EP0205750B1 - Latching device by means of an electric motor - Google Patents
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- EP0205750B1 EP0205750B1 EP86102628A EP86102628A EP0205750B1 EP 0205750 B1 EP0205750 B1 EP 0205750B1 EP 86102628 A EP86102628 A EP 86102628A EP 86102628 A EP86102628 A EP 86102628A EP 0205750 B1 EP0205750 B1 EP 0205750B1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
- E05B81/24—Power-actuated vehicle locks characterised by constructional features of the actuator or the power transmission
- E05B81/25—Actuators mounted separately from the lock and controlling the lock functions through mechanical connections
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
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- E05B81/54—Electrical circuits
- E05B81/56—Control of actuators
Definitions
- the invention relates to an electromotively actuated locking device in which a plunger can be moved between two end positions by an electric motor, the gear has a slack which corresponds at least to the stroke between the end positions of the plunger and the gear after a movement of the plunger in to the movement of the plunger in the opposite direction is movable around the lots.
- the device according to the US patent therefore has a gear sector, the length of which corresponds to the stroke between the two end positions and which, including the downstream transmission, is moved in the opposite direction by a spring after the locking or unlocking operation has taken place, until a middle position is reached is.
- the drive motor is uncoupled from the transmission by the action of a centrifugal clutch.
- USB-A-4 269 440 In another door locking device (US-A-4 269 440) is a flywheel on the shaft of the drive motor.
- the kinetic energy helps overcome the frictional resistance of the lock mechanism.
- the proposed lots between the drive and the lock serve only the purpose of storing enough energy in the flywheel when the engine is running unloaded.
- the entire high-ratio transmission including the flywheel and motor must be driven by hand or the pressure force of a spring must be overcome.
- the object of the present invention is to propose an interlocking device which can be actuated by an electric motor and in which the aforementioned disadvantages do not occur.
- the motor in each case for actuation of the locking device, the motor is supplied with a voltage of corresponding polarity for a predetermined time, and that after the predeterminable time a pulse of opposite polarity can be applied to the motor such that the motor and the gear is moved in the opposite direction around the slack.
- the invention has the advantage that a spring force need not be overcome either by manual actuation or by electromotive actuation.
- FIG. 1 shows three sections through an embodiment of the invention.
- 1 a is a section in a first plane
- FIG. 1 b is a section through the plane labeled A and B in FIG. 1 a
- FIG. 1 c is also a section in plane AB, but with the plunger in the opposite position.
- the housing 1 contains a gear transmission 2, an electric motor 3, a rack 6 and a tappet 5. On the tappet there is a cam 7 for actuating a switch 4.
- the switch 4 is mounted together with the electric motor 3 on a printed circuit board 9, which at the same time forms a plug connection for the device according to FIG. 1.
- the gear transmission 2 is a spur gear transmission which engages with a first spur gear pair 10 in the output pinion of the motor 11 and transmits the power of the motor via a second spur gear pair 12, a third spur gear pair 13 and a fourth spur gear pair 14 to the rack 6.
- the fourth spur gear pair 14 is coaxial with the spur gear pair 12, but is rotatable relative to the latter.
- the rack 6 has a driver 15 which is only visible in FIGS. 1b and 1c.
- the plunger In FIGS. 1a and 1c, the plunger is in the "door locked” position, while FIG. 1b shows the plunger in the "door unlocked” position.
- this stroke movement takes only a fraction of a second.
- the motor 3 is supplied with voltage by an electrical control device until the plunger 5 has definitely reached its end position. In the practical example, this time is approximately 0.6 seconds. After switching off, the motor receives a brief pulse with opposite polarity, so that the rack is moved to the left again and the driver 15 reaches the position indicated by line 17.
- the motor 3 contains a voltage of corresponding polarity from the control device for about 0.6 seconds, so that the toothed rack 6 and the driver 15 reach the position shown in FIG. 1c.
- the driver 15 engages the left boundary of the groove 16 and thus guides the plunger 5 to the left stop.
- the motor 3 again receives an opposite voltage pulse from the control device, so that the driver again reaches position 17, in which the plunger 5 can be moved by hand.
