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n Verfahren und Vorrichtung zum Öffnen und
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Schließen von Schlössern, insbesondere von Kraftfahrzeugschlössern
n Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Öffnen und SchlieBen
von insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmten Schlössern mit zwei unterschiedlichen
SchlUsselnR nämlich einem sogenannten Sicherheitsschlüssel und einem Werkstattschlüssel.
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Kraftfahrzeugschließvorrichtungen der genannten Art sind grundsätzlich
seit langem bekannt und sollen vor allem dazu beitragen, daß Fahrzeuge' nicht mit
in Kraftfahrzeugwerkstätten kopierten Schlüsseln entwendet werden können.
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Die bekannten Schließvorrichtungen arbeiten daher in der Regel zweistuSig,
wobei der in der Werkstatt abgegebene Werkstattschlüssel nur die erste Stufe schließt,
während mit Hilfe des beim Halter verbliebenen Sicherheitsschlüssels auch die zweite
Stufe geschlossen werden kann. Ein mit dem Sicherheitsschlüssel abgeschlossenes
Fahrzeug läßt sich dann mit einer Kopie des VSerkstgttsehlüssels nicht mehr öffnen
bzw. in Gang setzen.
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Die bekannten Kraftfahrzeugschließvorrichtungen der genannten Art
sind sehr aufwendig und erfüllen dennoch die in sie gesetzten Erwartungen nicht
in vollem Umfang. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch-elektronisch
arbeitende Kraftfahrzeugschließvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Betriebssicherheit
und Zuverlässigkeit besitzt sowie nicht entschlüsselt werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß mechanische
Teile beim Öffrn und Schließen mit dem Sicherheitssc'hlüssel zusätzlich über elektro-magnetische
Steuerbefehle miteinander verbunden und voneinander getrennt werden.
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Die mit dem Sicherheitsschlüssel erzielbare Sicher itsverriegelung
wird durch Unterbrechung des Kraftflusses im mechanischen Teil des Schlosses erreicht.
Die Steuerbefehle werden aber auf elektro-magnetische Weise erzeugt und elektronisch
zur Ansteuerung eines mechanischen Kopplungsgliedes verarbeitet. Das Abtasten des
elektromagnetischen Codes im Schließzylinder ist ausgeschlossen, da dort keiner
vorhanden ist, so daß auch die Anfertigung eines Nachschlüssels für den Sicherheitsschlüssel
praktisch unmöglich ist.
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Die Erfindung sieht ferner für ein bevorzugstes Ausführungsbeispiel
vor, daß Je ein iektro-magnetisch ansteuerbares, kuppelbares Zwischenstück zwischen
dem Schließzylinder der Kraftfahrzeugtür und ihren Schloßteilen sowie zwischen dem
Schließzylinder des Lenkschlosses und seinen nachgeordneten Teilen wie Sperrbolzen
und Elektroschalter vorgesehen ist. Eine gewalt-
same Uberwindung
des Türverschlusses ermöglicht daher noch nicht das Öffnen des Lenkschlosses und
Ingangsetzen des Fahrzeuges mit dem Werkstattschlüssel, weil die mechanischen Teile
des Lenkschlosses über die Elektronik mit dem Sicherheitsschlüssel auch vom Türverschluß
her in ihre Sicherheitsstellung schließbar sind.
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Der Sicherheitsschlüssel und der Werkstattschlüssel können zweckmäßigerweise
den gleichen mechanischen Code aufweisen. Der Sicherheitsschlüssel unterschidet
sich vom Werkstattschlüssel daher nur durch einen zusätzlich vorgesehenen, elektro-magnetischen
Code in Gestalt von mehreren unterschiedlichen gepolten Magneten, die über Hallgeneratoren
einer Zentralelektronik die notwendigen Steuerbefehle geben.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung und der
Zeichnung hervor.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles,
das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 50 ein
Blockschaltbild; Fig. 20 einen Schnitt durch einen Schließzylinder in der Kraftfahrzeugtür;
Fig. 3: - eine perspektivische Darstellung mehrerer, - auseingndergezogener Einzelteile;
Fig. 4 einen um 900 gegenüber der Darswtellung in Fig. 1 gedrehten Teilschnitt durch
den Schließzylinder der Kraftfahrzeugtür;
Fig. 5: eine Draufsicht
auf den Schließzylinder der Kraftfahrzeugtür mit den kuppelnden Teilen im Schnitt
und Fig. 6: bis Fig. 9: verschiedene Gegenüberstellungen der Schließzylinderstellungen
und der zugehörigen Stellungen der Kupplung längs den Schnitten VI/VI und VII/VII
in Fig. 5.
