DE3516991A1 - Elektrisch betreibbare betaetigungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch betreibbare Betätigungsanordnung für Kraftfahrzeuge, die einen reversiblen Gleichstrom-Elektromotor, ein Untersetzungsgetriebe und ein hin- und herbewegbares Element enthält, welches an einem Ende beispielsweise zur Verbindung mit einem Sperrhebel einer Kraftfahrzeug-Türverriegelung ausgelegt ist, und insbesondere eine derartige Türschloß-Betätigungsanordnung, die auch ein zwischen dem reversiblen Elektromotor und dem hin- und herbewegbaren Element vorgesehenes Kupplungsmittel enthält.

Es ist bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Privat-Kraftfahrzeugen üblich, daß eine Tür oder mehrere Türen des Kraftfahrzeuges mit Türschlössern versehen werden, die einen von Hand betätigbaren Lösemechanismus im Inneren des Fahrzeuges und einen von der Außenseite des Fahrzeuges zugänglichen, durch einen Schlüssel betätigbaren Mechanismus besitzen. Viele Privat-Kraftfahrzeuge werden in letzter Zeit mit zentralen Türverschlußsystemen erzeugt, bei denen ein von der Außenseite des Kraftfahrzeuges zugänglicher durch Schlüssel betätigbarer Mechanismus dazu benutzt werden kann, alle Türen des Kraftfahrzeuges im wesentlichen gleichzeitig zu versperren oder aufzuschließen. Derartige Zentral-Türschloßsysteme beruhen auf dem Konzept, daß elektrisch betreibbare Türschloß-Betätigungseinrichtungen in allen Kraftfahrzeugtüren vorgesehen sind, die nicht mechanisch mit dem durch Schlüssel betätigten Mechanismus verbunden sind, wobei jede dieser Türschloß-Betätigungseinrichtungen elektrisch mit einer Steuerschaltung verbunden ist, die den durch Schlüssel zu betätigenden Mechanismus einschließt.

Eine bekannte Ausführungsform einer Zentraltürschloßverriegelungs-Betätigung enthält einen reversiblen Gleichstrom-Elektromotor, ein Untersetzungsgetriebe und ein hin- und herbewegbares Element, das an einem Ende zur Verbindung mit

einem Sperrhebel eines Kraftfahrzeug-Türriegels ausgelegt ist, und es ist eine Kupplungseinrichtung zwischen dem reversiblen Elektromotor und dem hin- und herbewegbaren Element vorgesehen, so daß eine von Hand ausgeführte Betätigung des Sperrhebels der Kraftfahrzeugtürverriegelung, an die die Betätigungseinrichtung angeschlossen ist, nicht notwendigerweise eine entsprechende Drehung des Elektromotors der Betätigungseinrichtung verlangt. Es ist einzusehen, daß derartige Zentraltürschloßbetätigungen so klein und so kompakt wie möglich ausgeführt werden sollen, so daß sie nicht übermäßig viel Raum innerhalb der Fahrzeugtür beanspruchen. Demzufolge besteht die Tendenz, bei diesen bekannten Zentraltürschloß-Betätigungseinrichtungen einen kleinen Elektromotor mit geringer Leistungsaufnahme und hoher Umdrehungszahl zu benutzen, der dann ein mehrstufiges Untersetzungsgetriebe mit hoher mechanischer Untersetzung antreibt. Derartige Elektromotoren mit hoher Umdrehungszahl laufen beispielsweise mit Drehzahlen von ca. 18 000 U/min. Demzufolge sind diese Betätigungseinrichtungen von vorneherein sehr geräuschvoll.

Eine elektrisch betreibbare Betätigungseinrichtung erfindungsgemäßer Art enthält einen reversiblen Gleichstrom-Elektromotor, ein Untersetzungsgetriebe und ein hin- und herbewegbares Element, das dazu ausgelegt ist, an einem Ende mit einem Sperrhebel eines Kraftfahrzeug-Türriegels gekoppelt zu werden, und wird dadurch gekennzeichnet, daß der reversible Gleichstrom-Elektromotor enthält: einen Permanentmagnet-Stator in Form eines zylindrischen Ringes, dessen Innendurchmesser mindest doppelt so groß wie seine Axiallänge ist, einen Spulenwicklungen enthaltenden Anker . in Form eines Polanker-Rotors mit einem Durchmesser, der mindestens das Doppelte seiner Axialbreite beträgty und einen an dem Rotor konzentrisch und eng benachbart zu einem Ausgangsritzel des Rotors befestigten flachen scheibenförmigen und in Segmente unterteilten Kommutator. Ein solcher Motor

kann ein hohes Drehmoment bei relativ geringer Drehzahl von ca. 4.500 U/min abgeben, so daß er zusammen mit einem Untersetzungsgetriebe mit kleinerem Untersetzungsverhältnis eingesetzt werden kann, als es bei bekannten Betätigungseinrichtungen für zentrale Türschloßverriegelungen der Fall ist.

Vorzugsweise ist der scheibenförmige in Segmente unterteilte Kommutator dadurch an dem Rotor befestigt, daß er in einem einstückigen Formteil aus einem synthetischen Kunststoff aufgenommen ist, welches das Abtriebs-Ritzel enthält.