- a corresponding circuit of the control unit can also make it possible to suppress only the pulse of reversed polarity which follows a locking process, so that locking of the doors by manual operation is still possible.
- FIG. 2 shows a block diagram of a control circuit for the device shown in FIG. 1 or for a plurality of devices, one of which is arranged in a door of a motor vehicle.
- signals for locking or unlocking the doors are fed to a first circuit 23 by door switches which, on the one hand, stores whether the doors are to be locked or unlocked, and on the other hand, by means of a timer, the operating time of the motors, for example Limited to 0.6 seconds.
- a corresponding pulse reaches one of the transistors 26 and 27 via one of the resistors 24 and 25, the emitters of which are connected together to the positive pole of the voltage source.
- a relay winding 28, 29 is connected to the collectors of transistors 26 and 27.
- the relay windings 28 and 29 each include contacts, not shown, which connect the motors 3 (FIG. 1) to the operating voltage source such that the activation of the relay 29 results in a different direction of rotation than that of the relay 28.
- a voltage is obtained from the operating voltage in a stabilizing circuit 30, which voltage is independent of the temperature and the operating or battery voltage.
- This voltage is used to supply a switching stage 31.
- the switching stage 31 is supplied with switching signals from the outputs 32 and 33 of the circuit 23 for synchronization, so that the switching stage after the time given by the circuit 23 has a pulse to a transistor 26 and 27 to return the motors to position 17 (FIG. 1 ) can deliver.
- the switching stage 31 generates a pulse of short duration, which reaches the other of the transistors 26 and 27 than that which was previously activated by the circuit 23.
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch betätigbare Verriegelungsvorrichtung, bei welcher von einem Elektromotor über ein Getriebe ein Stößel zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist, das Getriebe eine Lose aufweist, welche mindestens dem Hub zwischen den Endstellungen des Stößels entspricht und das Getriebe nach einer erfolgten Bewegung des Stößels in zu der Bewegung des Stößels entgegengesetzter Richtung um die Lose bewegbar ist.The invention relates to an electromotively actuated locking device in which a plunger can be moved between two end positions by an electric motor, the gear has a slack which corresponds at least to the stroke between the end positions of the plunger and the gear after a movement of the plunger in to the movement of the plunger in the opposite direction is movable around the lots.
Eine Vorrichtung dieser gattungsbildenden Art ist aus der US-A-4 093 289 bekannt.A device of this generic type is known from US-A-4 093 289.
Bei elektromotorisch betätigbaren Verriegelungsvorrichtungen wird häufig gefordert, daß das eigentliche Verriegelungsglied, welches beispielsweise Teil eines Schlosses ist, von Hand unabhängig von der jeweiligen Stellung des elektromotorischen Antriebes bedient werden kann. Um dieses zu gewährleisten, sind bekannte elektromotorisch betätigbare Verriegelungsvorrichtungen mit Überfahrnocken ausgerüstet, deren Federkraft bei der manuellen Betätigung des Verriegelungsgliedes überwunden wird. Auch bei der motorischen Feststellung werden derartige Überfahrnocken entgegen ihrer Federkraft überfahren, so daß eine hierfür erforderliche Kraftreserve des Motors vorzusehen ist. Da ferner der mechanische Widerstand beim Betätigen derartiger Überfahrnocken je nach Alterungszustand und Schmierung erheblichen Schwankungen unterworfen ist, haben sich die bekannten Vorrichtungen als störanfällig erwiesen.In the case of locking devices which can be actuated by an electric motor, it is often required that the actual locking member, which is part of a lock, for example, can be operated by hand independently of the respective position of the electric motor drive. To ensure this, known electromotively operated locking devices are equipped with drive-over cams, the spring force of which is overcome when the locking member is operated manually. Such overrun cams are also run over against their spring force when the motor is locked, so that a necessary power reserve of the motor must be provided. Furthermore, since the mechanical resistance when actuating such drive-over cams is subject to considerable fluctuations depending on the aging condition and lubrication, the known devices have proven to be susceptible to failure.
