Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugschloß, insbesondere ein
Heckklappenschloß, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Kraftfahrzeugschlösser mit einer Schloßfalle und einer Sperrklinke, die ein Ausheben
der Sperrklinke über einen elektromotorischen Stellantrieb mit einem
durch einen elektrischen Antrieb verstellbaren Stellelement gewährleisten, sind
aus dem Stand der Technik bekannt (DE 196 14 122 A1). Hierfür ist ein Mitnehmerzapfen
am Stellelement vorgesehen, der während einer Stellbewegung
des Stellelements gegen eine an der Sperrklinke angeordnete Betätigungsfläche
läuft und damit die Sperrklinke aushebt. Die Stellbewegung wird dadurch beendet,
daß der Mitnehmerzapfen gegen einen an der Sperrklinke angeordneten Anschlag
läuft (Blockbetrieb). Das resultierende Anschlaggeräusch wird dabei vom
Benutzer als störend empfunden. Vorteilhaft bei einem mit einer solchen Steuerung
arbeitenden Kraftfahrzeugschloß ist die Tatsache, daß Mikroschalter vermieden
werden können. An die Steuerung ist also kein elektrischer oder elektronischer
Schalter zur Abtastung eines Stellelementes und/oder der Sperrklinke
angeschlossen, sondern nur die Blockierung der Weiterbewegung des Zapfens
indiziert die Öffnungsstellung der Sperrklinke.
Die Sperrklinke ist dabei so konstruiert, daß der an der Sperrklinke angeordnete
Anschlag erst und nur dann in die Bewegungsbahn des Mitnehmerzapfens gerät,
wenn die Sperrklinke vom Mitnehmerzapfen wirksam ausgehoben ist und in der
ausgehobenen Stellung entweder durch eine entsprechende Kontur an der
Schloßfalle oder beispielsweise durch einen Schneelasthebel gehalten wird.
Für sich bekannt ist auch ein Kraftfahrzeugschloß mit einem elektromotorischen
Stellantrieb, bei dem ein Anschlaggeräusch nicht auftritt (DE 198 32 749 A1).
Hierbei handelt es sich allerdings um einen Stellantrieb für eine Zentralverriegelung,
also einen Stellantrieb für die Bewegung der Hebelanordnung der
Schloßmechanik.
Der Stellantrieb weist hier ein durch einen elektrischen Antriebsmotor verstellbares
Stellelement auf, wobei ein Schalthebel der Schloßmechanik durch eine
Stellbewegung des Stellelements verstellbar ist. Dabei ist ein elektrischer oder
elektronischer Schalter vorgesehen, durch den der Antriebsmotor einschaltbar
und ausschaltbar, insbesondere kurzschließbar ist. Der Schalter ist durch das
Stellelement und zusätzlich, unabhängig vom Stellelement, durch den Schalthebel
betätigbar, wobei der Antriebsmotor bei betätigtem Schalter eingeschaltet
wird. Bei nicht betätigtem Schalter ist der Antriebsmotor ausgeschaltet, insbesondere
kurzgeschlossen. Hiermit wird erreicht, daß durch eine entsprechende
Ausgestaltung des Stellelements die Stellbewegung des Stellelements rechtzeitig
beendet wird. Der hier verwendete Schalter erfaßt gleichzeitig die Stellung des
Schalthebels. Dadurch läßt sich ein zweiter Schalter einsparen. Der Schalter ist
mit einer Steuerschaltung des Kraftfahrzeugschlosses verbunden und bewirkt die
Ein- bzw. Ausschaltung des Antriebsmotors.
Hat man eine Steuerschaltung des Kraftfahrzeugschlosses, die auf einen Blockbetrieb
für die Öffnungshilfe, also das Ausheben der Sperrklinke ausgelegt ist, so
muß man das resultierende Anschlaggeräusch hinnehmen. Das der Lehre
zugrundeliegende Problem besteht also darin, das bekannte Kraftfahrzeugschloß
so auszugestalten, daß möglichst ohne die Notwendigkeit einer Änderung der
Steuerung das Anschlaggeräusch vermieden werden kann.