Bei einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung, bei der ein Kupplungsmittel zwischen dem reversiblen Elektromotor und dem hin- und herbewegbaren Element vorgesehen ist, besteht das Kupplungsmittel aus einer drehbaren lastabhängig lösbaren Kupplung innerhalb des Untersetzungsgetriebe, die das hin- und herbewegbare Element am Ende jedes vorbestimmten motorbetriebenen Hubes des hin- und herbewegbaren Teiles antriebsmäßig von dem reversiblen Elektromotor abtrennt, so daß, wenn das hin- und herbewegbare Element mit dem Sperrhebel eines Kraftfahrzeugtürriegels gekuppelt ist und die Betätigungseinrichtung in Ruhe, der Sperrhebel von Hand ohne unnötige Erschwerung betätigt werden kann.

Vorteilhafterweise enthält die Betätigungseinrichtung einen durch die Bewegung des hin- und herbewegbaren Elementes betätigbaren Mikroschalter, der dazu benutzt wird, gleichartige Türschloßbetätigungseinrichtungen in den jeweiligen anderen Türen des Kraftfahrzeuges anzuschalten.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind der reversible Elektromotor, das Untersetzungsgetriebe und das hin- und herbewegbare Element zusam-

men in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht, und die drehbare Kupplung ist innerhalb des Untersetzungsgetriebes eingesetzt und enthält ein antreibendes Element in Form eines schwenkbar in dem Gehäuse angebrachten mit Zähnen versehenen Rades_/ das an einer Seite einen sich radial erstreckenden Fortsatz enthält, der mit einem sich radial erstreckenden Anschlagmittel innerhalb des Gehäuses in Eingriff bringbar ist, und an seiner anderen Seite einen federbeaufschlagten, sich radial erstreckenden Zahn, der mit dem sich radial erstreckenden Fortsatz ausgerichtet ist, und ein angetriebenes Teil in Form einer Scheibe, das an einer Seite ein Ausgangsritzel und an der anderen Seite eine abstehende Ring-Randleiste besitzt, wobei die Ring-Randleiste koaxial an einer Stützfläche an der anderen Seite des gezähnten Rades anliegt, um so den federbeaufschlagten Zahn zu umschließen, wobei ein zahnartiger Fortsatz an der abstehenden Ring-Randleiste vorhanden ist, die mit dem federbeaufschlagten Zahn in Anlage gebracht werden kann.

Vorteilhafterweise sind bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel bei dem sich radial erstreckenden Fortsatz und dem sich radial erstreckenden Anschlag elastische Kugeln zwischen der einen Seite des gezähnten Rades und dem Gehäuse eingesetzt, um so den Stoß abzupolstern, den das antreibende Element der Drehkupplung erfährt, wenn das antreibende Element das Ende seines Betätigungshubes erreicht.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine auseinandergezogene isometrische

Darstellung einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung für einen Zentraltürverschluß,

Fig. 2 eine Ansicht eines oberen Abschnittes der

Betätigungseinrichtung aus Fig. 1 mit zusammengebauten Bestandteilen, und

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2 eines

unteren Abschnittes der Betätigungseinrichtung aus Fig. 1, wobei einige Teile zur vereinfachten Darstellung weggelassen sind.

Wie in Fig. 1 zu sehen, enthält die Betätigungseinrichtung 10 erfindungsgemäßer Art für einen Zentraltürverschluß ein geformtes oder gegossenes Gehäuse aus synthetischem Kunststoffmaterial, das aus zwei ineinandergreifenden Abschnitten 12 und 14 besteht. Der obere Gehäuseabschnitt 12 nimmt einen Permanentmagnet-Stator 16 in Form eines zylindrischen zusammengesetzten Ringes auf, der aus einem permanentmagnetischen Innenring 18 und einem aus Stahl bestehenden Außenring 20 aufgebaut ist, wobei der Stahl-Außenring 20 in eine entsprechende zylindrische Bohrung im oberen Abschnitt 12 des Gehäuses eingepaßt ist. Der Innendurchmesser des Permanentmagnet-Innenringes 18 beträgt mindestens das zweifache der Axiallänge dieses Innenringes 18, und bei dieser besonderen Ausführung der Erfindung ist der Innendurchmesser des Permanentmagnet-Innenringes das Dreifache der Axiallänge desselben. Koaxial innerhalb der zylindrischen Bohrung im oberen Abschnitt 12 ist eine Stahlwelle 22 angebracht, an der drehbar ein mit Spulenwicklungen versehener Anker 24 sitzt. Das freie Ende der Stahlwelle 22 greift in eine Büchse 26 im unteren Abschnitt 14 des Gehäuses ein, wenn der obere Abschnitt 12 auf den unteren Abschnitt 14 aufgesetzt ist.

