DE112007001586T5

DE112007001586T5 - Motoranordnung

Info

Publication number: DE112007001586T5
Application number: DE200711001586
Authority: DE
Inventors: Denis Cavallucci; Gurinder S. Oldbury Kalsi; Chris Rhodes; Nigel V. Shirley Spurr; Sylvain Rehi Chonavel; David Peatey; Paul Kings Norton Moore; Robert F. Cannock Tolley; Jean-Vincent Olivier; Robert James Heath Hayes Clawley
Original assignee: Meritor Technology LLC
Current assignee: Body Systems Usa Troy Mich Us LLC; Body Systems Usa Troy Us LLC; Body Systems Usa Us LLC
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2009-06-04
Also published as: WO2008001121A8; GB0612930D0; KR20090029747A; GB0821974D0; GB2451405B; US20100032968A1; GB2451405A; CN101479915A; WO2008001121A1

Abstract

Motoranordnung mit einem Rotor mit einem magnetischen Rotornordpol und einem magnetischen Rotorsüdpol, wobei der Rotor um eine Rotorachse zwischen einer ersten Rotorposition und einer zweiten Position gedreht werden kann, wobei der Rotor ein erstes Rotorwiderlager und ein zweites Rotorwiderlager enthält,
einem Stator mit einem ersten Statormagnetpol und einem zweiten Statormagnetpol,
wobei der Stator einen ersten Statorzustand, in dem der erste Statormagnetpol ein magnetischer Statornordpol ist und der zweite Statormagnetpol ein magnetischer Statorsüdpol ist, und einen zweiten Statorzustand, in dem der erste Statormagnetpol ein magnetischer Statorsüdpol ist und der zweite Statormagnetpol ein magnetischer Statornordpol ist, aufweist,
wobei der erste Statorzustand der ersten Rotorposition entspricht, in der sich der magnetische Rotornordpol nahe dem zweiten Statormagnetpol befindet und sich der magnetische Statorsüdpol bei dem ersten Statormagnetpol befindet,
wobei der zweite Zustand der zweiten Rotorposition entspricht, in der sich der magnetische Rotornordpol nahe dem ersten Statormagnetpol befindet und sich der...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motoranordnung und insbesondere eine Motoranordnung, die sich zum Ändern des Zustands einer Verschlußbaugruppe eignet, insbesondere zum Lösen oder Verriegeln/Entriegeln einer Verschlußbaugruppe, insbesondere einer Verschlußbaugruppe zur Verwendung mit Autotüren und Autokofferräumen.
Verschlußbaugruppen sind bekannt dafür, daß sie Autotüren in einer geschlossenen Position zuverlässig sichern. Die Betätigung eines Innentürgriffs oder eines Außentürgriffs gibt den Verschluß frei und gestattet, daß sich die Tür öffnet. Das nachfolgende Schließen der Tür wird den Verschluß automatisch wieder verriegeln.
Um sicherzustellen, daß Regen nicht in das Fahrzeug eintritt, sind die Türen mit Wetterdichtungen um ihren peripheren Rand herum versehen, die gegen eine Öffnung in der Fahrzeugkarosserie schließen, in der die Tür sitzt. Die Wetterdichtungen liefern nicht nur Schutz vor Regen, sondern reduzieren auch das Windgeräusch. Die anhaltende Anforderung nach verbessertem Komfort für die Fahrzeuginsassen erfordert, das Windgeräusch zu minimieren, was wiederum erfordert, daß die Wetterdichtungen von der Tür fester eingeklemmt werden. Die Tür klemmt die Dichtungen aufgrund des Türverschlusses ein, und dementsprechend existiert eine Tendenz, daß die auf den Verschluß ausgeübte Dichtungslast vergrößert wird, um den erhöhten erforderlichen Belegungskomfortgrad zu erfüllen. Weil die auf den Verschluß gedrückte Dichtung vergrößert wird, nehmen auch die Kräfte entsprechend zu, die erforderlich sind, um den Verschluß zu lösen.
Die britische Patentanmeldung GB 0330264 zeigt einen Verschlußmechanismus, bei dem eine Primärklinke betätigt werden kann, um eine sich drehende Klaue in einer geschlossenen Position zu halten. Die Primärklinke ist an einem Kniehebelgestänge montiert, und das Kniehebelgestänge wird (wenn der Verschluß geschlossen ist) entweder direkt oder indirekt durch eine Sekundärklinke in Position gehalten. Die Motoranordnung der vorliegenden Erfindung kann bei Anwendung auf eine Verschlußbaugruppe dazu genutzt werden, die Sekundärklinke zu bewegen.
Verschlußbaugruppen enthalten bekannterweise auch Motoren, die betätigt werden können, um den Verschluß zu verriegeln und zu entriegeln. Andere bekannte Verschlußbaugruppen enthalten Motoren, die den Verschluß in einen Kindersicherheit-Ein-Zustand versetzen können, d. h. einen Zustand, wo eine Betätigung eines Innentürgriffs einen Verschluß nicht öffnet. Der Motor kann auch verwendet werden, um den Verschluß in einen Kindersicherheit-Aus-Zustand zu versetzen, d. h. einen Zustand, wodurch die Betätigung des Innentürgriffs den Verschluß öffnet. Somit wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Verschlußanordnung wie in den beigefügten unabhängigen Ansprüchen definiert bereitgestellt.
Die Erfindung wird nun lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1, 1A, 1B, 1D und 1D' eine Ansicht von der Rückwandseite eines Verschlusses, die bestimmte Komponenten einer Verschlußanordnung einschließlich einer Motoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, in einer geschlossenen Position,
1C eine Ansicht von der Halteplattenseite des Verschlusses, die bestimmte Komponenten der Verschlußanordnung von 1 in einer geschlossenen Position zeigt,
2A, 2A', 2A'', 2B, 2B', 2B'', 2C, 2C' und 2C'' bestimmte Komponenten von 1, während der Verschluß geöffnet wird,
3 bestimmte Komponenten des Verschlusses von 1 in einer offenen Position,
4 bestimmte Komponenten des Verschlusses von 1 während des Schließens,
5 und 5' die Motoranordnung von 1 gemäß der vorliegenden Erfindung,
5A bis 5D die Motoranordnung von 5 in verschiedenen Positionen,
6 bis 8 eine weitere Ausführungsform einer Motoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
9 und 10 eine weitere Ausführungsform einer Motoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung und
11 die Drehmomentabgabe von der Motoranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 wird eine Verschlußbaugruppe 10 gezeigt, deren Hauptkomponenten ein Verschlußrahmen 12, ein Verschlußbolzen in Form einer sich drehenden Klaue 14, eine Druckklinke 16, eine exzentrische Anordnung in Form einer Kurbelwellenbaugruppe 18 und eine Freigabeaktuatorbaugruppe 20 sind.
Die Verschlußbaugruppe 10 ist an einer Tür 8 montiert (nur in 1 gezeigt).
Die Hauptkomponenten des Verschlußrahmens 12 sind eine Halteplatte 22 und eine Rückwand 24. Die Halteplatte 22 ist im allgemeinen planar (weist aber einen hochgedrehten Rand 22A auf). Der allgemein planare Abschnitt enthält eine Mündung 26 zum Aufnehmen eines nicht gezeigten Schließers. Die Halteplatte 22 enthält drei Gewindelöcher 27, die bei Gebrauch dazu verwendet werden, die Verschlußbaugruppe an der Tür zu sichern. Von der Halteplatte stehen ein Klauendrehzapfen 28 und Anschlagszapfen 29 und 30 vor. Der Anschlagszapfen 29 ist relativ zu dem Rahmen fixiert und enthält eine zylindrische äußere Oberfläche 29A, deren Zweck unten beschrieben wird.
Die Rückwand 24 enthält Löcher 31A, 31B und 31C zum Aufnehmen von Enden des Klauendrehzapfens 28, des Anschlagszapfens 29 bzw. des Anschlagszapfens 30. Während der Montage werden die Enden der Zapfen 28, 29 und 30 verstemmt, um die Rückwand 24 relativ zur Halteplatte 22 zu sichern.
Die sich drehende Klaue 14 ist drehbar an einem Klauendrehzapfen 28 montiert und enthält eine Mündung 32 zum Aufnehmen des Schließers, ein erstes SicherheitsWiderlager 33 und ein geschlossenes Widerlager 34. Ein FederWiderlager 35 wird von einer Feder 36 in Eingriff genommen, um die sich drehende Klaue in ihre offene Position vorzuspannen.
Die sich drehende Klaue ist im allgemeinen planar und enthält einen Rücksetzstift 37, der aus der allgemeinen Ebene der sich drehenden Klaue vorsteht.