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Zunächst sei das erfindungsgemäße Verfahren zum kombinierten mechanisch-elektromagnetischen
bzw.
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elektronischen Öffen und Schließen von Schlössern anhand der Einzelheiten
des Blockschaltbildes gemäß Fig. 1 erläutert.
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Etwa in der Mitte des Blockschaltbildes befindet sich der Schließzylinder
1 der Kraftfahrzeugtür (Fahrertür), in dessen Gehäuse Hallgeneratoren 2 angeordnet
sind, die über eine Leitung 3 elektrische Steuersignale an eine Zentralelektronik
4 geben, wenn der passenden Sicherheitsschlüssel oder ein Schlüssel mit Steuermagneten
in den Schließzylinder 1 eingesteckt wird. Ferner ist der Schließzylinder 1 über
mechanische Teile 5 mit einer elektro-mechanisch arbeitenden Kupplung 6 verbunden,
die ferner auch von der Zentralelektronik 4 über die Leitung 7 angesteuert wird.
Die Kupplung 6 arbeitet auf eine zweite Kupplung 8, welche je nach Stellung über
mechanische Teile 9 und Io den Türaussengriff 11 mit dem Türschloß 12 verbindet.
Die Kupplung 8 ist eine rein mechanisch wirkende Kupplung und wird allein durch
Drehung
des Schlüssels gesteuert, wenn die elektromechanische Kupplung 6 eingeschaltet ist.
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Ferner wirken noch mechanische Teile 13 von der Türinnenbetätigung
14 her auf die mechanischen Teile 10 zwischen der Kupplung 8 und im Türschloß 12,
und schließlich greift auch in die mechanischen Teile 15 zwischen dem Lenkschloßzylinder
16 und seinen nachgeordneten Teilen, wie dem Elektroschalter 17 und dem Sperrbolzen
18 noch eine elektro-mechanische Kupplung 19 die ebenfalls von der Zentralelektronik
4 her über eine Leitung 20 angesteuert wird.
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Beim Schalten des Schließzylinders 1 mit dem Sicherheitsschlüssel
gehen daher elektrische Steuersignale an die Zentralelektronik 4 und von dort an
die beiden elektro-mechanischen Kupplungen 6 und 19. Befinden sich diese in ihrer
Kupplungsstellung, so läßt sich das Türschloß 12 mit Hilfe des Türaussengriffs 1o
öffnen und am Lenkschloß können mit Hilfe des Sicherheitsschlüssels oder des Werkstattschlüssels
sowohl der Elektroschalter 17 zum Starten und Fahren betätigt und gleichzeitig der
Steuerbolzen 18 entriegelt werden.
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Wird der Schließzylinder 1 beim Abschließen der Kraftfahrzeugtür in
die Stellung "ZU" verschwenkt, so wird auch der Schalter 21 betätigt. Beim Herausziehen
des Sicherheitsschlüssels aus -dem Schließzylinder 1 gehen die Steuerbefehle der
Hallgeneratoren über die Steuerleitung 3 zur Zentralelektronik 4, welche aufgrund
der vorangegangenen Betätigung des Schalters 21 daraufhin die elektro-mechanischen
Kupplungen 6 und 19 in die entkuppelte Stellung bringt, woraufhin das Lenkschloß
16 mit dem Werkstattschlüssel nicht mehr geschlossen werden kann und auch der Türaussengriff
10
nicht mehr das Türschloß 12 öffnet, weil die Kupplung 8 vor dem
Lösen der Kupplung 6 beim Zurückdrehen des Sicherheitsschlüssels in ihre entkuppelte
Stellung gebracht worden war. Das Fahrzeug läßt sich daher mit dem Werkstattschlüssel
weder öffnen nocln Ingangsetzen.