Der mit Spulenwicklungen versehene Anker 24 besitzt die Form eines Polrotors mit sieben Polabschnitten 28, von denen jeder mit einer Wicklung 30 versehen ist. Jeder Polabschnitt besteht aus Stahl und steht von einem ebenfalls aus Stahl gefertigten Innenring 32 ab. Konzentrisch zu diesem Innenring ist ein Formstück 34 in Form einer Scheibe vorgesehen, die an ihrer einen Seite eine geformte Mittelbüchse 36 für die Ankerwelle 22 und sieben gegabelte Schenkel 38 trägt, von denen jeder in einer Stellung über einem jeweiligen Polabschnitt 28 verriegelt ist. An der anderen Seite des aus synthetischem Kunststoff bestehenden Formteiles 34 befindet sich ein koaxiales Abgaberitzel 40, durch das das freie Ende der Ankerwelle 22 vorsteht. Wie in Fig. 2 zu sehen, nimmt die andere Seite des Formteils 34 aus synthetischem Kunststoff auch einen scheibenförmigen, in Segmente unterteilten Ring-Kommutator 42 auf, der konzentrisch zum Ausgangsritzel 40 sitzt. Sowohl der Anker 24 als auch das integrale Ausgangsritzel 40 sind an der Ankerwelle 22 frei drehbar. Ein elektrischer Strom wird dem Anker 24 durch zwei Kohlebürsten 44 zugeführt, die jeweils gleitbar in jeweilige integral an dem unteren Abschnitt 14 des Gehäuses angeformte Bürstenhalter 46 eingesetzt und durch jeweilige Wendelfedern 48 in Berührung mit dem in Segmente unterteilten Kommutator 42 vorgespannt sind. Jede Kohlebürste 44 ist elektrisch mit einem jeweiligen Klemmenstift 50 verbunden, der durch das Ende des unteren Abschnittes 14 des Gehäuses und durch einen jeweiligen Schlitz in einer Gummiabdeckung 52 nach außen vorsteht, die dazu dient, das Innere des Gehäuses der Betätigungseinrichtung 10 gegen das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit abzudichten.

Das integrale Ritzel 40 des Ankers 24 steht mit einem Zahnrad 54 in Eingriff, das an einer im unteren Abschnitt 14 als Einsatz eingeformten, nach oben abstehenden Stahlwelle 56 angebracht ist. Das Zahnrad 54 steht wiederum mit einem Zahnradabschnitt einer Zahnrad/Ritzel-Kombination 58 in

Eingriff, die an einer Welle 60 drehbar angebracht ist, welche innerhalb des unteren Abschnittes 14 des Gehäuses angebracht ist. Der Ritzelabschnitt der Zahnrad/Ritzel-Kombination 58 steht mit einem gezähnten Rad 62 in Eingriff, das ein antreibendes Element einer Drehkupplung 64 bildet. Das mit Zähnen versehene Rad 62 besitzt an seiner einen Seite eine integrale konzentrische Büchse 66, von der ein radialer Fortsatz 68 absteht. Das mit Zähnen versehene Rad 64 ist schwenkbar an einem (nicht dargestellten) Achsstummel angebracht, der integral in den Grundteil des oberen Abschnittes 12 des Gehäuses eingeformt ist. Ein sich radial erstreckender Anschlag 70 (Fig. 2) ist in dem Grundteil des oberen Abschnittes 12 des Gehäuses eingeformt, und zwei Kugeln 72 aus elastischem Gummi sind zwischen das mit Zähnen versehene Rad 62 und den Grundteil des oberen Abschnittes 12 des Gehäuses so eingesetzt, daß die Kugeln 72 zu beiden Seiten des radialen Fortsatzes 68 liegen.

Wie in Fig. 2 zu sehen, ist in die andere Seite des mit Zähnen versehenen Rades 62 ein Ringkanal 74 eingeformt, der eine zentrale Erhöhung 76 umgibt, und diese zentrale Erhöhung enthält einen sich radial erstreckenden Kanal 78, in den gleitend ein sich radial erstreckender Zahn 80 eingesetzt ist. Der sich radial erstreckende Zahn 80 wird mittels einer Wendelfeder 82 zum Umfang des mit Zähnen versehenen Rades 62 hin vorgespannt.

Das mit Zähnen versehene Rad 62 steht in Eingriff mit einem angetriebenen Element der Kupplung 64, daß die Form einer integral geformten Scheibe 84 besitzt, an deren einer Seite eine koaxiale Büchse 86 angeformt ist, von der der größere Abschnitt des ümfanges mit Getriebezähnen versehen ist. Die Scheibe 84 ist schwenkbar an dem unteren Abschnitt des Gehäuses 14 durch Eingriff dieser Büchse an einem Achsstummel 88 befestigt, der von dem Grundteil des unteren Abschnittes 14 absteht. Die andere Seite der Scheibe 84 ist

mit einer abstehenden ringförmigen Randleiste 90 versehen, deren Außendurchmesser so ausgelegt ist, daß die Ringleiste 90 gleitend in den Ringkanal 74 des mit Zähnen versehenen Rades 62 eingepaßt ist. Es ist ein zahnartiger Fortsatz oder Vorsprung 92 an der Ringleiste 90 vorhanden, der sich radial zur Mitte der Scheibe 84 erstreckt. Dieser zahnartige Fortsatz 92 ist so bemessen, daß er mit der Spitze des federbelasteten, sich radial erstreckenden Zahnes 80 an dem mit Zähnen versehenen Rad 62 in Eingriff bringbar ist.

Wie in Fig. 3 zu sehen, sind die Außenzähne an der koaxialen Büchse 86 der Scheibe 84 in Eingriff mit einer Zahnstange die an einem Abtriebselement 96 ausgebildet ist, welches gleitbar innerhalb eines im unteren Teil 14 des Gehäuses ausgebildeten Einschnittes 98 angebracht ist. So kann das Abtriebselement 96 innerhalb des Einschnittes 98 bei einer Schwenkbewegung der Scheibe 84 und der dazu koaxialen Büchse 86 eine Hin- und Herbewegung ausführen. Ein Ende des Abtriebselementes 96 ist mit einer mit einem Durchbruch versehenen Lasche 100 versehen, die als Kupplungsmittel für das Abtriebsteil 96 dient, um dieses mit einem Sperrhebel einer Kraftfahrzeug-Türverriegelung zu verbinden. Der mit Durchbruch versehenen Lasche 100 benachbart sitzt ein an dem Abtriebsteil 96 ausgebildeter Kragen 102, der mit einem Ende eines . hohlzylindrischen und elastischen Dichtelementes 104 mit gewellten Wänden in Eingriff steht, dessen anderes Ende über kragenförmige Fortsätze 106 und 108 gezogen ist, die jeweils an den Enden des oberen Abschnittes 12 und des unteren Abschnittes 14 des Gehäuses vorgesehen sind. Das Dichtelement 104 verhindert das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit in das Gehäuse der Betätigungseinrichtung 10, und es ist soweit elastisch, daß es die Hin- und Herbewegung des Abtriebsteiles 96 in dem Einschnitt 98 nicht behindert.