Die Klinke 16 enthält einen Klinkenzahn 40, einen ersten Arm 41 mit einer Widerlageroberfläche 42, einen zweiten Arm 43, einen dritten Arm 44 mit einer Widerlageroberfläche 45. Die Klinke 16 weist auch ein Drehloch 46 mit einem Innendurchmesser D auf. Die Klinke 16 wird bei Betrachtung von 1C im Uhrzeigersinn von der den zweiten Arm 43 in Eingriff nehmenden Feder 47 um die Achse Y (siehe unten) vorgespannt. Der Anschlagsstift 30 wirkt dahingehend, die Drehung der Klinke entgegen dem Uhrzeigersinn bei Betrachtung von 3 durch Ineingriffnahme des dritten Arms 44 zu begrenzen.
Die Hauptkomponenten der Kurbelwellenbaugruppe 18 sind eine Kurbelwelle 50, ein Rücksetzhebel 51 und ein Freigabehebel 653.
Die Kurbelwelle 50 enthält einen Kurbelzapfen 54 in Form einer Scheibe mit einer Kurbelzapfenachse Y. Eine quadratische Welle 55 steht von einer Seite des Kurbelzapfens 54 vor und ein zylindrischer Zapfen 56 steht von der anderen Seite des Kurbelzapfens 54 vor. Die quadratische Welle 55 und der zylindrische Zapfen 56 definieren zusammen die Kurbelwellenachse A. Der zylindrische Zapfen 56 ist drehbar in einem nicht gezeigten Loch der Halteplatte 22 montiert. Die Halteplatte liefert deshalb ein Lager für den Stift 56.
Der Durchmesser des Kurbelzapfens 54 ist ein Laufsitz in dem Klinkendrehloch 46, das heißt, der Durchmesser des Kurbelzapfens 54 ist etwas kleiner als D. Der Radius des Kurbelzapfens 54 beträgt R. Die Kurbelzapfenachse Y definiert deshalb eine Klinkenachse, um die herum die Klinke sich drehen kann (siehe unten). Die Dicke des Kurbelzapfens 54 ist im wesentlichen gleich der Dicke der Klinke 16.
Der Rücksetzhebel 51 enthält einen Arm 60 und eine an dem Arm 60 befestigte Lagernarbe 61. Die Lagernarbe 61 besitzt eine zylindrische äußere Oberfläche 62 und besitzt ein zentrales Loch mit quadratischem Querschnitt. Wenn die Lagernarbe 61 auf der quadratischen Welle 55 montiert wird, wie in 3 gezeigt, dann wird der Arm 60 folglich drehfest mit der Kurbelwelle 50. Die zylindrische äußere Oberfläche 62 der Lagernarbe 61 ist in einem Loch in der Rückwand montiert, die dadurch eine Lageroberfläche für die äußere Oberfläche 62 liefert. Es versteht sich, daß die zylindrische äußere Oberfläche 62 und die äußere Oberfläche des zylindrischen Zapfens 56 konzentrisch sind und zusammen die Kurbelwellenachse A definieren.
Der Arm 60 enthält einen Rand 60A (auch als ein RücksetzWiderlager bekannt), der mit dem Rücksetzzapfen 37 zusammenwirkt, wie weiter unten beschrieben wird.
Eine Freigabeanordnung 652 besteht aus drei Hauptkomponenten, nämlich dem Freigabehebel 653, dem Gestänge 654 und dem Hebel 655. Der Hebel 653 enthält ein quadratisches Loch 664. Das quadratische Loch 664 ist auf der quadratischen Welle 55 montiert. Somit ist der Hebel 653 drehfest mit der Kurbelwelle.
Der Hebel 655 ist drehbar auf dem Drehzapfen 680 montiert, der wiederum an dem Verschlußrahmen 12 befestigt ist. Der Hebel 655 enthält ein FreigabeWiderlager 65.
Das Gestänge 654 ist drehbar am Hebel 653 montiert und ist auch drehbar am Hebel 655 montiert.
Ein Bolzen mit Unterlegscheibe (nicht gezeigt) ist in das Gewindeloch 57 der quadratischen Welle 55 geschraubt, um die Kurbelwelle, den Rücksetzhebel und den Hebel 653 aneinander zu befestigen. Es versteht sich dementsprechend, daß die Kurbelwelle, der Rücksetzhebel und der Hebel 653 relativ zueinander alle drehfest sind.
Wenn sie montiert sind, sind der Kurbelzapfen 54 und der Rücksetzhebel 51 zwischen der Halteplatte und der Rückwand positioniert, wobei die zylindrische äußere Oberfläche 62 der Lagernabe 61 drehbar in einem nicht gezeigten Loch der Rückwand 24 montiert ist. Es versteht sich, daß der Hebel 653 auf einer gegenüberliegenden Seite der Rückwand 24 zum Rücksetzhebel 51 und zum Kurbelzapfen 54 liegt (am besten in 2A zu sehen).
Die Verschlußbaugruppe 10 enthält einen Freigabeaktuator 20 in Form einer Motoranordnung 100.
Die Motoranordnung 100 enthält einen bürstenlosen Gleichstrommotor 110, ein Ausgabeglied 112 (auch als ein bewegliches Widerlager bekannt) und Motoranschläge 114 und 116.
Der Motor 110 enthält einen Stator 118 und einen Rotor 120.
Der Stator enthält eine elektromagnetische Spule 122 mit einer Spulenachse A. Die Spule 122 ist auf einem ferromagnetischen Kern 124 montiert, der durch eine Bohrung in der Spule verläuft. Das Ende 124A des Kerns 124 ist mit einem ersten Statorarm 126 verbunden. Ein zweites Ende 124B des Kerns 124 ist mit einem zweiten Statorarm 128 verbunden. Es ist zu sehen, daß der erste und zweite Statorarm im allgemeinen senkrecht zur Spulenachse A verlaufen. Weiterhin verlaufen der erste und zweite Statorarm von dem Kern 124 aus in der gleichen Richtung (d. h. zum Rotor). Der erste und zweite Statorarm sind aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. Ein von dem Kern 124 entferntes Ende 126A des ersten Statorarms 126 definiert einen ersten Statormagnetpol 130, der den Rotor teilweise umgibt und in diesem Fall im allgemeinen bogenförmig ist. Ein von dem Kern 124 entferntes erstes Ende 128A des zweiten Statorarms 128 definiert einen zweiten Statormagnetpol 132, der ebenfalls teilweise den Rotor umgibt und in dem Fall im allgemeinen bogenförmig ist.
Der Abschnitt des ersten Statorarms und des zweiten Statorarms nahe dem Kern ist im allgemeinen flach. In diesem Fall ist jeder Statorarm aus einem rechteckigen Blechrohling hergestellt, der danach geformt wird, damit man die bogenförmigen Statormagnetpole 130 und 132 erhält. Wenn der elektromagnetischen Spule 122 ein Gleichstrom zugeführt wird (wie weiter unten beschrieben wird), dann wird entweder der erste Statormagnetpol 130 ein Nordpol, wobei dann der zweite Statormagnetpol 132 ein Südpol wird, oder der erste Statormagnetpol 130 wird ein Südpol, wobei dann der zweite Statormagnetpol 132 ein Nordpol wird. Offensichtlich kann die Polarität der Statorpole je nach der Polarität der Verbindung der Spulenanschlüsse an die Gleichstromquelle gewählt werden.
Der Rotor 120 besteht aus einem Ringmagneten 140, der in diesem Fall ein Permanentmagnet ist. Dementsprechend besitzt der Ringmagnet einen Nordpol N und einen Südpol S. Ein Pfeil MA zeigt die Magnetachse des Ringmagneten (d. h. ein Pfeil, der durch den Südpol und den Nordpol des Magneten hindurchverläuft). Der Ringmagnet 140 ist auf einem Kern 142 montiert, der bevorzugt ein ferromagnetischer Kern ist. Der Rotorkern (und somit der Ringmagnet) sind drehbar um die Rotorachse B montiert. In diesem Fall stimmt eine Achse C des Ringmagneten mit der Rotorachse B überein, wenngleich dies bei weiteren Ausführungsformen möglicherweise nicht der Fall zu sein braucht. Insbesondere können Herstellungstoleranzen dazu führen, daß der Ringmagnet geringfügig von der Rotorachse versetzt ist, doch ist dies im Hinblick auf den Betrieb der Motoranordnung nicht signifikant. Wie aus 5 zu sehen ist, befindet sich der magnetische Rotornordpol auf einer Seite der Rotorachse und der magnetische Rotorsüdpol auf einer anderen Seite, in diesem Fall der gegenüberliegenden Seite der Rotorachse.