Die zuvor aufgezeigte Problemstellung ist bei einem Kraftfahrzeugschloß mit
den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils von Anspruch 1 gelöst.
Wesentlich ist zunächst, daß der Schalter durch die Sperrklinke betätigbar ist.
Mit betätigbar ist hier gemeint, daß der Antriebsmotor durch den Schalter einschaltbar
ist. Die Aussage, daß der Antriebsmotor durch den Schalter eingeschaltet
wird, beinhaltet nicht zwingend, daß der Antriebsmotor auch anläuft.
Vielmehr bedeutet das nur, daß der Antriebsmotor in den schaltungstechnischen
Zustand versetzt worden ist, anlaufen zu können. Beispielsweise in Hauptraststellung
der Sperrklinke ist der Antriebsmotor bei betätigtem Schalter so an eine
Steuerschaltung angeschlossen, daß die Versorgungsspannung, wenn sie von der
Steuerschaltung eingeschaltet wird, den Antriebsmotor erreicht und diesen anlaufen
läßt.
Durch die erfindungsgemäß realisierte Ansteuerung des Schalters sowohl von
der Sperrklinke als auch vom Steuernocken des Stellelementes aus kann man eine
selbsttätige Steuerung des Antriebsmotors erreichen, ohne die Steuerschaltung
ändern zu müssen. Man muß also für die Steuerschaltung keinen zusätzlichen
Schalteranschluß vorsehen. Ein solches Kraftfahrzeugschloß kann man also ohne
weiteres bei einer bestehenden Schließanlage nachrüsten, die bislang auf eine
Steuerung durch Blockbetrieb ausgelegt war. Hier ersetzt der geschickt angesteuerte
Schalter praktisch den Anschlag.
Für das Erreichen des zuvor erläuterten Ergebnisses ist eine Schaltungsanordnung
besonders zweckmäßig, bei der gilt, daß der Schalter unmittelbar mit dem
Antriebsmotor, der Versorgungsspannung des Antriebsmotors und einem ggf.
vorhandenen Bremsstromkreis, insbesondere mit einem Kurzschlußstromkreis,
derart elektrisch gekoppelt ist, daß der Antriebsmotor bei betätigtem Schalter mit
der Versorgungsspannung in elektrischer Wirkverbindung steht und bei unbetätigtem
Schalter mit dem ggf. vorhandenen Bremsstromkreis und nicht mit der
Versorgungsspannung in elektrischer Wirkverbindung steht. Nach außen hin hat
das Kraftfahrzeugschloß zu der Steuerschaltung hin nur zwei Pole. Innerhalb des
Kraftfahrzeugschlosses ist der Schalter dafür verantwortlich, ob eine von der
Steuerschaltung eingeschaltete Versorgungsspannung den Antriebsmotor erreicht
oder nicht.
Zum Zwecke der Betätigung des Schalters weist die Sperrklinke eine Steuerkante
mit einer bestimmten Kontur auf, die in Abhängigkeit von der Stellung der
Sperrklinke den Schalter betätigt. Damit ist es möglich, daß der Schalter durch
die Sperrklinke in beliebiger Stellung der Sperrklinke betätigt werden kann,
wenn die Steuerkontur entsprechend ausgestaltet ist.
Bei einem Kraftfahrzeugschloß mit einer Hauptraststellung und einer Vorraststellung
ist es dann ohne weiteres möglich, daß durch die Steuerkante der Sperrklinke
der Schalter in der Hauptraststellung und zusätzlich in der Vorraststellung
betätigt wird. Der Begriff "betätigt wird" kann auch bedeuten, daß in einer Stellung
der Schalter betätigt wird und dann in der anderen Stellung weiter betätigt
bleibt oder gar in einer dritten Stellung betätigt wird und in den beiden genannten
Stellungen betätigt bleibt.