Das andere Ende des Abtriebsteiles 96 ist mit einer gestuften Ausbildung 110 versehen, und diese ist mit einem Schaltelement 112 eines Mikroschalters 114 in Eingriff bringbar, wenn das Abtriebsteil 96 in das Gehäuse zurückgezogen ist. Der Mikroschalter 114 ist innerhalb des unteren Abschnittes 14 des Gehäuses an vorstehenden Stiften 116 befestigt, die im unteren Abschnitt 14 sitzen. Anschlüsse 118 des Mikroschalters 114 stehen durch das Ende des unteren Abschnittes 14 und durch jeweilige öffnungen in dem Abdeckteil 92 vor, um eine Verbindung mit der Steuerschaltung zu schaffen, die zu der Betätigungseinrichtung 10 gehört.

Der obere Abschnitt 12 und der untere Abschnitt 14 des Gehäuses der Betätigungseinrichtung 10 sind lösbar miteinander verbunden mittels selbstschneidender Schrauben 120, die durch jeweilige mit Durchbrüchen versehene Laschen 122 hindurchgehen, die an dem oberen Abschnitt 12 ausgebildet sind, und in Bohrungen 124 eingreifen, die an gleichartigen, am unteren Abschnitt 14 ausgebildeten Laschen 126 ausgebildet sind.

Der Betrieb der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Betätigungseinrichtung wird nun unter der Annahme beschrieben, daß die Betätigungseinrichtung 10 in einem Zentralverschlußsystem eines Kraftfahrzeuges installiert ist, bei dem die Türriegel des Fahrzeuges mit Sperrhebeln versehen sind, die auch durch Insassen des Fahrzeuges von Hand betätigbar sind. Damit wird das Abtriebselement 96 der Betätigungseinrichtung 10 mit einem solchen Sperrhebel verbunden, der auch durch einen Insassen des Kraftfahrzeuges von Hand betätigbar ist. Die Anschlüsse 50 der Betätigungseinrichtung 10 sind mit einer elektrischen Schaltung im Kraftfahrzeug verbunden, die durch einen schlüsselbetätigten Mechanismus einsetzbar ist, der entweder in der Fahrertür oder wahlweise der anderen Vordertür des Kraftfahrzeuges angebracht ist,

wobei die Schaltung eine Zeitgabeeinrichtung enthält, die den Zeitabschnitt bestimmt, während dessen elektrischer Strom den Klemmen 50 auf eine Betätigung des schlüsselbetätigten Mechanismus in der Fahrzeugtür zugeführt werden kann.

Es sei nun angenommen, daß der mit dem Betätigungselement 96 der Betätigungseinrichtung 10 verbundene Fahrzeugtürriegel in gelöstem Zustand ist, und daß ein Schlüssel in den schlüsselbetätigten Mechanismus in der Fahrzeugtür eingesetzt und gedreht wurde, um den Türriegel zu verschließen. Wenn dieses eintritt, wird die mit der Betätigungseinrichtung 10 verbundene elektrische Schaltung so beaufschlagt, daß sie elektrischen Strom mit der richtigen Polarität den Klemmen 50 der Betätigungseinrichtung zuführt, und der Anker 24 beginnt sich in der vorbestimmten Richtung zu drehen, um das Sperren des Fahrzeugtürriegels einzuleiten. Obwohl der Elektromotor außerordentlich kompakt ausgelegt ist, kann er ein hohes Drehmoment bei einer relativ geringen Drehzahl von etwa 4 500 U/min abgeben. Das Ausgangsritzel 40 am Anker 24 dreht das Zahnrad 54 und die Zahnrad/Ritzel-Kombination 58, und beginnt so das mit Zähnen versehene Rad 62 zu drehen. Das mechanische üntersetzungsverhaltnis dieses Getriebezuges ist so ausgelegt, daß ca. 8 Umdrehungen des Ankers 24 eine Umdrehung des mit Zähnen versehenen Rades 62 ergeben.

Das mit Zähnen versehene Rad 62 kann jedoch eine vollständige Drehung nicht vollenden, da es daran durch den Eingriff zwischen dem radialen Fortsatz 68 und dem sich radial erstreckenden Anschlagmittel 70 im oberen Abschnitt 12 über die dazwischenliegende elastische Gummikugel 72 gehindert ist. Wenn der Anker 24 sich zu

drehen beginnt, ist bereits eine Seite des radialen Vorsprunges 68 in Anlage mit einer Seite des sich radial erstreckenden Anschlagmittel über die dazwischenliegende elastische Gummikugel 72. Die Bewegung des mit Zähnen versehenen Rades 62 auf die Drehung des Ankers 24 hin bewegt den radialen Fortsatz 68 von dem sich radial erstreckenden Anschlagmittel 70 weg, und das mit Zähnen versehene Rad 62 setzt seine Drehung fort, bis die andere Seite des radialen Fortsatzes 68 über die andere elastische Gummikugel 72 mit der anderen Seite des sich radial erstrekkenden Anschlagmittels 70 in Anlage kommt. Demzufolge kann das mit Zähnen versehene Rad 62 nur einen vorbestimmten Drehwinkel zurücklegen, der immer weniger als 360° beträgt.

