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Gebiet der
Erfindung
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Diese
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verriegelungsvorrichtung
zum Verriegeln und Entriegeln eines Elements an bzw. von einer Säule. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine kraftangetriebene
Türverriegelungsvorrichtung
zum Sichern und Entsichern einer Fahrzeugtür.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
typische Kraftfahrzeugtür
ist in einem Türrahmen
an dem Fahrzeug befestigt und kann zwischen einer offenen und einer
geschlossenen Position bewegt werden. Normalerweise ist die Tür in einer geschlossenen
Position durch den verriegelnden Eingriff zwischen einer mittels
Feder vorgespannten Sperrvorrichtung, die drehbar in der Türverriegelung befestigt
ist, und einem U-förmigen
Schließkolben gehalten,
der an dem Türrahmen
befestigt ist. Die Sperrvorrichtung ist meistens in Richtung der
unverriegelten Position mittels einer Feder vorgespannt, um den
Schließkolben
freizugeben und wird in der verriegelten Position gehalten, um den
Schließkolben
durch eine mittels Feder vorgespannte Klinke oder eine andere mechanische
Struktur zu halten. Der Schließkolben
kann sich erst drehen, wenn die Klinke bewegt wird, um die Sperrvorrichtung
freizugeben.
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Die
Mehrzahl dieser Türverriegelungen
wird ausschließlich
manuell betrieben sowohl zum Entriegeln als auch Wiederverriegeln
der Tür.
Typischerweise sind manuelle Freigabegriffe an der Innen- und Außenseite
der Tür
vorgesehen, um die Sperrvorrichtung von dem Schließkolben
zu lösen,
indem die Klinke so bewegt wird, dass die Tür geöffnet werden kann. Die Tür wird geschlossen
und durch manuelles Drehen der Tür
wieder verriegelt, so dass die Sperrvorrichtung auf den Schließkolben
mit ausreichender Kraft auftrifft, um die Klinke in die verriegelte
Position entgegen der von der Sperrvorrichtungsfeder ausgeübten Federkraft
zu verschwenken.
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Es
ist jedoch oft schwierig, die manuell verriegelbaren Fahrzeugtüren von
derzeitigen Fahrzeugmodellen vollständig zu schließen und
zu verriegeln, da der Wunsch, das Fahrzeuggewicht zu reduzieren
und den Kraftstoffverbrauch zu verbessern die Ingenieure dazu gebracht
hat, Fahrzeuge mit relativ dünnen
und leichten Türen
zu entwickeln. Oft werden relativ harte Türdichtungen für diese
dünnen,
leichten Türen
verwendet, um die Abdichtung um die Tür herum zu verbessern, insbesondere
bei hohen Fahrtgeschwindigkeiten. Da viele Fahrzeugtüren relativ
leicht sind und relativ harte Türdichtungen
haben, haben viele Fahrzeugtüren
oft eine nicht ausreichende Trägheitsenergie,
wenn sie geschlossen werden, um diese harten Türdichtungen zu komprimieren
und die Sperrvorrichtung vollständig
in die verriegelte Position zu drehen, um die Tür zu verriegeln.
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Kraftangetriebene
Türverriegelungsvorrichtungen
wurden entwickelt, um diese Probleme in Verbindung mit dem Verriegeln
von Türen
bei leichter Konstruktion und harten Türdichtungen zu überwinden.
Kraftangetriebene Türverriegelungsvorrichtungen
ermöglichen
eine geringe Trägheitsenergie
oder „sanftes" Schließen der
leichten Türen
ohne dass die Tür
zugeschlagen werden muss, selbst bei dem erhöhten Dichtungsdruck, der sich
durch die relativ harten Türdichtungen
ergibt. Existierende kraftangetriebene Türverriegelungsvorrichtungen
funktionieren typischerweise beim Verriegeln einer Fahrzeugtür auf eine
der zwei Arten: 1) durch Zwingen der Sperrvorrichtung, dass sie
sich nach dem Eingriff mit dem Schließkolben in die Schließrichtung
dreht oder 2) durch Zwingen des Schließkolbens, dass er sich in eine
Tür-Schließrichtung
bewegt, nachdem der Schließkolben
vollständig
mit der Sperrvorrichtung in Eingriff ist.
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Die
Verwendung beider kraftangetriebenen Türverriegelungsvorrichtungen
verringert den Lärm beim
Schließen
von Türen
und reduziert den manuellen Aufwand, der erforderlich ist, um die
Türe vollständig zu
schließen.
Kraftangetriebene Türverriegelungsvorrichtungen
sind durch Ishikawa (
US 4,986,579 ),
Kobayashi (
US 5,273,324 )
und Dowling (
US 5,520,425 )
offenbart. Bei Ishikawa beinhaltet die Türverriegelungsvorrichtung einen
Elektromotor zum Drehen der mittels Feder vorgespannten Sperrvorrichtung
aus der teils geschlossenen zur vollständig geschlossenen Position,
und einen elektrischen Schalter zum Aktivieren und Deaktivieren
des Elektromotors. Bei Kobayashi beinhaltet die Türverriegelungsvorrichtung
einen drehbaren Hebel zum Drehen der Sperrplatte in die vollständig geschlossene
Position, einen Elektromotor zum Betätigen des Hebels und eine mechanische
Verbindung, die sich zwischen dem Hebel und der Sperrplatte erstreckt,
um die Sperrplatte in die vollständig
geschlossene Position zu drehen. Bei Dowling beinhaltet die Türverriegelungsvorrichtung
ein motorisch betriebenes Getriebe und einen flexiblen Draht, der
sich zwischen dem getriebenen Rad und der Sperrvorrichtung erstreckt, um
die Sperrvorrichtung von der teilweise geschlossenen in die vollständig geschlossene
Position zu drehen. Bei Ishikawa ist jedoch ein komplexes Dreh-Betätigungselement
erforderlich, um den Schalter zu bedienen, wohingegen die mechanische Verbindung
und der flexible Draht, die bei Kobayashi bzw. Dowling verwendet
werden, das mechanische Moment zwischen dem Elektromotor und der
Sperrplatte ineffektiv übertragen.
