EP3058155B1

EP3058155B1 - Verriegelungseinheit für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: EP3058155B1
Application number: EP14795541.3A
Authority: EP
Inventors: Uwe Reddmann
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2013-10-14
Filing date: 2014-10-13
Publication date: 2020-12-02
Anticipated expiration: 2034-10-13
Also published as: DE102013019938A1; EP3058155A1; US10563434B2; CN105814269A; CN105814269B; WO2015055176A1; US20160251877A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugtürschloss umfassend ein Gesperre, einen elektrischen Antrieb, eine Verriegelungseinheit und einen Kupplungshebel, der auf die Verriegelungseinheit wirkt und mittels des elektrischen Antriebs gegen die Kraft einer Feder, insbesondere einer Mitte-Null-Feder, betätigbar ist.
Ein Kraftfahrzeugtürschloss umfasst zumeist eine Drehfalle und eine Sperrklinke, wobei die Sperrklinke die Drehfalle in ihrer Drehbewegung sperren kann. Wird die Sperrklinke von der Drehfalle abgehoben, dann öffnet sich das Gesperre. Dabei kann ein zuvor gefangener Schließbolzen freikommen. Die Drehfalle steht im geschlossenen Zustand des Gesperres unter Vorspannung, aufgrund des Dichtungsdruckes der Türdichtung, und weist zusätzlich eine Feder auf, die die Drehfalle in ihre Öffnungsstellung hin belastet.
Bei der Verriegelungseinheit kann es sich um eine Zentralverriegelung oder um eine Zentralverriegelung in Kombination mit einem elektrischen Öffnen oder einer Diebstahlsicherung oder einer Kindersicherung handeln.
Eine Verriegelungseinheit, insbesondere eine Zentralverriegelungseinheit, sorgt dafür, dass in ihrer Stellung "verriegelt" ein zugehöriger Betätigungshebel, zum Beispiel ein Außenbetätigungshebel, leer geht. In dieser Position kann das Gesperre von dem Außenbetätigungshebel nicht geöffnet werden. Dagegen kann die Verriegelungseinheit zumeist mittels eines Innenbetätigungshebels von einer Position "verriegelt" in eine Position "entriegelt" überführt werden, so dass beispielsweise im Kraftfahrzeug befindliche Personen selbst in verriegelter Stellung des Kraftfahrzeugtürverschlusses noch in der Lage sind, von innen her eine Tür zu öffnen. Demgegenüber sorgt eine Diebstahlsicherungseinheit im Allgemeinen dafür, dass zusätzlich der Innenbetätigungshebel in der Position "Diebstahlsicherung ein" ohne Funktion bleibt. Das heißt, in der Stellung "Diebstahlsicherung ein" lässt sich eine mit dem betreffenden Kraftfahrzeugtürverschluss ausgerüstete Kraftfahrzeugtür weder von außen noch von innen öffnen. Auch eine Entriegelung von innen her über einen Innenverriegelungshebel, ist nicht möglich.
Aus der DE 10 2010 035 083 A1 ist ein Kraftfahrzeugtürverschluss bekannt, bei welchem zwei Schlossfunktionen mit einem einzigen Antrieb dargestellt werden, wobei das beaufschlagbare Stellement eine Steuerkontur aufweist. Das Anfahren der Steuerkontur erfordert sehr präzise Bewegungen mit sehr wenig Spiel. Auch aus der FR 1 584 541 A und der US 4 518 180 A sind derartige Kraftfahrzeugtürverschlüsse bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Kraftfahrzeugtürverschluss in der oben genannten Art bereitzustellen, der auf robuste und zuverlässige Weise arbeitet und ein sicheres Einlegen der Funktionen des Schlosses gewährleistet.
Zur Lösung dieses technischen Problems schlägt die Erfindung eine Entkopplung der Steuerkontur vom Verriegelungselement vor. Es wird ein Kraftfahrzeugtürschloss bereitgestellt, umfassend ein Gesperre, einen elektrischen Antrieb mit einem Stellmittel, eine Verriegelungseinheit, eine Feder und einen Kupplungshebel, der auf die Verriegelungseinheit wirkt und mittels des elektrischen Antriebs gegen die Kraft der Feder betätigbar ist, wobei die Verriegelungselement eine Steuerkontur aufweist, wobei der Kupplungshebel, vorzugsweise eine Schubstange, mit der Steuerkontur zusammenwirkt. Die Steuerkontur weist Merkmale auf, mit denen die Schubstange zusammenwirken kann, so dass verschiedene Positionen eingenommen werden können.
Bei der Verriegelungseinheit handelt es sich um eine Funktionseinheit, die zumindest eine von folgenden Funktionen ausübt:

Verriegelung, insbesondere Zentralverriegelung,
Elektrisches Öffnen,
Diebstahlsicherung und/ oder
Kindersicherung.

Erfindungsgemäß ist die Steuerkontur Teil eines separaten Verriegelungselements. Ein Bestandteil des Verriegelungselements ist ein Verriegelungshebel. Der Verriegelungshebel umfasst die Steuerkontur. Durch die separate Ausbildung des Verriegelungshebels wird ein unabhängiges Schaltmittel bereitgestellt, so dass ein sicheres Funktionieren gewährleistet ist. Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik können zum Beispiel Schaltwege, Momente und Bewegungsrichtungen definiert vorgegeben und eingestellt werden.
Das Verriegelungselement kann schwenkbar gelagert werden, wobei eine Endlage des Verriegelungselements eine verriegelte und eine Endlage eine entriegelte Stellung bestimmt. Das Verriegelungselement kann sich in zwei Richtungen bewegen. Es kann dabei zwei verschiedene Ziel-, Funktions- oder Endstellungen oder Endlagen erreichen. Eine Endlage kann beispielsweise zur Entriegelung des Kraftfahrzeugtürschlosses und eine andere Endlage zur Verriegelung dienen. Vorteilhaft ist dabei, dass jede Lage eindeutig mit einer Funktion beschrieben ist.
Die Steuerkontur am Verriegelungselement ist so ausgebildet, dass bei jeder Betätigung des Verriegelungselements mittels des Kupplungshebels eine Endlage erreicht wird. Der Kupplungshebel wirkt zwischen dem elektrischen Antrieb und dem Verriegelungselement, dabei kann der Kupplungshebel als Schubstange ausgeführt sein. Die Schubstange kann in einer Führung gehalten, das heißt geführt ausgebildet sein. Die Schubstange bewegt das Verriegelungselement in eine der beiden Endlagen. Die Schubstange wirkt somit als Hebel. Eine Hebelbewegung benötigt einen geringen Kraftaufwand und weist dabei den Vorteil auf, dass große Kräfte erzielt werden können, so dass ein sicheres Funktionieren auch unter Extrembedingungen gewährleistet werden kann. Vorteilhaft ist weiterhin, dass mittels einer Schubstange Einfluss auf die Bewegungsrichtung und vordefinierbare Momentenverläufe und somit die erzielbaren Kräfte gewonnen werden können.
Die Steuerkontur kann eine einem spitzen Kegel entsprechende Form aufweisen. Wobei die Schubstange zur Betätigung des Verriegelungselements in die jeweilige Endlage auf eine unterschiedliche Seite des Kegels auftrifft und das Verriegelungselement in die Endlage schwenkt. Die spitze Seite des Kegels kann der Schubstange zugewiesen sein, das heißt der Kegel weist in Richtung der Schubstange und / oder des elektrischen Antriebs. Mittels der an dem Kegel ausgebildeten Winkel sind in vorteilhafter Weise die durch die Verriegelungseinheit erzielbaren Stellkräfte und Wege beeinflussbar. Die Steuerkontur läuft spitz in einem Ende aus. Dieser Teil der Steuerkontur funktioniert als Verriegelungselement, wobei das Verriegelungelement zum Beispiel Teil einer Betätigungskette ist. Der durch den Antrieb bewegte Kupplungshebel beziehungsweise die Schubstange wirkt mit der Steuerkontur zusammen und bewegt das Verriegelungselement in eine Endlage. Mit anderen Worten können durch das Zusammenwirken der Schubstange und der Ausbildung der Winkel am Kegel der Steuerkontur die zur Verriegelung bereitstehenden Kräfte, Wege und Geschwindigkeiten beeinflusst und definiert vorgegeben werden.
Kupplungshebel und Schubstange werden als Synonyme verwendet und meinen beide das Verbindungsglied oder Mittel zur Übertragung einer Kraft oder eines Moments vom elektrischen Antrieb auf das Verriegelungselement. Die Schubstange kann zum Verschwenken des Verriegelungselements in eine als Radius ausgebildete Ausnehmung eingreifen. Dazu weist die Steuerkontur beidseitig als kreisförmig beschreibbare Ausbuchtungen auf. Der Kupplungshebel kann dabei formschlüssig in diese Ausbuchtungen eingreifen, um dann das Verriegelungselement zu bewegen. Die als Radius ausgebildeten Ausnehmungen verhindern ein Überschreiten des Weges der Schubstange und erlauben eine Kraftübertragung ohne Abrutschen, das heißt das Schubstange und Verriegelungselement formschlüssig ineinander greifen.