Der Steuernocken des Stellelements, der mit der Steuerkante der Sperrklinke
hinsichtlich der Betätigung des Schalters gewissermaßen logisch ODERverknüpft
ist, ist vorzugsweise derart ausgestaltet, daß der Schalter durch den
Steuernocken während der Stellbewegung bis kurz vor Ende der Stellbewegung
betätigt wird und daß danach der Schalter in die unbetätigte Stellung überführt
wird und somit der Antriebsmotor ausgeschaltet, insbesondere kurzgeschlossen
wird.
Es läßt sich zusammenfassen, daß der Steuernocken des Stellelements für die definierte
Beendigung der Stellbewegung sorgt und daß die Steuerkante der Sperrklinke
eine erneute Stellbewegung des Stellelements in der Haupt- und in der
ggf. vorhandenen Vorraststellung der Sperrklinke gewährleistet.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist zusätzlich eine mechanische Bremseinrichtung
für den Fall einer elektrischen Fehlfunktion vorgesehen. Die Sperrklinke
weist hier eine zusätzliche Anschlagfläche auf, die beispielsweise bei nicht
schaltendem, insbesondere bei vereistem Mikroschalter, ein Weiterlaufen des
Antriebsmotors verhindert. Auf diese Weise gibt die in der Steuerschaltung ohnehin
vorgesehene Auswertungsmöglichkeit für den Blockbetrieb eine Sicherheitsschaltung
gegen Fehlfunktionen.
Es gibt natürlich eine Vielzahl von Möglichkeiten, die Lehre der Erfindung auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu darf auf die Unteransprüche verwiesen
werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
- Fig. 1
- in schematischer Darstellung das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugschloß
in Hauptraststellung,
- Fig. 2
- das Kraftfahrzeugschloß aus Fig. 1 in Vorraststellung,
- Fig. 3
- das Kraftfahrzeugschloß aus Fig. 1 mit ausgehobener Sperrklinke,
- Fig. 4
- in schematischer Darstellung die elektrische Beschaltung des Antriebsmotors.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein als Heckklappenschloß ausgebildetes Kraftfahrzeugschloß
dargestellt. Es ist der übliche mechanische Aufbau mit Schloßfalle 1 und
Sperrklinke 2 zu erkennen, wobei die Schloßfalle 1 und die Sperrklinke 2 jeweils
in eine Haupt- und in eine Vorraststellung bringbar sind und wobei die Schloßfalle
1 durch die Sperrklinke 2 in der Haupt- und in der Vorraststellung arretierbar
ist. Hierfür weist die Schloßfalle 1 eine Hauptrast 3 auf, in die die Sperrklinke
2 mit einer Rastnase 4 eingreift und damit die Schloßfalle 1 in der Hauptraststellung
arretiert. In Fig. 2 ist das Kraftfahrzeugschloß in der Vorraststellung
dargestellt, in der entsprechend die Sperrklinke 2 mit ihrer Rastnase 4 in eine
Vorrast 5 der Schloßfalle 1 eingreift und diese wiederum arretiert.
Die Sperrklinke 2 läßt sich weiter in eine ausgehobene Stellung bringen, in der
die Schloßfalle 1 freigegeben wird. In Fig. 3 ist die ausgehobene Stellung der
Sperrklinke 2 dargestellt, wobei in diesem speziellen Fall die Sperrklinke 2 von
einem nicht dargestellten Schneelasthebel in der ausgehobenen Stellung gehalten
wird. Vorliegend ist es unerheblich, ob die Sperrklinke 2 nach dem Aushebevorgang
von einem ggf. vorhandenen Schneelasthebel in der ausgehobenen Stellung
gehalten wird oder ob die Schloßfalle 1 in ihre Offenstellung fällt und die Sperrklinke
2 dann mit der Rastnase 4 an einer Anschlagfläche 6 der Schloßfalle 1 anliegt.
Auf die Funktionalität eines Schneelasthebels muß daher an dieser Stelle
nicht weiter eingegangen werden.