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Es
werden ebenfalls Verriegelungsvorrichtungen verwendet, die sowohl
ein kraftunterstütztes Öffnen als auch ein kraftunterstütztes Schließen bereitstellen.
Bei diesen kraftunterstützten
Verriegelungsvorrichtungen wird dieselbe Leistungsquelle, normalerweise
ein Elektromotor, der in der Fahrzeugtür angeordnet ist, sowohl zum Öffnen der
Verriegelung als auch zum Schließen der Verriegelung verwendet.
Der mechanische Verriegelungsmechanismus und einige Türöffnungsgriffe
in der Fahrzeugtür können weggelassen
werden, wenn diese Verriegelungsvorrichtungen verwendet werden.
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Kraftunterstützte Öffnungs-
und Schließ-Verriegelungsvorrichtungen
werden von Bernard (
US 4,664,430 ),
Kleefeldt (
US 4,518,180 )
und Tamiya (
US 5,232,253 )
gelehrt. Diese Arten von Verriegelungsvorrichtungen werden oft vorteilhaft
mit kraftangetriebenen Fahrzeugschiebetüren verwendet, bei welchen
die Verriegelung gelöst
werden muss, bevor der kraftangetriebene Türöffnungsmechanismus betätigt werden
kann, um die Tür
zu öffnen.
Bernard verwendet eine zylindrische Sperrplatte und eine Scheibe,
die drehbar an einer gemeinsamen Welle befestigt ist, eine Klinke,
die schwenkbar an der Scheibe zum Eingriff mit der Sperrplatte befestigt
ist, und eine elektrische Verstellspindel, um die Scheibe zwischen
einer offenen Verriegelungsposition und einer geschlossenen Verriegelungsposition
zu drehen. Kleefeldt verwendet ein motorisch angetriebenes Rad und
eine Schieb-Gelenkverbindung, die mechanisch mit dem getriebenen
Rad gekoppelt ist, um die Sperrvorrichtung zu öffnen und zu schließen. Tamiya verwendet
eine über
eine Zahnstange angetriebene Verbindung zum Drehen der Sperrvorrichtung
von der offenen Position in die geschlossene Position und einen
Hebel, der mit der Verbindung gekoppelt ist, um die Klinke von der
Sperrvorrichtung zu lösen,
um zu ermöglichen,
dass die Sperrvorrichtung zurück
in die geöffnete
Position gedreht wird. Bernard belastet jedoch den Elektromotor,
indem er den Motor als Bremse verwendet, um die Sperrplatte in der
geschlossenen Position zu halten, wohingegen der Sperrmechanismus
von Kleefeldt und Tamiya in einem Umfeld, wenn die Tür mit Druck
verriegelt wird, nicht zuverlässig
ist. Die Schiebe-Gelenkverbindung von Kleefeldt schränkt auch
das mechanische Moment ein, welches letztendlich auf die Sperrvorrichtung
ausgeübt
wird.
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Dementsprechend
besteht weiterhin ein Bedarf an einer einfachen, kosteneffektiven,
kraftunterstützten
Türverriegelungsvorrichtung,
die ein Moment von dem Elektromotor effektiv an die Sperrvorrichtung überträgt. Weiterhin
besteht ein Bedarf an einer kraftunterstützten Türverriegelungsvorrichtung, welche
die Belastung, die durch die Sperrvorrichtung auf den Elektromotor
ausgeübt
wird, einschränkt.
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DE-A-19711563
offenbart eine kraftangetriebene Türvorrichtung zum Eingriff mit
einem Türschließkolben
mit einer Sperrvorrichtung, die zwischen einer offenen und einer
geschlossenen Position drehbar ist, wobei eine Klinke in Eingriff
mit dem Schließkolben
und in Richtung der offenen Position vorgespannt ist, für einen
Eingriff mit einer Arretierfläche
der Sperrvorrichtung, um selektiv einer Rotation derselben in Richtung
der geöffneten
Position zu widerstehen, einem drehbaren Betätigungselement zum Drehen der
Sperrvorrichtung in Richtung der geschlossenen Position und einem
Antriebs-Betätigungselement
einschließlich
einer Antriebsmaschine, einem Abtriebselement in Eingriff mit dem
drehbaren Betätigungselement
und einer lösbaren
Kopplung, die zwischen der Antriebsmaschine und dem Abtriebselement
gekoppelt ist, um ein Drehmoment zwischen der Antriebsmaschine und
dem drehbaren Betätigungselement
selektiv zu übertragen.
Die kraftangetriebene Türverriegelungsvorrichtung
weist weiterhin eine Antriebs-Steuereinheit auf, die mit der lösbaren Kopplung
gekoppelt ist und zum Lösen
der Antriebsmaschine von dem drehbaren Betätigungselement vorgesehen ist,
wenn die Sperrvorrichtung in der geschlossenen oder geöffneten
Position angeordnet ist. Das drehbare Betätigungselement hat einen Feststellarm,
der in die Sperrvorrichtung bei Rotation des drehbaren Betätigungselements
in eine Richtung eingreift, um die Sperrvorrichtung in die geschlossene
Position zu drehen.
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GB-A-2320943
offenbart eine kraftangetriebene Türverriegelungsvorrichtung ähnlich zu
der aus der DE-A-19711563 bekannten, wobei ein drehbares Betätigungselement
einen Arm aufweist, der in eine erste Richtung bewegbar ist, um
die Sperrvorrichtung in Richtung der geschlossenen Position zu drehen, und
in eine zweite Richtung entgegengesetzt zur ersten bewegbar ist,
um die Klinke von der Sperrvorrichtung zu lösen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine kraftangetriebene Türverriegelungsvorrichtung,
wie in dem beiliegenden Anspruch 1 definiert, vorgesehen, welche
einige der Nachteile des Stands der Technik löst.
