DE4430432A1 - Elektrisch betätigbares Schloß, insbesondere für eine Zentralverriegelungsanlage eines Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Anmeldung bezieht sich auf ein elektrisch betätigbares Schloß. Solche Schlösser werden insbesondere für Zentralver­ riegelungsanlagen von Fahrzeugen benötigt.

Die Schlösser werden mit elektrischen Aktuatoren versehen, so daß alle Schlösser einer Anlage auf ein Signal hin ent- oder verriegelt werden können. Die mechanische Verbindung zwischen einem Aktuator und einem Schloß muß aber so gestal­ tet sein, daß das Schloß auch mechanisch vom Fahrer des Fahrzeuges geöffnet werden kann. Daher wird die Verbindung zwischen dem Aktuator und dem Schloß so gestaltet, daß in einer Neutralstellung des Aktuators, Aktuator und Schloß voneinander entkoppelt sind. Eine Verbindung mit derlei Ei­ genschaften läßt sich in unterschiedlicher Weise konstruie­ ren.

Eine mögliche Ausführung ist in der EP 0 379 273 A1 darge­ stellt. In dieser Schrift ist ein Aktuator beschrieben, der aus einem Elektromotor besteht, der ein um eine Achse dreh­ bares Stellelement antreibt. Dieses Stellelement wirkt der­ art mit einem Hebel zusammen, so daß durch eine Drehung des Stellelements der Hebel von einer ersten Position in eine zweite Position verschiebbar ist, wobei in der ersten Posi­ tion das Schloß entriegelt und in der zweiten Position das Schloß verriegelt ist. In einer Neutralstellung des Stell­ elements ist der Hebel vom Stellelement entkoppelt.

Dies wird dadurch realisiert, daß das Stellelement aus einer Scheibe besteht, an dessen Grundseite zwei Leitflanken aus­ gebildet sind, an denen ein am Hebel angeordneter Zapfen entlang gleiten kann. Jede Leitflanke schließt einen Winkel von etwa 180 Grad ein. In der Neutralstellung der Scheibe liegt der Zapfen auf einer Gerade, die die Drehachse der Scheibe schneidet und als Neutralgerade bezeichnet werden soll. Ausgehend von dieser Neutralgeraden erstreckt sich die erste Flanke von einem radial außen liegenden Punkt gegen den Uhrzeigersinn zu einem radial innen liegenden Punkt. Die zweite Flanke erstreckt sich ausgehend von der Neutralgera­ den im Uhrzeigersinn von einem radial innen liegenden Punkt zu einem radial außen liegenden Punkt. Befindet sich der Zapfen am Außenrand der Scheibe und der Hebel in einer er­ sten Position, so wird durch eine Drehung der Scheibe im Uhrzeigersinn der Zapfen radial nach innen gedrängt, und der Hebel in seine zweite Position gebracht. Befindet sich der Zapfen auf einem radial innen liegenden Punkt auf der Neu­ tralgeraden, so wird durch eine Drehung der Scheibe gegen den Uhrzeigersinn der Zapfen durch die zweite Flanke nach außen gedrängt. Befindet sich die Scheibe in ihrer Neutral­ stellung, so kann der Hebel beliebig umgelegt werden, wobei sich der Zapfen entlang der Neutralgeraden bewegt.

Damit das Stellelement nach jedem Stellvorgang wieder in die Neutralstellung gelangt, ist eine Feder vorgesehen, die bei jedem Stellvorgang gespannt wird und nach einer Drehung des Stellelements um 180 Grad das Stellelement jeweils in die Neutrallage zurückbewegt. Diese Anordnung hat die folgenden Nachteile.

• - Die Feder ist schwierig zu montieren,
• - der Motor muß für ein höheres Drehmoment ausgelegt wer­ den, da nicht nur das Schloß betätigt, sondern gleich­ zeitig die Feder gespannt werden muß.
• - Sollte die Feder brechen, so kann das Schloß nicht mehr mechanisch betätigt werden.

Es wird daher vorgeschlagen, ein Schloß der vorgenannten Art (Oberbegriff des Anspruchs 1) derart weiter auszubilden, daß eine vollständige Drehung um 360 Grad des Stellelements in die eine bzw. andere Richtung den Hebel von einer ersten Lage in eine zweite Lage bzw. von einer zweiten Lage in eine erste Lage versetzt, und daß die Neutralstellung durch An­ schläge am Stellelement definiert ist, die eine Drehung des Stellelements über einen Drehwinkel von 360 Grad hinaus verhindern.

