Verriegelungseinrichtung für Kraftfahrzeuge
Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung für Kraftfahr¬ zeuge, mit einer einen Schließbolzen umgreifenden Drehfalle, ferner mit einer zugehörigen Sperrklinke, und mit einem Sperrklinkenantrieb, welcher mit Hilfe eines Abtriebsmittels im Zuge dessen Übergang von seiner Anfangsposition zu seiner Endposition auf die Sperrklinke zur Freigabe der Drehfalle und damit des Schließbolzens arbeitet.
Solche Verriegelungseinrichtungen können grundsätzlich an jeder beliebigen Stelle des Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommen, so z. B. bei einer Verriege¬ lung der Rückenlehne eines Fond-Sitzes, einer heckseitigen Ladeklappe eines Pick-up-Fahrzeuges, einer umklappbaren Rückwand der Fahrzeugkabine und dergleichen. Selbstverständlich kann eine solche Verriegelungseinrichtung auch bei einer Kraftfahrzeugtür oder einer vergleichbaren zu bewegenden und verrie¬ gelnden Abdeckung Verwendung finden.
Im gattungsbildenden Stand der Technik nach der DE 297 01 390 U1 bzw. der EP 1 225 290 A2 und der hierzu parallelen US 6,557,911 wird immer so vorge- gangen, dass das als Abtriebscheibe ausgeführte Abtriebsmittel nach Aus¬ heben der Sperrklinke federunterstützt von der Endposition in die Anfangs¬ position zurückgeführt wird, die folgerichtig verschieden sind. Um dies zu erreichen, wird eine zugehörige Feder beim Übergang des Abtriebsmittels von der Anfangsposition zur Endposition und folglich im Zuge des Aushebens der Sperrklinke gespannt. Sobald das Abtriebsmittels seine Endposition mit der ausgehobenen Sperrklinke und folglich freigegebenen Drehfalle erreicht hat, kann sich die betreffende Feder entspannen und dreht das Abtriebsmittel (zu¬ sammen mit dem Sperrklinkenantrieb) in die Anfangsposition zurück.
Die bekannte Vorgehensweise hat sich bewährt, ist jedoch nicht gänzlich frei von Mängeln. So sind Funktionsstörungen beim Rückstellen des Abtriebsmittels möglich. Hinzu kommt, dass der konstruktive Aufwand durch die zusätzliche Feder und deren Einbau nicht unerheblich ist, was den Preis in die Höhe treibt. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige Ver¬ riegelungseinrichtung für Kraftfahrzeuge so weiter zu entwickeln, dass bei funk¬ tionsgerechtem Aufbau eine gleichzeitig kompakte und preisgünstig gestaltete Variante zur Verfügung gestellt wird.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist eine gattungsgemäße Ver¬ riegelungseinrichtung für Kraftfahrzeuge dadurch gekennzeichnet, dass die ausgehobene Sperrklinke das Abtriebsmittel in dessen Endposition blockiert, welche im Wesentlichen mit der Anfangsposition zusammenfällt.
Erfindungsgemäß sind also Anfangsposition und Endposition des Abtriebs¬ mittels größtenteils deckungsgleich. Nach dem Erreichen der Endposition muss das Abtriebsmittel folglich nicht (mehr) - wie beim Stand der Technik - feder- unterstützt in die Anfangsposition zurückgeführt werden. In diesem Zusammen¬ hang wird das Abtriebsmittel vorteilhaft von dem Sperrklinkenantrieb in nur einer Bewegungsrichtung beaufschlagt. Das heißt, das Abtriebsmittel bewegt sich unidirektional, wobei regelmäßig eine Rotationsbewegung des Abtriebs¬ mittels vorgesehen ist. Dabei vollführt das Abtriebsmittei beim Übergang von der Anfangsposition in die Endposition eine vollständige Umdrehung, so dass in Verbindung mit der unidirektionalen Ausgestaltung der Bewegung des Abtriebs¬ mittels unmittelbar Anfangsposition und Endposition ineinander übergehen.
Um nun das Abtriebsmittel in der Endposition anzuhalten und folglich den Sperrklinkenantrieb in der Endposition zu stoppen, sorgt die beim Übergang
von der Anfangsposition in die Endposition in ausgehobene Stellung überführte Sperrklinke für die gewünschte Festsetzung. In dieser ausgehobenen Stellung verbleibt die Sperrklinke so lange, wie sich die Drehfalle in Offenstellung be¬ findet. Denn nachdem die Sperrklinke ausgehoben worden ist, geht die Dreh- falle unmittelbar und üblicherweise federunterstützt in ihre geöffnete Position über und hält in dieser geöffneten Position die Sperrklinke in deren ausge¬ hobener Stellung.