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Die
kraftangetriebene Türverriegelungsvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung weist eine Sperrvorrichtung zum
Eingriff mit einem Tür-Schließkolben,
eine Klinke zum Eingriff mit einer Arretierfläche, die an der Sperrvorrichtung
vorgesehen ist, um selektiv einer Drehung der Sperrvorrichtung in
die offene Position zu widerstehen, ein drehbares Betätigungselement
zum Drehen der Sperrvorrichtung in die geschlossene Position und
zum Lösen
der Klinke von der Arretierfläche
und ein Antriebs-Betätigungselement
zum Antreiben des drehbaren Betätigungselements
auf. Das Antriebs-Betätigungselement beinhaltet
eine Antriebsmaschine, ein Abtriebselement in Eingriff mit dem drehbaren
Betätigungselement
und eine lösbare
Kopplung, die zwischen der Antriebsmaschine und dem Abtriebselement
gekoppelt ist, um selektiv ein Moment zwischen der Antriebsmaschine und
dem drehbaren Betätigungselement
zu übertragen.
Die kraftangetriebene Türverriegelungsvorrichtung
beinhaltet auch eine Antriebs-Steuereinheit
zum Steuern des Betriebs des Antriebs-Betätigungselements. Die Antriebs-Steuereinheit ist
mit der lösbaren
Kopplung gekoppelt und zum Lösen
der Antriebsmaschine von dem drehbaren Betätigungselement ausgebildet,
wenn die Sperrvorrichtung entweder in der offenen oder geschlossenen
Position angeordnet ist.
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Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der
Erfindung liefert die Türverriegelungsvorrichtung ein
kraftunterstütztes Öffnen und
Schließen
einer Fahrzeugtür
bezüglich
eines Fahrzeugtürrahmens zwischen
einer geschlossenen Position, in welcher die Tür mit einem Schließkolben
verriegelt ist, der an dem Türrahmen
vorgesehen ist, und einer geöffneten Position,
in welcher die Tür
von dem Schließkolben entriegelt
ist. Die Tür-Verriegelungsvorrichtung
hat eine Sperrvorrichtung, die mit einer Öffnung eines Gehäuses zusammenwirkt,
um den Schließkolben lösbar zu
halten. Die Türverriegelungsvorrichtung
beinhaltet auch eine schwenkbare Klinke, die in Zusammenwirkung
mit der Sperrvorrichtung für
eine vorgespannte Bewegung in eine Halteposition befestigt ist, wobei
die Sperrvorrichtung (1) in der sekundären verriegelten Position entgegen
einer Bewegung in die unverriegelte Position und (2) in der primären verriegelten
Position entgegen einer Bewegung in Richtung der zweiten verriegelten
Position gehalten ist. Die Klinke kann aus der Halteposition in
eine Freigabeposition bewegt werden, um zu ermöglichen, dass die Sperrvorrichtung
sich in die unverriegelte Position bewegt. Die Türverriegelungsvorrichtung beinhaltet weiter
ein Zahnsegment, das so konstruiert und angeordnet ist, dass es
von einer Null-Position in eine Richtung über einen Schließhub in
eine geschlossene Position und von der geschlossenen Position über einen
Rückhub
in die Null-Position und von der Null-Position in eine entgegengesetzte
Richtung über einen Öffnungshub
in eine Öffnungsposition
und von der Öffnungsposition über einen
Rückhub
in die Null-Position bewegt werden kann. Eine Betätigungselement-Anordnung beinhaltet
einen reversiblen Elektromotor und eine Kupplungsanordnung zum selektiven
Antreiben des Zahnsegments. Der Elektromotor ist betriebsbereit,
(1) wenn er angeregt wird, um sich in eine Richtung zu drehen, um
das Zahnsegment über
dessen Schließhub
anzutreiben und (2) wenn er angeregt wird, sich in eine entgegengesetzte
Richtung zu drehen, um das Zahnsegment über dessen Öffnungshub anzutreiben. Das
Zahnsegment hat einen Schließarm,
der so konstruiert und angeordnet ist, dass er eine Bewegung der Sperrvorrichtung
von deren sekundärer
verriegelter Position in die primäre verriegelte Position bewirkt. Das
Zahnsegment hat einen Öffnungsarm,
der so konstruiert und angeordnet ist, dass er eine Bewegung der
Klinke von deren Halteposition in die Freigabeposition bewirkt,
um die Sperrvorrichtung freizugeben.
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Vorzugsweise
hat das Zahnsegment eine Feder zum Zwingen des Zahnsegments zu einer
Bewegung durch dessen Rückhube
aus seinen Öffnungs-
und Schließpositionen,
wenn das Betätigungselement
entregt wird.
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Vorzugsweise
beinhaltet die Türverriegelungsvorrichtung
einen Anregungs-Schließschalter, der
so konstruiert und angeordnet ist, dass er in Reaktion auf die Bewegung
der Sperrvorrichtung in die sekundäre verriegelte Position betätigt wird,
um den Elektromotor anzuregen, um dadurch das Zahnsegment über einen
Schließhub
so zu bewegen, dass der Schließarm
bewirkt, dass sich die Sperrvorrichtung von ihrer sekundären verriegelten
Position in ihre primäre
verriegelte Position bewegt und einen schließenden Entregungsschalter,
der so konstruiert und angeordnet ist, dass er in Reaktion auf die
Bewegung der Sperrvorrichtung in die primäre verriegelte Position betätigt wird,
um den Elektromotor zu entregen und zu ermöglichen, dass das Federsystem
einen Rückhub
des Zahnsegments bewirkt. Die kraftbetriebene Antriebsvorrichtung
beinhaltet weiterhin einen manuell betätigbaren Öffnungs-Anregungsschalter, der so konstruiert
und angeordnet ist, dass er den Elektromotor in Reaktion auf eine
manuelle Betätigung
anregt, um das Zahnsegment über
einen Öffnungshub
so zu bewegen, dass dessen Öffnungsstruktur
bewirkt, dass sich die Sperrvorrichtung aus ihrer primären Position
bewegt, um eine Bewegung der Tür
in eine geöffnete
Position zu ermöglichen, und
einen Zeitgeber-Schließ-Entregungsschalter,
der so konstruiert und angeordnet ist, dass er in Reaktion auf die
Bewegung der Klinke in ihre Freigabeposition so betätigt wird,
dass er den Elektromotor nach einer vorbestimmten Zeit entregt und
ermöglicht,
dass das Federsystem einen Rückhub
des Zahnsegments bewirkt.