Beim Bewegungsbeginn des mit Zähnen versehenen Rades 62 ist eine Seite des sich radial erstreckenden Zahnes 80 an dem mit Zähnen versehenen Rad 62 in Anlage mit einer Seite des zahnartigen Vorsprunges 92 an der Scheibe 84. Demzufolge wird bei der Bewegung des mit Zähnen versehenen Rades 62 die Scheibe 84 mit dem mit Zähnen versehenen Rad 62 mitgezogen und beginnt sich in der gleichen Richtung zu bewegen. Beim Beginn der Bewegung der Scheibe 84 wird das Abtriebselement 96 so weit aus dem Gehäuse der Betätigungseinrichtung 10 ausgefahren, wie es erforderlich ist, einen zugehörigen Sperrhebel des Kraftfahrzeugtürriegels, mit dem die Betätigungseinrichtung 10 verbunden ist, in der Lösestellung für den Türriegel zu halten. Bei dem Beginn der Bewegung der Scheibe 84 beginnt die gleichzeitige Bewegung der Zähne an der koaxialen Büchsen 86 mit der damit in Eingriff stehenden Zahnstange 94 am Abtriebselement 96 das Abtriebselement 96 in das Gehäuse der Betätigungseinrichtung 10 hinzuziehen. Durch diese Bewegung wird wiederum die entsprechende Bewegung des zugehörigen Sperrhebels eingeleitet, um den Kraftfahrzeugtürriegel in den Sperrzustand zu bringen.

Der zugehörige Sperrhebel erreicht das Ende seines Hubes, in der der Fahrzeugtürriegel versperrt ist, bevor das mit Zähnen versehene Rad 62 das Ende seiner Bewegung erreicht. Demzufolge wird eine weitere Bewegung des Abtriebselementes 96 nach innen gesperrt, und infolge des Zwangseingriffes der Zähne an der Koaxialbüchse 86 mit den entsprechenden Zähnen der Zahnstange 94 bleibt die Scheibe 84 stehen. Sobald dieses auftritt, drückt die anhaltende Bewegung des mit Zähnen versehenen Rades 62 den federbeaufschlagten, sich radial erstreckenden Zahn 80 fester gegen den nun stationären zahnartigen Fortsatz 92. Sowohl der sich radial erstreckende Zahn 80 als auch der zahnartige Fortsatz 92 sind mit gleichartig geformten schrägen Nockenflächen versehen, und die auf den zahnartigen Fortsatz 92 durch den sich radial erstreckenden Zahn 80 ausgeübte steigende Belastung reicht aus, um ein Einziehen des sich radial erstreckenden Zahnes 80 in der sich radial erstreckenden Vertiefung 78 gegen die Federkraft der Wendelfeder 82 herbeizuführen, bis die Spitze des sich radial erstreckenden Zahnes 80 von der Spitze des zahnartigen VorSprunges 92 freigehoben ist. Sobald dies auftritt, kann das mit Zähnen versehene Rad 62 seinen Lauf frei fortsetzen, bis die andere Seite des radialen Fortsatzes 68 über die elastische Gummikugel 72 mit der anderen Seite des sich radial erstreckenden Anschlagmittels 70 in Berührung kommt. Sobald dies geschieht, hört das mit Zähnen versehene Rad 62 mit seiner Bewegung auf, und der Anker 24 kommt zum Stillstand. Kurz danach schaltet die Zeitgabeeinrichtung in der der Betätigungseinrichtung 10 zugeordneten elektrischen Schaltung die Zufuhr von elektrischen Strom zu den Klemmen 50 ab, und legt den reversierbaren Elektromotor 16 still. Der der Betätigungseinrichtung 10 zugeordnete Türriegel ist nun versperrt,

und die Betätigungseinrichtung nicht mehr beaufschlagt.

Es sei nun angenommen, daß ein Insasse des Motorfahrzeuges den Fahrzeugtürriegel durch Handbetätigung des Sperrhebels entriegeln will, der dem Abtriebselement 96 zugeordnet ist. Eine Bewegung dieses zugehörigen Sperrhebels zu diesem Zweck läßt eine Kraft auf das Abtriebselement 96 einwirken, um dieses aus dem Gehäuse der Betätigungseinrichtung 10 herauszuziehen. Infolge des Zwangseingriffes zwischen der Zahnstange 94 am Abtriebselement 96 und der Zähne an der koaxialen Büchse 86 der Scheibe 84 wird durch diese Bewegung des Abtriebselementes 96 nach außen eine Bewegung der Scheibe 84 in einer Richtung eingeleitet, die entgegengesetzt zu der liegt, in der diese Scheibe durch das mit Zähnen versetzte Rad 62 nach der vorigen Beschreibung gedreht wurde. Da während des Betriebes der Betätigungseinrichtung 10 der sich radial erstreckende Zahn 80 über den zahnartigen Fortsatz 92 hinweggegangen ist, sind diese nicht länger in Berührung, und die Scheibe 84 ist zur Bewegung frei. Die Scheibe 84 kann ihre Bewegung frei fortsetzen, bis die von Hand eingeleitete Betätigung des Sperrhebels vollendet ist. Damit hat während dieser ganzen Bewegung der Fahrzeuginsasse keine wesentliche Anstrengung zum Lösen des Türriegelmechanismus aufzubringen, der über der normalen Anstrengung liegt, die zur Bewegung der Betriebsbestandteile der Türriegelanordnung selbst erforderlich ist. Wenn die von Hand eingeleitete Betätigung des Lösens des Türriegels aufhört, liegt der zahnartige Vorsprung 92 benachbart zu dem sich radial erstreckenden Zahn 80, berührt diesen jedoch nicht. Demzufolge ist bei der gesamten von Hand eingeleiteten Betätigung des Sperrhebels kein direkter mechanischer Eingriff zwischen dem zahnartigen Fortsatz 92 und dem sich radial erstreckenden Zahn 80 vorhanden. Es ist selbstverständlich zu verstehen, daß, falls der Insasse es wünscht, der Türriegelmechanismus wieder durch

