EP3697995B1 - Kraftfahrzeugschloss - Google Patents

Kraftfahrzeugschloss

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Publication number
EP3697995B1
EP3697995B1 EP18788750.0A EP18788750A EP3697995B1 EP 3697995 B1 EP3697995 B1 EP 3697995B1 EP 18788750 A EP18788750 A EP 18788750A EP 3697995 B1 EP3697995 B1 EP 3697995B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking
locking position
lock latch
latch
lock
Prior art date
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Active
Application number
EP18788750.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3697995A1 (de
Inventor
Serkan Gülkan
Ludger Graute
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Original Assignee
Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG filed Critical Brose Schliesssysteme GmbH and Co KG
Publication of EP3697995A1 publication Critical patent/EP3697995A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3697995B1 publication Critical patent/EP3697995B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B85/00—Details of vehicle locks not provided for in groups E05B77/00 - E05B83/00
    • E05B85/20—Bolts or detents
    • E05B85/24—Bolts rotating about an axis
    • E05B85/26—Cooperation between bolts and detents
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/02—Power-actuated vehicle locks characterised by the type of actuators used
    • E05B81/04—Electrical
    • E05B81/06—Electrical using rotary motors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B81/00—Power-actuated vehicle locks
    • E05B81/12—Power-actuated vehicle locks characterised by the function or purpose of the powered actuators
    • E05B81/14—Power-actuated vehicle locks characterised by the function or purpose of the powered actuators operating on bolt detents, e.g. for unlatching the bolt

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle lock according to the preamble of claim 1.
  • the motor vehicle lock in question is used for all types of locking elements of a motor vehicle. These include, for example, side doors, especially sliding doors, tailgates, trunk lids, hoods, cargo floor, etc. of a motor vehicle.
  • the well-known motor vehicle lock ( DE 20 2013 004 589 U1
  • the mechanism from which the invention is based comprises a latch and a primary locking pawl associated with the latch.
  • the primary locking pawl In the main locked position, engages the latch and moves into its disengagement position.
  • the primary locking pawl is thus equipped with an opening tendency that allows a disengagement movement of the primary locking pawl to be generated by an opening torque acting on the latch.
  • This disengagement movement is prevented by a secondary locking pawl, which can be disengaged from the primary locking pawl with a comparatively low operating force.
  • Such an opening tendency is not provided in the pre-lock position.
  • the reason for this is that the opening torques acting on the latch are significantly lower in the pre-lock position, making the required operating force less problematic. Nevertheless, the operating force required from the pre-lock position can still be considerable.
  • the invention is based on the problem of designing and further developing the known motor vehicle lock in such a way that the actuating force for opening the motor vehicle lock is further reduced using simple means.
  • the essential consideration is that, for a reliable holding effect between the primary locking pawl and the latch, it is only necessary to ensure that the latch and the pawl form a self-locking mechanism via the locking engagement between the latch and the pawl. It has been proposed that such self-locking can also be achieved if the normal force acting on the primary locking pawl at the locking engagement point generates a lifting moment on the primary locking pawl. According to the proposal, this self-locking is achieved by generating a corresponding static friction force at the locking engagement point. In this context, the self-locking ensures that even a theoretically infinite opening moment of the latch cannot generate a lifting movement of the primary locking pawl.
  • the proposed solution achieves a reduction in the actuating force required to lift the primary locking pawl, i.e., the actuating force required to overcome static friction, in view of the lifting moment already acting on the primary locking pawl.
  • an opening moment acting on the latch, via the locking engagement generates on the one hand a lifting moment at the primary locking pawl and on the other hand a static friction force at the locking engagement point between the latch and the locking pawl, such that the latch and the locking pawl form a self-locking mechanism via the locking engagement.
  • the lifting moment at the primary locking pawl results from the fact that the normal of the respective locking surface associated with the latch passes the pivot axis of the primary locking pawl at the locking engagement point between the latch and the primary locking pawl.
  • a reliable holding effect of the lock latch can be achieved by the primary locking pawl, while at the same time ensuring a particularly low actuating force for opening the vehicle lock.
  • the further preferred embodiments according to claims 4 to 7 relate to advantageous variants for the design of the coefficient of static friction at the locking engagement point.
  • the steel/plastic material pairing according to claim 6 is particularly preferred, as it has proven to be both reliable and quiet, especially in the pre-closing position.
  • an opening tendency in the above sense is provided for one of the locking positions of the latch, in particular for the main locking position, so that a secondary locking pawl must be used in this respect.
  • the combination of the proposed solution for the preliminary locking position with an opening tendency for the main locking position provides a particularly good compromise between high operational reliability and low actuating forces.
  • the proposed solution makes it particularly easy for both the pre-locking locking surface and the main locking locking surface to each form a section of the narrow side of a disc-shaped body of the lock latch.
  • the result is a particularly compact and, at the same time, easy-to-manufacture design for the motor vehicle lock (claim 10).
  • the illustrated motor vehicle lock can be applied to virtually all locking elements of a motor vehicle. Reference may be made in this respect to the introductory part of the description.
  • the locking element is a motor vehicle door or a motor vehicle hatch.
  • the proposed vehicle lock 1 is equipped with a lock latch 2 that pivots about a pivot axis 2a and, in the assembled state, interacts with a locking element 3, here and preferably with a locking bolt, a locking pin, or the like.
  • the vehicle lock may be located on the locking element, while the locking element 3 is arranged on the vehicle body. This can also be reversed.
  • the vehicle lock 1 further comprises a pivotable primary locking pawl 4, which interacts with the lock latch 2 in a manner to be explained later.