Dieses Prinzip kann zum Beispiel dadurch verwirklicht wer­ den, daß das Stellelement eine erste und eine zweite Lauf­ flanke aufweist, und daß der Hebel über einen Zapfen ver­ fügt, wobei bei einer Drehung des Stellelements im Uhrzei­ gersinn der Zapfen entlang der ersten Leitflanke in seine zweite Position und bei einer Drehung gegen den Uhrzeiger­ sinn entlang der zweiten Flanke in seine erste Position ge­ drängt wird.

Da die Drehung, wie schon erläutert, in beiden Richtungen jeweils über eine volle Drehung von 360 Grad erfolgt, er­ streckt sich der wirksame Bereich der Flanken ebenfalls über einen Winkel von 360 Grad.

Bei der Realisierung des Stellelementes ergeben sich zwei Möglichkeiten, entweder ist das Stellelement als Scheibe ausgebildet, wobei die Leitflanken auf der Grundfläche der Scheibe ausgebildet sind und jeweils spiralförmig verlaufend einen Winkel von 360 Grad einschließen, oder das Stellele­ ment ist als Stellzylinder ausgebildet, wobei die beiden Leitflanken schraubenförmig auf der Mantelfläche des Zylin­ ders in einer Windung verlaufen.

Die Schraubenlinienform kann mit gleichbleibender Steigung ausgebildet sein. Es kann aber auch vorgesehen werden, daß die Leitflanken in ihrem mittleren Bereich steiler und an ihren Enden asymptotisch zum Querschnitt des Zylinders ver­ laufen.

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Leitflanken auszubilden. Zum einen kann der Stellzylinder mit einer schraubenförmigen Nut versehen werden, die sich in einer Windung um die Mantel­ fläche des Stellzylinders erstreckt, wobei die Nutwände die Leitflanken bilden.

Dabei enden beide Nuten in einer Wand, die als Anschlag für einen Zapfen dienen, der am Hebel ausgebildet ist, und der in der Nut geführt wird. Auf diese Weise wird verhindert, daß der Stellzylinder in eine Richtung um mehr als 360 Grad gedreht wird. Damit in der Neutrallage das Stellelement vom Hebel entkoppelt ist, sind Anfang und Ende der Nut über eine Längsnut miteinander verbunden.

Die zweite Möglichkeit, die Leitflanken auszubilden besteht darin, den Stellzylinder mit einem Steg zu versehen, der sich schraubenlinienförmig um die Mantelfläche des Zylinders erstreckt und dabei einen Winkel von etwas weniger als 360 Grad einschließt. Die eine Längswand des Steges bildet die eine Leitflanke und die andere Längswand des Steges die an­ dere Leitflanke.

Die notwendigen Anschläge für den Zapfen des Hebels werden durch gesonderte Erhebungen aus der Mantelfläche des Zylin­ ders gebildet.

Zusätzlich ist der Hebel mit Federn versehen.

Diese bewirken, daß der Hebel, da er bei der Steg-Ausführung durch die Leitflanken über die jeweilige Endlage hinausge­ drückt wird, in der Neutralstellung des Stellzylinders eine Endlage einnimmt, die der ersten oder zweiten Position des Hebel entspricht.

Die eben beschriebene Erfindung soll anhand zweier Ausfüh­ rungsbeispiele näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt, einen Stellzylinder mit einer Nut, während Fig. 2 einen Stellzylinder mit einem Steg zeigt.

Zunächst wird auf die Fig. 1 Bezug genommen.

Fig. 1 zeigt einen Motor 1 der über ein Getriebe 2 einen Stellzylinder 3 antreibt. Bei dem Motor 1 handelt es sich um einen handelsüblichen Elektromotor. Mit dem Getriebe 2 wird eine starke Übersetzung ins Langsame bewirkt. Der Stellzy­ linder 3 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch zur Dre­ hachse 4 ausgebildet. Auf der Drehachse 4 befindet sich auch ein Zahnrad 5, dessen Zähne in die Zähne des Endritzel des Getriebes 2 eingreifen. Eine Nut 6 verläuft schraubenlinien­ förmig durch die Mantelfläche 6 des Stellzylinders 3. Die Nut 6 läuft einmal am Umfang des Stellzylinders 3 um, wobei Anfang und Ende der Nut 6 über eine Längsnut 7 miteinander verbunden sind. Die Längsnut 7 verläuft parallel zur Dreh­ achse 4.