Handbetätigung ohne Schwierigkeit durch einen Insassen des Kraftfahrzeuges aus dem entriegelten in den verriegelten Zustand zurückgeführt werden kann, da die Drehkupplung 64 während der ganzen Zeit gelöst bleibt, während der der Elektromotor 16 nicht beaufschlagt ist.

Falls der Schlüssel des schlüsselbetätigten Mechanismus nun gedreht wird, um eine Bewegung des Türriegelmechanismus aus seiner gesperrten Stellung in seine gelöste Stellung einzuleiten, wird elektrischer Strom den Klemmen 50 so zugeführt, daß der Anker 24 des Elektromotors 16 sich in der zur vorigen Beschreibung umgekehrten Richtung dreht. Dadurch wird wiederum das mit Zähnen versehene Rad 62 in der umgekehrten Richtung gedreht, so daß der sich radial erstreckende Zahn 80 mit dem zahnartigen Vorsprung 92 in Berührung kommt, um so das Mitziehen der Scheibe 84 und die entsprechende Bewegung des Abtriebselementes 96 aus dem Gehäuse der Betätigungseinrichtung 10 heraus einzuleiten. Diese Bewegung des Abtriebselementes 96 hält an, bis der Fahrzeugtürriegel in seine unversperrte oder gelöste Stellung gekommen ist, und dann kommt das Abtriebselement 96 zu einem Stillstand, durch den die Scheibe 84 stationär gehalten wird. Wiederum setzt das mit Zähnen versehene Rad 62 seine Bewegung fort, läßt den unter Federvorspannung stehenden, sich radial erstrekkenden Zahn 80 den zahnartigen Vorsprung 92 überlaufen, so daß das mit Zähnen versehene Rad 62 sich bis zum Ende seines Ablaufes bewegen kann. Wiederum erreicht das mit Zähnen versehene Rad 62 das Ende seines Weges kurz bevor der Zeitverzögerungsabschnitt der mit der Betätigungseinrichtung 10 verbundenen elektrischen Schaltung die Zufüh-. rung von elektrischen Strom zum Elektromotor 16 unterbricht. Es ist selbstverständlich einzusehen, daß dann, wenn ein Insasse des Fahrzeuges vorher den Türriegelmechanismus entriegelt hat, das Mitziehen der Scheibe 84 durch Eingriff

des sich radial erstreckenden Zahnes 80 mit dem zahnartigen Vorsprung 92 nicht auftritt, bis die Stelle erreicht wird, an der der sich radial erstreckende Zahn 80 den zahnartigen Vorsprung 92 überfahren soll. Damit bewegt sich effektiv der sich radial erstreckende Zahn 80 von einer Seite des zahnartigen Fortsatzes 92 weg um den gesamten Umfang der Ring-Randleiste 90, bis er in Berührung mit der anderen Seite des zahnartigen VorSprunges 92 kommt, wenn der Türriegel sich im unversperrten Zustand befindet. Wenn dies eintritt, läßt die durch die Bewegung des mit Zähnen versehenen Rades 62 auf den sich radial erstreckenden Zahn 80 ausgeübte, ansteigende Belastung den sich radial erstreckenden Zahn 80 den zahnartigen Vorsprung 92 überfahren, und so die Kupplung 64 lösen. Darüber hinaus ist einzusehen, daß dann, wenn der Türriegel sich im nichtversperrten Zustand befindet und die Betätigungseinrichtung 10 nicht beaufschlagt ist, ein Insasse des Motorfahrzeuges wiederum von Hand den Mechanismus des Türriegels ohne Behinderung durch die Betätigungseinrichtung 10 betätigen kann.

Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Betätigungseinrichtung 10 ist eine Haupt-Betätigungseinrichtung zur Verwendung bei Zentral-TürverSchlußsystemen, bei denen es möglich ist, alle Türverriegelungsmechanismen über schlüsselbetätigte Mechanismen zu verriegeln und entriegeln, wobei die schlüsselbetätigten Mechanismen in beiden Vordertüren des Kraftfahrzeuges untergebracht sind. Aus diesem Grunde enthält diese Betätigungseinrichtung 10 den Mikroschalter 114, dessen Schalterelement 112 durch Berührung mit der gestuften Ausbildung 110 am Abtriebselement 96 betätigt wird, wenn dieses Abtriebsteil 96 sich in das Gehäuse der Betätigungseinrichtung 10 zurückzieht. Der Mikroschalter 114 schaltet, wenn er so betätigt wird, die anderen angeschlossenen Türbetätigungseinrichtungen der gleichen Art an, die in den anderen Türen des Fahrzeuges sitzen, und die Betätigungs-

einrichtungen in den hinteren Türen des Kraftfahrzeuges besitzen den gleichen Aufbau,haben jedoch keinen Mikroschalter 114. Eine von Hand ausgeführte Betätigung einer Betätigungseinrichtung 10, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, läßt alle Türverriegelungsmechanismen zusammen in Tätigkeit treten infolge der Schaltwirkung des Mikroschalters 114. Da die in den hinteren Türen des Fahrzeuges eingesetzten Betätigungseinrichtungen keinen solchen Mikroschalter 114 enthalten, ergeben sie auch keine derartige zentralisierte Versperrwirkung für die Türen, wenn einer der beiden Türriegel in den hinteren Türen des Fahrzeuges von Hand versperrt oder gelöst wird.

Es ist aus der vorliegenden Beschreibung zu ersehen, daß das Winkelmaß, um welches die Scheibe 84 gedreht werden kann, um ein vorbestimmtes Stück kleiner ist als der Winkelabstand, um den das mit Zähnen versehene Rad 62 während der Beaufschlagung des Elektromotors 16 gedreht wird, um so sicherzustellen, daß der sich radial erstreckende Zahn 80 den zahnartigen Vorsprung 92 überfährt, bevor das mit Zähnen versehene Rad 62 das Ende seines Weges in beiden Richtungen erreicht. Bei der beschriebenen Ausführung wird die Begrenzung der Schwenkbewegung der Scheibe 84 durch das Bewegungsmaß des Sperrhebels des zugeordneten Türriegels hervorgerufen. Das Abtriebselement 96 ist jedoch mit seinen eigenen integralen Anschlagmitteln, jedem seiner Ende benachbart, versehen, und diese integralen Anschlagmittel sind mit gleichartigen Anschlagmitteln in Eingriff bringbar, die innerhalb des unteren Abschnittes 14 des Gehäuses sitzen, um einen maximalen Hub des Abtriebselementes 96 zu erzeugen. Bei der praktischen Ausführung übertrifft dieser maximale Abtriebshub des Abtriebselementes 96 den Abstand, um den der Sperrhebel des zugeordneten Türriegels sich bewegen soll, um den Türverriegelungsmechanismus vom versperrten in den unversperrten

Zustand und umgekehrt zu bewegen. Es ist zu verstehen, daß dadurch, daß dieser Maximalhub für das Abtriebselement 96 vorgesehen wird, sichergestellt wird, daß die Zentral-Türverschlußbetätigungseinrichtung zum Betrieb einer Vielzahl von handelsüblichen Kraftfahrzeug-Türverriegelungen eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Betätigungseinrichtung ist eine kompakte, jedoch sehr wirksame Zentralbetätigungseinrichtung, die störungsfrei, rasch und ruhig beispielsweise einen zugeordneten Fahrzeugtür-Verriegelungsmechanismus entweder von einem gesperrten Zustand in einen ungesperrten Zustand oder umgekehrt bewegt. Die Form und Auslegung des bei der Betätigungseinrichtung verwendeten reversiblen Elektromotors ist so, daß sich eine sehr schlanke Betätigungseinrichtung mit einer hohen Leistungsabgabe ergibt, wobei die Leistung mit minimalem Geräusch abgegeben wird. Bei einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Betätigungseinrichtung mit einem Drehkuppelmechanismus versehen, der wirksam vollständig am Ende jedes Leistungshubes der Betätigungseinrichtung gelöst wird, so daß ein von Hand ausgeführtes Sperren oder Lösen des zugehörigen Fahrzeugtür-Riegelmechanismus ohne übergroße Anstrengung durch einen Insassen des Motorfahrzeuges, in dem die Betätigungseinrichtung istalliert ist, ausgeführt werden kann. Bei dieser bevorzugten Ausführung ist der drehbare Kupplungsmechanismus mit elastischen Kugeln zwischen dem antreibenden Teil und dem Kupplungsgehäuse versehen, um wirksam den Kupplungsmechanismus gegen die Kräfte abzupolstern, die zwischen dem antreibenden Teil und dem Kupplungsgehäuse entwickelt werden, wenn das antreibende Teil das Ende seines Weges erreicht.

Bei der Betätigungseinrichtung entsprechend einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist die Betätigungseinrichtung so ausgelegt, daß sie ohne Schwierig-

keit sowohl als Hauptbetätigungseinrichtung für ein zentrales Schließsystem als auch als Hilfsbetätigungseinrichtung für ein solches System eingesetzt werden kann, nämlich nur dadurch, daß bestimmte Bestandteile des Betätigungssystemes weggelassen werden. Darüber hinaus ist der Gesamtbetätigungshub des Abtriebselementes der Betätigungseinrichtung so bemessen, daß er dem Bewegungsbereich der Sperrhebel der handelsüblichen Kraftfahrzeug-Türriegel umfaßt. Demzufolge kann die Betätigungseinrichtung kleinere Fehlausrichtungen zwischen dem Ausgangselement der Betätigungseinrichtung und eines zugehörigen Türriegels während des Zusammenbaus in einer Kraftfahrzeugtür aufnehmen.