  • the lock latch 2 has moved from an open position (not shown) to a pre-closed position ( Fig. 1 , Fig. 2a )) and into a main closing position following the preliminary closing position ( Fig. 2b )) can be brought into position and locked in the respective closed position by the primary locking pawl 4.
  • the open position results from a pivoting of the lock latch 2 from the in Fig. 2a ) shown position, proceeding clockwise. Starting from the open position
  • the main closing position is therefore, in the sense described above, downstream of the preliminary closing position.
  • lockable in this context means quite generally that the latch 2 is held in the respective closed position by the primary locking pawl 4 in some way.
  • locking is to be interpreted broadly and does not necessarily include a detent engagement or the like.
  • the latch 2 has a pre-locking locking surface 5 with which the primary locking pawl 4 engages when the latch 2 is in the pre-locking position.
  • the latch 2 also has a main locking locking surface 6 with which the primary locking pawl 4 engages when the latch 2 is in the main locking position.
  • the primary locking latch 4 accordingly has a pre-locking counter-locking surface 7 and a main locking counter-locking surface 8, which interact with the corresponding locking locking surfaces 5, 6 of the latch 2.
  • the locking of the latch 2 in the respective closed position thus occurs via the interaction between the respective locking surfaces 5, 6 and counter-locking surfaces 7, 8, which are in locking contact with each other at a respective locking engagement point 11, 12.
  • the proposed method of locking the latch 2 is implemented in the exemplary embodiment for the pre-locked position of the latch 2. All related details are applicable accordingly to a possible implementation of the proposed locking method for the latch 2 in the main locked position.
  • an opening torque 9 i.e., a torque in the opening direction of the latch 2 acts on the latch 2.
  • This opening torque 9 is due to a force exerted by the locking element 3 on the latch 2 and, if applicable, on an opening spring of the latch 2.
  • the locking element is regularly associated with locking element seals, which are both in the Since a door seal counter-pressure is generated in both the pre-closing position and the main closing position, a corresponding opening moment 9 is to be expected in both the pre-closing position and the main closing position, whereby the opening moment 9 is lower in the pre-closing position than in the main closing position due to lower compression of the locking element seals.
  • the opening moment 9, here with the lock latch 2 in the pre-closing position has at least two effects via the locking engagement:
  • the opening torque 9, via the locking engagement causes a lifting torque 10, i.e., a torque in the lifting direction of the primary locking pawl 4, at the primary locking pawl 4, since the normal N of the closing locking surface, here the pre-closing locking surface 5, and thus the associated normal force F N at the locking engagement point 11 between the lock latch 2 and the primary locking pawl 4, passes along the pivot axis 4a of the primary locking pawl 4. This is best illustrated in the diagram. Fig. 3 to be taken.
  • the opening torque 9, via the locking engagement generates a static friction force F ⁇ sub>H ⁇ /sub> at the locking engagement point 11 between the latch 2 and the primary locking pawl 4, such that the latch 2 and the primary locking pawl 4 form a self-locking mechanism via the locking engagement.
  • the lifting torque 10 and the static friction force F ⁇ sub> H ⁇ /sub> are thus related to each other in such a way that the opening torque 9, regardless of its magnitude, cannot generate any lifting movement of the primary locking pawl 4.
  • the proposed self-locking mechanism between the latch 2 and the primary locking pawl 4 is independent of the extent to which the primary locking pawl 4 is pre-tensioned towards the latch 2 or what friction prevails in the pivot bearing associated with the pivot axis 4a of the primary locking pawl.
  • the angle of attack ⁇ of the lock latch 2 between the The normal N at the locking engagement point 11 and the radial jet R passing through the locking engagement point 11 and referred to the pivot axis 4a of the primary locking pawl 4 is smaller than the static friction angle p, preferably smaller than 90° of the static friction angle ⁇ .
  • the angle of static friction ⁇ when two surfaces are engaged at a point of contact, is, according to the expert understanding applicable here, the maximum angle with respect to the common surface normal of the two surfaces at the point of contact, at which a force can act from one surface onto the other without overcoming the static friction at the point of contact. According to a more general definition, the angle of static friction is also described by the "static friction cone,” which is also well-known in the field.
  • the static friction force F ⁇ sub> H ⁇ /sub> ensures that the resulting force F ⁇ sub>res ⁇ /sub> , acting from the latch 2 on the primary locking pawl 4 at the locking engagement point 11, always passes through the pivot axis 4a of the primary locking pawl 4.
  • the angle of attack ⁇ mentioned above, between the normal N at the locking engagement point 11 and the radial ray R passing through the locking engagement point 11 and referenced to the pivot axis 4a of the primary locking pawl 4 is smaller than the static friction angle ⁇ at the locking engagement point 11.
  • the static friction force F ⁇ sub>H ⁇ /sub> reaches its maximum value F ⁇ sub>Hmax ⁇ /sub>, which, as is known, corresponds to the product of the normal force F ⁇ sub>N ⁇ /sub> and the coefficient of static friction ⁇ , which will be explained later.
  • F ⁇ sub>Hmax ⁇ /sub> corresponds to the product of the normal force F ⁇ sub>N ⁇ /sub> and the coefficient of static friction ⁇ , which will be explained later.
  • the resulting force F ⁇ sub>res ⁇ /sub> would no longer pass through the pivot axis 4a of the primary locking pawl 4.
  • the direction of the resulting force F ⁇ sub>res ⁇ /sub> can be easily adjusted by the design of the respective locking surface 5, 6 and the respective counter-locking surface 7, 8. Therefore, the proposed solution can be adapted to the respective boundary conditions using simple manufacturing techniques.
  • angle of attack ⁇ is a certain distance from the angle of static friction ⁇ .
  • angle of attack ⁇ is less than 90% of the angle of static friction ⁇ .