Bei Betrachtung von 2 stehen im allgemeinen nach oben von dem Rotorkern 142, d. h. in einer Richtung allgemein parallel mit der Rotorachse B vorstehend, ein erster Stift 144 und ein zweiter Stift 146 vor, deren Zweck weiter unten beschrieben wird. Der erste Stift 144 besitzt einen Abschnitt 144A nahe dem Rotor und einen von dem Rotor entfernten Abschnitt 144B. Analog besitzt der zweite Stift 146 einen Abschnitt 146A nahe dem Rotor und einen von dem Rotor entfernten Stift 146B.
Wie oben erwähnt kann der Rotor um die Rotorachse B gedreht werden, und dies wird durch eine Rotorachse 148 ermöglicht, auf der der Rotorkern 142 montiert ist. Die Rotorachse 148 besitzt ein erstes Ende 148A, das drehbar in einem Loch 150 der Platte 51 montiert ist und in einer festen Position relativ zu dem Verschlußrahmen befestigt ist. Ein gegenüberliegendes Ende der Rotorachse ist ähnlich in einem weiteren Loch angeordnet. Zusammengefaßt drehen sich der Ringmagnet 140, der Rotorkern 142 und die Rotorachse 148 alle zusammen, wie weiter unten beschrieben wird.
Die Rotorachse 148 enthält auch eine zylindrische Oberfläche 152, die als Lageroberfläche für das Ausgabeglied 112 wirkt.
Das Ausgabeglied 112 enthält ein zentrales kreisförmiges Loch 160, das auf dem zylindrischen Abschnitt 152 montiert ist. Das Ausgabeglied 112 enthält weiterhin einen ersten Arm 164 und einen zweiten Arm 162. Der erste Arm 164 enthält ein Widerlager 164A, das vom Abschnitt 144A des ersten Stifts 144 in Eingriff genommen werden kann, und der zweite Arm 162 enthält ein Widerlager 162A, das von dem Abschnitt 146A des zweiten Stifts 146 in Eingriff genommen werden kann, wie weiter unten beschrieben wird. Der zweite Arm 162 wirkt als eine Sekundärklinke für die Freigabeanordnung 652.
Es wird zu sehen sein, daß der zweite Arm 162 gegenüber dem FreigabeWiderlager 65 dargestellt ist, wenn sich der Verschluß in der geschlossenen Position befindet, wie in 1B gezeigt. Zusammenfassend wird das Ausgabeglied 112 zum Freigeben des Verschlusses aus dem Weg des FreigabeWiderlagers 65 gedreht (wie in 2B gezeigt), wodurch sich der Hebel 65 in die in 2B gezeigte Position drehen kann.
5 zeigt die Motoranordnung für sich alleine, d. h. vor dem Einbau in den Verschluß 10. Sie ist in einer Ruheposition gezeigt, wobei der magnetische Rotornordpol N direkt dem ersten Pol 130 gegenüberliegt und der magnetische Rotorsüdpol S direkt dem zweiten Pol 132 gegenüberliegt. Man beachte, daß die elektromagnetische Spule in dieser Ruheposition nicht bestromt wird und somit der erste Pol 130 und der zweite Pol 132 neutral sind, das heißt, sie weder ein Nordpol noch ein Südpol sind. Weil der erste Pol 130 und der zweite Pol 132 aus einem magnetischen Material hergestellt sind, in diesem Fall einem ferromagnetischen Material, wird sich der Rotor, wenn er sich nahe an der Position von 5 befindet, dennoch zu der Position von 5 drehen, so daß der Nordpol N direkt dem ersten Pol 130 gegenüberliegt und der Südpol S direkt dem zweiten Pol gegenüberliegt. 5A ist eine Draufsicht auf die in 5 gezeigte Motoranordnung. Die in 5 und 5A gezeigte Rotorposition sind identisch.
Die in 5A gezeigte Position ist eine "stabile Gleichgewichtsposition". Wenn der Rotor geringfügig aus der Position von 5 gedreht und dann freigelassen würde, würde er somit zu der Position von 5A zurückkehren.
5B zeigt eine alternative "stabile Gleichgewichtsposition", wobei der magnetische Rotornordpol N sich neben dem zweiten Statormagnetpol 132 befindet und der magnetische Rotorsüdpol S sich neben dem ersten Statormagnetpol 130 befindet. Es versteht sich, daß die in 5A und 5B gezeigte Rotorposition um 180 Grad auseinanderliegen. Auch die Rotorposition in 5B ist eine stabile Gleichgewichtsposition, weil der Rotor, wenn er geringfügig aus dieser Position gedreht und freigegeben würde, zu dieser Position zurückkehren würde.
Die 5C und 5D zeigen auch den Rotor in einer Gleichgewichtsposition, doch ist dies in beiden Fällen eine instabile Gleichgewichtsposition. Wenn der Rotor in der Position von 5C positioniert wird und geringfügig im Uhrzeigersinn gedreht wird (etwa 10 Grad) und dann freigegeben wird, würde er sich somit zu der in 5A gezeigten stabilen Gleichgewichtsposition bewegen. Wenn umgekehrt beginnend bei der Position von 5C der Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn geringfügig gedreht würde (etwa 10 Grad) und freigegeben würde, würde er sich dann zu der in 5B gezeigten stabilen Gleichgewichtsposition bewegen.
Wenn analog der Rotor wie in 5D gezeigt positioniert wird und geringfügig im Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt er sich zu der Position von 5B bei Freigabe, und wenn er geringfügig entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, bewegt er sich bei Freigabe zu der Position von 5A.
Es sollte hervorgehoben werden, daß die in 5, 5A, 5B, 5C und 5D gezeigte Motoranordnung alle für sich alleine sind, d. h. vor dem Einbau in den Verschluß 10. Bei Einbau in den Verschluß 10 verhindern Anschläge (wie unten beschrieben), daß der Rotor die Position von 5A oder die Position von 5B oder die Position von 5D erreicht. Bei Einbau in den Verschluß dreht sich der Rotor zudem immer nur durch die Position von 5C und ist in dieser Position niemals stationär.
Das vom Rotor ausgegebene Drehmoment ist nicht konstant. 11 zeigt Testergebnisse und eine gemittelte Linie der Drehmomentausgabe über dem Rotorwinkel. Null Grad stellt die in 5B gezeigte Position dar und 90 Grad stellt die in 5C gezeigte Position dar. Es ist ersichtlich, daß das Anlegen eines Stroms an die Spule, wenn sich der Rotor in der Position von 5B befindet, ein Drehmoment von null erzeugt. Die Drehmomentausgabe erreicht jedoch einen Maximalwert, wenn die magnetische Achse MA des Rotors auf die Linie TMAX wie in 5C gezeigt ausgerichtet ist. Wenn mit anderen Worten der Motor bestromt wird, tritt das maximale Drehmoment auf, wenn sich der Rotor in seiner instabilen Gleichgewichtsposition befindet, wie definiert, wenn der Rotor unbestromt ist. Man beachte, daß die Linie nicht linear ist, sondern daß sich die Kurve abflacht, wenn sich der Rotorwinkel der Position von 90 Grad nähert. Das bedeutet, daß bei einem Rotorwinkel von 70 Grad immer noch 90% des maximalen Drehmoments erreicht wird und bei einem Rotorwinkel von 60 Grad immer noch 80% des maximalen Drehmoments erreicht wird.
Wenn der Motor 110 in die Verschlußbaugruppe eingebaut wird, stellen die entfernten Abschnitte 144B und 146B des ersten und zweiten Stifts 144 und 146 in Verbindung mit den Motoranschlägen 114 und 116 sicher, daß der Rotor niemals die in 5, 5A, 5B oder 5D gezeigte Position erreicht. Somit zeigt 2C die Grenze der Drehung des Rotors im Uhrzeigersinn, da sich der entfernte Abschnitt 144B des ersten Stifts 144 in Eingriffnahme mit dem Motoranschlag 114 befindet. 1D zeigt die Grenze der Drehung des Rotors entgegen dem Uhrzeigersinn, da sich der entfernte Abschnitt 146B des zweiten Stifts 146 in Eingriffnahme mit dem Motoranschlag 116 befindet (Motoranschlag 116 ist in 1D nicht gezeigt).
Aus 2C'' ist ersichtlich, daß der an der Achse B zwischen den Motoranschlägen 114 und 116 gegenüberliegende Winkel X1 etwa 190 Grad beträgt. Der Winkel X2, der zwischen dem entfernten Abschnitt 114B des ersten Stifts 144 und dem entfernten Abschnitt 146E des zweiten Stifts 146, die die Motoranschläge 114 und 116 in Eingriff nehmen, gegenüberliegt, beträgt etwa 120 Grad. Der Gesamtwinkel, durch den sich der Rotor bewegen kann, beträgt deshalb etwa 70 Grad.