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Vorzugsweise
sind die Sperrvorrichtung und das Zahnsegment schwenkbar um eine
gemeinsame Achse und die Klinke ist schwenkbar um eine Achse parallel
zur gemeinsamen Achse befestigt.
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Vorzugsweise
beinhaltet die Türverriegelungsvorrichtung
ein Gehäuse
mit einer darin vorgesehenen Schließkolben-Aufnahmeöffnung,
die so ausgebildet ist, dass sie in der Fahrzeugtür so angebracht
werden kann, dass die Öffnung
den Schließkolben
während
einer Türschließbewegung
aufnimmt. Die Sperrvorrichtung ist schwenkbar an dem Gehäuse befestigt,
wobei die mit dem Schließkolben eingreifende
Struktur in der Öffnung
nach außen weist,
wenn die Sperrvorrichtung in der entriegelten Position ist. Die
Verriegelungsstruktur erstreckt sich innerhalb der Öffnung,
wenn die Sperrvorrichtung in den verriegelten Positionen ist. Das
Gehäuse
trägt die
Klinke, das Zahnsegment und die kraftbetriebene Antriebsvorrichtung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun nur beispielhaft in Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht der linken Seite eines herkömmlichen viertürigen Fahrzeugs;
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2 eine
isolierte fragmentarische perspektivische Ansicht des Inneren einer
vorderen Tür des
Fahrzeugs von 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Seite einer kraftunterstützten Türverriegelungsvorrichtung,
die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpert;
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4 eine
perspektivische Ansicht einer zweiten Seite der kraftunterstützten Türverriegelungsvorrichtung
von 3;
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5 eine
perspektivische Ansicht ähnlich zu 3 der
Türverriegelungsvorrichtung
mit einer ersten Abdeckung und einer zweiten, entfernten Abdeckung;
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6 eine
perspektivische Ansicht ähnlich zu 4 der
Türverriegelungsvorrichtung,
wobei die zweite Abdeckung entfernt ist;
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7 eine
schematische Ansicht einer kraftbetriebenen Antriebsvorrichtung,
einer Energiequelle, einer Spannungsquelle und einer Steuereinheit
für die
Türverriegelungsvorrichtung;
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8 eine
Ansicht einer Mehrzahl von Teilen der Türverriegelungsvorrichtung mit
Sperrvorrichtung, einer Klinke, einem Zahnsegment, einem ersten
Schaltelement und einem zweiten Schaltelement in einer primären, verriegelten
Anordnung mit herkömmlichem,
im Schnitt gezeigten Schließkolben, der
an einem fragmentarisch gezeigten Türrahmen montiert ist;
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9 eine
Ansicht ähnlich
zu 8, die die Klinke in einer Löseposition und das Zahnsegment
in einer Öffnungsposition
zeigt;
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10 eine
Ansicht ähnlich
zu 8, die die Türverriegelungsvorrichtung
in einer unverriegelten Position zeigt;
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11 eine
Ansicht ähnlich
zu 8, die die Türverriegelungsvorrichtung
in einer sekundären
verriegelten Position zeigt;
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12 eine
Ansicht ähnlich
zu 11, die die Türverriegelungsvorrichtung
in einer sekundären verriegelten
Position zeigt und wobei das Zahnsegment teilweise in eine Schließrichtung
gedreht ist; und
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13 eine
Ansicht ähnlich
zu 12, die die Sperrvorrichtung in einer primären verriegelten Position
zeigt, wobei das Zahnsegment vollständig in eine Schließrichtung
gedreht ist.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
eine Seitenansicht von links des Äußeren eines herkömmlichen
Kraftfahrzeugs 10, das eine vordere Tür 12 und eine hintere
Tür 14 hat. Jede
Tür 12, 14 hat
einen äußeren Griff 16 und
einen Türverriegelungs-Öffnungsknopf 18.
Die vordere Tür 12 hat
einen herkömmlichen,
mit Schlüssel
zu betätigenden
Schließzylinder 20 zum
Verriegeln und Entriegeln der Tür 12.
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Eine
kraftbetätigte
Türverriegelungsvorrichtung 22,
die gemäß den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung konstruiert ist, ist an jeder Tür des Fahrzeugs 10 zum
kraftunterstützten
Verriegeln und Entriegeln jeder Tür angebracht.
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2 zeigt
eine isolierte Ansicht des Inneren der vorderen Tür 12.
Zwei Scharniere 24 sind an einem ersten inneren Rand 28 der
Tür 12 befestigt,
um die Tür 12 drehbar
an einem Türrahmen
am Fahrzeug 10 in herkömmlicher
Weise zu befestigen, so dass die Tür zwischen einer geöffneten
und geschlossenen Position bewegt werden kann. Eine kraftbetriebene
Türverriegelungsvorrichtung 22 ist
an einem zweiten äußeren Rand 30 der
Tür befestigt. Die
Tür 12 hat
einen inneren Tür-Freigabeschalter 32 zum
Entriegeln der Türverriegelungsvorrichtung 22 mit
Kraftunterstützung
und einen inneren manuellen Türfreigabegriff 34,
um die Tür 12 manuell
mittels manueller Beeinflussung zu entriegeln.
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Ein
herkömmlicher
U-förmiger
Schließkolben ist
fest an dem Türrahmen
des Fahrzeugs 10 in herkömmlicher Weise befestigt. Wenn
die Tür 12 in
die geschlossene Position bewegt wird, wird die Tür 12 in den
Türrahmen
verschwenkt und die Türverriegelungsvorrichtung 22 trifft
auf den Schließkolben,
um die Tür 12 zu
verriegeln.