Fig. 1 zeigt einen elektrischen Antriebsmotor 7, durch den über ein Getriebe 8
ein Stellelement 9 verstellbar ist. Das Stellelement 9 ist mechanisch derart mit
der Sperrklinke 2 gekoppelt, daß die Sperrklinke 2 durch eine Stellbewegung des
Stellelements 9 aushebbar ist. Auf diese mechanische Kopplung zwischen Stellelement
9 und Sperrklinke 2 wird im folgenden noch weiter eingegangen.
In unmittelbarer Nähe von Stellelement 9 und Sperrklinke 2 ist ein Schalter 10,
insbesondere ein Mikroschalter, vorgesehen, durch dessen Betätigung der Antriebsmotor
7 einschaltbar ist und ansonsten ausgeschaltet, insbesondere kurzgeschlossen
ist. Anstelle eines Mikroschalters können hier beliebige aus dem Stand
der Technik bekannte Schalter, insbesondere auch berührungslose Schalter (z. B.
Hall-Schaltelemente) Anwendung finden.
Das Stellelement 9 weist einen Steuernocken 11 auf, durch den der Schalter 10 in
Abhängigkeit von der Stellung des Stellelements 9 betätigbar ist. Unabhängig
vom Stellelement 9 ist der Schalter 10 zusätzlich durch die Sperrklinke 2 betätigbar.
Hierfür weist die Sperrklinke 2 eine Steuerkante 12 mit einer bestimmten
Kontur auf, die bei der Verstellung der Sperrklinke 2 am Schalter 10 vorbeiläuft.
Der Zeichnung läßt sich entnehmen, daß je nach Ausgestaltung der Kontur der
Steuerkante 12 eine weitgehend beliebige Betätigung des Schalters 10 in Abhängigkeit
von der Stellung der Sperrklinke 2 möglich ist. An dieser Stelle wird ausdrücklich
auf die Erläuterung der Begriffe "Betätigung des Schalters" sowie
"Einschaltung des Antriebsmotors" im allgemeinen Teil der Beschreibung hingewiesen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Steuerkante 12 der Sperrklinke 2 derart ausgestaltet,
daß der Schalter 10 durch die Steuerkante 12 sowohl in der Hauptraststellung
als auch in der Vorraststellung betätigt wird. Hiermit ist gewährleistet,
daß in den beiden genannten Stellungen der Sperrklinke 2 eine Stellbewegung
des Stellelements 9 möglich ist.
Der Steuernocken 11 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, daß durch den Steuernocken
11 der Schalter 10 während der Stellbewegung bis kurz vor Ende der
Stellbewegung betätigt wird. Damit ist gewährleistet, daß die Stellbewegung
stets an einer definierten Endstellung zu stehen kommt, da der Steuernocken 11
den Schalter 10 nur bis zu einer der Endstellung um eine Bremsbewegung vorgelagerte
Stellung betätigt. Anschließend wird der Schalter 10 in die unbetätigte
Stellung verlagert und schaltet den Antriebsmotor 7 aus bzw. schließt diesen
kurz.
Die Sperrklinke 2 und das Stellelement 9 sind vorzugsweise derart ausgestaltet,
daß der den Schalter 10 beeinflussende Teil der Steuerkante 12 und der den
Schalter 10 beeinflussende Teil des Steuernockens 11 zumindest im Beeinflussungsbereich
13 des Schalters 10 benachbart angeordnet sind und im wesentlichen
auf gleichgerichteten Bewegungsbahnen verlaufen. Mit beeinflussendem
Teil ist vorliegend jeweils der Teil der Sperrklinke 2 bzw. des Stellelements 9
gemeint, der unmittelbar in Interaktion mit dem Schalter 10 steht. Damit ist gewährleistet,
daß die genannten Teile von Sperrklinke 2 und Stellelement 9 derart
am Schalter 10 vorbeigeführt werden, daß der Schalter 10 quasi parallel von
Sperrklinke 2 und Stellelement 9 beeinflußbar ist. Dabei ist nicht ausgeschlossen,
daß die genannten Abschnitte sich beispielsweise auf Kreisbahnen mit unterschiedlichen
Radien bewegen (siehe Fig. 1 bis 3), solange eine Beeinflussung
des Schalters 10 eben durch beide Komponenten, nämlich Sperrklinke 2 und
Sperrelement 9 gewährleistet ist.