Erst wenn der Schließbolzen in die geöffnete Drehfalle einfällt wird diese in Richtung ihrer Schließposition (gegen die Kraft der zuvor angegebenen und optionalen Feder) zurückgedreht, so dass bei diesem Vorgang die Sperrklinke das zunächst blockierte Abtriebsmittel (wieder) freigibt. Durch diese Freigabe des Abtriebsmittels ist dieses in der Lage, eine weitere Umdrehung zu voll¬ führen, befindet sich folgerichtig (wieder) in der Anfangsposition.
Das Abtriebsmittel ist zumeist als Abtriebsschreibe ausgeführt, welche von dem Sperrklinkenantrieb beaufschlagt wird und mit einem an der Sperrklinke ange¬ brachten Fortsatz wechselwirkt. In der Regel verfügt die Abtriebsscheibe hierzu über eine schlitzförmige Aussparung, in welche der größtenteils senkrecht von der Sperrklinke abragende Fortsatz eingreift.
Im Detail ist die Abtriebsscheibe mit einer inneren Führungskurve und einer äußeren Anschlagkurve ausgerüstet, welche die genannte schlitzförmige Aus¬ sparung beidseitig begrenzen. Die Führungskurve und die Anschlagkurve wechselwirken alternativ mit dem Fortsatz. Das heißt, der Fortsatz liegt ent¬ weder an der Führungskurve oder der Anschlagkurve an. Im erstgenannten Fall sorgt die Führungskurve dafür, dass der Fortsatz die solchermaßen beauf¬ schlagte Sperrklinke aushebt. Die letztgenannte Alternative korrespondiert dazu, dass der Fortsatz über die Anschlagkurve die Abtriebsscheibe in der Endposition blockiert.
Um dies im Detail zu erreichen, ist die innere Führungskurve spiralförmig mit in Drehrichtung der Abtriebsscheibe wachsendem Radius ausgebildet. In der Anfangs- und Endposition verfügt die Führungskurve über einen Rücksprung, welcher den in Richtung der Endposition angewachsenen Radius wieder auf den zur Anfangsposition gehörigen Wert zurückführt.
Damit die Sperrklinke beim Übergang von der Anfangsposition in die End¬ position und auch ansonsten einwandfrei an der Führungskurve anliegt, wird sie kraftunterstützt in Richtung auf die Führungskurve vorgespannt, so dass der Fortsatz an der Führungskurve entlanggleitet. Dazu ist üblicherweise eine Feder vorgesehen. Erst wenn die Sperrklinke die ausgehobene Position erreicht hat und folglich sich die Drehfalle öffnen kann, sorgt die Drehfalle im Zuge ihrer Öffnungsbewegung dafür, dass die Sperrklinke gegen die Federkraft zurückge- drückt wird und nun in Eingriff mit der Anschlagkurve kommen kann, welche die Führungskurve im Innern der Abtriebsscheibe außenumfangsseitig umringt. Da¬ durch ist die ausgehobene Sperrklinke mit ihrem Fortsatz nunmehr in der Lage, dass Abtriebsmittel in der Endposition zu blockieren.
Im Ergebnis wird eine Verriegelungseinrichtung zur Verfügung gestellt, die durch ein Minimum an erforderlichen Bauteilen und damit besondere Preis¬ würdigkeit überzeugt. Insbesondere der Wegfall einer Rückstellfeder für das Abtriebsmittel führt zudem zu Funktionsverbesserungen. Hinzu kommt, dass die das Abtriebsmittel in dessen Endposition blockierende ausgehobene Sperr- klinke Endschalter etc. überflüssig macht. Vielmehr kann die Blockfahrt des Sperrklinkenantriebes wie allgemein bekannt durch eine erhöhte Stromauf¬ nahme registriert und für seine Abschaltung ausgewertet werden.
Dabei lässt sich die Verriegelungseinrichtung beispielsweise an einer Kraftfahr- zeugtür und der Schließbolzen an der zugehörigen Karosserie befestigen. So-
fern die Verriegelungseinrichtung für eine Sitzverriegelung zum Einsatz kommt, ist diese an der Karosserie angebracht, während der Schließbolzen eine Be¬ festigung an der umklappbaren Rückenlehne beispielsweise des Fond-Sitzes erfährt. Genauso gut sind jeweils umgekehrte Anordnungen denkbar und werden von der Erfindung umfasst. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 die erfindungsgemäße Verriegelungseinrichtung mit der Drehfalle in Vorrast,
Fig. 2 den Gegenstand nach Fig. 1 mit der Drehfalle in Hauptrast,
Fig. 3 den Gegenstand nach Fig. 2 beim Übergang der Sperrklinke von der eingefallenen in die ausgehobene Position und
Fig. 4 die geöffnete Drehfalle sowie ausgehobene Sperrklinke.