Diese Anordnung ermöglicht die Verstellung eines Hebels 8.

Der Hebel 8 ist drehbar in einen Drehpunkt 9 gelagert, wobei die Schwenkbewegung des Hebels 8 in einer Tangentialebene zum Zylinder liegt. An einem Ende des Hebels 8 befindet sich ein Zapfen 10, der in die Nut 6 bzw. in die Längsnut 7 ein­ greift. Die Breite der Nuten 6, 7 ist etwas größer als der Durchmesser des Zapfens, die Tiefe der Nuten 6, 7 etwas grö­ ßer als die Höhe des Zapfens 10. Am anderen Ende des Hebels 8 ist ein mechanisches System zur Betätigung eines Schloß­ riegels angelenkt. Da die Ausbildung dieses mechanischen Sy­ stems die Ausbildung des Stellelements nicht berührt, wurde auf eine Darstellung verzichtet. Für die folgende Be­ trachtungsweise soll es ausreichen, daß die gezeigte Dar­ stellung des Hebels (Zapfen in Position All auf dem Stell­ zylinder) einem verriegeltem Schloß entspricht und die nichtgezeigte verschwenkte Stellung des Hebels 8, bei der sich der Zapfen an dem anderen Ende der Längsnut 7 befindet, (Zapfen in Position "B" auf dem Stellzylinder) einer entrie­ gelten Stellung des Schlosses entspricht.

Die gezeigte Stellung des Stellzylinders 3 entspricht seiner Neutralstellung. Diese Stellung ist dadurch definiert, daß die Längsnut 7 sich auf Höhe des Zapfens 10 befindet. Wie der Figur ohne weiteres zu entnehmen ist, kann somit der Hebel 8 und der Drehpunkt 9 von der verriegelten (A) in die entriegelte (B) Stellung verschwenkt werden, wobei der Zap­ fen 10 die Längsnut 7 durchläuft. In der Neutralstellung ist somit der Aktuator, bestehend aus Motor 1, Getriebe 2 und Stellzylinder 3, vom Schloß entkoppelt.

Die beiden Seitenflächen der Nut bilden die beiden Leitflan­ ken 11 und 12.

Die Wandstücke am Ende und Anfang der Nut 6 sind Teile der Wände der Längsnut 7 und bilden Anschläge 13 und 14 für den Zapfen 10 in Umfangsrichtung.

Wie schon erläutert zeigt die Figur die Lage des Hebels 8 in einer ersten Position. Der Zapfen 10 befindet sich dabei in der Position A auf dem Stellzylinder 3. Soll nun das Schloß elektrisch entriegelt werden, so wird der Motor eingeschal­ tet, so daß sich der Stellzylinder im Uhrzeigersinn dreht (Pfeil 15). Der Zapfen 10 läuft dabei die Nut 6 entlang, wobei die erste Flanke 11 den Zapfen 10 und damit den Hebel 8 gemäß der Darstellung immer weiter nach rechts drückt, bis nach einer Umdrehung von 360 Grad der Zapfen 10 im Punkt B angekommen ist. Die zugehörige zweite Position entspricht einem entriegelten Schloß. Nach einer Umdrehung von 360 Grad läuft der Zapfen 10 gegen den Anschlag 14 wodurch der Motor 1 blockiert wird. Die dadurch bewirkte erhöhte Stromaufnahme des Motors führt zu einer selbsttätigen Unterbrechung der Stromversorgung des Motors 1. Elektrische Schaltungen, die diese Wirklänge haben, sind allgemein bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert zu werden.

In dem der Motor gegen den Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles 16 angetrieben wird, kann das Schloß nun wieder ver­ riegelt werden. Der Zapfen 10 läuft in umgekehrter Richtung durch die Nut 6, wobei die zweite Flanke 12 den Zapfen 10 und damit der Hebel 8 gemäß der Darstellung nach links drückt, bis der Zapfen wiederum die Position A erreicht hat. Dort läuft der Zapfen 10 gegen den Anschlag 13, wodurch der Motor, wie schon erläutert selbsttätig abschaltet.