Die Vorrichtung nach der US-Patentschrift weist daher einen zahnradsektor auf, dessen Länge dem Hub zwischen den beiden Endstellungen entspricht und der einschließlich des nachgeschalteten Getriebes nach erfolgtem Ver- oder Entriegelungsvorgang durch eine Feder in die jeweils entgegengesetzte Richtung bewegt wird, bis eine mittlere Position erreicht ist. Der Antriebsmotor ist dabei durch die Wirkung einer Fliehkraftkupplung vom Getriebe abgekuppelt.The device according to the US patent therefore has a gear sector, the length of which corresponds to the stroke between the two end positions and which, including the downstream transmission, is moved in the opposite direction by a spring after the locking or unlocking operation has taken place, until a middle position is reached is. The drive motor is uncoupled from the transmission by the action of a centrifugal clutch.
Nachteilig ist jedoch, daß der Motor bei jedem Ver- oder Entriegelungsvorgang neben dem Bewegen des Schloßmechanismus gleichzeitig die Feder vorspannen muß. Motor und Getriebe müssen daher stärker dimensioniert sein, beanspruchen mehr Raum und verursachen mehr Geräusch.It is disadvantageous, however, that the motor has to pretension the spring at the same time as moving the lock mechanism during each locking or unlocking process. The engine and transmission must therefore be larger, take up more space and cause more noise.
Bei einer weiteren TürVerriegelungsvorrichtung (US-A-4 269 440) ist auf der Welle des Antriebsmotors ein Schwungrad. vorgesehen, dessen kinetische Energie die Reibungswiderstände des Schloßmechanismus überwinden hilft. Die vorgesehene Lose zwischen dem Antrieb und dem Schloß dient jedoch ausschließlich dem Zweck, beim unbelasteten Hoch laufen des Motors genügend Energie im Schwungrad zu speichern. Beim Betätigen von Hand muß das gesamte hoch übersetzte Getriebe einschließlich Schwungrad und Motor von Hand angetrieben oder die Druckkraft einer Feder überwunden werden.In another door locking device (US-A-4 269 440) is a flywheel on the shaft of the drive motor. provided, the kinetic energy helps overcome the frictional resistance of the lock mechanism. The proposed lots between the drive and the lock, however, serve only the purpose of storing enough energy in the flywheel when the engine is running unloaded. When operated by hand, the entire high-ratio transmission including the flywheel and motor must be driven by hand or the pressure force of a spring must be overcome.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektromotorisch betätigbare Verriegelungsvorrichtung vorzuschlagen, bei welcher die vorerwähnten Nachteile nicht auftreten.The object of the present invention is to propose an interlocking device which can be actuated by an electric motor and in which the aforementioned disadvantages do not occur.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils für eine Betätigung der Verriegelungsvorrichtung der Motor für eine vorgegebene Zeit mit einer Spannung entsprechender Polarität versorgt ist, und daß nach Ablauf der vorgebbaren Zeit ein Impuls von entgegengesetzter Polarität derart am Motor anlegbar ist, daß der Motor und das Getriebe in entgegengesetzter Richtung um die Lose bewegt wird. Die Erfindung hat den Vorteil, daß weder durch die manuelle Betätigung noch durch die elektromotorische Betätigung eine Federkraft überwunden zu werden braucht.This object is achieved in that in each case for actuation of the locking device, the motor is supplied with a voltage of corresponding polarity for a predetermined time, and that after the predeterminable time a pulse of opposite polarity can be applied to the motor such that the motor and the gear is moved in the opposite direction around the slack. The invention has the advantage that a spring force need not be overcome either by manual actuation or by electromotive actuation.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1: Schnitte durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in verschiedenen Richtungen und mit verschiedenen Stellungen des Stößels und
- Fig. 2: ein elektrisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- Fig. 1: sections through a device according to the invention in different directions and with different positions of the plunger and
- 2: an electrical block diagram of a device according to the invention.
Gleiche Teile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.Identical parts are provided with the same reference symbols in the figures.