  • the angle of attack ⁇ is in a range between 1° and 4°, preferably at about 3°.
  • the locking engagement between the locking latch 2 and the primary locking pawl 4 at the locking engagement point 11 has the material pairing steel/steel with a coefficient of static friction ⁇ in a range between 0.45 and 0.8.
  • the locking engagement between the latch 2 and the primary locking pawl 4 at the locking engagement point 11 has a steel/plastic material pairing with a coefficient of static friction ⁇ in the range of 0.32 to 0.45. This allows the actuating force required to open the vehicle lock to be further reduced, while maintaining a high level of operational reliability with regard to locking the latch 2 in its pre-lock position, provided the above condition is met. It is also conceivable, in principle, that the locking engagement between the latch 2 and the primary locking pawl 4 at the locking engagement point 11 has a plastic/plastic material pairing.
  • any plastic component in the respective material pairing may be due to the encasing of the lock latch and/or the locking bolt.
  • the encasing provides the respective locking surface or counter-locking surface.
  • the proposed solution can, in principle, also be applied to the main locking position of the latch 2.
  • the locking engagement between the latch 2 and the primary locking pawl in the main locking position is designed with an opening tendency. so that the primary locking pawl 4 can be lifted by the opening torque of the latch 2 via the locking engagement, specifically at the locking engagement point 12.
  • an opening torque 9 acting on the latch 2, via the locking engagement generates a lifting torque 10 at the primary locking pawl 4, since the normal N of the locking surface 6 at the locking engagement point 12 between the latch 2 and the primary locking pawl 4 passes along the pivot axis 4a of the primary locking pawl 4, so that the opening torque 9 can generate a lifting movement of the primary locking pawl 4 via the locking engagement.
  • the resulting force F res acting from the lock latch 2 on the primary locking pawl 4 at the locking engagement point 12, passes along the pivot axis 4a of the primary locking pawl 4 and exerts a force via the Fig. 4
  • the lever arm d shown exerts a lifting moment 10 on the primary locking pawl 4.
  • the static friction force here is designed so that it can be easily overcome by the opening moment 9.
  • the combination of the proposed solution for the preliminary closing position with an opening tendency for the main closing position provides a particularly good compromise between high operational reliability and low operating forces.
  • the drive motor 17 is preferably coupled via a drive cable 18 to a drive lever (not shown), the actuation of which can cause both the primary locking pawl 4 to be released for the pre-locked position and the secondary locking pawl 13 to be released for the main locked position.
  • the design is such that that the drive motor 17 for lifting the primary locking pawl 4 must provide a similar, in particular identical, drive power and/or a similar, in particular identical, drive torque or a similar, in particular identical, drive force as for lifting the secondary locking pawl 13.
  • the latch 2 has a disc-shaped body 14, wherein the pre-locking locking surface 5 and the main locking locking surface 6 each form a section of the narrow side 15 of the disc-shaped body of the latch 2.
  • the lock latch 2 is provided for with a casing 16 which can form at least the pre-locking locking surface 5. This results in the aforementioned steel/plastic material pairing at the locking engagement point 11.
  • the proposed solution reduces the operating force required to open the vehicle lock 1 without compromising operational safety and without requiring complex design measures.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugschloss gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Das in Rede stehende Kraftfahrzeugschloss findet Anwendung bei allen Arten von Verschlusselementen eines Kraftfahrzeugs. Dazu gehören beispielsweise Seitentüren, insbesondere Schiebetüren, Heckklappen, Heckdeckel, Motorhauben, Laderaumböden o. dgl. eines Kraftfahrzeugs.
  • An das in Rede stehende Kraftfahrzeugschloss werden Anforderungen gestellt, die einander nicht selten zuwiderlaufen. Vorliegend stehen einerseits die Forderung nach einer geringen Betätigungskraft für das Öffnen und andererseits die Forderung nach einer sicheren Haltefunktion im Vordergrund. Beispielsweise sind aus der DE 10 2009 021 297 A1 und der CZ 2015-388 A3 Kraftfahrzeugschlösser bekannt.
  • Das bekannte Kraftfahrzeugschloss ( DE 20 2013 004 589 U1 ), von dem die Erfindung ausgeht, weist eine Schlossfalle und eine der Schlossfalle zugeordnete Primärsperrklinke auf. Um eine geringe Betätigungskraft für das Öffnen des Kraftfahrzeugschlosses zu gewährleisten, drängt die Primärsperrklinke im Hauptschließzustand durch den Eingriff mit der Schlossfalle in ihre Ausheberichtung. Die Primärsperrklinke ist also mit einer Öffnungstendenz ausgestattet, die dafür sorgt, dass eine Aushebebewegung der Primärsperrklinke durch ein auf die Schlossfalle wirkendes Öffnungsmoment erzeugbar ist. Die Aushebebewegung wird hier durch eine Sekundärsperrklinke verhindert, die mit einer vergleichsweise geringen Betätigungskraft außer Eingriff von der Primärsperrklinke ausgehoben werden kann. In der Vorschließstellung ist eine solche Öffnungstendenz nicht vorgesehen. Der Grund hierfür besteht darin, dass die auf die Schlossfalle wirkenden Öffnungsmomente in der Vorschließstellung weitaus geringer sind, so dass die hier erforderliche Betätigungskraft weniger problematisch ist. Dennoch kann die Betätigungskraft aus dem Vorschließzustand heraus nicht unerheblich sein.
  • Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, das bekannte Kraftfahrzeugschloss derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die Betätigungskraft für das Öffnen des Kraftfahrzeugschlosses mit einfachen Mitteln weiter reduziert wird.
