DE602004001763T2

DE602004001763T2 - Elektrisch steuerbarer riegelmechanismus

Info

Publication number: DE602004001763T2
Application number: DE602004001763T
Authority: DE
Inventors: Simon Royston POWELL; Robert Allan Hoddesdon BOUTALL
Original assignee: PBT IP Ltd
Current assignee: PBT IP Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2024-02-26
Also published as: EP1599888B1; CN1754238A; JP2006519465A; EP1599888A1; HK1065834A1; DE602004001763D1; GB0304671D0; WO2004077473A1; US20060214434A1; US7798538B2; GB2398826B; CN100409387C; GB2398826A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch steuerbaren Verriegelungsmechanismus.
Verriegelungmechanismen sind ausreichend bekannte Anordnungen und nehmen oftmals die Form eines Gehäuses an, das ein Verriegelungselement zurückhält, das für eine Hin- und Herbewegung in einer Richtung in das Gehäuse hinein und aus diesem heraus geeignet ist. Solche Mechanismen haben viele Verwendungen und werden oftmals mechanisch gesteuert. Eine elektrische Steuerung solcher Mechanismen ist auch bekannt, allerdings sind elektrische Steueranordnungen oftmals zu massig oder teuer.
Zum Beispiel beschreibt die Patentveröffentlichung EP-A-0682354 einen Schaltungsunterbrechermechanismus, bei dem ein Federkolben, der mit einer Kipphebelanordnung verbunden ist, durch einen Solenoid freigegeben wird, was bewirkt, dass eine Betätigungseinrichtung mit einem Kontaktunterbrechungsmechanismus zusammenwirkt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen steuerbaren Verriegelungsmechanismus zu schaffen, der kostengünstig herzustellen ist, wenig Raum belegt und im Betrieb zuverlässig ist.
Dementsprechend schafft die vorliegende Erfindung einen Verriegelungsmechanismus, der ein Gehäuse, einen Kolben, montiert in dem Gehäuse für eine Hin- und Herbewegung, und der einen Bereich besitzt, der, in einer Position des Kolbens, so angeordnet ist, um von dem Gehäuse vorzustehen, eine Klinke, die innerhalb des Gehäuses für eine Bewegung in einen Eingriff mit dem Kolben hinein und aus diesem heraus montiert ist, und Einrichtungen, um die Klinke zu bewegen, aufweist, wobei die Einrichtungen für die Bewegung der Klinke eine elektrisch gesteuerte Betätigungseinrichtung, die innerhalb des Kolbens angeordnet ist, aufweisen, und wobei die Klinke mit einem Teil versehen ist, das in den Kolben hinein vorsteht und so angeordnet ist, um durch die Betätigungseinrichtung berührt zu werden, um eine Bewegung des Kolbens zu steuern, und wobei dann, wenn die Betätigungseinrichtung nicht in Kontakt mit dem Teil steht, das in den Kolben vorsteht, der Kolben in der Lage ist, sich in dem Gehäuse hin- und herzugewegen.
Vorzugsweise liegt die Klinke in der Form eines Kipphebels vor, wobei ein Arm davon einen Teil bildet, der in den Kolben vorsteht, und der andere Arm so angeordnet ist, um gegen eine Oberfläche des Kolbens anzustoßen, um eine Bewegung des Kolbens zu verhindern.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Klinke zu einer Position hin vorgespannt, wo der andere Arm davor bewahrt wird, dass er an die Oberfläche des Kolbens anstößt.
Alternativ kann es sein, dass die Klinke zu einer Position hin vorgespannt wird, wo der andere Arm an die Oberfläche des Kolbens anstößt, wenn sich die Betätigungseinrichtung in einem nicht erregtem Zustand befindet.