Die elektrische Ansteuerung des Antriebsmotors 7 macht es zweckmäßig, daß
der Schalter 10 unmittelbar mit dem Antriebsmotor 7 und einem ggf. vorhandenen
Bremsstromkreis 14, insbesondere einem Kurzschlußstromkreis gekoppelt
ist. Der Schalter 10 ist in bevorzugter Ausgestaltung derart mit den genannten
Komponenten verschaltet, daß der Antriebsmotor 7 bei betätigtem Schalter 10
mit der Versorgungsspannung in elektrischer Wirkverbindung steht und bei unbetätigtem
Schalter 10 mit dem ggf. vorhandenen Bremsstromkreis 14, und nicht
mit der Versorgungsspannung in elektrischer Wirkverbindung steht. Mit elektrischer
Wirkverbindung ist hier gemeint, daß die Verbindung tatsächlich eine
elektrische Wirkung hervorruft, - vorbehaltlich dessen, daß eine Steuerschaltung
die Versorgungsspannung überhaupt zum Schalter 10 durchschaltet, wie oben
bereits angesprochen. Für den Kurzschlußstromkreis bedeutet dies, daß ein
Kurzschlußstrom durch den Kurzschlußstromkreis fließt und nicht etwa nur ein
einziger Pol des Kurzschlußstromkreises an den Antriebsmotor 7 geschaltet ist.
Fig. 4 zeigt die elektrische Beschaltung des Antriebsmotors 7 mit dem Schalter
10 und einem Bremsstromkreis 14, der hier als Kurzschlußstromkreis ausgestaltet
ist. Es kann auch vorgesehen werden, daß der Bremsstromkreis 14 Widerstände
und weitere Bauelemente aufweist, um das Bremsverhalten des Antriebsmotors
7 zu optimieren.
Die Steuerschaltung, die die Versorgungsspannung des Antriebsmotors 7 an einem
ein- und ausschaltbaren Anschluß bereitstellt, der in Fig. 4 mit dem Zeichen
+ bezeichnet ist, und die die Versorgungsspannung nach erfolgter Einschaltung
mittels einer Zeitschaltung und/oder mittels einer Überstrommessung abschaltet,
benötigt bei der erfindungsgemäßen Konstruktion des Kraftfahrzeugschlosses
keinen Anschluß für den elektrischen oder elektronischen Schalter 10. Dieser ist
autark im Kraftfahrzeugschloß angeordnet und führt dort die Schaltfunktionen
aus. Eine vorhandene, an sich auf die Funktion des Blockbetriebs ausgelegte
Steuerschaltung muß also bei Einsatz dieses Kraftfahrzeugschlosses nicht geändert
werden.
Die Betätigung des Schalters 10 kann auf verschiedene Weisen erfolgen. In bevorzugter
Ausgestaltung ist der Schalter 10 in eine erste und eine zweite Stellung
bringbar, wobei der Schalter 10 - beispielsweise durch die Sperrklinke 2 oder
das Stellelement 9 - in die zweite Stellung bringbar ist und selbsttätig in die erste
Stellung zurückfällt. Je nach Beschaltung des Schalters 10 kann dann mit Betätigung
nun die Verstellung des Schalters 10 von der ersten in die zweite Stellung
oder von der zweiten in die erste Stellung gemeint sein. Bei diesen beiden "inversen"
Alternativen sind auch die Kontur der Steuerkante 12 der Sperrklinke 2
sowie der Steuernocken 11 des Stellelements 9 entsprechend "invers" ausgebildet.
