DE4218177A1 - Stelleinheit für Schlösser von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stelleinheit für Schlösser von Kraftfahrzeugtüren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Neben Kraftfahrzeugtüren sind in gleicher Weise Klappen von Kraftfahrzeugen, beispielsweise Koffer­ raumdeckel oder Heckklappen, mit eingeschlossen. Außer mit den heute bei Kraftfahrzeugtürschlössern fast aus­ schließlich verwendeten Gabelfallen kann die Stelleinheit selbstverständlich auch mit andersartigen Verriegelungs­ elementen zusammenwirken.

Aus der DE 32 07 880 A1 ist ein Türschloß für Kraftfahr­ zeuge bekannt, bei dem ein Elektromotor über ein Unter­ setzungsgetriebe einen schwenkbar gelagerten ersten Fin­ ger antreibt, der seinerseits einen mit einer Gabelfalle kraftschlüssig gekoppelten zweiten Finger verschwenkt, wodurch die Gabelfalle aus ihrer Vorraststellung in ihre Hauptraststellung überführt und damit die Kraftfahrzeug­ tür geschlossen wird. Der Elektromotor wird hierbei über elektrische Schalter gesteuert. Auch das Öffnen der Tür erfolgt durch Fremdkraft, indem der Elektromotor über das Getriebe und ein Hebelwerk eine Sperrklinke derart ver­ schwenkt, daß die Gabelfalle freigegeben wird. Befindet sich der Elektromotor mit Getriebe in der definierten Stellung "Tür verriegelt" oder "Tür geöffnet", so kann bei Ausfall der Fremdkrafteinrichtung die Tür in herkömm­ licher Weise geschlossen bzw. über ein mechanisch wirken­ des Gestänge geöffnet werden.

Bleibt jedoch infolge eines Abschaltens oder einer Unter­ brechung der Stromzufuhr des Elektromotors der erste Fin­ ger in einer Zwischenstellung vor Beendigung des Zuzie­ hens der Tür stehen, so kann die (unvollständig geschlos­ sene) Türe nicht mehr geöffnet werden: Ein Zurückver­ schwenken der mit dem zweiten Finger drehfest verbundenen Gabelfalle ist nicht möglich, da der erste Finger die Be­ wegung des zweiten Fingers blockiert. Aufgrund des bei Umkehrung des Kraftflusses selbsthemmend wirkenden Schneckengetriebes ist der erste Finger nämlich bei einem Ausfall der Stromversorgung des Elektromotors mechanisch arretiert. Hieraus ergibt sich ein nicht unerhebliches Sicherheitsrisiko.

Weitere Nachteile ergeben sich bei dem bekannten Tür­ schloß aus der Verwendung von Mikroschaltern aufgrund de­ ren Schalttoleranzen, Kontaktprellens, Verschleißes und der Notwendigkeit des exakten Justierens der Mikroschal­ ter. Spricht zum Beispiel der obere Mikroschalter nicht an, so wird unmittelbar nach dem Schließvorgang die Tür automatisch wieder geöffnet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stelleinheit für ein Kraftfahrzeugtürschloß derart auszubilden, daß das Öffnen und Schließen der Tür auch bei einem Ausfall der Antriebsenergie für die Stellein­ heit jederzeit uneingeschränkt möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Indem die Bewegungsbahn der Gabelfalle bzw. damit form­ steif verbundener Elemente bei einem Ausfall der An­ triebsenergie automatisch freigemacht wird, kann das Schloß jederzeit ohne Beeinträchtigung wie ein konventio­ nelles Schloß ohne Fremdkraftbetätigung bedient werden. Hierdurch wird ausgeschlossen, daß die Insassen das Wa­ geninnere nicht mehr verlassen können oder eine ver­ schlossene Tür des Kraftfahrzeuges von außen nicht mehr geöffnet werden kann. Die Erfindung kann in einfacher Weise und mit geringen Kosten in bekannte Türschlösser mit Fremdkraftantrieb integriert werden.

Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß An­ spruch 2 stellt mit der Feder einen einfach aufgebauten und kostengünstigen mechanischen Energiespeicher zur Ver­ fügung, der bei jeder Drehung des Rotors des Elektromo­ tors zwangsweise geladen wird und somit gewährleistet, daß bei einem Ausfall der Antriebsenergie für die Stell­ einheit ausreichend mechanische Energie vorhanden ist, um die Stelleinheit von der Gabelfalle zu entkoppeln.

Die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 trägt der Tatsache Rechnung, daß die Drehbewegung des Rotors des Elektromotors entsprechend untersetzt werden muß, um den verhältnismäßig geringen Verschwenkungswinkel der Gabel­ falle bei relativ hohem Drehmoment zum Schließen der Kraftfahrzeugtür zu erreichen. Die erfindungsgemäß einge­ setzte Wickelfeder erlaubt auch eine größere Anzahl von Rotorumdrehungen. Wickelfedern sind zudem kostengünstig und zeichnen sich durch geringen Bauraumbedarf aus.

Die vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß An­ spruch 4 erlaubt eine kompakte Bauweise des erfindungsge­ mäßen Fremdkraftantriebes. Durch die Teilung der Lager­ achsen für den Hebel und die Gabelfalle werden mechani­ sche Stöße, die sich beim herkömmlichen Zuschlagen der Fahrzeugtür in der Gabelfalle ergeben, nicht in das Ge­ triebe eingeleitet.

Die Ausbildung eines Fingers an der Gabelfalle (Anspruch 5) ermöglicht in einfacher und direkter Weise das Ver­ schwenken durch den Hebel. Die verwendeten Hall-Sensoren, die sich durch geringe Störungs- und Verschleißanfällig­ keit auszeichnen, ermöglichen eine exakte und gut repro­ duzierbare Steuerung des Elektromotors.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Stell­ einheit mit Getriebe, Gabelfalle und weiteren Komponenten;

Fig. 2 eine Seitenansicht von Fig. 1, teilweise ge­ schnitten.

Fig. 1 zeigt mit Blickrichtung auf die hintere Stirnseite einer nicht näher dargestellten rechten Tür eines Kraft­ fahrzeuges eine erfindungsgemäße, als Elektromotor 1 aus­ gebildete Stelleinheit, ein in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichnetes Getriebe, eine Gabelfalle 3 eines nicht nä­ her dargestellten Türschlosses in ihrer Hauptraststellung H sowie weitere Komponenten. Fig. 2 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 1 in der Seitenansicht in teilweiser Schnitt­ darstellung zur Sichtbarmachung der relevanten Komponen­ ten.

Der Elektromotor 1 treibt über eine Schnecke 4 ein Schneckenrad 5 an, das über eine Antriebswelle 6 mit einem ersten Stirnrad 7 verbunden ist. Über ein zwischen­ geschaltetes Stirnrad 8 und ein drittes Stirnrad 9 wird eine Abtriebswelle 10 bewegt, die an ihrem hinteren Endabschnitt einen Hebel 11 trägt. Antriebs- und Ab­ triebswelle 6 bzw. 10 sowie die Achse des zwischenge­ schalteten Stirnrades 8 sind im Gehäuse 12 gelagert. Ko­ axial zur Abtriebswelle 10, jedoch von ihr getrennt, ist die Achse 13 zur Lagerung der Gabelfalle 3 angeordnet. Zwecks Vereinfachung der Darstellung ist der Hebel 11 in Fig. 2 gegenüber der Position in Fig. 1 in die Ansicht gedreht. Die Gabelfalle 3 befindet sich in der Hauptrast­ stellung H und hintergreift hierbei einen karosseriefe­ sten Schließbolzen 14. Sie wird hierbei über eine Rast­ nase 15 an ihrem der Fahrzeuginnenseite 16 zugewandten ersten Schenkel 17 durch eine nicht dargestellte Sperr­ klinke in der Hauptraststellung H arretiert. Diametral zum zweiten Schenkel 18 ist an der Gabelfalle 3 ein Fin­ ger 19 angeordnet. Neben der in Fig. 1 dargestellten Hauptraststellung H ist der Finger 19 auch in der Vor­ raststellung V und der Ausgangsstellung A strichliert dargestellt. Der Hebel 11 hingegen befindet sich in-sei­ ner Ausgangsstellung A und liegt hierbei am Anschlag 20 an. Zusätzlich ist für den Hebel 11 die Hauptraststellung H strichliert dargestellt. In der Vorrast- und Hauptrast­ stellung V bzw. H ist in Verlängerung des Fingers 19 ein innerer Hall-Sensor 21 mit einem inneren Magnet 22 bzw. ein äußerer Hall-Sensor 23 mit äußerem Magnet 24 angeord­ net.