  • Wesentlich ist die grundsätzliche Überlegung, dass für eine zuverlässige Haltewirkung zwischen Primärsperrklinke und Schlossfalle lediglich dafür gesorgt werden muss, dass die Schlossfalle und die Sperrklinke über den Sperreingriff zwischen Schlossfalle und Sperrklinke einen selbsthemmenden Mechanismus ausbilden. Vorschlagsgemäß ist erkannt worden, dass eine solche Selbsthemmung auch dann erreicht werden kann, wenn die an der Sperreingriffsstelle auf die Primärsperrklinke wirkende Normalkraft ein Aushebemoment auf die Primärsperrklinke erzeugt. Die Selbsthemmung wird vorschlagsgemäß durch eine entsprechende Erzeugung von Haftreibungskraft an der Sperreingriffsstelle erreicht. Die Selbsthemmung bewirkt im vorliegenden Sinne, dass auch ein theoretisch unendlich großes Öffnungsmoment der Schlossfalle keine Aushebebewegung der Primärsperrklinke erzeugen kann.
  • Gleichzeitig wird mit der vorschlagsgemäßen Lösung erreicht, dass die zum Ausheben der Primärsperrklinke erforderliche Betätigungskraft, also die für die Überwindung der Haftreibung erforderliche Betätigungskraft, angesichts des bereits auf die Primärsperrklinke wirkenden Aushebemoments reduziert ist.
  • Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass in mindestens einer Schließstellung, hier und vorzugsweise in der Vorschließstellung, der Schlossfalle ein auf die Schlossfalle wirkendes Öffnungsmoment über den Sperreingriff einerseits ein Aushebemoment an der Primärsperrklinke erzeugt und andererseits eine Haftreibungskraft an der Sperreingriffsstelle zwischen der Schlossfalle und der Sperrklinke erzeugt derart, dass die Schlossfalle und die Sperrklinke über den Sperreingriff einen selbsthemmenden Mechanismus ausbilden. Das Aushebemoment an der Primärsperrklinke ergibt sich dadurch, dass die Normale der jeweiligen, der Schlossfalle zugeordneten Schließ-Sperrfläche an der Sperreingriffsstelle zwischen Schlossfalle und Primärsperrklinke an der Schwenkachse der Primärsperrklinke vorbeiläuft.
  • Vorschlagsgemäß lässt sich also eine zuverlässige Haltewirkung der Schlossfalle durch die Primärsperrklinke erreichen, wobei gleichzeitig eine besonders geringe Betätigungskraft für das Öffnen des Kraftfahrzeugschlosses gewährleistet ist.
  • Die bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 2 und 3 betreffen bevorzugte geometrische Auslegungsvarianten für die miteinander in Eingriff stehenden Flächen von Schlossfalle und Sperrklinke an der Sperreingriffsstelle. Hier zeigt sich, dass sich die vorschlagsgemäße Lösung auf besonders einfache Weise durch eine entsprechende Auslegung der betreffenden Sperrfläche an der Schlossfalle umsetzen lässt.
  • Die weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 4 bis 7 betreffen vorteilhafte Varianten für die Auslegung des Haftreibungskoeffizienten an der Sperreingriffsstelle. Besonders bevorzugt ist die Materialpaarung Stahl/Kunststoff gemäß Anspruch 6, die sich speziell für die Vorschließstellung als einerseits betriebssicher und andererseits geräuscharm herausgestellt hat.
  • Bei den weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 8 und 9 ist für eine der Schließstellungen der Schlossfalle, insbesondere für die Hauptschließstellung, eine Öffnungstendenz im obigen Sinne vorgesehen, so dass insoweit auf die Realisierung einer Sekundärsperrklinke zurückgegriffen werden muss. Die Kombination der vorschlagsgemäßen Lösung für die Vorschließstellung mit einer Öffnungstendenz für die Hauptschließstellung stellt einen besonders guten Kompromiss zwischen hoher Betriebssicherheit und geringen Betätigungskräften bereit.
  • Mit der vorschlagsgemäßen Lösung ist es auf besonders einfache Weise möglich, dass sowohl die Vorschließ-Sperrfläche als auch die Hauptschließ-Sperrfläche jeweils einen Abschnitt der Schmalseite eines scheibenförmigen Körpers der Schlossfalle ausbilden. Dies ist im Ergebnis eine besonders kompakte und gleichzeitig leicht herzustellende Bauform des Kraftfahrzeugschlosses (Anspruch 10).
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
  • Fig. 1
    die für die Erfindung wesentlichen Komponenten eines vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschlosses in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 2
    das Kraftfahrzeugschloss in einer Draufsicht a) bei in der Vorschließstellung befindlicher Schlossfalle und b) bei in der Hauptschließstellung befindlicher Schlossfalle,
    Fig. 3
    die auf die Sperrklinke wirkenden Kräfte in der in Fig. 2a) gezeigten Situation, und
    Fig. 4
    die auf die Sperrklinke wirkenden Kräfte in der in Fig. 2b) gezeigten Situation.
  • Es darf vorab darauf hingewiesen werden, dass in der Zeichnung nur die Komponenten des vorschlagsgemäßen Kraftfahrzeugschlosses 1 dargestellt sind, die für die Erläuterung der Lehre notwendig sind.
  • Das dargestellte Kraftfahrzeugschloss lässt sich auf nahezu alle Verschlusselemente eines Kraftfahrzeugs anwenden. Insoweit darf auf den einleitenden Teil der Beschreibung verwiesen werden. Hier und vorzugsweise handelt es sich bei dem Verschlusselement um eine Kraftfahrzeugtür oder eine Kraftfahrzeugklappe.