Wie oben erwähnt besitzt der Rotor vor dem Einbau des Motors 110 in den Verschluß zwei stabile Gleichgewichtspositionen, das heißt, er besitzt eine stabile Gleichgewichtsposition wie in 5/5A gezeigt und eine zweite stabile Gleichgewichtsposition wie in 5B gezeigt. In diesem Fall sind dies die einzigen beiden stabilen Positionen, und somit ist der Rotor bistabil, doch braucht dies bei weiteren Ausführungsformen nicht der Fall zu sein. Diese beiden stabilen Gleichgewichtspositionen liegen 180 Grad auseinander. Wenn der Motor in den Verschluß eingebaut wird, besitzt der Rotor immer noch zwei unterschiedliche stabile Gleichgewichtspositionen, eine wie in 2C gezeigt und die andere wie in 1D gezeigt. Diese stabilen Gleichgewichtspositionen liegen jedoch etwa 70 Grad auseinander, da wie oben erwähnt der Rotor darauf beschränkt ist, sich nur durch 70 Grad zu drehen.
Die Betrachtung von 2C'' zeigt, daß die Rotorposition (siehe magnetische Achse MA) um etwa 30 Grad im Uhrzeigersinn von der Maximaldrehmomentposition TMAX gedreht ist (d. h. der in 5C gezeigten Position), das heißt, der Winkel Y1 zwischen TMAX und MA beträgt 30 Grad. Bei Fehlen irgendeines durch die elektromagnetische Spule fehlenden Stroms wirken die magnetischen Kräfte auf den Rotor, wenn er sich in der Position von 2C befindet, und erzeugen ein Drehmoment auf den Rotor, wodurch er im Uhrzeigersinn gedreht wird. Auf dieses Drehmoment wird reagiert, indem der entfernte Abschnitt 144B des Stifts 144 den Motoranschlag 114 in Eingriff nimmt. Analog wird, wenn sich der Rotor in der Position von 1B/1D befindet, die magnetische Achse MA entgegen dem Uhrzeigersinn von der Maximaldrehmomentsposition TMAX um 40 Grad abgewinkelt (Winkel Y2 = 40 Grad). Somit gibt es ein Drehmoment, das entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Rotor wirkt, und auf dieses Drehmoment wird reagiert, indem der entfernte Abschnitt 146B des Stifts 146 den Motoranschlag 116 in Eingriff nimmt.
1B zeigt den zweiten Zapfen 146 im Eingriff mit dem zweiten Widerlager 162A und den von dem ersten Widerlager 164A beabstandeten ersten Stift 144. 2A'' zeigt den Rotor, der im Uhrzeigersinn durch den Winkel Z1 (in diesem Fall etwa 35 Grad) gedreht worden ist. In 2A'' ist der zweite Stift 146 von dem zweiten Widerlager 162 beabstandet, und der erste Stift 144 steht in Kontakt mit dem ersten Widerlager 164A. Somit ist es offensichtlich, daß sich der Rotor relativ zum Ausgabeglied 112 in einem begrenzten Ausmaß drehen kann, wie durch die Position der Widerlager am Ausgabeglied und durch die Position der Widerlager am Rotor definiert. In diesem Fall kann sich das Ausgabeglied relativ zum Rotor um etwa 35 Grad drehen.
Eine Betrachtung der 1 bis 1D zeigt die Verschlußbaugruppe 10 und die assoziierte Tür 8 in einem geschlossenen Zustand. Die Klaue befindet sich in der geschlossenen Position, wodurch der nicht gezeigte Schließer festgehalten wird. Die Klinke befindet sich in einer Eingriffsposition, wodurch ein Klinkenzahn 40 mit dem geschlossenen Widerlager 34 in Eingriff steht, wodurch die Klaue in ihrer geschlossenen Position gehalten wird. Die Wetterdichtungen der Tür befinden sich in einem komprimierten Zustand, und der Schließer erzeugt deshalb eine Dichtkraft FS auf der Mündung 32 der Klaue 14, die bei Betrachtung von 1 die Klaue im allgemeinen im Uhrzeigersinn dreht (bei Betrachtung von 1C entgegen dem Uhrzeigersinn).
Die Kraft ES wiederum erzeugt eine Kraft FP auf den Klinkenzahn 40 und somit auf die Klinke 16. Auf die Kraft FP wiederum wird durch den Kurbelzapfen 54 der Kurbelwelle reagiert. Die Kraft FP, auf die der Kurbelzapfen reagiert, ist so ausgelegt, daß ein Drehmoment im Uhrzeigersinn (bei Betrachtung von 1) auf die Kurbelwelle um die Kurbelwellenachse A erzeugt wird (ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn bei Betrachtung von 1C). Die Kurbelwellenbaugruppe 18 wird jedoch daran gehindert, sich bei Betrachtung von 1 im Uhrzeigersinn zu drehen (bei Betrachtung von 1C entgegen dem Uhrzeigersinn), und zwar aufgrund der Ineingriffnahme zwischen dem FreigabeWiderlager 65 des Freigabehebels 52 und dem ersten Arm 162 (siehe 1B).
Wie in 1D gezeigt, erzeugen die magnetischen Kräfte auf den Rotor ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn (da kein Strom durch die Spule fließt). Wie oben erwähnt reagiert auf dieses Drehmoment der Motoranschlag 116, aber insbesondere hat der nahe Abschnitt 146B des zweiten Stifts 146 den zweiten Arm 162 in Eingriff genommen und zu der in 1D gezeigten Position bewegt, d. h. zu einer Position, wo er dem FreigabeWiderlager 65 zugewandt ist und deshalb die Freigabeanordnung 652 festhält.
Um den Verschluß freizugeben, wird elektrischer Strom der Spule 122 zugeführt, die eine magnetische Kraft erzeugt, die bewirkt, daß der erste Pol 130 ein magnetischer Südpol wird, und bewirkt, daß der zweite Pol 132 ein magnetischer Nordpol wird. Dies bewirkt ein Drehmoment auf den Rotor im Uhrzeigersinn, da der Nordpol N vom zweiten Pol 132 abgestoßen und zum ersten Pol 130 angezogen wird und der Südpol S vom ersten Pol 130 abgestoßen und zum zweiten Pol 132 angezogen wird.
Die 2A, 2B und 2C zeigen die Sequenz von Ereignissen, die während des Öffnens des Verschlusses eintreten. Man beachte, daß sich der Rotor kontinuierlich von der Position von 1D zu der Position von 2B bewegt, das heißt, der Rotor hört an keinem Punkt zwischen der Position von 1D und der Position von 2B auf, sich zu bewegen.
Somit hat sich der Rotor, wie in 2A'' gezeigt, um etwa 35 Grad im Uhrzeigersinn gedreht (Winkel Z1 = 35 Grad), so daß der nahe Abschnitt 144A des ersten Stifts 144 den ersten Arm 164 in Eingriff genommen, aber noch nicht bewegt hat. Es ist zu sehen, daß der zweite Arm 162 immer noch in Eingriff mit dem FreigabeWiderlager 65 steht.
Der Rotor dreht sich im Uhrzeigersinn weiter um weitere etwa 35 Grad zu der in 2B gezeigten Position. Es ist zu sehen, daß der zweite Arm 164 von dem nahen Abschnitt 144A des ersten Stifts 144 ein Eingriff genommen und bewegt worden ist. Wie in 2B gezeigt, hat sich das Ausgabeglied 112 im Vergleich mit 2A um etwa 35 Grad im Uhrzeigersinn gedreht. Dies führt dazu, daß sich der zweite Arm 162 von dem FreigabeWiderlager 65 trennt.
Somit zeigt 2B den Moment, bei dem sich der zweite Arm 162 von dem FreigabeWiderlager 65 getrennt hat, aber bevor die Freigabeanordnung 652 sich zu bewegen beginnt. Nachdem sich der erste Arm 162 von dem FreigabeWiderlager 65 getrennt hat, kann sich der Hebel 655 frei im Uhrzeigersinn zu der in 2C gezeigten Position drehen. Man beachte, daß sich die Freigabeanordnung 652 zu der in 2C gezeigten Position infolge der Kraft FP bewegt, auf die der Kurbelzapfen 54 reagierte.