Damit die vorliegende Erfindung besser verstanden wird, wird nun eine Ausführungsform davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen: -
1 stellt eine perspektivische Explosionsansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
2 stellt eine Querschnittsansicht durch die Ausführungsform, dargestellt in 1, dar;
3 stellt eine weitere Querschnittsansicht durch die Ausführungsform der 1 an einer unterschiedlichen Ebene dar; und
4 stellt ein Beispiel einer Verwendung der Ausführungsform dar.
Eine bevorzugte Form eines Verriegelungsmechanismus ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und ist mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Er weist ein Gehäuse 11 auf, das durch Gehäuseteile 11a und 11b gebildet ist. Das Gehäuse nimmt ein Verriegelungselement 12 in einer solchen Art und Weise auf, dass sich das Element 12 in einer Richtung in das Gehäuse 11 hinein und aus diesem heraus, in einem Kanal 13, hin- und herbewegen kann. Das bewegbare Element 12 ist mit einer Verlängerung 14 versehen, die, im Betrieb, aus dem Gehäuse heraus vorsteht und den aktiven Teil des Mechanismus bildet.
In diesem Beispiel ist das bewegbare Element 12 zu der verlängerten Position hin, wobei der Vorsprung 14 aus dem Gehäuse heraus vorsteht, mittels eines elastischen Elements in der Form einer Schrauben- bzw. Spiralfeder 15 vorgespannt, wobei ein Ende davon an einem Federsitz 16, der an dem bewegbaren Element 12 vorgesehen ist, aufgenommen ist, und wobei das andere Ende davon auf das Gehäuse 11 einwirkt.
So, wie es bis hier beschrieben ist, wirkt das bewegbare Element 12 als ein sich frei hin- und herbewegender Kolben unter der Vorspannung der Feder 15. Allerdings ist es, um nützlich zu sein, notwendig, die Bewegung des Elements 12 zu kontrollieren, und in diesem Fall ist diese Kontrolle so, um zu verhindern, dass das bewegbare Element 12 in das Gehäuse gegen die Wirkung der Feder 15 hineingedrückt wird. Dies wird in einer sehr einfachen Art und Weise mittels eines Steuerelements in der Form einer Klinke 17 erreicht, die am Besten in 1 zu sehen ist. Das Steuerelement ist so angeordnet, dass es teilweise in eine geformte Vertiefung 20 in dem bewegbaren Element 12 hinein vorsteht.
Der Aufbau der Klinke 17 ist wichtig, und anhand eines Vergleichs der Klinke 17, wie sie in den 1, 2 und 3 dargestellt ist, wird festgestellt werden, dass sie mit einem abgewinkelten Arm 21 versehen ist, der so angeordnet ist, um an eine abgewinkelte, innere Fläche 22 des Gehäuses anzustoßen. Zusätzlich ist die Klinke 17 mit Schenkeln 23 und 24 ausgebildet, die sich von einem Gelenk 25 unter einem Winkel in Bezug zueinander weg erstrecken, um einen Kipphebel zu bilden. Der Schenkel 24 ist so geformt und von einer solchen Länge, um sich in ein langgestrecktes Durchgangsloch 26 in der geformten Vertiefung 20 zu erstrecken, während sich der Schenkel 23 im Wesentlichen über die Breite der Vertiefung 20 so erstreckt, dass das Ende 23a des Schenkels 23 in einem Eingriff mit der Endwand 20a der Vertiefung 20 hinein und davon heraus gedreht werden kann. Die Klinke 17 ist zu einer Position vorgespannt, wo das Ende 23a des Schenkels 23 außerhalb eines Eingriffs mit der Endwand 20a der Vertiefung 20 aufgrund der Feder 15, die auf den abgewinkelten Arm 21 einwirkt, steht.