In der Fig. 2 ist ebenfalls ein Stellzylinder 3 darge­ stellt, wobei die erste Flanke 11 und die zweite Flanke 12 an einem aus der Mantelfläche des Stellzylinders in radialer Richtung hervorragenden Steg 20 ausgebildet sind. Der An­ trieb des Stellzylinders 3 erfolgt in gleicher Weise wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Der Steg 20 läuft schraubenlinienförmig um die Mantelfläche des Stellzylinders 3 herum, wobei die Steglänge etwas klei­ ner ist als 360 Grad. Bezogen auf die Umfangsrichtung des Stellzylinders 3 weist somit der Anfang und das Ende des Stegs einen Abstand voneinander auf, so daß ein Korridor verbleibt, der es ermöglicht, den Hebel 8 von seiner ersten Position in seine zweite Position zu verstellen, wenn sich der Stellzylinder in der dargestellten Neutralposition be­ findet.

Damit der Zapfen 10 jeweils auf die richtige Flanke auf­ läuft, weisen die Flanken 11, 12 an ihrem Anfang, das heißt die erste Flanke gegenüber der Position A und die zweite Flanke gegenüber der Position B jeweils eine Einlaufflanke 21, 22 auf, die durch eine Verjüngung des Stegs hervorgerufen wird.

Wird der Stellzylinder 3 in Richtung des Pfeils 15 gedreht, so läuft der Zapfen 10, auf die Einlaufflanke 21 der ersten Leitflanke 11 auf und wird nach rechts gedrückt. Nach einer Umdrehung von 360 Grad befindet er sich bezogen auf die Man­ telfläche des Stellzylinders 3 in der Position B′. Die An­ schläge 13 und 14 werden durch Erhebungen 22, 23 aus der Man­ telfläche realisiert. Diese Erhebungen verhindern, daß sich der Stellzylinder um mehr als 360 Grad dreht, da der Zapfen 10 nach einer Umdrehung der Stellzylinder gegen die Anschlä­ ge 13 bzw. 14 läuft, wodurch der Motor blockiert wird und sich selbsttätig abschaltet.

Die Rückstellung des Hebels von der zweiten Position in die erste Position erfolgt dadurch, daß der Stellzylinder 3 ge­ gen den Uhrzeigersinn gedreht wird (Pfeil 16). Damit der Zapfen 10 gegen die Einlaufflanke 22 der zweiten Fläche läuft, ist es notwendig, daß er zunächst aus der Position B′ in die Position B vor die Einlaufflanke bewegt wird.

Eine entsprechende Bewegung ist auch in der ersten Position notwendig. Wird nämlich der Stellzylinder 3 um 360 Grad ge­ gen den Uhrzeigersinn gedreht, so gelangt der Zapfen 10 zu­ nächst in einer Position A′, nun ist es notwendig ihn in die Position A vor die Einlaufflanke 21 zu bewegen.

Aus der Anordnung der Flanken 11 und 12 an einem Steg 20 folgt zwangsläufig, daß der Zapfen 10 jeweils über die erste bzw. zweite Position hinaus bewegt wird, also bezogen auf den Stellzylinder in die Position A′ bzw. B′. Dies macht Maßnahmen notwendig, die gewährleisten, daß der Hebel am Ende eines Umstellvorgangs ein wenig zurückgestellt wird, um die eigentlichen Endpositionen zu gelangen.

Dazu sind Federn vorgesehen, die hier als elastisch nachgie­ bige Zungen 25 und 26 ausgebildet sind. Diese Zungen 25, 26 erstrecken sich beidseitig des Hebels und sind an Anschläge 27, 28 anlegbar, die nicht mit dem Stellzylinder umlaufen. In der Endphase eines Stellvorgangs ist die Zunge 24 bzw. 25 gegen den Anschlag 26 bzw. 27 gedrückt, so daß, sobald der Zapfen 10 über das Ende der Gleitflanken hinausläuft, der Hebel gegen die Federkraft der Zunge 24, bzw. 25 nach innen in die eigentliche Endposition gedrückt wird.

Die Anordnung der Leitflanken 11 und 12 an einem Steg 20 hat gegenüber der Anordnung einer Nut 6 einen Vorteil.

Befindet sich nämlich der Zapfen 10 mit Beginn eines elek­ trischen bewirkten Stellvorganges zwischen den Positionen A und B, weil gleichzeitig eine mechanische Betätigung erfolgt ist, so kann der Stellzylinder gemäß der Ausführung nach Fig. 2 frei laufen, bis die entsprechende Leitflanke gegen den Zapfen läuft. Der Rest der Stellbewegung erfolgt dann durch die Drehung des Stellzylinders.