Der Kupplungshebel kann als Schubstange ausgebildet sein, vorzugsweise ist er als zumindest bereichsweise geführte Schubstange ausgebildet. Der Kupplungshebel überträgt als Schieber zum Beispiel in Form einer linearen Bewegung die Antriebskraft auf die Steuerkontur. Eine rotativ arbeitende Stellscheibe des Antriebs kann dabei zu einer linearen Vorwärtsbewegung des Kupplungshebels führen, wobei das Federelement gespannt werden kann. Der Antrieb kann sich beim Umkehrpunkt der Stellscheibe abschalten. Alternativ bildet das Verriegelungselement einen Anschlag für den Kupplungshebel und somit für den elektrischen Antrieb, so dass ein auf Block fahren als Steuerelement für den elektrischen Antrieb dient. Im Umkehrpunkt sorgt das gespannte Federelement nun für eine zum Beispiel lineare Rückwärtsbewegung des Kupplungshebels in seine Ausgangsstellung, wobei sich das Federelement entspannt, das heißt die Stellscheibe wird mittels des Federelements in seine Ausgangsposition zurückbewegt.
Bevorzugt ist die Steuerkontur und/ oder das gesamte Verriegelungselement symmetrisch aufgebaut. Je nach Aufbau des Schlosses und benötigter Verstellwege für die mittels des Verriegelungselements einzustellenden Funktionen kann aber auch ein unsymmetrischer Aufbau vorteilhaft sein. Auch sind die Ausbuchtungen, das heißt die korrelierenden Elemente der Steuerkontur und der Schubstange, nicht zwingend symmetrisch ausgebildet. So kann es vorteilhaft sein, die Schubstange beispielsweise in Form einer Pfeilspitze auszubilden, die einerseits auf einer Seite des Kegels auftrifft, die aber andererseits in eine Kerbe oder eine Rastkontur an einem Ende der Steuerkontur eingreifen kann.
Der Kupplungshebel ist auf einem drehbar gelagerten Stellmittel des Antriebs, vorzugsweise einem Zahnrad oder ein Betätigungshebel, befestigt. Auf dem Zahnrad oder auf dem Betätigungshebel ist der Kupplungshebel schwenkbar befestigt. Dadurch wird der Kupplungshebel in Vor- und Rückwärtsbewegungen als Schieber bewegt, somit bildet der Kupplungshebel beziehungsweise die Schubstange einen Schieber. Auf das Stellmittel kann ein Federelement wirken, vorzugsweise eine Mitte-Null-Feder aber auch eine andere Rückstellfeder, wobei das Federelement das Stellmittel in einer Ausgangsstellung hält. Die Ausgangsstellung entspricht der unbetätigten Stellung des Kupplungshebels. Die Mitte-Null-Feder oder die Rückstellfeder liegt in der Ausgangsstellung in entspannter Stellung vor. Ausgehend von der Ausgangsstellung wirkt die Mitte-Null-Feder bei einer Bewegung des Stellmittels und somit auch einer Bewegung des Kupplungshebels als Rückstellfeder. Die Mitte-Null-Feder entspannt sich entgegengesetzt der Bewegungsrichtung des Antriebs. Dadurch wird der Kupplungsschieber nach jeder Betätigung in seine Ausgangsstellung zurückstellen. Bei neuer Betätigung des Motors kann ohne Zeitverzögerung eine neue Funktion ausgeführt werden.
Ein weiterer Kupplungshebel kann am Stellmittel befestigt sein, wobei der weitere Kupplungshebel mit einem weiteren Steuerelement zusammenwirkt, so dass eine weitere Schlossfunktion betätigbar ist. Der weitere Kupplungshebel kann in eine andere Richtung wirken und bewegt ein Steuerelement, das eine andere Funktion ausübt Dadurch ist es möglich mit einem Antrieb zwei verschiedene Funktionen im Schloss zu betätigen.
Weitere Schlossfunktionen können ein elektrisches Öffnen, eine Diebstahlsicherung oder eine Kindersicherung sein. Eine der folgenden Funktionen können zumindest in Kombination oder alternativ, insbesondere die erfindungsgemäße Verriegelungseinheit, durch das Schloss ausgeübt werden; Zentralverriegelung, Innenverriegelung, Außenverriegelung, Elektrisches Öffnen, Diebstahlsicherung, Kindersicherung. Die Erfindung kann daher für eine Vielzahl von Schtossfunktionskombinationen eingesetzt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Es zeigen