Fig. 1 zeigt drei Schnitte durch ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel. Davon ist in Fig. 1a ein Schnitt in einer ersten Ebenen, Fig. 1b ein Schnitt durch die in Fig. 1a mit A und B gekennzeichnete Ebene und Fig. 1c ebenfalls ein Schnitt in der Ebene AB, doch mit einer entgegengesetzten Stellung des Stößels. Das Gehäuse 1 beinhaltet ein Zahnradgetriebe 2, einen Elektromotor 3, eine Zahnstange 6 und einen Stößel 5. An dem Stößel findet sich ein Nocken 7 zur Betätigung eines Schalters 4. Der Schalter 4 ist zusammen mit dem Elektromotor 3 auf einer Leiterplatte 9 montiert, welche gleichzeitig einen Steckanschluß für die Vorrichtung nach der Fig. 1 bildet.Fig. 1 shows three sections through an embodiment of the invention. 1 a is a section in a first plane, FIG. 1 b is a section through the plane labeled A and B in FIG. 1 a and FIG. 1 c is also a section in plane AB, but with the plunger in the opposite position. The housing 1 contains a gear transmission 2, an
Das Zahnradgetriebe 2 ist ein Stirnradgetriebe, welches mit einem ersten Stirnradpaar 10 in das Abtriebsritzel des Motors 11 eingreift und die Kraft des Motors über ein zweites Stirnradpaar 12, ein drittes Stirnradpaar 13 und ein viertes Stirnradpaar 14 zur Zahnstange 6 weiterleitet. Das vierte Stirnradpaar 14 ist zwar gleichachsig mit dem Stirnradpaar 12, ist jedoch gegenüber diesem verdrehbar.The gear transmission 2 is a spur gear transmission which engages with a first
Die Zahnstange 6 weist einen lediglich in den Figuren 1b und 1c sichtbaren Mitnehmer 15 auf. In den Figuren 1a und 1c ist der Stößel in der Stellung "Tür verriegelt", während die Fig. 1b den Stößel in der Stellung "Tür entriegelt" zeigt.The
Vor Erreichen der in Fig. 1b gezeigten Stellung wurde der Motor mit einer Spannung derartiger Polarität beaufschlagt, daß die Zahnstange 6 und damit der Mitnehmer 15 über die rechte Begrenzung der Nut 16 den Stößel 5 in die gezeigte Position gebracht hat.Before reaching the position shown in Fig. 1b, the motor was subjected to a voltage of such polarity that the
Bei einer praktisch ausgeführten Verriegelungsvorrichtung dauert diese Hubbewegung nur einen Bruchteil einer Sekunde. Von einer elektrischen Steuervorrichtung wird der Motor 3 solange mit Spannung versorgt, bis der Stößel 5 mit Sicherheit seine Endstellung erreicht hat. Diese Zeit beträgt bei dem praktisch ausgeführten Beispiel etwa 0,6 Sekunden. Nach dem Abschalten erhält der Motor einen kurzzeitigen Impuls mit entgegengesetzter Polarität, so daß die Zahnstange wieder nach links bewegt wird und der Mitnehmer 15 in die mit der Linie 17 angedeutete Position gelangt.In a practical locking device, this stroke movement takes only a fraction of a second. The
Soll nun die Tür verriegelt werden, so enthält der Motor 3 von dem Steuergerät für etwa 0,6 Sekunden eine Spannung mit entsprechender Polarität, so daß die Zahnstange 6 und der Mitnehmer 15 in die in Fig. 1c gezeigte Position gelangen. Der Mitnehmer 15 greift an die linke Begrenzung der Nut 16 an und führt somit den Stößel 5 an den linken Anschlag. Vom Steuergerät erhält der Motor 3 wiederum einen entgegengesetzten Spannungsimpuls, so daß der Mitnehmer wiederum in die Position 17 gelangt, bei welcher der Stößel 5 von Hand bewegt werden kann.If the door is now to be locked, the