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Nur wenn die Zentralelektronik durch entsprechende Ansteuerung mit
dem Sicherheitsschlüssel die beiden Kupplungen 6 und 19 in Kupplungslage gebracht
hatte, kann der Werkstattschlüssel dazu benutzt werden, um über den Schließzylinder
1 und die mechanischen Teile 5 die Kupplung 8 ein- und auszuschalten, so daß das
Türschloß 12 mit Hilfe des Türaussengriffes 10 geöffnet werden kann. Auch der Elektroschalter
17 und der Sperrbolzen 18 lassen sich über den Schließzylinder 16 des Lenkschlosses
steuern.
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Einzelheiten der Zentralelektronik 4 sind nicht Gegenstand der Erfindung,
sie wird daher auch nicht weiter beschrieben.
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Die Fig. 2 zeigt im Schnitt den Schließzylinder 1 mit der ihm nachgeschalteten
elektro-mechanischen Kupplung Im einzelnen gehören zu dem Schließzylinder 1 und
der Kupplung 6 folgende Teile.
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Der Schließzylinder 1 befindet sich mit seinen üblichen Zuhaltungen
in einem Gehäuse 23, in dem den Steuermagneten des Sicherheitsschlüssels 24 zugeordnete
Hallgeneratoren 2 untergebracht sind. Der in Fig. 2
dargestellte
Sicherheitsschlüssel 24 ist ein WendescHUssel und weist Steuermagnete sowie Stufensprunge
25 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten auf.
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An seinem der Schlüsseleintrittsöffnung abgewandten Ende 26 ist ein
Mitnehmer 27 über zwei Zapfen 28 drehfest angeordnet und mit Hilfe einer Schenkelfeder
29, die sich an einer Nase 30 des Gehäuses 23 abstützt, in einer Mittellage zentriert.
Auf seiner dem Schließzylinder 1 abgewandten Seite weist der Mitnehmer eine schlitzförmige
Ausnehmung auf, die sich von seiner mit dem Schließzylinder gemeinsamen Mittelachse
32 radial weg erstreckt. Der Mitnehmer 27 dient aufgrund der an seiner Nase 33 angreifenden
Schenkelfeder 29 nicht nur als Rückstellelement für den Schließzylinder 1, sondern
ist durch seine schlitzförmige Ausnehmung 31 auch ein Teil der ein- und ausschaltbaren
Kupplung 6.
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Diese Kupplung 6 besteht aus dem Mitnehmer 27, einem Zwischenstück
34 und einem dem Mitnehmer 27 ähnlichen Kupplungsteil 35, das ebenfalls in dem Gehäuse
23 oder einem Gehäuse-deckel 36 mit Hilfe eines zylindrischen Ansatzes 37 drehbar
gelagert ist und d=uh eine Schenkelfeder 38 in einer Mittellage gehalten wird.
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Die Schenkelfeder 38 stützt sich an einer Nase 39 des Kupplungsstückes
35 und an einer deckel- bzw.
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gehäusefesten Nase 40 ab.
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Auf der dem Mitnehmer 27 zugewandten Seite weist das Kupplungsteil
35 ebenfalls eine schlitzförmige Ausnehmung 41 auf, die jedoch von der gemeinsamen
Mittelachse 32 aus radial nach zwei Seiten gleich weit reicht.
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Das zum Ein- und Auskuppeln dienende Zwischenstück 34 befindet sich
zwischen dem Mitnehmer 27 und dem Kupplungsteil 35. Das Zwischenstück 34 ist bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel (Fig. 3) scheibenförmig und trägt auf seinen
beiden Stirnseiten Je einen; Jedoch gemeinsam miteinander fluchtenden ZapSn 42,
43, die in die schlitzförmigen Ausnehmung« 31 bzw.