Fig. 1, das Steuerelement in verriegelter Stellung, Kupplungsstange ist in Ausgangsstellung, wobei die Schubstange von einem Zahnradelement beaufschlagt wird,
Fig. 2 das Steuerelement in verriegelter Position, die Kupplungsstange greift formschlüssig in eine von einem Radius ausgebildete Ausnehmung ein,
Fig. 3 das das Steuerelement in entriegelter Position, die Kupplungsstange greift formschlüssig in eine von einem Radius ausgebildete Ausnehmung ein,
Fig. 4 das Steuerelement in entriegelter Stellung, Kupplungsstange ist in Ausgangsstellung, wobei die Schubstange von einem Zahnradelement beaufschlagt wird.
Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7 die Figuren stellen einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeugtürschlosses dar. Drehfalle und Sperrklinke stellen das Gesperre dar. Zum Öffnen des Kraftfahrzeugtürschlosses muss sich die Sperrklinke von der Drehfalle lösen. Dieses geschieht zum Beispiel mit Hilfe des Auslösehebels. Ausgangspunkt hierfür ist eine mechanische Betätigungshebelkette.

In Figur 1 ist das Kraftfahrzeugtürschloss verriegelt. Die Ausrichtung des Verriegelungshebels 1 ist vorgegeben durch die Ausrichtung des Verriegelungselementes 2, die von einem Stellmittel 3, in dieser Ausführungsform einem Zahnrad, beaufschlagte Schubstange 4 befindet sich in der Ausgangsstellung A. Ebenso wirkt ein Federelement 5. in diesem Fall eine Mitte-Null-Feder auf das Stellmittel 3, wobei das Federelement 5 das Stellmittel 3 in der Ausgangsstellung der Schubstange 4 hält.
In Figur 2 wird die Schubstange 4 unidirektional im Sinne einer Vorwärtsbewegung durch einen Motor 6 angetrieben. Die Schubstange 4 greift formschlüssig in eine als Radius ausgebildete Ausnehmung 7 ein, wobei eine Zwischenposition Z erreicht wird. Das Federelement 5 wird gespannt.
In Figur 3 treibt der Motor weiterhin die Schubstange 4 an. Diese schwenkt das Verriegelungselement 2 in seine andere Endlage E, entriegelt, so dass die mechanische Betätigungskette vom Auslösehebel bis hin zum Innen- oder Außenbetätigungshebel wieder vorliegt. Das Schloss kann mittels des Innen- oder Außenbetätigungshebels geöffnet werden, das heißt das Gesperre entsperrt werden.
In Figur 4 bleibt das Verriegelungselement 2 in der entriegelten Lage. Der Motor 6 schaltet am Umkehrpunkt ab. Das Federelement 5 zieht die Schubstange 4 in ihre Ausgangsstellung A zurück. Die Feder 5 entspannt sich und bewegt gleichzeitig das Stellmittel 3 in die Ausgangsstellung. Durch die Entkopplung von Schubstange 4 und Verriegelungselement 2 ist die erfindungsgemäße Verriegelungseinheit in der Lage mit nur einem Antrieb mehrere Funktionen im Schloss zu betätigen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ebenfalls in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
In Fig. 5 ist die Grundstellung der Verriegelungseinheit wiedergegeben. Das Steuerbeziehungsweise Verriegelungselement 2 ist in neutraler Stellung. Die Kupplungsstange, in diesem Fall ein Übertragungshebel 10, ist in Grundstellung. Das Federelement 5 hält das Stellmittel, in dieser Ausführungsform ein Betätigungshebel (13), in seiner Ausgangsstellung in Bezug zum Betätigungshebel. Das Zahnsegment 11, wobei durch die Steuerkontur ein Hebel 17 ausgeformt wird, ist in neutraler Stellung.