Der untere Endabschnitt des Rotors 32 des Elektromotors 1 ist als Federkern ausgebildet. An der Stelle 26 am Rotor 32 ist das innere Ende einer Wickelfeder 27 eingehängt. Die spiralförmige Wickelfeder 27 besteht aus mehreren Windungen und ist mit ihrem äußeren Ende an der Stelle 28 am Gehäuse 25 des Elektromotors 1 befestigt.

Nachfolgend ist die Funktionsweise der oben beschriebenen Anordnung näher erläutert:

Bei geöffneter Tür weist die Öffnung der Gabelfalle 3 in Richtung der Türinnenseite 16; der Finger 19 liegt am waagrechten Abschnitt 29 des Hebels 11 an. Der Hebel 11 seinerseits befindet sich am türfesten Anschlag 20. Wird die Fahrzeugtür durch den Benutzer mit relativ geringem Kraftaufwand zum Türausschnitt hin verschwenkt, so fädelt der Schließbolzen 14 in die Gabelfalle 3 ein und ver­ schwenkt diese durch Auflaufen an der profilierten Innen­ seite des zweiten Schenkels 18 in die Vorraststellung V. In dieser Position wird die Fahrzeugtür durch die nicht dargestellte Sperrklinke, die an der Rastnase 30 des zweiten Schenkels 18 eingreift, bereits arretiert. Der Finger 19 liegt dabei dem äußeren Hall-Sensor 21 und dem zugeordneten Magnet 22 direkt gegenüber. Durch den in diesem Bereich nichtmetallischen Abschnitt 31 des Gehäu­ ses 12 entsteht zwischen dem Magnet 22 und der metalli­ schen Gabelfalle 3 ein Magnetfluß, der den Hall-Sensor 21 aktiviert. Der Hall-Sensor 21 schaltet den Elektromotor 1 ein, der nunmehr über das Getriebe 2 den Hebel 11 im Uhr­ zeigersinn verschwenkt, bis er am Finger 19 zur Anlage kommt und nunmehr die Gabelfalle 3 bis zum Erreichen der Hauptraststellung H mit verschwenkt. In der Hauptrast­ stellung H schaltet der innere Hall-Sensor 23 in gleicher Weise den Elektromotor 1 wieder aus oder bewirkt eine Richtungsumkehr, um den Hebel 11 in seine Ausgangsstel­ lung A zurückzuverschwenken. Die Gabelfalle 3 wird in der Hauptraststellung H durch die Sperrklinke arretiert; die Fahrzeugtür ist durch das vorangegangene Entlanglaufen des Schließbolzens 14 an der profilierten Innenseite der Gabelfalle 3 nunmehr vollständig geschlossen. Dieser Schließvorgang erfolgte ausschließlich durch Motorkraft, d. h. ohne Schwung und damit mit entsprechend geringer Geräuschentwicklung.