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41 greifen. Ein weiterer Zapfen 44 greift von dem Zwischenstück 34
in die Ausnehmung 41 des Kupplung teiles 35, so daß das Zwischenstück 34 aufgrund
der beiden Zapfen 42, 44 immer drehfest mit dem Kupplungsteil 35 verbunden ist.
Unabhängig von der Jeweiligen Lage können nämlich die beiden Zapfen 42 und 44 ein
Drehmoment vom Zwischenstück 34 auf das Kupplungsteil 35 Ubertragen.
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Antriebsseitig bzw. schließzylinderseitig greift das Zwischenstück
34 Jedoch nur mit einem einzigen Zapfen 43 in die schlitzförmige Ausnehmung 31 des
Mitnehmers 27. Dies hat zur Folge, daß Je nach der Stellung des Zwischenstückes
34 der Mitnehmer 27 ein Drehmoment auf das Zwischenstück 34 übertragen kann oder
nicht.
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Liegt der Zapfen 43des Zwischenstückes 34 nämlich.
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gemäß Fig. 2 mit seiner Achse fluchtend in der gleichen Linie mit
der gemeinsamen Mittelachse 32 des Schließzylinders, so bewirkt eine Drehung des
Schließzylinders 1 keine Mitnahme des Zwischenstückes 34. Die Kupplung 6 ist dann
ausgeschaltet. Wird das Zwischenstück 34 Jedoch aus seiner Stellung gemäß Fig. 2
mit Hilfe einer Zug- und Schubstange 45 verschoben, so daß der Zapfen 43 aus seiner
fluchtenden Lage mit der gemeinsamen Mittelachse 32 gelangt, so können die Seiten-
flächen
46 ein Drehmoment auf den Zapfen 43 übertragen mit der Folge, daß sich das Zwischenstück
34 und das Kupplungsteil 35 mitdrehen. Die Kupplung 6 ist Jetzt eingeschaltet.
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Die Zug- und Schubstange 45 ist unmittelbar auf dem Zapfen 44 angelenkt
und kann daher den Drehbewegungen des Zwischenstückes 34 folgen. Sie liegt ferner
in einer winkelförmigen Ausnehmung 47 (s. Fig. 3), deren Seitenflächen die möglichen
Drehbewegungen des Schließzylinders 1 nach rechts bzw. links begrenzen. Die Zug-und
Schubstange 45 ist mit ihrem dem Zwischenstück 34 abgewandten Ende 48 an dem Anker
49 eines Hubmagneten So bzw. an einer Wippe 51 angelenkt, an deren zweiten Arm der
Anker 52 eines zweiten Hubmagneten 53 angreift (s.Fig. 8 und 9). Die Hubmagneten
50 und 53 werden von der Zentralelektronik 4 angesteuert und verstellen über die
Zug- und Schubstange 45 das Zwischenstück 34 in seine ein- bzw. auskuppelnde Lage,
wobei in Fig. 8 die entkuppelte Stellung wiedergegeben ist, da sich dort die fluchtenden
Zapfen 42, 43 in einer fluchtenden Stellung mit der gemeinsamen Mittelachse 32 befinden.
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Diese Stellung entspricht ferner der Mittelstellung des Schließzylinders
1 links in Fig. 8, da dort die SehlUsseleintrittsöffnung 54 senkrecht steht.
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Die Fig. 9 zeigt in der linken Darstellung den Schließzylinder 1 in
der Schließstellung und zeigt entsprechend in der rechten Darstellung den Mitnehmer
27 und dahinter den Schließzylinder 1 ebenfalls in der Schließstellung. Wird jetzt
der Schließzylinder 1 in
seine Mittellage zurückgedreht, so verschwenkt
der Mitnehmer 27 das Zwischenstück 34 in eine Position, in der seine beiden Zapfen
42, 44 in einer fluchtenden Linie mit der Zug- und Schubstange 45 liegen, ao daß
daraufhin die beiden Hubmagneten 50 und 53 von der Zentralelektronik 4 angesteuert
aktiv werden können und das Zwischenstück 34 in seine entkuppelnde Lage gemäß Fig.