Mit der mechanischen Anordnung, die bis hier beschrieben ist, und ohne dass irgendeine Kraft auf den Schenkel 24 der Klinke 17 aufgebracht wird, ist das Element 12 noch frei, sich in einer Richtung in das Gehäuse 11 hinein und aus diesem heraus unter der Wirkung der Vorspannfeder 15, bei dem Vorhandensein einer Kraft, die auf die Verlängerung 14 des Elements 12 einwirkt, zu bewegen. Allerdings wird, wenn eine Kraft, die auf den Schenkel 24 aufgebracht ist, ausreichend ist, um die Federkraft der Feder 15 zu überwinden, der Schenkel 23 um das Gelenk 22, auf der angewinkelten Fläche 22 des Gehäuses 11 ruhend, gedreht, um das Ende 23a des Schenkels 23 in einen Eingriff mit der Endwand 20a der Vertiefung 20 zu bringen. Wenn dies auftritt, wird das Element 12 blockiert und kann sich nicht in eine Richtung in das Gehäuse 11 hinein bewegen, da das Element 17 zwischen dem Ende 20a der Vertiefung 20 und der schräg verlaufenden Fläche 22 des Gehäuses eingefangen ist.
Die Federkraft von der Feder 15 dreht, wenn die auf den Schenkel 24 aufgebrachte Kraft freigesetzt wird, den Kipphebel und bewegt den Schenkel 23 von seiner blockierenden Position so, um das Element 12 für eine freie Hin- und Herbewegung noch einmal freizugeben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Kraft auf den Schenkel 24 unter Verwendung einer piezokeramischen Betätigungseinrichtung aufgebracht. Vorzugsweise ist das Element 12 ein hohles Element, das aus zwei Teilen gebildet ist, die durch die Abschnitte 12a und 12b in 1 angezeigt sind, und die piezokeramische Betätigungseinrichtung, die allgemein mit dem Bezugszeichen 30 in 1 bezeichnet ist, ist innerhalb des hohlen Elements 12 aufgenommen. Zur Vereinfachung sind die elektrischen Verbindungen mit der piezokeramischen Betätigungseinrichtung nicht dargestellt und der Aufbau der Betätigungseinrichtung ist auch nur beispielhaft für irgendeine Anzahl von geeigneten Anordnungen, die verwendet werden können. In jedem Fall ist die Betätigungseinrichtung mit einem Betätigungselement 31 versehen, das in einen Eingriff mit dem Ende des Schenkels 24 hinein und davon heraus bewegt wird. In dieser Ausführungsform wird, wenn die piezoelektrische Betätigungseinrichtung mit Energie beaufschlagt wird, der Bereich 31 so bewegt, um den Schenkel 24 in Eingriff zu bringen und wenn das Element 12 dazu tendiert, sich in das Gehäuse hineinzubewegen, wird der Schenkel 24 um das Gelenk 22 gegen die Wirkung der Feder 15 gedreht, und demzufolge wird der Schenkel 23 in einen blockierenden Eingriff mit der Endfläche 20a der Vertiefung 20 in dem bewegbaren Element 12 gebracht. Wenn die Energie weggenommen wird, bewegt sich der Bereich 31 aus dem Eingriff mit dem Ende 24 heraus und lässt eine Drehung des Kipphebels unter der Wirkung der Feder 15 zu.
Es wird ersichtlich werden, dass der vorstehende Aufbau viele Vorteile besitzt, unter die die Tatsache fällt, dass der Mechanismus nicht durch Aufbringen einer starken Kraft auf den Bereich 14 brechen kann, um das Element 12 in das Gehäuse 11 hinein zu drücken, aufgrund der Tatsache, dass die Bewegung des Elements 12 durch die Klinke 17, und nicht durch die piezokeramische Betätigungseinrichtung selbst, die nur als ein Steuerelement wirkt, verhindert wird. Zusätzlich ist die Anordnung mechanisch sich selbst einstellend, da die Klinke 17 nicht an der inneren Fläche 22 an dem Gehäuse befestigt ist, und so nach unten entlang der Neigung bzw. Schrägen gleiten kann, um einen Kontakt mit dem Element 12 gerade dann beizubehalten, wenn eine Abnutzung auftritt.