  • Das vorschlagsgemäße Kraftfahrzeugschloss 1 ist mit einer um eine Schwenkachse 2a schwenkbaren Schlossfalle 2 ausgestattet, die im montierten Zustand mit einem Schließteil 3, hier und vorzugsweise mit einem Schließbügel, einem Schließbolzen o. dgl., wechselwirkt. Dabei kann es vorgesehen sein, dass sich das Kraftfahrzeugschloss am Verschlusselement befindet, während das Schließteil 3 an der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet ist. Dies kann auch umgekehrt vorgesehen sein. Das Kraftfahrzeugschloss 1 weist ferner eine schwenkbare Primärsperrklinke 4 auf, die in noch zu erläuternder Weise mit der Schlossfalle 2 wechselwirkt.
  • Die Schlossfalle 2 ist aus einer nicht dargestellten Offenstellung heraus in eine Vorschließstellung (Fig. 1, Fig. 2a)) und in eine der Vorschließstellung nachgelagerte Hauptschließstellung (Fig. 2b)) bringbar und in der jeweiligen Schließstellung von der Primärsperrklinke 4 sperrbar. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ergibt sich die Offenstellung durch ein Schwenken der Schlossfalle 2 aus der in Fig. 2a) gezeigten Stellung heraus im Uhrzeigersinn. Ausgehend von der Offenstellung ist die Hauptschließstellung also im obigen Sinne der Vorschließstellung nachgelagert.
  • Der Begriff "sperrbar" bedeutet vorliegend ganz allgemein, dass die Schlossfalle 2 von der Primärsperrklinke 4 auf irgendeine Weise in der jeweiligen Schließstellung gehalten wird. Der Begriff "sperren" ist entsprechend weit auszulegen und umfasst nicht notwendigerweise einen rastenden Eingriff o. dgl..
  • Die Schlossfalle 2 weist eine Vorschließ-Sperrfläche 5 auf, mit der die Primärsperrklinke 4 bei in der Vorschließstellung befindlicher Schlossfalle 2 in Sperreingriff steht. Die Schlossfalle 2 weist ferner eine Hauptschließ-Sperrfläche 6 auf, mit der die Primärsperrklinke 4 bei in der Hauptschließstellung befindlicher Schlossfalle 2 in Sperreingriff steht. Der Begriff "Sperreingriff" ist ebenso wie der Begriff "sperrbar" in obigem Sinne weit auszulegen.
  • Die Primärsperrklinke 4 weist entsprechend eine Vorschließ-Gegensperrfläche 7 und eine Hauptschließ-Gegensperrfläche 8 auf, die mit den entsprechenden Schließ-Sperrflächen 5, 6 der Schlossfalle 2 wechselwirken. Das Sperren der Schlossfalle 2 in der jeweiligen Schließstellung erfolgt also über die Wechselwirkung zwischen den betreffenden Sperrflächen 5, 6 und Gegensperrflächen 7, 8, die an einer jeweiligen Sperreingriffsstelle 11, 12 miteinander in sperrendem Kontakt stehen.
  • Die vorschlagsgemäße Art des Sperrens der Schlossfalle 2 ist im Ausführungsbeispiel für die Vorschließstellung der Schlossfalle 2 realisiert. Alle diesbezüglichen Ausführungen sind auf eine eventuelle Realisierung des vorschlagsgemäßen Sperrens der Schlossfalle 2 für die Hauptschließstellung entsprechend anwendbar.
  • Bei der folgenden Erläuterung des vorschlagsgemäßen Sperrens der Schlossfalle 2 in der Vorschließstellung wird davon ausgegangen, dass auf die Schlossfalle 2 ein Öffnungsmoment 9, also ein Drehmoment in Öffnungsrichtung der Schlossfalle 2, einwirkt. Dieses Öffnungsmoment 9 geht auf eine Kraftwirkung von dem Schließteil 3 auf die Schlossfalle 2 und ggf. auf eine Öffnungsfeder der Schlossfalle 2 zurück. Dadurch, dass dem Verschlusselement regelmäßig Verschlusselementdichtungen zugeordnet sind, die sowohl in der Vorschließstellung als auch in der Hauptschließstellung einen Türdichtungsgegendruck erzeugen, ist sowohl in der Vorschließstellung als auch in der Hauptschließstellung mit einem entsprechendem Öffnungsmoment 9 zu rechnen, wobei das Öffnungsmoment 9 in der Vorschließstellung aufgrund geringerer Kompression der Verschlusselementdichtungen geringer als in der Hauptschließstellung ist.
  • Wesentlich ist nun, dass das Öffnungsmoment 9, hier bei in der Vorschließstellung befindlicher Schlossfalle 2, über den Sperreingriff zumindest zwei Effekte hat:
    Einerseits bewirkt das Öffnungsmoment 9 über den Sperreingriff ein Aushebemoment 10, also ein Drehmoment in Ausheberichtung der Primärsperrklinke 4, an der Primärsperrklinke 4, da die Normale N der Schließ-Sperrfläche, hier der Vorschließ-Sperrfläche 5, und damit die zugeordnete Normalkraft FN an der Sperreingriffsstelle 11 zwischen Schlossfalle 2 und Primärsperrklinke 4 an der Schwenkachse 4a der Primärsperrklinke 4 vorbeiläuft. Dies ist am besten der Darstellung gemäß Fig. 3 zu entnehmen.
  • Andererseits erzeugt das Öffnungsmoment 9 über den Sperreingriff eine Haftreibungskraft FH an der Sperreingriffsstelle 11 zwischen der Schlossfalle 2 und der Primärsperrklinke 4 derart, dass die Schlossfalle 2 und die Primärsperrklinke 4 über den Sperreingriff einen selbsthemmenden Mechanismus ausbilden. Das Aushebemoment 10 und die Haftreibungskraft FH stehen also derart in Beziehung zueinander, dass das Öffnungsmoment 9 unabhängig von dessen Betrag keine Aushebebewegung der Primärsperrklinke 4 erzeugen kann.