In den Figuren ist eine Verriegelungseinrichtung dargestellt, die über ein Ge- sperre 1 , 2 aus Drehfalle 1 und Sperrklinke 2 verfügt. Die Drehfalle 1 ist drehbar um eine Achse 3 in einem Schlosskasten 4 gelagert und wird durch die Kraft einer Feder in Öffnungsrichtung beaufschlagt, wie dies ein Pfeil Fp andeutet.
Ebenfalls in dem Schlosskasten 4 gelagert ist die Sperrklinke 2, und zwar drehbar um eine Achse 5. Wie die Drehfalle 1 ist auch die Sperrklinke 2 feder¬ beaufschlagt, und zwar in Richtung der resultierenden Kraft Fs. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels und nicht einschränkend wirkt die Federkraft Fp auf die
Drehfaile 1 im Uhrzeigersinn, während die Sperrklinke 2 durch die Kraft Fs im Gegenuhrzeigersinn beaufschlagt wird.
Anhand der Darstellung erkennt man, dass die Drehfalle 1 über eine Vorrast 6 sowie eine Hauptrast 7 verfügt, was jedoch nicht zwingend ist. Die beiden Federn, einerseits zur Vorspannung der Drehfalle 1 im Uhrzeigersinn und andererseits zur Vorspannung der Sperrklinke 2 im Gegenuhrzeigersinn sind als Schenkelfedern ausgebildet, d. h. an den jeweiligen Achsen 3 respektive 5 befestigt. Die Drehfalle 1 umgreift einen Schließbolzen 8, welcher im Aus- führungsbeispiel an einer umklappbaren Rückenlehne eines Fond-Sitzes be¬ festigt sein mag, während der Schlosskasten 4 mit den übrigen dargestellten Bestandteilen an der Karosserie befestigt ist.
Um die gezeigte Verriegelungseinrichtung zu öffnen, ist ein Sperrklinkenantrieb 9, 10 vorgesehen, welcher auf ein Abtriebsmittel 11 arbeitet. Um dies im Detail zu erreichen, setzt sich der Sperrklinkenantrieb 9, 10 aus einem Elektromotor 9 sowie einem Schneckenrad 10 zusammen, welches mit dem als Abtriebs¬ scheibe 11 ausgebildeten Abtriebsmittel 11 kämmt.
Rotationen des Schneckenrades 10 führen dazu, dass sich das Abtriebsmittel 11 im Rahmen des Ausführungsbeispiels im Gegenuhrzeigersinn - und nur in dieser einen Richtung - dreht. Das deutet ein Pfeil an, welcher diese einzige Bewegungsrichtung des Abtriebsmittels 11 dokumentiert, das folgerichtig uni- direktional ausgebildet ist.
Der Sperrklinkenantrieb 9, 10 mag in dem Schlosskasten 4 angeordnet sein, was jedoch nicht zwingend ist. Zur Lagerung des Abtriebsmittels 11 bzw. der Abtriebsscheibe 11 ist eine Achse 12 vorgesehen, um die beschriebenen Gegenuhrzeigersinndrehungen ausführen zu können.
Die Abtriebsscheibe 11 verfügt über eine innere Führungskurve 13 sowie eine äußere Anschlagkurve 14. Beide Kurven 13, 14 sind konzentrisch im Vergleich zur Achse 12 angeordnet, wobei die Führungskurve 13 von der Anschlagkurve
14 umringt wird. Zwischen den beiden Kurven 13, 14 ist ein Spalt S mit veränderbarem Querschnitt realisiert, welcher eine freie Bewegung eines hierin eintauchenden Fortsatzes 15 zulässt.
Der Fortsatz 15 ragt im Wesentlichen senkrecht von der Sperrklinke 2 empor, und zwar in den besagten Spalt S der Abtriebsscheibe 11 hinein. Dadurch kann der Fortsatz 15 alternativ entweder mit der inneren Führungskurve 13 oder der äußeren Anschlagkurve 14 des Abtriebsmittels 11 welchselwirken.
Die innere Führungskurve 13 ist im Vergleich zur Achse 12 des Abtriebsmittels 11 als Zentrum spiralförmig mit in Drehrichtung der Abtriebsscheibe 11 (Gegen- Uhrzeigersinnbewegung im Ausführungsbeispiel) wachsendem Radius r ausge¬ bildet. Man erkennt, dass dieser Radius r von der Anfangsposition der Abtriebs¬ scheibe 11 (Fig. 1 , 2) bis zu deren Endposition (Fig. 4) anwächst. In der Anfangsposition der Abtriebsscheibe 11 liegt der Fortsatz 15 an einer Kante 16 an, die sich dadurch ergibt, dass der wachsende Radius r in der Endposition, die mit der Anfangsposition zusammenfällt, von seinem erreichten Maximalwert auf den Minimalwert zurückspringt. - Die die innere Führungskurve 13 um¬ ringende Anschlagkurve 14 verfügt ebenfalls über einen Anschlag 17 für den Fortsatz 15.