Der vorstehende Aufbau besitzt viele Verwendungen, wobei eine solche ein Teil eines elektrisch steuerbaren Kupplungselements in einem mechanischen Antrieb ist. Diese Verwendung ist beispielhaft in 4 dargestellt, wo die Anordnung 10 an einem drehbaren Element 40 befestigt ist und wahlweise eine Verbindung des Elements 40 mit einem weiteren, drehbaren Element 41 aufgrund der Verlängerung 14, die in einen Schlitz 42 eingreift, zulässt, um einen Antrieb auf das Element 41 zu übertragen, wenn das Element 40 gedreht wird, und vice versa. Auch ist die Antriebseinrichtung 30a der Anordnung 10 dargestellt. Die Antriebseinrichtung nimmt die notwendige Energie auf, um die elektrisch gesteuerte Betätigungseinrichtung 30 mit Energie zu beaufschlagen. Eine solche Antriebsanordnung kann passend in einem elektrisch gesteuerten Türverriegelungsmechanismus verwendet werden und besitzt einen niedrigen Stromverbrauch, was bedeutet, dass sie für einen mit Batterie betriebenen Betrieb geeignet ist.

Claims

Verriegelungsmechanismus, der ein Gehäuse (11), einen Kolben (12), montiert in dem Gehäuse für eine Hin- und Herbewegung, und mit einem Bereich (14) besitzt, der, in einer Position des Kolbens, so angeordnet ist, um von dem Gehäuse vorzustehen, eine Klinke (17), die innerhalb des Gehäuses für eine Bewegung in einen Eingriff mit dem Kolben hinein und aus diesem heraus montiert ist, und Einrichtungen, um die Klinke zu bewegen, aufweist, wobei die Einrichtungen für die Bewegung der Klinke eine elektrisch gesteuerte Betätigungseinrichtung (30), die innerhalb des Kolbens angeordnet ist, aufweisen, und wobei die Klinke mit einem Teil (24) versehen ist, das in den Kolben hinein vorsteht und so angeordnet ist, um durch die Betätigungseinrichtung berührt zu werden, um eine Bewegung des Kolbens zu steuern, und wobei dann, wenn die Betätigungseinrichtung (30) nicht in Kontakt mit dem Teil (24) steht, das in den Kolben vorsteht, der Kolben in der Lage ist, sich in dem Gehäuse hin- und herzubewegen.
Mechanismus nach Anspruch 1, wobei die Klinke in der Form eines Kipphebels vorliegt, wobei ein Arm davon einen Teil bildet, der in den Kolben vorsteht, und der andere Arm (23) so angeordnet ist, um gegen eine Oberfläche des Kolbens anzustoßen, um eine Bewegung des Kolbens zu verhindern.
Mechanismus nach Anspruch 2, wobei die Klinke zu einer Position hin vorgespannt ist, wo der andere Arm (23) davor bewahrt wird, dass er gegen die Oberfläche des Kolbens anstößt.
Mechanismus nach Anspruch 2, wobei die Betätigungseinrichtung in Kontakt mit der Klinke steht, wenn sich die Betätigungseinrichtung in einem nicht erregten Zustand befindet, und wobei sich die Betätigungseinrichtung aus einem Kontakt mit der Klinke bewegt, wenn sich die Betätigungseinrichtung in einem erregten Zustand befindet.
Mechanismus nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei die Klinke in dem Gehäuse an einer schräg verlaufenden, inneren Fläche des Gehäuses angeordnet ist und frei ist, um sich sowohl zu drehen als auch linear auf der schräg verlaufenden, inneren Oberfläche zu bewegen.
Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kolben zu einer verlängerten Position hin vorgespannt ist, wobei der Bereich (14) von dem Gehäuse vorsteht.
Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betätigungseinrichtung in der Form einer piezokeramischen Vorrichtung vorliegt.