In Fig.6 ist das Steuer- beziehungsweise Verriegelungselement in neutraler Stellung. Die Kupplungsstange, in diesem Fall ein Übertragungshebel 10, ist in Grundstellung. Das Federelement 5 hält das Stellmittel, in dieser Ausführungsform ein Betätigungshebel 13, in seiner Ausgangsstellung in Bezug zum Übertragungshebel 10. Der durch die Steuerkontur ausgeformte Hebel des Zahnsegments 17 wurde bewegt.
Fig. 7 das bewegte Steuer- beziehungsweise Verriegelungselement 2. Die Kupplungsstange, in diesem Fall ein Übertragungshebel 10, ist in Grundstellung. Das Federelement 5 ist gespannt. Das Zahnsegment 11, wobei durch die Steuerkontur ein Hebel 17 ausgeformt wird, ist in neutraler Stellung.
Die Figuren stellen einen Ausschnitt eines Kraftfahrzeugtürschlosses dar. Drehfalle und Sperrklinke stellen das Gesperre dar. Zum Öffnen des Kraftfahrzeugtürschlosses muss sich die Sperrklinke von der Drehfalle lösen. Dieses geschieht zum Beispiel mit Hilfe des Auslösehebels. Ausgangspunkt hierfür ist eine mechanische Betätigungshebelkette, wobei die Betätigungshebelkette in dieser Ausführungsform durch die hebelförmige Steuerkontur des Zahnsegments 11 betätigt wird.
In Fig. 5 ist das Kraftfahrzeugtürschloss in seiner Grundstellung. Das Steuerbeziehungsweise Verriegelungselement 2 ist in neutraler Stellung. Die Kupplungsstange, in diesem Fall ein Übertragungshebel 10, ist in neutraler Grundstellung. Der Übertragungshebel 10 wird von einer Rückstellfeder, der Positionierfeder 9, in seiner Grundstellung gehalten. Die Positionierfeder 9 ist am Betätigungshebel 13 angeschlagen, der in einem definierten Winkel zum Übertragungshebel 10 steht. Der Betätigungshebel 13 und das Zahnsegment 11 werden durch ein Federelement 5, eine Rückstellfeder, in Position gehalten. Das Federelement 5 ist am darunter liegenden Schlossgehäuse gehalten. Das Zahnsegment wird durch einen Antrieb, bestehend aus Zahnrad 27, Schnecke 8 und Motor 6, angetrieben.
Beim elektrischen Öffnen wie in Fig. 6 dargestellt wird das Zahnsegment durch den Antrieb bewegt. Der aus der Steuerkontur ausgeformte Hebel kann die mechanische Betätigungshebelkette angreifen. Das Federelement 5 ist gespannt. Der Betätigungshebel 13, die Positionierfeder 9, der Übertragungshebel 10 und das Verriegelungselement 2 sind weiter in ihrer Grundstellung.
In Figur 7 wird eine Funktion, zum Beispiel die Funktion Zentralverriegelung, ausgeführt. Über den Antrieb wird der Betätigungshebel 13 aus der Grundstellung heraus betätigt, so dass der Übertragungshebel 10 in eine aus einem Radius ausgebildete Ausnehmungen 7 formschlüssig greift und das Verriegelungselement 2 betätigt, wobei das Verriegelungselement 2 gekippt wird. Dieses führt zur Betätigung einer Hebelkette, die eine Funktion betätigt. An diesem Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Verriegelungseinheit in der Lage ist mit nur einem Antrieb mehrere Funktionen im Schloss zu betätigen.