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In
Bezug auf 3 und 4 beinhaltet
die Türverriegelungsvorrichtung 22 ein
Gehäuse 36 und eine
erste Abdeckung 38 und eine zweite Abdeckung 40,
die an der ersten Abdeckung 38 befestigt ist. Die Abdeckungen 38, 40 sind
an dem Gehäuse 36 über herkömmliche
Verbindungsstifte 42, 44 oder andere geeignete
Befestigungsmittel befestigt. Das Gehäuse 36 greift in Gewindelöcher 46 ein,
um die Türverriegelungsvorrichtung 22 an
einer Tür 12 mit
herkömmlichen
Bolzen oder anderen geeigneten Mitteln zu befestigen. Das Gehäuse 36 hat
eine Eingangsstruktur 31. Eine Nase 93 an der
zweiten Abdeckung 40 erstreckt sich durch einen Schlitz 95 in
der ersten Abdeckung 38 und zwei Nasen 97, 99 an
der ersten Abdeckung 38 werden über den Rand der zweiten Abdeckung 40 bei 101, 103 geklemmt,
um die Türverriegelungsvorrichtung 22 zu
schließen.
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In
Bezug auf 5 hat das Gehäuse 36 eine herkömmliche
Buchse 58 zum drehbaren Befestigen der Sperrvorrichtung 50 an
einem Stift 44 (6) zwischen einer unverriegelten
Position und einer primären
verriegelten Position. Die Sperrvorrichtung 50 hat eine
herkömmliche
Arretiergabelstruktur mit einer Aussparung 110, die eine
primäre
Arretierfläche 126 darstellt.
Die Sperrvorrichtung 50 hat eine sekundäre Arretierung 128,
die in Umfangsrichtung von der primären Arretierung 126 beabstandet
ist. Die Sperrvorrichtung 50 hat einen Rand mit Aussparungen
diametral gegenüber
der Aussparung 110, die einen Feststell-Antriebsbereich 132 und
einen Freigaberaumbereich 114 darstellt. Die Sperrvorrichtung 50 wirkt mit
der Öffnung 31 zusammen,
um in den Schließkolben 106 (8)
einzugreifen und diesen festzustellen, um die Tür geschlossen zu halten.
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Eine
Sperrfeder 118 (8) ist in einem bogenförmigen Schlitz
der Sperrvorrichtung 50 eingeschlossen. Die Sperrfeder 118 erstreckt
sich zwischen einem Wandabschnitt 120 des Gehäuses 36 und
einer Nase 122, die innen an der Sperrvorrichtung 50 befestigt
ist. Die Sperrvorrichtung 50 ist somit für eine vorgespannte
Schwenkbewegung in die unverriegelte Position angeordnet.
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Das
Gehäuse 36 hat
eine herkömmliche Buchse 56 zum
drehbaren Befestigen der Klinke 52 an dem Stift 42 (6).
Der bogenförmige
Schlitz 66 nimmt den Verbindungsarm 64 auf und
ermöglicht eine
Bewegung der Klinke 52 zwischen einer verriegelnden Position
und einer vollkommen gelösten Überfahrposition.
Die Klinkenfeder 68 erstreckt sich zwischen dem Gehäuse 36 und
der Klinke 52, um die Klinke 52 entgegen der Sperrvorrichtung 50 vorzuspannen,
um den Konturen deren Umfangs zu folgen. Das Gehäuse 36 hat einen Kanal
zum Halten der Klinkenfeder 68.
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In
Bezug auf 6 ist ein Zahnsegment 54 in
gewöhnlicher
Weise an einem Stift 44 an einer Seite des Gehäuses gegenüber der
Sperrvorrichtung 50 befestigt. Das Zahnsegment 54 ist
so befestigt, dass das Zahnsegment 54 sich relativ zu oder
unabhängig von
der Sperrklinke 50 drehen kann. Das Zahnsegment 54 hat
einen Öffnungsarm 70,
der sich tangential von einem Zahnabschnitt 55 erstreckt.
Das Zahnsegment 54 hat auch einen Schließarm 72,
der sich axial von dem Zahnabschnitt 55 erstreckt. Die Schraubenfedern 74 sind
um den Segment-Auflagezylinder 59 befestigt, wobei ein
erstes Ende 77 in das Gehäuse 36 eingreift und
ein zweites Ende 79 in das Zahnsegment 54 eingreift.
Die Federn 74 spannen das Zahnsegment 54 in eine
Null-Position vor.
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Das
Gehäuse 36 hat
einen gebogenen Schlitz 57, durch welchen sich der Schließarm 72 zum
Eingriff mit einem Feststell-Antriebsbereich 132 der Sperrvorrichtung 50 erstreckt.
Wenn sich das Zahnsegment 54 dreht, dreht es sich unabhängig von der
Sperrvorrichtung 50, bis es in den Feststell-Antriebsbereich 132 eingreift.
In der Freigaberichtung wird die Bewegung des Zahnsegments 54 aufgrund des
Freigaberaumbereichs 114 nicht durch die Sperrvorrichtung 50 behindert.
Somit hat das Zahnsegment 54 eine „verlorene Bewegung" relativ zu der Sperrvorrichtung 50.
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Ein
Freigabehebel 62 ist in bekannter Weise an einer Gehäusebuchse 56 an
gegenüberliegenden Seiten
des Gehäuses 36 der
Klinke befestigt. Das Gehäuse 36 hat
einen gebogenen Schlitz 66, durch welchen sich der Verbindungsarm 64 (5)
erstreckt und die Klinke 52 und den Freigabehebel 62 miteinander
für eine
Schwenkbewegung als eine einzelne Einheit koppelt. Der Freigabehebel 62 hat
eine Nabe, von welcher sich Arme 112, 117 (8), 134, 136 und 137 radial
erstrecken.
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Der
Stift 42 bietet eine Schwenkstütze für die Klinke 52 und
den Freigabehebel 62 und der Stift 44 bietet eine
Schwenkstütze
für die
Sperrvorrichtung 50 und das Zahnsegment 54. Deshalb
definiert der Stift 44 eine erste Drehachse für sowohl
die Sperrvorrichtung 50 als auch das Zahnsegment 54,
und der Stift 42 definiert eine zweite Drehachse für die Klinke 52 und
den Freigabehebel 62. Diese zwei Achsen sind im Wesentlichen
parallel.