8 ziehen.
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Der Mitnehmer 32, das Zwischenstück 34, die Zug- und Schubstange 45
und das Kupplungsteil 35 sind die wesentlichen mechanischen Teile der wahlweise
ein-und auskuppelbaren elektro-mechanischen Kupplung 6.
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Wenn sie sich in ihrer entkuppelten Stellung befinden, so ist das
Fahrzeug sicherheitsverriegelt.
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Das Kupplungsteil 35 weist auf seiner der Zug- und Schubstange 45
abgewandten Seite jedoch nicht nur einen zylindrischen Ansatz 37, sondern noch einen
Vierkant 54 auf, über den eine drehfeste Verbindung zu einem Mitnehmer 55 hergestellt
wird, der die zweite Kupplung 8 steuert. Dieser Mitnehmer 55 ist an dem zylindrischen
Ansatz 37 mit Hilfe einer Schraube 56 (Fig. 2) befestigt und umgreift gabelförmig
ein Stellglied 57. Durch Anlage seiner Steuerflächen 58 und 59 verstellt der Mitnehmer
55 das Stellglied 57, an dem sich ein Steuerzapfen 60 befindet. Je nach Stellung
des Stellgliedes 57 ist die zweite Kupplung 8 einoderusgekuppelt. Das Stellglied
57 wirkt mit einem doppelarmigen Hebel 61 zusammen und greift in der eingekuppelten
Stellung mit dem Steuerzapfen 60 in dessen Bohrung 62. Eine am Hebel 61 angelenkte
Verbindungs-
stange 63 vermag dann den doppelarmigen Hebel 61 zu
verschwenken, so daß der Hub der Verbindungsstange nicht mehr ins Leere geht, wie
dies der Fall ist, wenn das Stellglied 57 mit seinem Steuerzapfen 6o ausgehoben
ist. Mit Hilfe dieser zweiten Kupplung 8 wird die Verbindung zwischen dem Türaussengriff
und dem Türschloß hergestellt oder unterbrochen.
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Auch Fig. 4 zeigt die zuletzt genannten Teile sowie zwei Schrauben
64, 65, mit denen der Mitnehmer 27 am Schließzylinder 1 bfestigt ist.
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Ferner ist in Fig. 4 der Sahalter 21 zu sehen, der beim Schließen
mit dem Schlüssel in Richtung "ZU" von einem Vorsprung 66 am Mitnehmer 55 betätigt
wird, wodurch der Zentralelektronik 4 mitgeteilt wird, daß eine ZU-Schließvorgang
stattgefunden hat. Beim Herausziehen des Sicherheitsschlüssels gehen dann die Steuerbefehle
zur Zentralelektronik 4.
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Die Fig. 5 zeigt die Zuordnung des bzw. der beiden Hubmagneten 50,
53 rechtwinklig zur Mittelachse 32 des Schließzylinders 1 in etwa natürlicher Größe.
Befestigt sind die Hubmagneten 5o, 53 an einem Gehäuseteil 67, das unmittelbar in
das Schließzylindergehäuse 23 bergeht. Aufgrund der Schnittführung sind der Mitnehmer
27 und das Kupplungsteil 35 mit ihren nach links geöffneten Ausnehmungen 31 und
41 dargestellt sowie die in ihnen liegenden Zapfen 42 und 43 des Zwischenstückes
34 zu erkennen. Ferner zeigt Fig. 5 die Zug- und Schubstange 45 und die beiden Schenkelfedern
29 und 38.
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Die Kupplung 6 ist mit den die steuernden Hubmagneten 50, 53 auch
in das Lenkschloß des Fahrzeuges eingebaut,
obwohl dies in keiner
Zeichnung gesondert dargestellt ist. Ein grundsätzlicher Unterschied besteht zwischen
der den Schließzylinder 1 für ein Türschloß betreffenden Fig. 2 und der notwendigen
Anordnung für ein Lenkschloß Jedoch nicht, so daß hierfür eine gesonderte Zeichnung
entbehrlich ist.