Claims

Kraftfahrzeugtürschloss, umfassend
• ein Gesperre,

• einen elektrischen Antrieb (6) mit einem Stellmittel (3),

• eine Verriegelungseinheit,

• eine Feder (5),

• einen Kupplungshebel (4, 10), der auf die Verriegelungseinheit wirkt und mittels des elektrischen Antriebs (6) gegen die Kraft der Feder (5) betätigbar ist,
wobei
• die Verriegelungseinheit eine Steuerkontur aufweist,

• der Kupplungshebel (4, 10) mit der Steuerkontur zusammenwirkt,

• die Steuerkontur Teil eines separaten Verriegelungselements (2) ist,

• die Steuerkontur so ausgebildet ist, dass bei jeder Betätigung des Verriegelungselements (2) mittels des Kupplungshebels (4, 10) eine Endlage eingelegt wird, wobei der Kupplungshebel (4, 10) auf einem drehbar gelagerten Stellmittel (3) des Antriebs (6) befestigt ist vorzugsweise einem Zahnrad (3) oder einem Betätigungshebel (13).
Kraftfahrzeugtürschloss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
• das Zentralverriegelungselement beziehungsweise Verriegelungselement (2) schwenkbar gelagert ist,

• eine Endlage des Verriegelungselements (2) eine verriegelte und eine andere Endlage eine entriegelte Stellung bestimmt.
Kraftfahrzeugtürschloss nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Steuerkontur eine einem spitzen Kegel entsprechende Form aufweist;

• der Kupplungshebel (4, 10) zur Betätigung des Verriegelungselements (2) in die jeweilige Endlage auf eine Seite des Kegels auftrifft und das Verriegelungselement (2) formschlüssig in die Endlage schwenkt.
Kraftfahrzeugtürschloss nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
• der Kupplungshebel (4, 10) zum Verschwenken des Verriegelungselements (2) in eine als Radius ausgebildete Ausnehmung (7) eingreift.
Kraftfahrzeugtürschloss nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
• der Kupplungshebel (4, 10) als Schubstange (4), vorzugsweise zumindest als bereichsweise geführte Schubstange, oder Übertragungshebel (10) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeugtürschloss nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Feder (5), die vorzugsweise eine Mitte-Null-Feder ist, auf das Stellmittel (3) wirkt und das Stellmittel (3, 13) in einer Ausgangsstellung hält, die der unbetätigten Stellung des Kupplungshebels (4, 10) entspricht.
Kraftfahrzeugtürschloss nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass
• ein weiterer Kupplungshebel (4, 10) am Stellmittel (3) betätigt ist, der mit einem weiteren Steuerelement zusammenwirkt, so dass eine weitere Schlossfunktion betätigbar ist.
Kraftfahrzeugtürschloss nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Schlossfunktion ein elektrisches Öffnen, eine Diebstahlsicherung, eine Kindersicherung, eine Zentralverriegelung, eine Innenverriegelung oder eine Außenverriegelung ist.