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Ein
erster elektrischer Schalter 76 (5) ist an
dem Gehäuse 36 montiert
und so angeordnet, dass er in die äußere Nockenfläche des
Freigaberaumbereichs 114 eingreift, wenn sich die Sperrvorrichtung 50 dreht.
Die Schwenkbewegung der Sperrvorrichtung 50 bewirkt ein
Schalten oder Umschalten des Schalters 76 zwischen einem
angeschalteten Zustand und einem ausgeschalteten Zustand. Ein zweiter
elektrischer Schalter 78 ist an dem Gehäuse 36 befestigt und
so positioniert, dass er mit dem Arm 112 des Freigabehebels 62 eingreift.
Die Schwenkbewegung des Freigabehebels 62 bewirkt ein Schalten
oder Umschalten des Schalters 78 zwischen einem angeschalteten
und einem ausgeschalteten Zustand. Jeder Schalter 76, 78 hat
zwei herkömmliche
elektrische Verbindungsstücke 81 (3) zum
Verbinden der Schalter mit einer Steuereinheit 108 (7).
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Ein
Draht 80 und Bowdenzug 82 greifen mit dem Arm 137 des
Freigabehebels 62 ein. Die äußere Hülle des Bowdenzugs 82 ist
an dem Gehäuse
befestigt, um eine Betätigung
der Bowdenzüge
zu bewirken. Jedes Ende der Drähte/Züge 80, 82 hat
eine Kappe 87, 89, die es den Drähten 80, 82 ermöglichen,
relativ zu dem Freigabehebel 62 zu gleiten. Somit behindern
die Drähte 80 und 82 nicht
die Bewegung der Klinke 52 zwischen der Halte- und Freigabeposition
während
des kraftunterstützten Öffnens und
Schließens
der Tür.
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In
Bezug auf 7 ist das Betätigungselement 96 an
der Fläche
der Platte 40 befestigt. Das Betätigungselement 96 beinhaltet
einen Motor 98 und eine Kupplungsanordnung zum selektiven
Antreiben des Zahnsegments 54. Die zweite Abdeckung 40 hat
eine Öffnung 48 (4),
durch welche sich eine Antriebswelle 100 erstreckt. Ein
Antriebsrad 104 ist an der Antriebswelle 100 befestigt
und ist in Eingriff mit dem Zahnsegment 54, um das Drehmoment
für eine
Bewegung des Zahnsegments 54 und der Klinke 52 zu
verstärken.
Der Motor 98 und die Kupplungsanordnung 102 werden
durch das elektrische System des Fahrzeugs angeregt, was schematisch
als Spannungsquelle 107 dargestellt ist. Der Motor 98,
die Kupplungsanordnung 102 und die Antriebswelle 100 sind
in der Tür 12 befestigt.
Ein Abschnitt der Antriebswelle 100 ist in der Türverriegelungsvorrichtung 22 aufgenommen,
um das Antriebsrad 104 in dem Gehäuse 36 zu stützen und
das Zahnsegment 54 mit dem Antriebsrad 104 in
Eingriff zu bringen.
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Eine
Steuereinheit 108 steuert den Motor 98 und die
Kupplungsanordnung 102 durch Anregen und Entregen derselben
in Reaktion auf Schaltsignale von den Schaltern 18 und 32 an
der Tür 12,
einer Fernsteuerung 199 und Schaltelementen 76, 78 in der
Türverriegelungsvorrichtung 22.
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Die
Abdeckungen 38, 40 sind vorzugsweise aus Stahl
oder einem anderen geeigneten Material gefertigt. Die Sperrvorrichtung 50 und
das erste Klinkenelement 52 sind vorzugsweise aus Stahl
oder einem anderen geeigneten Metall gefertigt und weisen eine Kunststoffabdeckung 94 auf.
Der Freigabehebel 62 und das Zahnsegment 54 können aus
einem beliebigen geeigneten Kunststoffmaterial oder Metall gefertigt
sein. Die herkömmlichen
Buchsen 56, 58 sind integral mit dem Gehäuse 36 und
sind vorzugsweise ein Verbundmaterial wie z.B. Nylon.
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Die primäre verriegelte
Position
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8 zeigt
die neutrale oder Gleichgewichts-Konfiguration der Türverriegelungsvorrichtung 22,
wenn die Türe
geschlossen und verriegelt ist. Die Sperrvorrichtung 50 ist
in einer primären,
verriegelten Position und der Schließkolben 106 ist in
einer Aussparung 110 in der Sperrvorrichtung 50 gehalten,
um die Tür
geschlossen zu halten. Die Sperrvorrichtung 50 ist durch
die Klinke 52 in der primären verriegelten Position gehalten.
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Der
Arm 112 an dem Freigabehebel 62 hält den Schalter 78 in
gedrückter
Position. Der Freigaberaumbereich 114 der Sperrvorrichtung 50 hält den ersten
Schalter 76 in einer gedrückten Position. Das Zahnsegment 54 ist
in der Null-Position.
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Zwischen
dem Öffnungsarm 70 an
dem Zahnsegment 54 und dem Arm 117 besteht ein schmaler
Spalt oder Konstruktionsspielraum 116, wenn die Verriegelungsvorrichtung 22 in
der primären
verriegelten Position ist und das Zahnsegment 54 in der
Null-Position ist.
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In
dieser Position ist die Kupplungsvorrichtung 102 entregt,
um zu verhindern, dass ein jegliches Drehmoment von der Sperrvorrichtung 50 oder dem
Zahnsegment 50 auf den Motor 98 übertragen wird.
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Entriegeln
und Öffnen
der Tür
mit Kraftunterstützung
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Zum
Entriegeln der Türverriegelungsvorrichtung 22 mit
Kraftunterstützung,
wird ein beliebiger der Schalter 18 oder 32 an
der Tür 12 oder
ein Schalter 119 an der Fernsteuerung 199 betätigt. Jeder
Schalter 18, 32, 119 funktioniert als
Anregungsschalter und kann unabhängig
betrieben werden, um den Motor 98 anzuregen. Wenn der Motor
und die Kupplungsanordnung 102 angeregt sind, dreht der
Motor 98 das Antriebsrad 104 in eine erste Drehrichtung,
um das Zahnsegment 54 aus der Null-Position in eine Öffnungsrichtung durch einen Öffnungshub
in eine Öffnungsposition
anzutreiben. Die Öffnungsrichtung
des Zahnsegments 54 ist die Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn
in 8–9.