Nachdem die Komponenten die Position von 2C erreichen, erfaßt ein nicht gezeigter Sensor, daß sich der Hebel 655 in der Position von 2C befindet, der dies einem nicht gezeigten Logikcontroller anzeigt, der wiederum die Polarität der elektromagnetischen Spule umkehrt. Dies erzeugt dann einen magnetischen Nordpol an dem ersten Pol 130 und einen magnetischen Südpol an dem zweiten Pol 132. Dies bewirkt, daß sich der Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, so daß der nahe Abschnitt 146A des zweiten Stifts 146 das Ausgabeglied 112 in Eingriff nimmt und dann entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, wodurch sowohl der Rotor als auch das Ausgabeglied in die Nähe der Position von 1D zurückgeführt werden. Das Ausgabeglied 112 und der Rotor werden daran gehindert, vollständig zu der Position von 1D zurückzukehren, weil die Spitze 112A den bogenförmigen Rand 655A des Hebels 655 in Eingriff nimmt. Wenn sich das Ausgabeglied 112 in dieser Position befindet, liegt es etwa 20 Grad weg von der Position von 1D. Dennoch, weil, wenn der Rotor und das Ausgabeglied von der Position von 1B die magnetische Achse MA unter 40 Grad relativ zu der Maximaldrehmomentposition abgewinkelt ist, wenn die Spitze 112 mit dem bogenförmigen Rand 655A in Eingriff steht, liegt die magnetische Achse des Rotors immer noch 20 Grad entgegen dem Uhrzeigersinn von der Maximaldrehmomentposition. Als solches gibt es selbst in dieser Position, wenn der Strom zu der Spule unterbrochen ist, immer noch ein Drehmoment, das entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Rotor wirkt.
Während sich der Rotor und das Ausgabeglied nahe der Position von 1D befinden, befindet sich der Hebel 655 immer noch in der Position von 2C. Der Hebel 655 kehrt wie folgt in die Position von 1D zurück:-
Bei Betrachtung von 1C ist die Kurbelwellendrehung beim Öffnen entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse A, d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zu dem Verschlußrahmen 12. Es versteht sich, daß die Kurbelwellenachse A durch den zylindrischen Zapfen 56 definiert ist, der drehbar in der Halteplatte montiert ist (wie oben erwähnt), und die Lagernabe 61, die drehbar in der Rückwand montiert ist (wie oben erwähnt). Dementsprechend ist die Kurbelwellenachse A relativ zum Verschlußrahmen 12 fixiert.
Bei Betrachtung von 1C erzeugt wie oben erwähnt die Kraft FP ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Kurbelwelle 50 um die Kurbelwellenachse A. Nachdem die Kurbelwelle befreit ist, sich zu drehen (d. h., nachdem sich der Arm 162 von dem FreigabeWiderlager 65 getrennt hat), dann wird sich die Kurbelwelle entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, da die Kurbelzapfenachse Y beschränkt ist, sich um einen auf die Kurbelwellenachse A zentrierten Bogen zu bewegen. Es versteht sich, daß, da das Klinkendrehloch 46 ein enger Laufsitz auf dem Kurbelzapfen 54 ist, die Klinkenachse Z (d. h. das Zentrum des Klinkendrehlochs 46) mit der Kurbelzapfenachse Y zusammenfällt. Dementsprechend ist die Klinkenachse Z ähnlich beschränkt, sich um einen auf die Kurbelwellenachse A zentrierten Bogen zu bewegen.
Es versteht sich, daß, wenn die Kurbelwelle 50 sich entgegen dem Uhrzeigersinn von der in 1C gezeigten Position wegdreht, die Klaue 14 sich zu öffnen beginnt. Es versteht sich außerdem, daß es die Wirkung der auf die Klinke drückenden Klaue ist, die bewirkt, daß sich die Klinke bewegt, das heißt, es ist die Klaue, die die Klinke in die getrennte Position treibt, und zwar aufgrund der auf die Klaue wirkenden Wetterdichtungslast. Wenn sich die Klinke bewegt, wird die Winkelposition der Klinke durch die Ineingriffnahme zwischen der Widerlageroberfläche 42 des Arms 41 und dem Anschlagszapfen 29 gesteuert, insbesondere Kontaktpunkt B definiert zwischen Widerlageroberfläche 42 und einem Teil der zylindrischen äußeren Oberfläche 29A (die auch als eine Rahmensteueroberfläche bekannt ist).
Man beachte, daß allgemein gesprochen die Bewegung der Klinke auf eine Drehung um Punkt B angenähert werden kann (d. h. Drehung um den Kontaktpunkt zwischen der Widerlageroberfläche 42 und der zylindrischen äußeren Oberfläche 29A). Die Bewegung ist jedoch nicht wirklich eine Drehbewegung, da ein Teil der Klinke (nämlich die Klinkenachse Z) darauf beschränkt ist, sich um die Achse A zu bewegen anstatt um Punkt B. Somit ist die Bewegung der Klinke am Kontaktpunkt B relativ zum Anschlagszapfen 29 eine Kombination aus Drehbewegung und Verschiebebewegung (Gleitbewegung). Tatsächlich ist der Kontaktpunkt B nicht stationär und bewegt sich um eine relativ kleine Strecke um die zylindrische äußere Oberfläche 29A und bewegt sich auch um eine relativ kleine Strecke entlang der Widerlageroberfläche 42. Somit ist der Kontaktpunkt B diejenige Position, wo (bei der relevanten Zeit beim Öffnen des Verschlusses) die Widerlageroberfläche 42 die zylindrische äußere Oberfläche 29A kontaktiert.
Es versteht sich, daß beginnend mit der Position von 1C, nachdem sich der Arm 162 von dem FreigabeWiderlager 65 getrennt hat, das geschlossene Widerlager 34 der Klaue die Klinke (über den Klauenzahn) zu einer Position drückt, wodurch das geschlossene Widerlager 34 bei Betrachtung von 1C unter den Klinkenzahn 40 fahren kann. Eine weitere Drehung der Klaue 14 (bei Betrachtung von 1C) entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt, daß sich das erste SicherheitsWiderlager 33 dem Klinkenzahn 40 nähert. Wenn dies eintritt, wird der Klinkenzahn 40 das erste SicherheitsWiderlager 33 vorübergehend in Eingriff nehmen, da die Klinke 16 bei Betrachtung von 1C durch die Feder 47 im Uhrzeigersinn vorgespannt ist. Die Geometrie des Systems ist jedoch derart, daß unmittelbar nach der vorübergehenden Ineingriffnahme zwischen dem ersten SicherheitsWiderlager 33 und dem Klinkenzahn 40 das erste SicherheitsWiderlager die Klinke (über dem Klinkenzahn 40) zu einer Position drückt, wodurch sich das erste SicherheitsWiderlager 33 weiterhin bei Betrachtung von 1C entgegen dem Uhrzeigersinn unter dem Klinkenzahn 40 dreht.
Nachdem sich der Klinkenzahn 40 so von dem ersten SicherheitsWiderlager 34 der Klaue getrennt hat, kann sich die Klaue dann frei zu der ganz offenen Position drehen, wie in 3 gezeigt. Dabei nimmt jedoch der Rücksetzzapfen 37 den Rand 60A des Rücksetzhebels 60 in Eingriff und bewegt ihn. Dies wiederum dreht die Kurbelwelle zurück zu der in 1 gezeigten Position, wodurch die Kurbelzapfenachse Y zu der Position von 1 zurückgesetzt wird, und auch die Freigabeanordnung 652 zu der Position von 1D zurückgeführt wird. Wenn der Hebel 655 zu der Position von 1D zurückkehrt, wird insbesondere das entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Rotor wirkende Drehmoment verursachen, daß sich das Ausgabeglied 112 die restlichen 20 Grad zu der Position von 1D bewegt, und dies bei Abwesenheit von irgendeinem Strom zu der Spule.
Nachdem der Verschluß und die assoziierte Tür geöffnet worden sind, wird dann das Schließen der Tür den Verschluß automatisch neu verriegeln. Man beachte jedoch, daß es während des Schließens der Tür zu keiner Drehung der Kurbelwelle kommt. Dementsprechend dreht sich die Kurbelzapfenachse nicht, und der Kurbelzapfen selbst wirkt als solcher als ein einfacher Drehpunkt mit einer festen Achse. 4 zeigt die Verschlußbaugruppe 10 während des Schließprozesses, und es ist zu sehen, daß sich die Klinke frei um die Klinkenachse Z drehen kann, um eine herkömmliche Schließdynamik für die erste Sicherheits- und ganz eingerastete Position bereitzustellen.