  • In diesem Sinne darf der Vollständigkeit halber darauf hingewiesen werden, dass die vorschlagsgemäße Selbsthemmung zwischen Schlossfalle 2 und Primärsperrklinke 4 unabhängig davon ist, in welchem Umfang die Primärsperrklinke 4 auf die Schlossfalle 2 hin vorgespannt ist oder welche Reibung in dem der Schwenkachse 4a der Primärsperrklinke zugeordneten Schwenklager herrscht.
  • Hier und vorzugsweise ist es so, dass in mindestens einer Schließstellung, hier in der Vorschließstellung, der Schlossfalle 2 der Anstellwinkel φ zwischen der Normalen N an der Sperreingriffsstelle 11 und dem durch die Sperreingriffsstelle 11 verlaufenden, auf die Schwenkachse 4a der Primärsperrklinke 4 bezogenen Radialstrahl R kleiner als der Haftreibungswinkel p, vorzugsweise kleiner als 90° des Haftreibungswinkels ρ, ist.
  • Der Haftreibungswinkel ρ ist beim Eingriff zweier Flächen an einer Eingriffsstelle nach dem hier anwendbaren fachmännischen Verständnis der maximale Winkel gegenüber der gemeinsamen Flächennormalen der beiden Flächen an der Eingriffsstelle, unter dem eine Kraft von der einen Fläche auf die andere Fläche wirken kann, ohne die Haftreibung an der Eingriffsstelle zu überwinden. Der Haftreibungswinkel wird nach einer allgemeineren Definition auch durch den ebenfalls in der Fachwelt bekannten "Haftreibungskegel" beschrieben.
  • In der hier vorliegenden, selbsthemmenden Konstellation soll die Haftreibungskraft FH dafür sorgen, dass die resultierende, von der Schlossfalle 2 auf die Primärsperrklinke 4 an der Sperreingriffsstelle 11 wirkende, resultierende Kraft Fres stets durch die Schwenkachse 4a der Primärsperrklinke 4 verläuft. Dies bedeutet, dass der oben angesprochene Anstellwinkel φ zwischen der Normalen N an der Sperreingriffsstelle 11 und dem durch die Sperreingriffsstelle 11 verlaufenden, auf die Schwenkachse 4a der Primärsperrklinke 4 bezogenen Radialstrahl R kleiner als der Haftreibungswinkel ρ an der Sperreingriffsstelle 11 ist. Sobald diese Bedingung nicht mehr erfüllt ist, hat die Haftreibungskraft FH ihren Maximalwert FHmax erreicht, der bekanntermaßen dem Produkt aus der Normalkraft FN und dem noch zu erläuternden Haftreibungskoeffizienten µ entspricht. Dies würde dazu führen, dass die resultierende Kraft Fres nicht mehr durch die Schwenkachse 4a der Primärsperrklinke 4 verläuft. Interessant hierbei ist die Tatsache, dass die Richtung der resultierenden Kraft Fres auf einfache Weise durch die Auslegung der betreffenden Sperrfläche 5, 6 bzw. der betreffenden Gegensperrfläche 7, 8 eingestellt werden kann. Insoweit lässt sich die vorschlagsgemäße Lösung mit einfachen fertigungstechnischen Mitteln auf die jeweiligen Randbedingungen anpassen.
  • Eine besonders hohe Betriebssicherheit ergibt sich dadurch, dass der Anstellwinkel φ einen gewissen Abstand zum Haftreibungswinkel ρ aufweist. Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Anstellwinkel φ kleiner als 90% des Haftreibungswinkels ρ.
  • Der Haftreibungswinkel ρ lässt sich auf einfache Weise rechnerisch ermitteln. Die rechnerische Ermittlung basiert darauf, dass in mindestens einer Schließstellung, hier in der Vorschließstellung, der Schlossfalle 2 an der Sperreingriffsstelle 11 ein Haftreibungskoeffizient µ vorliegt, wobei der Haftreibungswinkel ρ durch die Vorschrift ρ=arctan (µ) definiert ist.
  • In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist es so, dass der Anstellwinkel φ in einem Bereich zwischen 1° und 4°, vorzugsweise bei etwa 3° liegt.
  • Grundsätzlich kann es vorgesehen sein, dass in mindestens einer Schließstellung, hier in der Vorschließstellung, der Schlossfalle 2 der Sperreingriff zwischen der Schlossfalle 2 und der Primärsperrklinke 4 an der Sperreingriffsstelle 11 die Materialpaarung Stahl/Stahl mit einem Haftreibungskoeffizienten µ in einem Bereich zwischen 0,45 bis 0,8 aufweist.
  • Speziell für die Vorschließstellung ist es allerdings vorzugsweise vorgesehen, dass der Sperreingriff zwischen der Schlossfalle 2 und der Primärsperrklinke 4 an der Sperreingriffsstelle 11 die Materialpaarung Stahl/Kunststoff mit einem Haftreibungskoeffizienten µ in einem Bereich von 0,32 bis 0,45 aufweist. Hiermit lässt sich die für das Öffnen des Kraftfahrzeugschlosses erforderliche Betätigungskraft weiter reduzieren, wobei unter Einhaltung der obigen Bedingung eine hohe Betriebssicherheit hinsichtlich des Sperrens der Schlossfalle 2 in ihrer Vorschließstellung verbleibt. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der Sperreingriff zwischen der Schlossfalle 2 und der Primärsperrklinke 4 an der Sperreingriffsstelle 11 die Materialpaarung Kunststoff/Kunststoff aufweist.