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Wenn
sich das Zahnsegment 54 von der Null-Position in seine Öffnungsposition
dreht, kontaktiert der Freigabearm 70 den Arm 117 des
Freigabehebels, um die Klinke 52 von ihrer verriegelnden
Position in ihre Freigabeposition zu drehen. Die Sperrvorrichtung 50 dreht
sich von der primären
verriegelten Position in eine unverriegelte Position, um den Schließkolben 106 freizugeben,
so dass die Türe
geöffnet
werden kann.
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Obwohl
die Sperrfeder 118 genug Kraft liefert, um die Sperrvorrichtung 50 von
der primären verriegelten
Position in die unverriegelte Position zu drehen, wenn die Klinke 52 in
die Freigabeposition bewegt wird, ist verständlich, dass der Dichtungsdruck,
der von der Türdichtung
auf die Tür
ausgeübt wird,
auch dazu tendiert, die Türverriegelungsvorrichtung 22 und
den Schließkolben
auseinander zu bewegen, wenn die Tür nicht verriegelt ist, wodurch die
Sperrvorrichtung 50 in die nicht verriegelte Position tendiert.
Es ist jedoch auch klar, dass aufgrund der Verstärkung des Drehmoments des Antriebsrads 104,
das auf das Zahnsegment 54 wirkt, die in der Sperrfeder 118 gespeicherte
potentielle Energie größer sein
wird als bei bekannten Vorrichtungen. Folglich kann die Sperrvorrichtung 50 mit
einer größeren Kraft
in die unverriegelte Position als bei bekannten Vorrichtungen und
ohne die Größe des Motors 98 zu vergrößern verschwenkt
werden.
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Wenn
die Klinke 52 in der Freigabeposition ist, wird der Arm 112 von
dem zweiten Schalter 78 weg bewegt, um den zweiten Schalter 78 umzuschalten.
Wenn die Sperrvorrichtung 50 von der primären verriegelten
Position in die unverriegelte Position verschwenkt wird, gelangt
die Nockenfläche
des Freigaberaumbereichs 114 der Sperrvorrichtung 50 außer Kontakt
mit dem ersten Schalter 76, um den ersten Schalter 76 umzuschalten.
In Reaktion auf ein Umschalten des ersten Schalters 76 entregt
der Steuerschaltkreis 108 den Motor 98. Das Betätigungselement 96 hält das Zahnsegment 54 in
seiner Öffnungsposition
bis die Sperrvorrichtung 50 in die unverriegelte Position
verschwenkt wurde. Wenn die Kupplungsanordnung 102 gelöst ist,
schwenkt das Zahnsegment 54 von der Öffnungsposition über einen
Rückhub
zurück
in seine Null-Position
unter der von einer der Segmentfedern 74 bereitgestellten
Federkraft. Folglich wird verhindert, dass ein jegliches Drehmoment
von der Sperrvorrichtung 50 oder dem Zahnsegment 50 auf
den Motor 98 übertragen
wird.
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Schließen und
Wiederverriegeln der Tür
mit Kraftunterstützung
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In
Bezug auf 10 bis 13 gelangt
die Türverriegelungsvorrichtung 22 in
Eingriff mit einem Schließkolben 106,
welcher in die Öffnung 31 eindringt
und mit der Sperrvorrichtung 50 in Eingriff kommt, welche
in Reaktion darauf von der unverriegelten Position in Richtung der
primären
verriegelten Position verschwenkt wird. Aufgrund des Türdichtungsdrucks
und des relativ geringen Gewichts der Fahrzeugtür kann es sein, dass das Moment
der Tür nicht
ausreicht, um die Sperrvorrichtung 50 vollständig in
die primäre
verriegelte Position zu drehen.
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Normalerweise
wird die Sperrvorrichtung 50 gedreht, um zu ermöglichen,
dass die Klinke 52 an dem sekundären Anschlag 128 anliegt.
Die Sperrvorrichtung 50 ist in der sekundären verriegelten
Position gehalten. Wenn die Türverriegelungsvorrichtung 22 in
der sekundären
verriegelten Position ist, ist der Schließkolben 110 in der
Aussparung 110 festgehalten und die Tür wird teilweise geschlossen
und kann nicht wieder geöffnet
werden, ohne die Klinke 52 in ihre Freigabeposition zu
bewegen.
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Wenn
die Klinke 52 in den sekundären Anschlag 128 eingreift,
drückt
der Arm 112 auf den zweiten Schalter 78. In Reaktion
darauf regt die Steuereinheit 108 den Motor 98 und
die Kupplungsvorrichtung 102 an. Der Motor 98 dreht
das Antriebsrad 104 in eine zweite Richtung, um zu bewirken,
dass sich das Zahnsegment 54 in eine Schließrichtung durch
einen Schließhub
in einer Schließrichtung dreht.
Der Feststellarm 72 an dem Zahnsegment 54 kommt
in Kontakt mit einem Feststellanschlag 132 der Sperrvorrichtung 50,
so dass eine fortgesetzte Bewegung des Zahnsegments 54 in
Schließrichtung die
Sperrvorrichtung 50 von der sekundären verriegelten Position in
die primäre
verriegelte Position verschwenkt oder feststellt. Die Klinke 52 greift
in die primäre
Arretierung 126 ein, um die Sperrvorrichtung 50 in
der primären
verriegelten Position zu halten.
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Wenn
die Sperrvorrichtung 50 in die primäre verriegelte Position zurückkehrt,
drückt
der Freigabeanschlag 114 der Sperrvorrichtung 50 den
ersten Schalter 7 und schaltet diesen um. Beide Schalter 76, 78 sind
nun gedrückt.