Die Funktionsweise ist wie folgt. In der Stellung "Vorrast" nach Fig. 1 sowie "Hauptrast" nach Fig. 2 der Drehfalle 1 befindet sich das Abtriebsmittel 11 bzw. die Abtriebsscheibe 11 jeweils in der Anfangsposition, bei welcher der Fortsatz
15 der Sperrklinke 2 an der Kante 16 der inneren Führungskurve 13 anliegt. Wird nun die Abtriebsscheibe 11 im Gegenuhrzeigersinn (der einzigen Bewe- gungsrichtung) durch entsprechende Bestromung des Sperrklinkenantriebes 9,
10 bewegt, so folgt der an der inneren Führungskurve 13 anliegende Fortsatz 15 dem wachsenden Radius r. Beim Übergang von der Fig. 2 zu der Fig. 3 erkennt man, wie durch diesen Vorgang die Sperrklinke 2 zunehmend von der Hauptrast 7 der Drehfalle 1 entfernt wird. Das Signal zur Bestromung des Elektromotors 9 des Sperrklinkenantriebes 9, 10 kann im Ausführungsbeispiel bei der realisierten Verriegelung des Fond-Sitzes durch beispielsweise eine manuelle Auslösung eines in der Nähe des Fond-Sitzes positionierten Schalters geschehen. Kommt die dargestellte Verriegelungseinrichtung in Verbindung mit einem Kraftfahrzeugtürverschluss zum Einsatz, so lässt sich der Sperrklinken- antrieb 9, 10 genauso gut mit Hilfe eines Türgriffschalters auslösen.
Jedenfalls wird die Abtriebsscheibe 11 im dargestellten Gegenuhrzeigersinn in Rotation um ihre Achse 12 versetzt. Das hat zur Konsequenz, dass der Fortsatz 15 der Sperrklinke 2 der Kontur der inneren Führungskurve 13 folgt und zunehmend von der Hauptrast 7 der Drehfalle 1 entfernt wird. Die die Kraft Fs erzeugende Schenkelfeder an der Sperrklinke 2 sorgt hierbei dafür, dass der Fortsatz 5 einwandfrei an der inneren Führungskurve 13 anliegt.
Beim Übergang von der Fig. 3 zu der Fig. 4 gibt die Sperrklinke 2 die Drehfalle 1 frei, befindet sich folglich in ausgehobener Stellung, so dass die Drehfalle 1 durch die seitens der Feder aufgebauten Kraft FD im Uhrzeigersinn um die
Achse 3 gedreht wird und in ihre geöffnete Position übergeht. Infolge dieses
Vorganges kommt eine Kontur 18 im Anschluss an die Hauptrast 7 in Anlage mit der Sperrklinke 2 und drückt diese in die ausgehobene Stellung nach Fig. 4. In dieser Position ist der Fortsatz 15 der Sperrklinke 2 in der Lage, eine weitere
Bewegung der Abtriebsscheibe 11 zu blockieren, weil nun der Anschlag 17 der
Anschlagkurve 14 gegen den Fortsatz 15 der ausgehobenen Sperrklinke 2 fährt. Durch diese Blockfahrt wird der Elektromotor 9 abgeschaltet, weil sich der damit verbundene Stromanstieg zur Abschaltung des Elektromotors 9 aus- werten lässt. Die Abschaltung des Elektromotors kann neben der erwähnten
Blockfahrt auch durch ein vorgegebenes Zeitfenster, welches maximal 1 Sekunde betragen sollte, für die Bestromung des Elektromotors realisiert werden.
Ausgehend von der Position nach Fig. 4 mit geöffneter Drehfalle 1 sorgt nun der einfallende Schließbolzen 8 dafür, dass die Drehfalle 1 (wieder) ihre Position nach Fig. 1 und schließlich die Stellung entsprechend der Fig. 2 einnimmt. Diese Bewegung der Drehfalle 1 geht damit einher, dass die Kontur 18 die Sperrklinke 2 verlässt, welche folglich infolge der Kraft Fs im Gegenuhr- zeigersinn um ihre Achse 5 verschwenkt, so dass der Fortsatz 5 wieder in der Anfangsposition in Anlage am Anschlag 16 zu liegen kommt.