Wie oben erwähnt ist ein Sensor enthalten, um zu bestimmen, wann der Hebel 655 die Position von 2C erreicht, und nach dieser Bestimmung wird die Spule umgekehrt polarisiert, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Alternativ könnte der Sensor so ausgelegt sein, daß er bestimmt, wann der Hebel 655 in die Position von 1D zurückgekehrt ist, und nach dieser Bestimmung kann die Spule umgekehrt werden und polarisiert werden, damit der Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist es möglich, die Spule für eine vorbestimmte kurze Zeitperiode zu bestromen, außerdem würde die vorbestimmte Zeit ausreichen, um sicherzustellen, daß der Hebel 655 die Position von 2C erreicht. Nach der vorbestimmten Zeit würde die Spule umgekehrt polarisiert werden, um den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Unter diesen Umständen ist der oben erwähnte Sensor nicht erforderlich.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann eine Feder verwendet werden, um den Rotor entgegen den Uhrzeigersinn zu drehen, nachdem der Hebel 655 die Position von 2C erreicht hat. Unter diesen Umständen ist der oben erwähnte Sensor nicht erforderlich.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform können der Rotor, der erste Stift 144, der zweite Stift 146, die Motoranschläge 114 und 116 und das Ausgabeglied 112 und der Hebel 655 so konfiguriert sein, daß eine Drehung des Rotors von weniger als 90 Grad erforderlich ist, beispielsweise nur 30 Grad Drehung erforderlich ist. Unter diesen Umständen wird der Rotor natürlich zu der Position von 1D zurückkehren, ohne die Notwendigkeit, die Spule umgekehrt zu polarisieren, und ohne die Notwendigkeit einer Rückstellfeder. Somit befindet sich, wie in 1D gezeigt, der Nordpol N des Rotors etwa 45 Grad im Uhrzeigersinn von der Position, wo er direkt auf den zweiten Pol 132 ausgerichtet ist, durch Konfigurieren des Systems, so daß der Verschluß durch nur 30 Grad Drehung im Uhrzeigersinn des Rotors aus der Position von 1D freigegeben wird, es versteht sich, daß der Nordpol N sich höchstens 75 Grad im Uhrzeigersinn von der direkten Ausrichtung mit dem zweiten Pol 132 befindet. Weil sich der Rotor dann immer nur zwischen den Winkeln 45 Grad und 75 Grad bewegt (und somit niemals die Position von 5C erreicht), werden dann zu allen Zeiten, wenn die Spule nicht bestromt ist, die auf den Rotor wirkenden magnetischen Kräfte immer dazu tendieren, ihn entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen. Somit ist es immer nur erforderlich, die Spule in einer Richtung zu bestromen, da der Nordpol N niemals an der in 5C gezeigten 90-Grad-"Totpunkt"-Position vorbeikommt.
Bei denen in 1 bis 4 gezeigten Ausführungsformen wird die Motoranordnung 110 verwendet, um einen Verschluß freizugeben. Bei weiteren Ausführungsformen können die Motoranordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, andere Funktionen an einen Verschluß auszuführen. Insbesondere kann er dazu verwendet werden, den Sicherheitsstatus eines Verschlusses zu ändern. Es ist für Verschlüsse bekannt, daß sie einen verriegelten Sicherheitsstatus und einen unverriegelten Sicherheitsstatus besitzen, und es ist für Motoren bekannt, den Verschlußstatus zwischen verriegelt und unverriegelt zu ändern. Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um einen Verschlußstatus zwischen verriegelt und unverriegelt zu verändern.
Es ist auch bekannt, daß Verschlüsse einen Kindersicherheit-Ein-Sicherheitsstatus und einen Kindersicherheit-Aus-Sicherheitsstatus enthalten. Die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um den Sicherheitsstatus eines Verschlusses zwischen dem Kindersicherheit-Ein- und dem Kindersicherheit-Aus- Status zu ändern. Es ist auch bekannt, daß Verschlüsse einen superverriegelten Sicherheitsstatus und einen nicht-superverriegelten Sicherheitsstatus aufweisen, und die vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um einen Verschluß zwischen einem superverriegelten Sicherheitsstatus und einem nicht-superverriegelten Sicherheitsstatus zu ändern.
Die 6 bis 8 zeigen eine weitere Ausführungsform einer Motoranordnung 210, bei der Komponenten, die im wesentlichen die gleiche Funktion wie jene der Motoranordnung 110 erfüllen, um 100 größer gekennzeichnet sind. Die Motoranordnung ist auf einer Platte 308 montiert. In diesem Fall ist ein Zahnrad 310 drehfest mit dem Rotor und wird von einem Zahnradsektor 312, der am Drehpunkt 314 gedreht wird, in Eingriff genommen. Anschläge 316 und 318 begrenzen eine Drehung des Zahnradsektors im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn und begrenzen somit die Drehung des Rotors entgegen dem Uhrzeigersinn und im Uhrzeigersinn. In diesem Fall ist der Rotor derart entgegen dem Uhrzeigersinn begrenzt, daß der Nordpol unter einem Winkel
1 (etwa 45 Grad) ausgerichtet ist und der Rotor in seiner Drehung im Uhrzeigersinn derart begrenzt ist, daß der Nordpol auf einem Winkel
2 (etwa 135 Grad) begrenzt ist. Es versteht sich, daß sich der Rotor deshalb durch etwa 90 Grad bewegen kann. 6 zeigt das Ausgabeglied 320 in einer ersten Position, und 8 zeigt das Ausgabeglied 320 in einer zweiten Position.
Es versteht sich, daß die bei 6 und 8 gezeigten Rotorpositionen beides stabile Rotorpositionen sind. Weil der Rotor 240 einen Permanentmagneten enthält, liefern weiterhin dann bei Abwesenheit eines durch die Spule 222 fließenden elektrischen Stroms in der bei 6 gezeigten Position die magnetischen Kräfte ein Drehmoment auf den Rotor entgegen dem Uhrzeigersinn, dem der Anschlag 316 Widerstand leistet. Analog erzeugen die auf den Rotor wirkenden magnetischen Kräfte in einer bei 8 gezeigten Position ein Moment im Uhrzeigersinn, dem der Anschlag 318 Widerstand leistet. Somit hält die Motoranordnung sich auf natürliche Weise selbst in der Position von 6 oder der Position von 8, wie angebracht. Dies ist besonders vorteilhaft, weil in Verriegelungssystemen nach dem Stand der Technik eine "Übertotpunkt"-Feder in der Regel erforderlich ist, um das Verriegelungssystem entweder in dem verriegelten oder unverriegelten Zustand zu halten. Eine derartige Feder ist nicht erforderlich, wenn die in 6 bis 8 gezeigte Motoranordnung 210 verwendet wird. Die Motoranordnung 410 (wie unten beschrieben) arbeitet ähnlich und erfordert ebenfalls keine Übertotpunktfeder.
Das Ausgabeglied 320 kann zum Verriegeln und Entriegeln eines Verschlusses verwendet werden. Alternativ kann das Ausgabeglied 320 verwendet werden, um zwischen dem Kindersicherheit-Ein- und Kindersicherheit-Aus-Status eines Verschlusses zu wechseln. Alternativ kann das Ausgabeglied 320 verwendet werden, um zwischen einem superverriegelten Zustand eines Verschlusses und einem nicht-superverriegelten Zustand eines Verschlusses zu wechseln.
Die 9 und 10 zeigen eine Motoranordnung 410, bei der Komponenten, die im wesentlichen die gleiche Funktion wie jene in der Motoranordnung 210 gezeigten erfüllen, um 200 größer bezeichnet sind. Es ist zu sehen, daß die Motoranordnung 410 kompakter ist als die Motoranordnung 210, weil der Zahnradsektor 512 auf der gleichen Seite des Rotors wie die Spule 422 liegt.
Wie oben erwähnt ist der Rotor darauf begrenzt, durch einen Winkel von 70 Grad zu drehen. Bei weiteren Ausführungsformen jedoch könnte das Rotationale des Rotors auf unter 180 Grad begrenzt sein. Bevorzugt beträgt jedoch die Drehbewegung des Rotors weniger als 100 Grad, besonders bevorzugt weniger als 90 Grad. Dies ist so, weil dies Winkel sind, bei denen ein nützliches Drehmoment bereitgestellt werden kann (siehe 11).
Wie oben erwähnt kann sich das Ausgabeglied relativ zum Rotor um 35 Grad drehen. Bei einer weiteren Ausführungsform sind andere Drehwinkel möglich, doch kann insbesondere das Ausgabeglied relativ zum Rotor um mehr als 20 Grad drehbar sein, bevorzugt mehr als 30 Grad und bevorzugt mehr als 40 Grad.
Wie oben erwähnt besitzt die Ausführungsform eine Gesamtrotorbewegung von 70 Grad. Das Ausgabeglied kann sich relativ zum Rotor um 35 Grad drehen. Dies bedeutet, daß sich das Ausgabeglied relativ zum Verschlußrahmen um insgesamt 35 Grad dreht. Bei weiteren Ausführungsformen könnte sich das Ausgabeglied um andere Winkel relativ zum Verschlußrahmen drehen, doch bevorzugt dreht sich das Ausgabeglied relativ zum Verschlußrahmen um weniger als den Winkel, durch den sich der Rotor relativ zum Verschlußrahmen dreht.