Es läßt sich zusammenfassen, daß eine Vielzahl unterschiedlicher Schaltungen
je nach Ausgestaltung von Schalter 10, Sperrklinke 2 und Stellelement 9
unter die vorgeschlagene Lehre fallen.
Vorliegend ist es so, daß der Schalter 10 durch eine Kraftwirkung auf einen Betätigungshebel
15 in die betätigte Stellung bringbar ist und bei Wegfall der
Kraftwirkung in die unbetätigte Stellung zurückfällt. Dabei ist die betätigte
Stellung in Fig. 4 dargestellt, die Versorgungsspannung steht dann in elektrischer
Wirkverbindung mit dem Antriebsmotor 7.
Damit der Schalter 10 durch die Steuerkante 12 der Sperrklinke 2 in der Hauptraststellung
und in der Vorraststellung, und nicht in der ausgehobenen Stellung
betätigt wird, weist die Kontur der Steuerkante 12 eine entsprechende Stufe 16
auf.
Für den Steuernocken 11 ergibt sich durch eine besondere Ausgestaltung des
Stellelements 9 eine besonders einfache Realisierung. Das Stellelement 9 ist
nämlich als Schneckenrad 17 ausgestaltet, das ein Eingriffselement 18, vorzugsweise
einen Mitnehmerzapfen, aufweist. Das Eingriffselement 18 kommt während
der Stellbewegung des Stellelements 9 mit einer Betätigungsfläche 19 der
Sperrklinke 2 derart in Eingriff, daß die Sperrklinke 2 ausgehoben wird.
Der Steuernocken 11 des Stellelements 9 ist nun in bevorzugter Ausgestaltung
als auf der Stirnseite des Schneckenrads 17 des Stellelements 9 verlaufender,
senkrecht zur Stirnseite des Schneckenrads 17 abragender Steg ausgestaltet. Der
Steuernocken 11, also der Steg, weist eine Anlaufschräge 20 auf, die bei in der
Zeichnung nach rechts drehendem Stellelement 9 unter den Betätigungshebel 15
des Schalters 10 greift und nach Durchlaufen der Anlaufschräge 20 den Schalter
10 betätigt. Der Steuernocken 11 weist weiter ein Endteil 21 auf, nach dessen
Passieren der Schalter 10 in die unbetätigte Stellung zurückfällt. Dann wird der
Antriebsmotor 7 mit dem Bremsstromkreis 14 in elektrische Wirkverbindung
gebracht und bremst das Stellelement 9 aus seiner Stellbewegung heraus ab. Das
Stellelement 9 kommt entsprechend in einer definierten Endstellung zu stehen.
Nach dieser Stellbewegung des Stellelements 9 befindet sich die Sperrklinke 2 in
der ausgehobenen Stellung und wird von einem ggf. vorhandenen Schneelasthebel
in dieser Stellung gehalten (Fig. 3).
Wird nun das Kraftfahrzeugschloß durch einen Schließvorgang der Kraftfahrzeugtür,
der Heckklappe o. dgl. in die Hauptraststellung oder in die Vorraststellung
überführt, so kommt die Sperrklinke 2 in Eingriff mit dem Betätigungshebel
15 des Schalters 10, wodurch der Schalter 10 betätigt wird. Nun ist es wieder
möglich, eine Stellbewegung des Stellelements 9 auszulösen.
Für eine maximale Betriebssicherheit ist es in weiterer bevorzugter Ausgestaltung
vorgesehen, an der Sperrklinke 2 zusätzlich eine Anschlagfläche 22 anzuordnen,
gegen die das Eingriffselement 18 des Stellelements 9 läuft, wenn die
Sperrklinke 2 sich in der ausgehobenen Stellung befindet und wenn durch eine
elektrische Fehlfunktion keine rechtzeitige Abschaltung bzw. Bremsung des Antriebsmotors
7 erfolgt. Durch diese Maßnahme wird das Eingriffselement 18 und
damit das Stellelement 9 mechanisch blockiert.