Gleichzeitig mit dem Verschwenken des Hebels 11 spannt der Rotor 32 des Elektromotors 1 die Wickelfeder 27. Die Wickelfeder 27 ist so ausgelegt, daß sie eine entspre­ chende Anzahl von Rotorumdrehungen aufnehmen kann und da­ bei eine Spannkraft aufbaut, die so bemessen ist, daß bei einer Abschaltung oder einem Ausfall der Stromversorgung des Elektromotors 1 der Hebel 11 aus jeder Position in seine Ausgangslage A zurückverschwenkt werden kann, indem die Wickelfeder 11 über den Rotor 32 das Getriebe 2 an­ treibt. Die Wickelfeder 27 muß hierzu ihre eigenen Rei­ bungswiderstände, das Durchdrehmoment des abgeschalteten Elektromotors 1 und die Reibungsverluste im Getriebe 2 überwinden. Um zu gewährleisten, daß der Hebel 11 in je­ dem Fall am Anschlag 20 zur Anlage kommt, ist die Wickel­ feder 27 so mit Vorspannung einzusetzen, daß sie bereits in der Ausgangslage A des Hebels 11 ein entsprechendes Rückstellmoment auf den Rotor 32 ausübt.

Durch die zwangsweise Kombination des Verschwenkens des Hebels 11 mit dem Spannen der Wickelfeder 27, die einen mechanischen Energiespeicher darstellt, der bei Aktivie­ rung des Elektromotors 1 in jedem Fall geladen wird, ist gewährleistet, daß bei Abschaltung des Elektromotors 1 der Hebel 11 auf jeden Fall in seine Ausgangslage A zu­ rückverschwenkt wird und damit die Bewegungsbahn der Ga­ belfalle 3 freigemacht wird. In der Ausgangsstellung A des Hebels 11 verhält sich das oben beschriebene Tür­ schloß wie ein konventionelles Türschloß ohne elektromo­ torische Zuziehhilfe, so daß die Fahrzeugtür ungehindert geöffnet und geschlossen werden kann.

In einem weiteren Schritt ist es möglich, durch die Überwachung der Stromaufnahme des Elektromotors 1 die Funk­ tion der Wickelfeder 27 zu kontrollieren.

Claims (5)

1. Stelleinheit von Kraftfahrzeugtüren, die über ein Getriebe auf eine verschwenkbare Gabelfalle, welche bei geschlossener Tür ein Schließelement hinter­ greift, wirkt und die Tür aus einer Vorraststellung in eine Hauptraststellung überführt, dadurch gekennzeichnet, daß bei Abschaltung oder Ausfall der Antriebsenergie für die Stelleinheit die Stelleinheit mit Getriebe (2) selbsttätig von der Gabelfalle (3) entkoppelt wird.

2. Stelleinheit für Schlösser von Kraftfahrzeugtüren nach Anspruch 1, bestehend aus einem Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (32) des Elek­ tromotors (1) zum einen das Getriebe (2) antreibt und zum anderen mit einer Feder verbunden ist.

3. Stelleinheit für Schlösser von Kraftfahrzeugtüren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als spiralför­ mige Wickelfeder (27) ausgebildet ist, deren erstes Ende am Rotor (32) des Elektromotors (1) und deren zweites Ende am Gehäuse (25) des Elektromotors (2) festgelegt ist, wobei der Elektromotor (1) beim überführen der Gabelfalle (3) in die Hauptraststel­ lung (H) die Feder spannt.

4. Stelleinheit für Schlösser von Kraftfahrzeugtüren nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Getriebe einen Hebel verschwenkt, der über Formschluß die Gabelfalle in einer Drehrichtung mit­ verschwenkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen des Hebels (11) und der Gabelfalle (3) koaxial sind und aus geteilten Achsen bestehen.

5. Stelleinheit für Schlösser von Kraftfahrzeugtüren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formschluß über einen Finger (19) an der Gabelfalle (3) hergestellt wird, wobei der Endabschnitt des Fingers (19) in der Vor- und der Hauptraststellung (V bzw. H) der Ga­ belfalle (3) jeweils einem Hall-Sensor (21, 23) und einem Magnet (22, 24) gegenüberliegt.