Wie oben erwähnt zeigt 1B, daß die magnetische Achse MA relativ zur Maximalausgabeposition TMAX entgegen dem Uhrzeigersinn um 40 Grad positioniert ist, wenn sich der Verschluß in einer geschlossenen Position befindet. Wenn die Spule bestromt wird, um den Verschluß zu öffnen, dann beginnt anfänglich nur der Rotor sich zu drehen. Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Rotor die in 2A'' gezeigte Position erreicht hat, besitzt er ein Ausmaß an Trägheitsmoment, das dabei hilft, die statische Reibung zwischen der Spitze 112A des Ausgabeglieds 112 und der assoziierten Kerbe im Hebel 655 zu überwinden. Wenn sich der Rotor in der Position von 2A'' befindet, ist er weiterhin fast an seiner Maximaldrehmomentausgabeposition (Winkel Y3 beträgt nur 5 Grad). Eine Betrachtung von 11 zeigt, daß, obwohl die magnetische Achse nicht ganz auf TMAX ausgerichtet ist, der Rotor dennoch 99% seiner Maximalausgabe erzeugt. Indem für einen "toten Gang" zwischen dem Rotor und dem Ausgabeglied gesorgt wird, d. h. indem gestattet wird, daß sich der Rotor weiter dreht als das Ausgabeglied, gestattet dies geringe Startlasten an dem Rotor (das heißt, der Rotor braucht beim Starten nur sich selbst zu drehen).
Dieser tote Gang gestattet auch, daß der Rotor ein gewisses Drehkreismoment erreicht, bevor er das Ausgabeglied drehen muß. Der tote Gang gestattet außerdem, daß sich der Rotor an oder in der Nähe seiner Maximaldrehmomentposition befindet, bevor er das Ausgabeglied drehen muß. Der tote Gang gestattet auch, daß die stabilen Gleichgewichtspositionen bei relativ großen Winkeln von TMAX positioniert sind (40 Grad in diesem Fall von TMAX (siehe 1B) und 30 Grad von TMAX (siehe 2C'')). Je weiter die stabilen Gleichgewichtspositionen von TMAX entfernt liegen, dann umso höher als Drehmoment auf den Rotor, der ihn in Eingriffnahme mit den Anschlägen 114 und 116 zwingt (dies ist zur Vermeidung von Zweifeln, wenn kein Strom an die Spule angelegt ist).
Indem sichergestellt wird, daß der Winkel der stabilen Gleichgewichtsposition von TMAX (beispielsweise 40 Grad (siehe 1B)) etwa gleich dem toten Gang zwischen dem Rotor und dem Ausgabeglied ist (35 Grad (siehe 2A'')), bedeutet, daß der tote Gang etwa an der Position aufgenommen wird, wenn die magnetische Achse des Rotors bei TMAX liegt (5 Grad (wie in 2A'' (Y3) gezeigt)). Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen der magnetischen Achse mit dem Rotor in der stabilen Gleichgewichtsposition und TMAX (40 Grad wie in 1B gezeigt) um weniger als 20 Grad von dem Ausmaß der Drehung zwischen dem Ausgabeglied und dem Rotor verschieden ist, bevorzugt ist dieser Winkel um weniger als 10 Grad verschieden und besonders bevorzugt (wie bei der in 2A'' gezeigten Ausführungsform) 5 Grad und ganz besonders bevorzugt weniger als 5 Grad verschieden.
Der Motor 110 wird verwendet, um die Spitze des Ausgabeglieds 112 von dem Hebel 655 zu lösen. Bei weiteren Ausführungsformen könnte der Motor in einem anderen Mechanismus verwendet werden, um ein Widerlager des Mechanismus in der ersten Position zu halten und dann dieses Widerlager freizugeben, damit es sich zu der zweiten Position bewegen kann.
Zusammenfassung
Motoranordnung mit einem Rotor mit einem magnetischen Rotornordpol und einem magnetischen Rotorsüdpol, wobei der Rotor um eine Rotorachse zwischen einer ersten Rotorposition und einer zweiten Position gedreht werden kann, wobei der Rotor ein erstes Rotorwiderlager und ein zweites Rotorwiderlager enthält,
einem Stator mit einem ersten Statormagnetpol und einem zweiten Statormagnetpol,
wobei der Stator einen ersten Statorzustand, in dem der erste Statormagnetpol ein magnetischer Statornordpol ist und der zweite Statormagnetpol ein magnetischer Statorsüdpol ist, und einen zweiten Statorzustand, in dem der erste Statormagnetpol ein magnetischer Statorsüdpol ist und der zweite Statormagnetpol ein magnetischer Statornordpol ist, aufweist,
wobei der erste Statorzustand der ersten Rotorposition entspricht, in der sich der magnetische Rotornordpol nahe dem zweiten Statormagnetpol befindet und sich der magnetische Statorsüdpol bei dem ersten Statormagnetpol befindet,
wobei der zweite Zustand der zweiten Rotorposition entspricht, in der sich der magnetische Rotornordpol nahe dem ersten Statormagnetpol befindet und sich der magnetische Statorsüdpol nahe dem zweiten Statormagnetpol befindet,
wobei ein Ausgabeglied um die Rotorachse gedreht werden kann und ein erstes Ausgabewiderlager aufweist, das von dem ersten Rotorwiderlager in Eingriff genommen werden kann, um das Ausgabeglied in einer ersten Drehrichtung zu bewegen, und ein zweites Ausgabewiderlager aufweist, das von dem zweiten Rotorwiderlager ein Eingriff genommen werden kann, um das Ausgabeglied in einer zweiten Drehrichtung zu bewegen,
wobei das Ausgabeglied relativ zu dem Rotor in einem begrenzten Ausmaß gedreht werden kann, das durch das erste und zweite Ausgabewiderlager und das erste und zweite Rotorwiderlager definiert ist,
wobei die Motoranordnung weiterhin einen ersten Anschlag zum Begrenzen einer Bewegung des Rotors an der ersten Rotorposition vorbei und einen zweiten Anschlag zum Begrenzen einer Bewegung des Rotors an der zweiten Rotorposition vorbei enthält.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- GB 0330264 [0004]

Claims

Motoranordnung mit einem Rotor mit einem magnetischen Rotornordpol und einem magnetischen Rotorsüdpol, wobei der Rotor um eine Rotorachse zwischen einer ersten Rotorposition und einer zweiten Position gedreht werden kann, wobei der Rotor ein erstes Rotorwiderlager und ein zweites Rotorwiderlager enthält, einem Stator mit einem ersten Statormagnetpol und einem zweiten Statormagnetpol, wobei der Stator einen ersten Statorzustand, in dem der erste Statormagnetpol ein magnetischer Statornordpol ist und der zweite Statormagnetpol ein magnetischer Statorsüdpol ist, und einen zweiten Statorzustand, in dem der erste Statormagnetpol ein magnetischer Statorsüdpol ist und der zweite Statormagnetpol ein magnetischer Statornordpol ist, aufweist, wobei der erste Statorzustand der ersten Rotorposition entspricht, in der sich der magnetische Rotornordpol nahe dem zweiten Statormagnetpol befindet und sich der magnetische Statorsüdpol bei dem ersten Statormagnetpol befindet, wobei der zweite Zustand der zweiten Rotorposition entspricht, in der sich der magnetische Rotornordpol nahe dem ersten Statormagnetpol befindet und sich der magnetische Statorsüdpol nahe dem zweiten Statormagnetpol befindet, wobei ein Ausgabeglied um die Rotorachse gedreht werden kann und ein erstes Ausgabewiderlager aufweist, das von dem ersten Rotorwiderlager in Eingriff genommen werden kann, um das Ausgabeglied in einer ersten Drehrichtung zu bewegen, und ein zweites Ausgabewiderlager aufweist, das von dem zweiten Rotorwiderlager ein Eingriff genommen werden kann, um das Ausgabeglied in einer zweiten Drehrichtung zu bewegen, wobei das Ausgabeglied relativ zu dem Rotor in einem begrenzten Ausmaß gedreht werden kann, das durch das erste und zweite Ausgabewiderlager und das erste und zweite Rotorwiderlager definiert ist, wobei die Motoranordnung weiterhin einen ersten Anschlag zum Begrenzen einer Bewegung des Rotors an der ersten Rotorposition vorbei und einen zweiten Anschlag zum Begrenzen einer Bewegung des Rotors an der zweiten Rotorposition vorbei enthält.
Motoranordnung nach Anspruch 1, bei der der erste und zweite Anschlag eine Drehbewegung des Rotors auf weniger als 180 Grad begrenzt, bevorzugt weniger als 100 Grad, bevorzugt weniger als 90 Grad.
Motoranordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Ausgabeglied relativ zu dem Rotor um mehr als 20 Grad gedreht werden kann, bevorzugt mehr als 30 Grad, bevorzugt mehr als 40 Grad.
Motoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Ausgabeglied weniger als der Rotor dreht, wenn sich der Rotor zwischen der ersten und zweiten Rotorposition bewegt.
Motoranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Rotorposition eine erste stabile Gleichgewichtsposition ist und die zweite Rotorposition eine zweite stabile Gleichgewichtsposition ist.
Motoranordnung nach Anspruch 5, bei der es nur zwei stabile Gleichgewichtspositionen gibt.
Motoranordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei der der Rotor eine weitere Rotorposition besitzt, die eine instabile Gleichgewichtsposition ist, wobei die weitere Rotorposition zwischen der ersten und zweiten Rotorposition liegt.
Motoranordnung nach Anspruch 7, bei der die erste Rotorposition unter einem ersten Winkel von der weiteren Rotorposition liegt und die zweite Rotorposition unter einem zweiten Winkel von der weiteren Rotorposition liegt, wobei der erste und zweite Winkel verschieden sind, bevorzugt der erste Winkel größer ist als der zweite Winkel.
Motoranordnung nach Anspruch 8, bei der der erste Winkel um weniger als 20 Grad von dem Ausmaß einer relativen Drehung zwischen dem Ausgabeglied und dem Rotor verschieden ist, bevorzugt um weniger als 10 Grad verschieden, besonders bevorzugt um weniger als 5 Grad verschieden.
Mechanismus, der einen Motor wie in einem der vorhergehenden Ansprüche definiert und ein MechanismusWiderlager enthält, bei dem mit dem Rotor in der ersten Rotorposition das Ausgabeglied das MechanismusWiderlager in Eingriff nimmt, um das MechanimusWiderlager in einer ersten MechanismusWiderlagerposition zu halten, und eine Bewegung des Rotors zu der zweiten Rotorposition das Ausgabeglied von dem MechanismusWiderlager trennt, wodurch sich das MechanismusWiderlager zu einer zweiten MechanismusWiderlagerposition bewegen kann.
Verschlußbaugruppe, die folgendes enthält: einen Rahmen, einen Verschlußbolzen, der beweglich auf dem Rahmen montiert ist und eine geschlossene Position zum Halten eines Schließers und eine offene Position zum Freigeben des Schließers aufweist, eine Klinke mit einer Eingriffsposition, bei der die Klinke mit dem Verschlußbolzen in Eingriff steht, um den Verschlußbolzen in der geschlossenen Position zu halten, und eine Nichteingriffsposition, bei der die Klinke von dem Verschlußbolzen getrennt ist, wodurch sich der Verschlußbolzen zu der offenen Position bewegen kann, eine exzentrische Anordnung, die eine exzentrische Achse und eine von der exzentrischen Achse entfernte Klinkenachse definiert, wobei die exzentrische um die exzentrische Achse gedreht werden kann und wobei die Klinke um die Klinkenachse gedreht werden kann, in der sich, wenn sich die Klinke aus der Eingriffsposition in die Nichteingriffsposition bewegt, die exzentrische Anordnung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um die exzentrische Achse dreht und bei in der Eingriffsposition befindlicher Klinke eine durch den Verschlußbolzen auf die Klinke ausgeübte Kraft ein Drehmoment auf die exzentrische Anordnung um die exzentrische Achse im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn erzeugt und die exzentrische Anordnung durch ein bewegliches Widerlager daran gehindert wird, sich im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, wobei die Verschlußbaugruppe weiterhin eine Motoranordnung wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert enthält, wobei das bewegliche Widerlager durch das Ausgabeglied definiert ist, und bei der der Motor betrieben werden kann, zur Freigabe des Verschlusses das bewegliche Widerlager zu bewegen.
Verschlußbaugruppe nach Anspruch 11, bei der, wenn sich der Rotor in der ersten Rotorposition befindet, das Ausgabeglied das bewegliche Widerlager in Eingriff nimmt, um den Verschluß einer geschlossenen Position zu halten, und eine Bewegung des Rotors zu der zweiten Rotorposition das Ausgabeglied von dem beweglichen Widerlager trennt, wodurch sich der Verschluß öffnen kann.
Verschlußbaugruppe nach Anspruch 11 oder 12, bei der der Verschluß einen geschlossenen Zustand aufweist, wobei: die Klaue sich in der geschlossenen Position befindet, die Klinke sich in der Eingriffsposition befindet und die Klinkenachse sich in einer ersten Position befindet, und der Verschluß einen offenen Zustand aufweist, wobei: die Klaue sich in der offenen Position befindet, die Klinke sich in der Nichteingriffsposition befindet und die Klinkenachse sich im wesentlichen in der ersten Position befindet.
Verschlußbaugruppe nach Anspruch 13, bei der sich während der Bewegung des Verschlußbolzens von der geschlossenen Position zu der offenen Position die exzentrische Anordnung derart im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, daß die Klinkenachse zu einer zweiten Position bewegt, und der Verschlußbolzen die exzentrische Anordnung in der anderen Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn oder im Uhrzeigersinn dreht, so daß die Klinkenachse im wesentlichen zu der ersten Position zurückgeführt wird.
Verschlußbaugruppe nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der der Verschlußbolzen ein Rücksetz-Widerlager der exzentrischen Anordnung in Eingriff nimmt, um die exzentrische Anordnung aus der zweiten Position zu der ersten Position zu bewegen.
Verschlußbaugruppe nach Anspruch 15, bei der das RücksetzWiderlager auf einem Rücksetzhebel der exzentrischen Anordnung definiert ist.
Verfahren zum Öffnen eines Verschlusses, mit den folgenden Schritten: Bereitstellen einer Verschlußbaugruppe, die folgendes aufweist: einen Rahmen, einen Verschlußbolzen, der beweglich auf dem Rahmen montiert ist und eine geschlossene Position zum Halten eines Schließers und eine offene Position zum Freigeben des Schließers aufweist, eine Klinke mit einer Eingriffsposition, bei der die Klinke mit dem Verschlußbolzen in Eingriff steht, um den Verschlußbolzen in der geschlossenen Position zu halten, und eine Nichteingriffsposition, bei der die Klinke von dem Verschlußbolzen getrennt ist, wodurch sich der Verschlußbolzen zu der offenen Position bewegen kann, eine exzentrische Anordnung, die eine exzentrische Achse und eine von der exzentrischen Achse entfernte Klinkenachse definiert, wobei die exzentrische um die exzentrische Achse gedreht werden kann und wobei die Klinke um die Klinkenachse gedreht werden kann, ein bewegliches Widerlager, Versetzen des Verschlußbolzens in die geschlossene Position, der Klinke in die Eingriffsposition und der Klinkenachse in eine erste Position, Bewirken, daß der Verschlußbolzen eine Kraft auf die Klinke ausübt, um ein Drehmoment auf die exzentrische Anordnung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu erzeugen und Reagieren auf das Drehmoment an dem beweglichen Widerlager, um eine Bewegung der exzentrischen Anordnung zu verhindern, danach Bewegen des beweglichen Widerlagers durch Betätigung einer Motoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, so daß auf das Drehmoment nicht länger reagiert wird, wodurch die Kraft die exzentrische Anordnung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen kann, so daß sich die Klinkenachse zu einer zweiten Position und die Klinke zu der Nichteingriffsposition bewegt, wodurch sich der Verschlußbolzen zu der offenenen Position bewegen kann, wodurch der Verschluß geöffnet wird.
Verfahren zum Öffnen eines Verschlusses nach Anspruch 17, mit den weiteren Schritten: Bereitstellen eines Schließers, Versetzen eines Verschlußbolzens in die geschlossene Position und der Klinke in die Eingriffsposition, um den Schließer festzuhalten, Bewirken, daß der Schließer eine Kraft auf den Verschlußbolzen ausübt, um dadurch zu bewirken, daß der Verschlußbolzen die Kraft auf die Klinke ausübt, Gestatten, daß der Verschlußbolzen sich zu der offenen Position bewegt, wodurch der Schließer freigegeben und der Verschluß geöffnet wird.
Verfahren zum Öffnen eines Verschlusses wie nach Anspruch 17 oder 18, mit dem Schritt, die Klinkenachse während des Öffnens des Verschlusses im wesentlichen zu der ersten Position zurückzuführen.
Verschlußbaugruppe mit einer Motoranordnung wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, bei der die Verschlußbaugruppe alternative Sicherheitsstatus aufweist und zwischen diesen alternativen Sicherheitsstatus durch die Motoranordnung bewegt werden kann.