Die Betätigungseinrichtung erfindungsgemäßer Art ist insbesondere für den Gebrauch mit einem Kraftfahrzeug-Türriegelmechanismus beschrieben. Es ist jedoch leicht einzusehen, daß die grundsätzliche Betätigungseinrichtung einen potentiellen breiteren Einsatzbereich innerhalb eines Kraftfahrzeuges zur elektrischen Betätigung anderer bewegbarer Bestandteile innerhalb des Kraftfahrzeuges besitzt, wie beispielsweise der Lüftungsblenden in einem Klimaanlagensystem, der Deckelverriegelung für die Treibstoff einfüllung oder einer Haubenverriegelung.

Claims (7)

1. Patentansprüche :

   1/ Elektrisch betreibbare Betätigungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem reversierbaren Gleichstrom-Elektromotor, einem Untersetzungsgetriebe und einem hin- und herbewegbaren Element, das dazu ausgelegt ist, an einem Ende mit einem Sperrhebel einer Kraftfahrzeug-Türverriegelung verbunden zu werden,

   dadurch gekennzeichnet, daß der reversierbare Gleichstrom-Elektromotor (16) enthält: einen permanentmagnetischen Stator in Form eines zylindrischen Ringes (18) , dessen Innendurchmesser mindest zweimal so groß wie seine Axiallänge ist, einen mit Spulenwicklun-

   MANITZ ■ FINSTERWALD · HEYN · MORGAN· 8000 MÜNCHEN 22 · ROBERT-KOCH-STRASSE 1 · TEL. (089) 224211 · TELEX 529672 PATMF- FAX (089) 297575

   gen versehenen Anker (24) in Form eines Pol-Rotors mit einem Durchmesser, der mindestens das Doppelte seiner axialen Breite ist, und einen flachen scheibenförmigen, in Segmente unterteilten Kommutator (42), der an dem Rotor (24) konzentrisch mit und benachbart zu einem an dem Rotor befindlichen Ausgangsritzel (40) befestigt ist.
2. 2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der scheibenförmige, in Segmente unterteilte Kommutator (42) dadurch an dem Rotor (24) befestigt ist, daß er in einem einstückigen Formstück aus synthetischem Kunststoff untergebracht ist, das das Ausgangsritzel (40) enthält.
3. 3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der zwischen dem reversierbaren Elektromotor und dem hin- und herbewegbaren Element ein Kupplungsmittel vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß das Kupplungsmittel eine drehbare auf Belastung ansprechend lösbare Kupplung (64) innerhalb des Untersetzungsgetriebes (40, 54, 58, 62, 86, 94) ist, die das hin- und herbewegbare Element (96) vollständig von dem reversierbaren Elektromotor beim Ende jeder vorbestimmten, durch den Motor hervorgerufenen Bewegung des hin- und herbewegbaren Elementes (96) abtrennt, so daß dann, wenn das hin- und herbewegbare Element mit dem Sperrhebel eines Kraftfahrzeug-Türriegels gekoppelt und die Betätigungseinrichtung unwirksam ist, der Sperrhebel von Hand ohne größere Schwierigkeit betätigt werden kann.
4. 4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 3, bei der der reversible Elektromotor, das Untersetzungsgetriebe und das hin- und herbewegbare Element zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehkupplung (64) innerhalb des Untersetzungsgetriebes (40, 54, 58, 62, 86, 94)

   eingesetzt ist und ein antreibendes Element in Form eines schwenkbar in dem Gehäuse (12, 14) angebrachten mit Zähnen versehenen Rades (62) umfaßt, welches an seiner einen Seite einen sich radial erstreckenden Fortsatz (68) besitzt, der mit einem sich radial erstreckenden Anschlagmittel (70) innerhalb des Gehäuses (12) in Eingriff bringbar ist und an seiner anderen Seite einen federbeaufschlagten, mit dem sich radial erstreckenden Fortsatz (68) ausgerichteten Zahn (80) besitzt und ein angetriebenes Element in Form einer Scheibe (84), die an einer Seite ein Ausgangsritzel (86) und an der anderen Seite eine abstehende Ring-Randleiste (90) besitzt, wobei die Ringrandleiste in koaxialem Eingriff mit einer Stützfläche (74) an der anderen Seite des mit Zähnen versehenen Rades (62) steht, um so den federbeaufschlagten Zahn (80) zu umschließen, und daß ein zahnartiger Vorsprung (92) an der abstehenden Ringleiste (90) vorgesehen ist, der mit dem federbeaufschlagten Zahn (80) in Eingriff bringbar ist.
5. 5. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den sich radial erstreckenden Fortsatz (68) und den sich radial erstrekkenden Anschlagmittel (70) elastische Kugeln (72) zwischen die eine Seite des mit Zähnen versehenen Rades (62) und das Gehäuse (12) eingesetzt sind.
6. 6. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß das hin- und herbewegbare Element (96) einen Zahnstangenabschnitt (94) eines Zahnstangen/Ritzel-Teiles des Getriebes bildet, daß das Ausgangsritzel (86) des angetriebenen Elementes (84) der Drehkupplung (64) den Ritzelabschnitt des Zahnstangen/Ritzel-Teiles bildet, und daß das Ausgangsritzel (86) integrale Anschlagausbildungen enthält, die den Gesamthub des hin- und herbewegbaren Elementes (96) begrenzen.
7. 7. Betätigungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Betätigungseinrichtung einen durch die Bewegung des hin- und herbewegbaren Elementes (96) betätigbaren Mikroschalter (114) enthält.