im Gleitstück
16 am abgewinkelten Ende der Verbindungsstange 9 zur Anlage kommt. Der hierbei entstehende
Anschlagstoß ist infolge der bei der Verschiebung aufzuwendenden Reibungsarbeit
so gering geworden, daß er von den Getriebeteilen ohne Störung aufgenommen werden
kann. - Mit dieser Ausgestaltung kann auch einem Verschleiß der Türschloßmechanik
entgegengewirkt werden, ebenso vermindert sich hiermit das Anschlaggeräusch.
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Fig. lt zeigt eine weitere Ausgestaltungsform im Rahmen der Erfindung
für die Herbeiführung eines Leerhubes innerhalb des Betätigungsmechanismus. In der
hier dargestellten Ausführungsform ist ein Betätigungselement dargestellt, welches
vorzugsweise in einem Heckdeckel bzw. bei der Verriegelung der Tankklappe Anwendung
finden kann.
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Der Aufbau des Getriebes ist ähnlich dem in Fig. 1 gezeigten. Anders
ausgestaltet ist hierbei die mit 26 bezeichnet Z?hnstange, welche an ihrer Gleitseite
eine Aussparung 19 auSweist, in die eine Rastenfeder 18 eingelegt werden kann. Dieze
Rastenfeder 1P ermöglicht zusammen mit zwei im Deckel 22 ortsfest angebrachten Kerben
20 und 21 und einer zum Unterschied gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten Betätigungselement,
fest im Deckel 22 anschlagenden Zahnstange 26 zwei mit Rastungen versehene Endstellungen.
Damit kann die Zahnstange 25 in beiden Endstellungen mit einer bestimmten Kraft,
wie sie beispielsweise durch ein Federelement erzeugt wird, in Bewegungsrichtung
belastet werden, ohne daß sich ihre angefahrene Stellung hierdurch verändert.
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Die vorbeschriebene Ausgestaltung der Getriebeelemente, insbesondere
der Zahnstange 26 mit dem im Querschnitt runden Fortsatz teil 27 mit der beschriebenen
Rast einrichtung, ist zur Verwendung als Verriegelungseinrichtung für das Schloß
im Heckdeckel bei einigen Personenkraftfahrzeugtypen bestimmt. Bei diesen Pkw-Heckdeckel-Schlössern
ist es entsprechend deren Ausgestaltung möglich, mittels des zugehörigen Schlüssels
bei bereits zentral verriegeltem Fahrzeug den Heckdeckel dennoch zu öffnen. Durch
die Drehung des Schlüssels wird eine hier nicht gezeigte Feder gespannt, die nach
Abziehen des Schlüssels aus dem Schloß den verriegelten Zustand wieder herstellt.
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Bei dem in Fig. 4 dargestellten Getriebeelement ist eine Abwandlung
möglich, die darin bestehen kann, daß der hier nicht gezeigte, zum Antrieb verwendete
Gleichstrommotor, entsprechend dem Motor 1 nach Fig. 1, durch einen Motortyp mit
hohem Rastmoment ersetzt wird, es kann dann die in Fig. 4 gezeigte Rastfeder 18
entfallen.
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Diese Maßnahme ergibt - über die Getriebestufen verstärkt - einen
hohen Widerstand gegen äußere Kräfte und reicht in den meisten vorkommenden Fällen
für eine sichere Verriegelung des jeweiligen Schloßelementes aus.
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Eine solche Anordnung wird beispielsweise zur Verriegelung der Tankklappe
verwendet, wobei hier die äußeren Kräfte durch beschleunigte oder verzögerte Massen
der Verbindungs- und Verriegelungselemente entstehen. Wegen des geringeren Kräftbedarfes
bei den Schloßelementen in den Heckdeckeln kann auch das in der Ausführungsform
nach
Fig. 1 gezeigte Langloch entfallen, stattdessen genügt ein Rundloch 28 im Fortsatz
27 zum Anschluß der hier nicht gezeigten Betätigungsstange 9.
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Bei den vorbeschriebenen Betätigungselementen im Rahmen der Ausführungsbeispiele
1 bis 4 wird vorteilhaft beispielsweise für die Zahnstange wie auch für das Getrieberad
3 ein entsprechender Kunststoff verwendet, ebenso für das Getriebegehäuse 10, wodurch
einerseits das Gewicht der gesamten Einrichtung und andererseits die Masse der bewegten
Elemente vermindert werden, was besonders für das Bestreben, die bewegten Massen
als solche klein zu halten, um optimale Betriebsbedingungen für die beschriebene
Einrichtung zu erzielen, die sich beispielsweise in einer kurzen Betätigungszeit
des Antriebselektromotors, in einer nur geringen -benötigten statischen Kraft, in
einer leichten Handbetätigung, in einem für das Hochlaufen des Elektromotors ausreichenden
Leerhub und in der Auslegung von Motor und Getriebeübersetzung insgesamt niederschlagen.
Zur Ausgestaltung des hier nicht näher beschriebenen Steuergerätes ist zu vermerken,
daß darin beim Polwechsler für die Speisung des Gleichstrommotors 1 sog. offene
Kontakte vorgesehen sind, die die Aufgabe haben, daß bei ausschließlichem Handbetrieb
der Betätigungselemente ein Kurzschluß im Leiterkreis des Motors, der dann ggf.
als Generator wirkt, nicht auftreten kann. Eine weitere Maßnahme zur Verhinderung
eines bei Hanabetrieb evtl. möglichen Kurzschlusses kann darin bestehen, daß im
Steuergerät anti-parallel geschalt.ete Dioden verwendet werden.
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Bei den vorbeschriebenen Betätigungselementen innerhalb einer Schließ-
und/oder Verriegelungseinrichtung für Kraftfahrzeugtüren ist ihre geringe Breite
von Vorteil, die es ermöglicht, diese Betätigungselemente auch in schmalen Türen
in der Nähe des Schlosses unterzubringen. Die Verwendung von weitgehend gleichen
Teilen für alle Betätigungselemente sorgt für eine weitere Vereinfachung.