  • Ein eventueller Kunststoffanteil in der jeweiligen Materialpaarung kann auf eine Ummantelung der Schlossfalle und/oder der Sperrklinke zurückgehen. In diesem Fall stellt die Ummantelung die betreffende Sperrfläche bzw. Gegensperrfläche bereit.
  • Die vorschlagsgemäße Lösung kann grundsätzlich auch für die Hauptschließstellung der Schlossfalle 2 Anwendung finden. Hier und vorzugsweise ist es allerdings vorgesehen, dass der Sperreingriff zwischen Schlossfalle 2 und Primärsperrklinke in der Hauptschließstellung mit Öffnungstendenz ausgelegt ist, so dass sich die Primärsperrklinke 4 durch das Öffnungsmoment der Schlossfalle 2 über den Sperreingriff, dort an der Sperreingriffsstelle 12, ausheben lässt. Im Einzelnen ist es so, dass in mindestens einer Schließstellung, hier in der Hauptschließstellung der Schlossfalle 2 ein auf die Schlossfalle 2 wirkendes Öffnungsmoment 9 über den Sperreingriff einerseits ein Aushebemoment 10 an der Primärsperrklinke 4 erzeugt, da die Normale N der Schließ-Sperrfläche 6 an der Sperreingriffsstelle 12 zwischen Schlossfalle 2 und Primärsperrklinke 4 an der Schwenkachse 4a der Primärsperrklinke 4 vorbeiläuft, so dass durch das Öffnungsmoment 9 über den Sperreingriff eine Aushebebewegung der Primärsperrklinke 4 erzeugbar ist. Die resultierende, von der Schlossfalle 2 auf die Primärsperrklinke 4 an der Sperreingriffsstelle 12 wirkende Kraft Fres läuft an der Schwenkachse 4a der Primärsperrklinke 4 vorbei und übt über den in Fig. 4 dargestellten Hebelarm d ein Aushebemoment 10 auf die Primärsperrklinke 4 aus. Dabei ist, anders als oben im Zusammenhang mit der Vorschließstellung erläutert, die Haftreibungskraft hier so ausgelegt, dass Sie durch das Öffnungsmoment 9 ohne weiteres überwunden werden kann.
  • Dies ist der klassische Fall einer Auslegung mit Öffnungstendenz, wobei hier und vorzugsweise eine um eine Schwenkachse 13a schwenkbare Sekundärsperrklinke 13 vorgesehen ist, die in mindestens einer Schließstellung, hier in der Hauptschließstellung, der Schlossfalle 2 die Primärsperrklinke 4 sperrt. Die Primärsperrklinke 4 kann also durch die Wirkung der Sekundärsperrklinke 13 keine Aushebebewegung vollziehen.
  • Es wurde schon darauf hingewiesen, dass die Kombination der vorschlagsgemäßen Lösung für die Vorschließstellung mit einer Öffnungstendenz für die Hauptschließstellung einen besonders guten Kompromiss zwischen hoher Betriebssicherheit und geringen Betätigungskräften bereitstellt. Dies gilt insbesondere für den Fall, in dem sowohl die Primärsperrklinke 4 als auch die Sekundärsperrklinke 13 mit einem Antriebsmotor 17 ausgehoben werden sollen, wie in Fig. 1 angedeutet ist. Der Antriebsmotor 17 ist hier und vorzugsweise über ein Antriebsseil 18 mit einem nicht dargestellten Antriebshebel gekoppelt, durch dessen Betätigungsbewegung sowohl ein Ausheben der Primärsperrklinke 4 für die Vorschließstellung als auch ein Ausheben der Sekundärsperrklinke 13 für die Hauptschließstellung bewirkt werden kann. Im Sinne einer optimalen Auslegung und Ansteuerung des Antriebsmotors 17 ist die Auslegung gerade so getroffen, dass der Antriebsmotor 17 für das Ausheben der Primärsperrklinke 4 eine ähnliche, insbesondere identische, Antriebsleistung und/oder ein ähnliches, insbesondere identisches, Antriebsmoment bzw. eine ähnliche, insbesondere identische, Antriebskraft wie für das Ausheben der Sekundärsperrklinke 13 bereitstellen muss.
  • Interessant bei der vorschlagsgemäßen Lösung ist noch die Tatsache, dass es ohne weiteres möglich ist, sowohl die Vorschließstellung als auch die Hauptschließstellung der Schlossfalle 2 mit ein und derselben Primärsperrklinke 4, die in unmittelbarem Sperreingriff mit der Schlossfalle 2 bringbar ist, zu realisieren. Hier und vorzugsweise weist die Schlossfalle 2 einen scheibenförmigen Körper 14 auf, wobei die Vorschließ-Sperrfläche 5 und die Hauptschließ-Sperrfläche 6 jeweils einen Abschnitt der Schmalseite 15 des scheibenförmigen Körpers der Schlossfalle 2 ausbilden. Dabei kann es, wie oben angesprochen und wie in Fig. 1 dargestellt, vorgesehen sein, dass die Schlossfalle 2 eine Ummantelung 16 aufweist, die zumindest die Vorschließ-Sperrfläche 5 ausbilden kann. Hierdurch ergibt sich die oben angesprochene Materialpaarung Stahl/Kunststoff an der Sperreingriffsstelle 11.
  • Es darf noch darauf hingewiesen werden, dass bei den obigen Überlegungen alle Effekte, die auf elastische oder plastische Verformungen an der Schließfalle 2, der Primärsperrklinke 4 und der Sekundärsperrklinke 13 zurückgehen, im Sinne einer vereinfachten Darstellung vernachlässigt worden sind.
  • Im Ergebnis lässt sich zusammenfassen, dass mit der vorschlagsgemäßen Lösung die für das Öffnen des Kraftfahrzeugschlosses 1 erforderliche Betätigungskraft reduziert werden kann, ohne dass die Betriebssicherheit beeinträchtigt ist und ohne dass aufwendige konstruktive Maßnahmen erforderlich sind.

