EP0271635A1

EP0271635A1 - Elektromotorisches Stellelement

Info

Publication number: EP0271635A1
Application number: EP87110057A
Authority: EP
Inventors: Theo Baukholt
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1986-12-16
Filing date: 1987-07-11
Publication date: 1988-06-22
Anticipated expiration: 2007-07-11
Also published as: EP0271635B1; DE3642915A1; DE3642915C2

Abstract

Bei einem elektromotorischen Stellelement greift eine Schubstange (7) mit einem an einem Federarm (8) angebrachten Mitnehmer (9) auf einen von einer Gewindespindel (5) antreibbaren Betätiger (6), welcher mit einem Nocken (10) gegen den Mitnehmer (9) zu gelangen vermag. Eine Sperrfläche (12) des Gehäuses (1) des Stellelementes verhindert, daß sich nach Überwindung eines Anfangshubes der Federarm (8) mit dem Mitnehmer (9) vom Betätiger (6) weg bewegen kann und es dadurch zu einem Auskuppeln zwischen dem Betätiger (6) und der Schubstange (7) kommt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromotorisches Stellelement, insbesondere für eine zentrale Türverriegelung, welches einen von einem Elektromotor antreibbaren Betätiger hat, welcher mittels einer Kupplung mit einer Schubstange derart verbunden ist, daß die Kupplung durch geringfügiges Weiterfahren des Betätigers über die Schubstangenendstellungen hinaus durch Überwinden einer Auskuppelkraft auskuppelt. Solche Stellelemente sind zur Betätigung von Türschlössern bei zentralen Türverriegelungen allgemein bekannt und gebräuchlich.
Bei elektromotorischen Stellelementen dieser Art ist es erforderlich, daß auch bei Ausfall der elektrischen Energie für den Elektromotor eine Betätigung von Hand ohne Fremdenergie möglich ist. Durch das Auskuppeln der Verbindung zwischen Betätiger und Schubstange in den Endstellungen der Schubstange erreicht man, daß bei Handbetätigung der Schubstangenantrieb nicht mitbetätigt erden muß, was zu einem unerwünscht hohen Kraftaufwand führen oder im Falle eines selbsthemmenden Getriebes sogar eine Handbetätigung ausschließen würde. Bei der Gestaltung der Kupplung zwischen dem Betätiger und der Schubstange ist darauf zu achten, daß die Auskuppelkräfte höher sind als die maximal zu erwartenden Stellkräfte. Anderenfalls würde die Kupplung bei Schwergängigkeit des zu betätigenden Schlosses auskuppeln und dadurch eine weitere elektromotorische Betätigung ausschließen. Bei den bekannten Stellelementen müssen der Elektromotor und das Getriebe deshalb für die erheblich höher als die normale Betätigungskraft liegende Auskuppelkraft ausgelegt sein und diese Auskuppelkraft bei jeder Schloßbetätigung aufgebracht werden. Diese erforderliche Antriebskraft kann jedoch nur teilweise als Stellkraft genutzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromotorisches Stellelement der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß stets die volle Motorkraft als Stellkraft zur Verfügung steht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplung mit einer nur in den Endstellungen der Schubstange unwirksamen Auskuppelsperre versehen ist.
Durch diese erfindungsgemäße Auskuppelsperre erreicht man, daß ein Auskuppeln nur in den Endstellungen möglich ist. Dadurch wird verhindert, daß es während der Betätigung zu einem Auskuppeln kommen kann. Deshalb steht bei jeder Betätigung die volle motorische Betätigungskraft zur Verfügung. Die in den Endstellungen zu überwindende Auskuppelkraft braucht nicht über der normalen Betätigungskraft zu liegen, so daß der Elektromotor zum Auskuppeln keine höhere Kraft aufbringen muß als zur normalen Schloßbetätigung. Dadurch verbilligt sich das Stellelement erheblich. Weiterhin ist der Energiebedarf des Stellelementes erheblich geringer als bei dem bekannten Stellelement.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Stellelementes arbeitet seine Kupplung in ihren Endstellungen kraftschlüssig, während des Arbeitshubes der Schubstange jedoch formschlüssig.
Unterschiedliche Schlösser weisen einen unterschiedlichen Verlauf der Betätigungskraft relativ zum Stellhub auf. Wenn schon zu Beginn des Stellhubes eine relativ große Betätigungskraft erforderlich ist, dann ist es zweckmäßig, wenn die Schubstange eine einen Freihub in den Endstellungen zulassende Stellhebelaufnahme hat und dieser Freihub gleich oder größer ist als die Unwirksamkeitsbereiche der Auskuppelsperre in den Endstellungen der Schubstange. Durch diese Gestaltung erreicht man, daß die Auskuppelsperre wirksam wird, bevor die Betätigungskraft auf einen Wert angestiegen ist, der ohne Auskuppelsperre zu einem Auskuppeln führen könnte.
Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Kupplung durch einen Federarm der Schubstange gebildet ist, welcher über den Betätiger greift und mit ihm kraftschlüssig verrastbar ist und daß die Auskuppelsperre durch eine im geringeren Abstand als der Auskuppelweg des Federarmes über den Federarm verlaufende gehäusefeste Sperrfläche gebildet ist.
Die Kupplung selbst kann sehr einfach dadurch gebildet sein, daß am Federarm ein auf den Betätiger gerichteten Mitnehmer und auf dem Betätiger ein gegen den Mitnehmer bewegbarer Nocken vorgesehen ist.
Die Möglichkeit des Auskuppelns in den Endstellungen der Schubstange läßt sich auf sehr einfache Weise erreichen, wenn die Unwirksamkeitsbereiche der Auskuppelsperre durch Ausnehmungen in der entlang des Hubweges des Federarmes verlaufenden Sperrfläche gebildet sind.
Sollte es während des Freihubes nicht zu einem vollständigen Einkuppeln gekommen sein, so wird der Federarm anschließend zwangsläufig vollständig eingekuppelt, bevor die Kupplung in den Bereich der Kupplungssperre gelangt, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Sperrfläche im Kupplungssperrbereich an ihren beiden Enden zu den Ausnehmungen hin jeweils eine Rampe hat.
Das Stellelement kann weitgehend aus üblichen, bei bereits gebauten Stellelementen gebräuchlichen Bauteilen aufgebaut sein, wenn der Betätiger eine von einer Gewindespindel bewegbare Spindelmutter ist. Die Erfindung läßt sich jedoch auch bei einem Stellelement mit Zahnstangenantrieb anwenden.
Eine gewünschte Ausrückkraft der Kupplung läßt sich durch Festlegung der Hebellänge des Federarmes auf einfache Weise erreichen, wenn der Federarm mit einem Gleitnocken gegen die Sperrfläche anliegt und der Mitnehmer nahe des antriebsseitigen Endes der Schubstange mit Abstand zum Gleitnocken angeordnet ist.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Stellelement,
Fig. 2 - 5 Längsschnitte durch jeweils einen Teilbereich des Stellelementes in verschiedenen Stellungen.