Bei dem erfindungsgemäßen System ist es durch einen einfachen Schaltvorgang im Steuergerät möglich, die Verbringung des Mitnehmers 15 in die Position 17 nach erfolgter Verstellung des Stößels 5 dadurch zu verhindern, daß der Impuls entgegengesetzter Polarität unterbleibt. Durch diese Maßnahme ergibt sich eine Diebstahlerschwerung denn durch die relativ starke Untersetzung des Getriebes 2 kann der Motor 3 über den Stößel 5, die Zahnstange 6 und das Getriebe 2 in umgekehrter Richtung nur schwer bewegt werden, so daß im Falle des Einbaus der erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein Kraftfahrzeug der Türverriegelungsknopf nur mit großer Kraft bewegt werden kann. Dieses ist jedoch mit den bekannten Hilfsmittel zum Herausziehen des Türverriegelungsknopfes ohne gewaltsame Beschädigung der Fahrzeugtür oder der Glasscheibe kaum möglich.In the system according to the invention, it is possible by a simple switching operation in the control device to prevent the movement of the
Durch eine entsprechende Schaltung des Steuergerätes kann auch ermöglicht werden, daß nur der Impuls umgekehrter Polarität, welcher auf einen Verriegelungsvorgang folgt unterdrückt werden kann, so daß eine Verriegelung der Türen durch Handbedienung weiterhin möglich ist.A corresponding circuit of the control unit can also make it possible to suppress only the pulse of reversed polarity which follows a locking process, so that locking of the doors by manual operation is still possible.
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung für die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung bzw. für mehrere Vorrichtungen, von denen jeweils eine in einer Tür eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Über Eingänge 21 und 22 werden von Türschattern Signale zum Ver- bzw. Entriegeln der Türen einer ersten Schaltung 23 zugeführt, welche einerseits speichert, ob die Türen ver- bzw. entriegelt werden sollen, und andererseits mit Hilfe eines Zeitgliedes die Betriebsdauer der Motoren auf beispielsweise 0,6 Sekunden begrenzt.FIG. 2 shows a block diagram of a control circuit for the device shown in FIG. 1 or for a plurality of devices, one of which is arranged in a door of a motor vehicle. Via
Über einen der Widerstände 24 und 25 gelangt ein entsprechender Impuls zu einem der Transistoren 26 und 27, deren Emitter gemeinsam mit dem Pluspol der Spannungsquelle verbunden sind. An die Kollektoren der Transistoren 26 und 27 ist je eine Relaiswicklung 28, 29 angeschlossen. Zu den Relaiswicklungen 28 und 29 gehören jeweils nichtdargestellte Kontakte, welche die Motoren 3 (Fig. 1) derart mit der Betriebsspannungsquelle verbinden, daß die Aktivierung des Relais 29 eine andere Drehrichtung als die des Relais 28 zur Folge hat.A corresponding pulse reaches one of the
Damit die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Impulse zum Rücklauf der Motoren 3 spannungs- und temperaturunabhängig sind, wird aus der Betriebsspannung in einer Stabilisierungsschaltung 30 eine Spannung gewonnen, welche von der Temperatur und der Betriebs- bzw. Batteriespannung unabhängig ist. Diese Spannung wird zur Versorgung einer Schaltstufe 31 benutzt. Der Schaltstufe 31 werden von den Ausgängen 32 und 33 der Schaltung 23 zur Synchronisation Schaltsignale zugeführt, damit die Schaltstufe nach Ablauf der durch die Schaltung 23 vorgegebenen Zeit einen Impuls an einen Transistoren 26 und 27 zum Rücklauf der Motoren in die Stellung 17 (Fig. 1) abgeben kann. Die Schaltstufe 31 erzeugt dazu einen Impuls kurzer Dauer, welcher an den jeweils anderen der Transistoren 26 und 27 gelangt, als derjenige, welcher zuvor von der Schaltung 23 angesteuert wurde.So that the pulses described in connection with FIG. 1 for the return of the
Mit Hilfe der Schalter 34 und 35 kann verhindert werden, daß der Impuls zum Rücklauf der Motoren zu den Transistoren 26 bzw. 27 gelangt. Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, ist dadurch eine Diebstahlsicherung möglich.With the help of the
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