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeugschloss mit einer schwenkbaren Schlossfalle (2), die im montierten Zustand mit einem Schließteil (3), insbesondere einem Schließbügel, wechselwirkt, und mit einer schwenkbaren Primärsperrklinke (4),
    wobei die Schlossfalle (2) aus einer Offenstellung heraus in eine Vorschließstellung und in eine der Vorschließstellung nachgelagerte Hauptschließstellung bringbar und in der jeweiligen Schließstellung von der Primärsperrklinke (4) sperrbar ist, wobei die Schlossfalle (2) eine Vorschließ-Sperrfläche (5) aufweist, mit der die Primärsperrklinke (4) bei in der Vorschließstellung befindlicher Schlossfalle (2) in Sperreingriff steht, wobei die Schlossfalle (2) eine Hauptschließ-Sperrfläche (6) aufweist, mit der die Primärsperrklinke (4) bei in der Hauptschließstellung befindlicher Schlossfalle (2) in Sperreingriff steht und wobei die Primärsperrklinke (4) außer Eingriff von der jeweiligen Schließ-Sperrfläche (5,6) der Schlossfalle (2) aushebbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in mindestens einer Schließstellung, insbesondere in der Vorschließstellung, der Schlossfalle (2) ein auf die Schlossfalle (2) wirkendes Öffnungsmoment über den Sperreingriff einerseits ein Aushebemoment (10) an der Primärsperrklinke (4) erzeugt, da die Normale (N) der Schließ-Sperrfläche an der Sperreingriffsstelle (11) zwischen Schlossfalle (2) und Primärsperrklinke (4) an der Schwenkachse (4a) der Primärsperrklinke (4) vorbeiläuft, und andererseits eine Haftreibungskraft (FH) an der Sperreingriffsstelle (11) zwischen der Schlossfalle (2) und der Primärsperrklinke (4) erzeugt derart, dass die Schlossfalle (2) und die Primärsperrklinke (4) über den Sperreingriff für eine zuverlässige Haltewirkung einen selbsthemmenden Mechanismus ausbilden.
  2. Kraftfahrzeugschloss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Schließstellung, insbesondere in der Vorschließstellung, der Schlossfalle (2) der Anstellwinkel (φ) zwischen der Normalen (N) an der Sperreingriffsstelle (11) und dem durch die Sperreingriffsstelle (11) verlaufenden, auf die Schwenkachse (4a) der Primärsperrklinke (4) bezogenen Radialstrahl (R) kleiner als der Haftreibungswinkel (ρ), vorzugsweise kleiner als 90% des Haftreibungswinkels (ρ), ist.
  3. Kraftfahrzeugschloss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel (φ) in einem Bereich zwischen 1° und 4°, vorzugsweise bei etwa 3 °, liegt.
  4. Kraftfahrzeugschloss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Schließstellung, insbesondere in der Vorschließstellung, der Schlossfalle (2) an der Sperreingriffsstelle (11) ein Haftreibungskoeffizient (µ) wirkt und dass der Haftreibungswinkel (ρ) durch die Vorschrift ρ =arctan(µ) definiert ist.
  5. Kraftfahrzeugschloss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Schließstellung, insbesondere in der Vorschließstellung, der Schlossfalle (2) der Sperreingriff zwischen der Schlossfalle (2) und der Primärsperrklinke (4) an der Sperreingriffsstelle (11) die Materialpaarung Stahl/Stahl mit einem Haftreibungskoeffizienten (µ) in einem Bereich von 0,45 bis 0,8 aufweist.
  6. Kraftfahrzeugschloss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Schließstellung, insbesondere in der Vorschließstellung, der Schlossfalle (2) der Sperreingriff zwischen der Schlossfalle (2) und der Primärsperrklinke (4) an der Sperreingriffsstelle (11) die Materialpaarung Stahl/Kunststoff mit einem Haftreibungskoeffizienten (µ) in einem Bereich von 0,32 bis 0,45 aufweist.
  7. Kraftfahrzeugschloss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Schließstellung, insbesondere in der Vorschließstellung, der Schlossfalle (2) der Sperreingriff zwischen der Schlossfalle (2) und der Primärsperrklinke (4) an der Sperreingriffsstelle (11) die Materialpaarung Kunststoff/Kunststoff aufweist.
  8. Kraftfahrzeugschloss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Schließstellung, insbesondere in der Hauptschließstellung, der Schlossfalle (2) ein auf die Schlossfalle (2) wirkendes Öffnungsmoment (9) über den Sperreingriff ein Aushebemoment (10) an der Primärsperrklinke (4) erzeugt, da die Normale (N) der Schließ-Sperrfläche (5) an der Sperreingriffsstelle (12) zwischen Schlossfalle (2) und Primärsperrklinke (4) an der Schwenkachse (4a) der Primärsperrklinke (4) vorbeiläuft, so dass durch das Öffnungsmoment (9) über den Sperreingriff eine Aushebebewegung der Primärsperrklinke (4) erzeugbar ist.
  9. Kraftfahrzeugschloss nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärsperrklinke (13) vorgesehen ist, die in mindestens einer Schließstellung, insbesondere in der Hauptschließstellung, der Schlossfalle (2) die Primärsperrklinke (4) sperrt.
  10. Kraftfahrzeugschloss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlossfalle (2) einen scheibenförmigen Körper aufweist und dass die Vorschließ-Sperrfläche (5) und die Hauptschließ-Sperrfläche (6) jeweils einen Abschnitt der Schmalseite (15) des scheibenförmigen Körpers ausbilden.
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