Das in Figur 1 gezeigte Stellelement hat in einem Gehäuse 1 einen Elektromotor 2, welcher über ein aus zwei Zahnrädern 3, 4 bestehendes Getriebe eine Gewindespindel 5 anzutreiben vermag. Auf dieser Gewindespindel 5 ist ein Betätiger 6 angeordnet, bei dem es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um eine unverdrehbar angeordnete Spindelmutter handelt.
Eine Schubstange 7 greift mit einem Federarm 8 über den Betätiger 6. Dieser Federarm 8 hat nahe seines freien Endes einen zum Betätiger 6 hin gerichteten, gerundet endenden Mitnehmer 9, gegen den ein ebenfalls gerundeter Nocken 10 auf dem Betätiger 6 zu gelangen vermag. Dieser Mitnehmer 9 ragt auch auf der dem Betätiger 6 abgewandten Seite geringfügig aus dem Federarm 8 heraus. Der Federarm 8 bildet mit dem Mitnehmer 9 und dem Nocken 10 eine Kupplung 11, durch welche die Schubstange 7 mit dem Betätiger 6 verbindbar ist.
Eine Sperrfläche 12 verläuft mit geringem Abstand zum federarm 8 entlang des Hubweges der Schubstange 7. Diese Sperrfläche 12 weist dort, wo sich der Mitnehmer 9 in den Endstellungen der Schubstange 7 befindet, jeweils eine Ausnehmung 13, 14 auf. Dadurch kann sich der Federarm 8 in den Endstellungen in diese Ausnehmungen 13, 14 hineinbiegen, wenn der Nocken 10 gegen den Mitnehmer 9 drückt, und es dem Nocken 10 dadurch ermöglichen, am Mitnehmer 9 vorbei zu gelangen. Rampen 15, 16 stellen sicher, daß der Federarm 8 bei einem Hub der Schubstange 7 zwangsläufig in die Einkuppelstellung gelangt, so daß er sich entlang der Sperrfläche 12 bewegen kann.
Die Figur 1 läßt weiterhin erkennen, daß der Federarm 8 nit einem Gleitnocken 17 gegen die Sperrfläche 12 anliegt. Dadurch ist der federnde Hebelarm des Federarmes 8 genau festgelegt, so daß sich beim Auskuppeln genau festlegbare Auskuppelkräfte ergeben. Am freien, aus dem Gehäuse 1 herausragenden Ende der Schubstange 7 ist eine Stellhebelaufnahme 18 in Form eines rechteckigen Loches vorgesehen, in die ein in den Figuren 2 bis 5 gezeigter Stellhebel 19 mit Spiel eingreift.
Zur Erläuterung der Funktionsweise des beschriebenen Stellelementes sei nunmehr auf die Figuren 2 bis 5 Bezug genommen. Bei der in Figur 2 gezeigten Stellung der Bauteile des Stellelementes ist der Stellhebel 19 so geschwenkt, daß sich ein nicht gezeigtes Türschloß in Offenstellung befindet. Der Nocken 10 des Betätigers 6 befindet sich links vom Mitnehmer 9. Dadurch kann man von Hand mittels eines Schlüssels die Schubstange 7 in der Zeichnung gesehen nach rechts schieben, um das Türschloß in Schließstellung zu bringen. Der Betätiger 6 bleibt hierbei in der dargestellten Endstellung stehen.
Soll das Türschloß elektromotorisch geschlossen werden, so wird die Gewindespindel 5 vom in Figur 1 gezeigten Elektromotor 2 in einem solchen Drehsinn angetrieben, daß der etätiger 6 sich nach rechts bewegt. Dadurch gelangt der Nocken 10 gegen den Mitnehmer 9, so daß die Schubstange 7 verschoben werden kann. Durch einen in Figur 2 gezeigten Freihub 20 wird erreicht, daß der Stellhebel 19 erst zu schwenken beginnt, wenn sich der Mitnehmer 9 unterhalb der Sperrfläche 12 befindet, was in der Figur 3 gezeigt ist.
In der in Figur 4 gezeigten Position der Bauteile ist der Stellhebel 19 in die Offenstellung des Türschlosses gelangt. Der Mitnehmer 9 befindet sich unterhalb der Ausnehmung 14. Wenn nun der Betätiger 6 sich weiter nach rechts bewegt, dann drückt der Nocken 10 gegen den Mitnehmer 9, welcher dadurch zur Ausnehmung 14 hin ausweicht. Dadurch kann der Nocken 10 am Mitnehmer 9 vorbei bis in die in Figur 5 gezeigte Stellung gelangen. In ihr ist die Schubstange 7 von Hand aus der Schließstellung nach links in Offenstellung zu verschieben, ohne daß hierbei der Betätiger 6 verschoben werden muß.
Soll das geschlossene Türschloß aus der in Figur 5 gezeigten Stellung elektromotorisch in Offenstellung bewegt werden, so muß die Gewindespindel 5 in einem solchen Drehsinn angetrieben werden, daß der Betätiger 6 sich nach links bewegt. Der Nocken 10 gelangt dann wiederum gegen den Mitnehmer 9 und schiebt dadurch die Schubstange 7 nach links. Ein Freihub 21 des Stellhebels 19 stellt wiederum sicher, daß dieser anfängliche Hub so lange leichtgängig ist, bis daß sich der Mitnehmer 9 unterhalb der Sperrfläche 12 befindet und dadurch nicht mehr ausweichen kann.