Der erste Schalter 76 funktioniert als schließender Entregungsschalter,
welcher der Steuereinheit 108 in Reaktion auf die Bewegung der
Sperrvorrichtung 50, die in die primäre verriegelte Position bewegt
wird, signalisiert, den Motor 98 zu entregen und die Kupplungsvorrichtung 102 zu
lösen.
Wenn die Kupplungsvorrichtung 102 entregt ist, bringen
die Federn 74 das Zahnsegment 54 von der Schließposition über einen
Rückhub
in die Null-Position zurück.
Das Antriebsrad 104 und die Antriebswelle 100 drehen
sich frei mit dem Zahnsegment 54, wenn es in die Null-Position
zurückkehrt.
Wenn das Zahnsegment 54 wieder in der Null-Position ist,
ist die Türverriegelungsvorrichtung 22 wieder
in der neutralen oder Gleichgewichts-Position, wobei verhindert
wird, dass ein jegliches Drehmoment von der Sperrvorrichtung 50 oder
dem Zahnsegment 50 auf den Motor 98 übertragen
wird.
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Entriegeln
und Öffnen
der Tür
mit manueller Beeinflussung
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Der Öffnungsknopf 18 funktioniert,
wenn er teilweise gedrückt
ist durch seinen Betätigungshub als
elektrischer Schalter und als mechanische Freigabeeinrichtung, wenn
er durch seinen vollen Betätigungshub
vollständig
gedrückt
wird. Deshalb wird der Öffnungsknopf 18 zum Öffnen der
Tür mit
Kraftunterstützung
durch teilweises Drücken
des Knopfes 18 durch seinen Betätigungshub verwendet und wird zum
manuellen Öffnen
der Tür 12 mit
mechanischer Beeinflussung verwendet, indem der Knopf 18 vollständig durch
seinen vollständigen
Betätigungshub gedrückt wird.
Der innere Türfreigabegriff 34 innen
an der Tür 12 wird
verwendet, um die Tür 12 manuell
mit mechanischer Beeinflussung zu entriegeln.
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Der
innere Türfreigabegriff 34 ist
operativ über
Bowden-Drähte 80 mit
der Klinke 52 verbunden. Durch Betätigen des inneren Türfreigabegriffs 34 wird
der Bowdenzug 80 gezogen, so dass er die Klinke 52 von
ihrer Halteposition in ihre Freigabeposition bewegt, um die Klinke 52 von
der Sperrvorrichtung 50 zu lösen. Die Sperrvorrichtung 50 bewegt
sich dann in ihre unverriegelte Position unter der Federkraft der
Sperrfeder 118 und der Dichtungslast auf die Tür 12.
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Der
Knopf 18 an der Tür 12 ist
in herkömmlicher
Weise mechanisch mit dem Freigabedraht 82 verbunden. Wenn
der Knopf 18 vollständig
gedrückt wird,
zieht er den Draht 82 in eine Richtung, um die Klinke 52 aus
ihrer Halteposition in ihre Freigabeposition zu bewegen, um die
Sperrvorrichtung 50 freizugeben.
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Es
ist klar, dass durch die manuelle Beeinflussung, bereitgestellt
durch den Knopf 18 und den Innengriff 34 die Sperrvorrichtung 50 entweder
aus der primären
verriegelten Position oder der sekundären verriegelten Position gelöst werden
kann, um die Tür 12 zu öffnen. Jedes
manuelle Lösen 18, 34 funktioniert
unabhängig
und jedes Mal wird die Klinke 52 so lange in der Freigabeposition
gehalten, so lange die manuelle Freigabe 18 oder 34 von
der die Tür 12 öffnenden
Person in einer betätigten
Position gehalten wird.
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Es
wird überlegt,
viele herkömmliche
manuelle Freigabegriffe zu verwenden, um die Türverriegelungsvorrichtung 22 zu
lösen.
Es wird auch überlegt,
die Türverriegelungsvorrichtung 22 mit
einem herkömmlichen
inneren oder äußeren elektronischen Türgriff zu
verwenden. Die Türverriegelungsvorrichtung 22 kann
auch mit einem beliebigen herkömmlichen
manuellen oder kraftbetriebenen Türverriegelungs- und Entriegelungssystem
verwendet werden.
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Es
ist klar, dass zum Schließen
der geöffneten
Tür und
Wiederverriegeln derselben in der primären verriegelten Position ohne
Kraftunterstützung, z.B.
im Falle eines Stromausfalls, die Tür 12 einfach mit einer
größeren Kraft
als normalerweise bei Kraftunterstützung geschlossen wird. Die
manuelle Schließkraft,
die auf die Tür 12 ausgeübt wird,
muss ausreichend sein, um die Sperrvorrichtung 50 in die primäre verriegelte
Position zu drehen, so dass die Klinke 52 zurück in ihre
Halteposition bewegt werden kann und in den ersten Zahnabschnitt 109 der
Sperrvorrichtung 50 eingreift. Die Tür 12 muss fest genug geschlossen
werden, um die Türdichtung
ausreichend an dem Türrahmen
zu drücken,
um ein Wiederverriegeln zu ermöglichen.
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Es
ist klar, dass der beschriebene Betrieb nur beispielhaft ist und
nicht einschränkend
sein soll. Die Türverriegelungsvorrichtung 22 kann
bei anderen Anwendungen verwendet werden. Die Türverriegelungsvorrichtung kann
z.B. bei einer kraftbetriebenen Schiebetür verwendet werden, wie sie
oft bei busartigen Fahrzeugen vorhanden sind, wo die Verriegelung
gelöst
werden muss, bevor der kraftbetriebene Türöffnungsmechanismus beginnen
kann. Es wird überlegt,
die Türverriegelungsvorrichtung
bei einer Fahrzeugtür
zu verwenden, welche einen Kraftmechanismus beinhaltet, um die Tür von der
geöffneten Position
in die sekundäre
verriegelte Position mit Kraftunterstützung zu bewegen.
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Die
oben beschriebe Ausführungsform
der Erfindung soll beispielhaft für die vorliegende Erfindung
sein und Änderungen
und Modifikationen können
hier vom Fachmann vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung,
wie er in den beiliegenden Ansprüchen
definiert ist, zu verlassen.