Dies ist in der Ausführung nach Fig. 1 nicht der Fall. Da in einem solchen Fall der Zapfen 10 gegen die Seitenwände der Längsnut 7 läuft, wodurch, wie schon erläutert, der Mo­ tor blockiert wird und sich selbsttätig abschaltet, muß die Stellbewegung vollständig mechanisch erfolgen. Der elektri­ sche Stellvorgang wird nämlich unterbrochen.

Desweiteren läßt sich die Ausführung nach Fig. 2 einfacher in einem Spritzgießvorgang herstellen.

Bezugszeichenliste

1 Motor
2 Getriebe
3 Stellzylinder
4 Drehachse
5 Zahnrad
6 Nut
7 Längsnut
8 Hebel
9 Drehpunkt
10 Zapfen
11 erste Flanke
12 zweite Flanke
13 Anschlag
14 Anschlag
15 Pfeil
16 Pfeil
20 Steg
21 Einlaufflanke
22 Einlaufflanke
23 Erhebung
24 Erhebung
25 federnde Zunge
26 federnde Zunge
27 Federanschlag
28 Federanschlag

Claims (10)

1. Elektrisch betätigbares Schloß, insbesondere für eine Zentralverriegelung eines Fahrzeuges, mit einem elek­ trisch betätigbaren um eine Achse drehbares Stellele­ ment (3), das aus einer Neutralstellung heraus sowohl die eine als auch in die andere Richtung verdrehbar ist, sowie mit einem Hebel (8), der bei einer Drehung des Stellelements von einer ersten Lage in eine zweite Lage verschiebbar ist, wobei das Schloß in der ersten Lage verriegelt und in der zweiten Lage entriegelt ist und in der Neutralstellung des Stellelements (3) der Hebel (8) vom Stellelement entkoppelt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch eine vollständige Drehung um 360 Grad des Stellelements (3) in die eine oder andere Richtung der Hebel (8) von der ersten in die zweiten Position bzw. von der zweiten in die erste Position versetzt wird, und daß die Neutralstellung durch An­ schläge (13, 14) am Stellelement (3) definiert ist, die eine Drehung des Stellelements (3) über 360 Grad hinaus verhindern.

2. Schloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (3) eine erste Leitflanke (11) und eine zweite Leitflanke (12) aufweist, und der Hebel (8) über einen Zapfen (10) verfügt, wobei der Zapfen (10) bei einer Drehung des Stellzylinders (3) entlang der ersten Leitflanke (11) bewegt wird, so daß das Schloß entrie­ gelt wird, und bei einer Drehung in entgegengesetzter Richtung entlang der zweiten Flanke (12) bewegt wird, so daß das Schloß verriegelt wird.

3. Schloß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (3) scheibenförmig ist, und daß die Leit­ flanken (11, 12) auf der Grundfläche der Scheibe spiral­ förmig in Bogen verlaufend ausgebildet sind.

4. Schloß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement ein Stellzylinder (3) und die Leitflanken (11, 12) schraubenlinienförmig auf der Mantelfläche des Zylinders (3) in einer Windung umlaufen.

5. Schloß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (3) eine schraubenförmig verlaufende Nut an seiner Mantelfläche aufweist, wobei die Wände der Nut die Leitflanken (11, 12) bilden und ein Zapfen (10) am Hebel (8) in der Nut geführt wird.

6. Schloß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Anfang und Ende der Nut (6) durch Endwände abgeschlos­ sen sind, die Anschläge (13, 14) für die Bewegung des Zapfens (10) bezogen auf die Umfangsrichtung des Stell­ zylinders (3) bilden.

7. Schloß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Anfang und Ende der Nut (6) über eine Längsnut (7) mit­ einander verbunden sind.

8. Schloß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellzylinder (3) einen Steg (20) aufweist, der sich schraubenlinienförmig um die Mantelfläche des Stellzylinders (3) erstreckt und dessen Seitenwände die Leitflanken (11, 12) bilden, wobei die Länge des Stegs (20) bezogen auf die Umfangsrichtung des Stellzylinders kleiner als 360 Grad ist.

9. Schloß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Hebel (8) Federn (25, 26) ausgebildet sind.

10. Schloß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn aus elastisch nachgiebigen Zungen (25, 26) beste­ hen, die sich längs des Hebels (8) erstrecken.