Claims

1. Elektromotorisches Stellelement, insbesondere für eine zentrale Türverriegelung, welches einen von einem Elektromotor angetriebenen Betätiger hat, welcher mittels einer Kupplung mit einer Schubstange derart verbunden ist, daß die Kupplung durch geringfügiges Weiterfahren des Betätigers über die Schubstangenendstellungen hinaus durch Überwinden einer Auskuppelkraft auskuppelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (11) mit einer nur in den Endstellungen der Schubstange (7) unwirksamen Auskuppelsperre (Sperrfläche 12) versehen ist.

2. Elektromotorisches Stellelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (7) eine einen Freihub in den Endstellungen zulassende Stellhebelaufnahme (18) hat und dieser Freihub (20, 21) gleich oder größer ist als die Unwirksamkeitsbereiche der Auskuppelsperre in den Endstellungen der Schubstange (7).

3. Elektromotorisches Stellelement nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (11) durch einen Federarm (8) der Schubstange (7) gebildet ist, welcher über den Betätiger (6) greift und mit ihm kraftschlüssig verrastbar ist und daß die Auskuppelsperre durch eine im geringeren Abstand als der Auskuppelweg des Federarmes (8) über den Federarm (8) verlaufende, gehäusefeste Sperrfläche (12) gebildet ist.

4. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Federarm (8) ein auf den Betätiger (6) gerichteter Mitnehmer (9) und auf dem Betätiger (6) ein gegen den Mitnehmer (9) bewegbarer Nocken (10) vorgesehen ist.

5. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwirksamkeitsbereiche der Auskuppelsperre durch Ausnehmungen (13, 14) in der entlang des Hubweges des Federarmes (8) verlaufenden Sperrfläche (12) gebildet sind.

6. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfläche (12) im Kupplungssperrbereich zu den Ausnehmungen (13, 14) hin jeweils eine Rampe (15, 16) hat.

6. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger (6) eine von einer Gewindespindel (5) bewegbare Spindelmutter ist.

7. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federarm (8) mit einem Gleitnocken (17) gegen die Sperrfläche (12) anliegt und der Mitnehmer (9) nahe des antriebsseitigen Endes der Schubstange (7) mit Abstand zum Gleitnocken (17) angeordnet ist.