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Die
Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugtürverschluss, mit einem Gesperre
aus im Wesentlichen Drehfalle und Sperrklinke, wobei das Gesperre
wenigstens teilweise aus Kunststoff als Kernmaterial gefertigt ist.
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In
der Vergangenheit sind mehrere Ansätze verfolgt worden, insbesondere
die Stahlteile beim Gesperre durch leichtere Materialien zu ersetzen.
So beschäftigt
sich die gattungsbildende
EP
0 917 614 B1 mit einem Kraftfahrzeugtürschloss, bei welchem die Drehfalle
aus einem einen Grundkörper
bildenden Innenteil aus Kunststoff und einem den Kraftübertragungsbereich
zwischen Drehfalle und der Sperrklinke bildenden ringartigen Außenteil
aus hoch widerstandsfähigem
Material besteht. Dabei kann die Drehfalle grundsätzlich in
Kunststoff ausgeführt
werden. Zusätzlich
wird jedoch ein Traggitter in betrieblich besonders belasteten Bereichen
zumindest an der Hauptrast und Vorrast als unabdingbar angesehen.
Auch eine Armierung und/oder eine andere Verstärkung aus eingebetteten Metallteilen
wird beschrieben.
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Der
Stand der Technik hat sich prinzipiell bewährt, bleibt allerdings hinsichtlich
der Materialwahl für
das Gesperre im Allgemeinen und den Kunststoff im Speziellen vage
und unbestimmt. Hier setzt die Erfindung ein.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen Kraftfahrzeugtürverschluss
der eingangs beschriebenen Ausführungsform
so weiter zu entwickeln, dass das Gewicht insgesamt verringert ist,
wobei die Sicherheitsanforderungen beibehalten werden.
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Zur
Lösung
dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem
gattungsgemäßen Kraftfahrzeugtürverschluss
vor, dass als Kunststoff für
die wenigstens teilweise Herstellung des Gesperres ein hochfester
thermo plastischer Kunststoff zum Einsatz kommt, nämlich ein
solcher mit einem Elastizitätsmodul
größer als
5.000 N/mm2. Insbesondere findet sogar ein
Kunststoff mit einem Elastizitätsmodul
größer als
10.000 N/mm2 Verwendung.
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Die
Erfindung greift also auf einen speziellen Werkstoff als Kernmaterial
für das
Gesperre zurück, nämlich einen
hochfesten thermoplastischen Kunststoff. Dieser hochfeste thermoplastische
Kunststoff zeichnet sich durch ein hohes Elastizitätsmodul
und folglich eine große
Steifigkeit aus, die sich in Werten von mehr als 5.000 N/mm2 für
das Elastizitätsmodul manifestiert.
Dabei kommt allgemein ein thermoplastischer Kunststoff zum Einsatz,
also ein solcher, dessen Festigkeit temperaturabhängig ist.
Da die an dieser Stelle eingesetzten Kunststoffe üblicherweise eine
Gebrauchstemperatur von deutlich mehr als 100 °C aufweisen, sind temperaturbedingte
Probleme im normalen Einsatz nicht zu erwarten. Denn solche Kraftfahrzeugtürverschlüsse bzw.
Kraftfahrzeugtürschlösser erreichen
maximal Temperaturen von vielleicht 80°C.
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Die
beschriebene Festigkeit des erfindungsgemäß eingesetzten Kunststoffes
wird primär
dadurch erreicht, dass dieser eingelagerte Verstärkungsstoffe aufweist. Dabei
können
die Verstärkungsstoffe
allgemein als Fasern und/oder Partikel in den Kunststoff unmittelbar
bei der Herstellung und/oder vor der Formgebung eingebracht werden. Bei
den Fasern und/oder Partikeln handelt es sich um solche aus beispielsweise
Glas, Kohlenstoff, Metall, Mineralien, Aramid usw.
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Eine
bevorzugte Variante sieht vor, dass die Verstärkungsstoffe in besonders belasteten
Bereichen des Gesperres angeordnet sind. Diese besonders belasteten
Bereiche sind solche, in denen große Kräfte wirken. Das kann im Bereich
der Hauptrast und/oder der Vorrast an der Drehfalle sein oder auch im
Klinkenbereich der Sperrklinke.
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Von
besonderer Bedeutung ist die Erfindungsmaßnahme, die Drehfalle und/oder
die Sperrklinke vollständig
aus dem fraglichen hochfesten Kunststoff zu fertigen. Das heißt, im Gegensatz
zu der
EP 0 917 614
B1 wird nicht nur ein Grundkörper aus dem Kunststoff hergestellt,
sondern werden Drehfalle respektive Sperrklinke vollständig aus
diesem Werkstoff produziert. Dabei können selbstverständlich auch
Kunststoffkomposite Verwendung finden, also aus zwei oder mehr hochfesten
thermoplastischen Kunststoffen gefertigte Gesperre.
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Zusätzlich mag
das Gesperre ganz oder teilweise mit einer ergänzenden Ummantelung aus einem
elastomeren Kunststoff ausgerüstet
werden. Dadurch verfügt
die fragliche Ummantelung über
ein gummielastisches Verhalten aufgrund der losen Vernetzung ihrer
Hauptvalenzketten. Das bedingt eine dauerhafte Geräuschdämmung und
-dämpfung. Meistens
reicht es aus, lediglich die Drehfalle mit einer solchen Ummantelung
auszurüsten.
Dabei kann die Ummantelung durch Umspritzen der Drehfalle angebracht
werden. Es ist grundsätzlich
aber auch möglich,
das Gesperre als solches und die Ummantelung gleichzeitig herzustellen.
Meistens wird jedoch nacheinander vorgegangen, wobei sowohl das
Gesperre als auch die Ummantelung durch jeweils Spritzgießen hergestellt
werden.
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Zusätzlich mag
die Drehfalle in ihrem Einlaufmaul ein vorgefertigtes Einlegeteil
als Beschichtung aufweisen. Mit Hilfe dieses Einlegeteils bzw. Beschichtung
wird eine ergänzende
Geräuschdämpfung erreicht,
die zugleich besonders verschleißfest ausgebildet ist. Denn
an dieser Stelle greift die Erfindung auf einen thermoplastischen
Kunststoff für
das Einlegeteil zurück,
der über
einen gegenüber
dem Kernmaterial geringeren Elastizitätsmodul von weniger als 5.000
N/mm2 verfügt. Das heißt, das Einlegeteil besitzt
eine unverändert
hohe Festigkeit, Steifigkeit und Zähigkeit – auch bei tiefen Temperaturen. Tatsächlich kommen
an dieser Stelle meistens Polyacetale, beispielsweise POM (Polyoxymethylen)
zum Einsatz.
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Denn
durch ihre gute Formbeständigkeit
und hohe Festigkeit gewährleisten
derartige Thermoplaste das gewünschte
geräuschdämmende bzw.
geräuschdämpfende
Verhalten zwischen dem an dieser Stelle an der Drehfalle anliegenden
Schließbolzen und
der Drehfalle über
lange Zeitintervalle. Immer wird in diesem Bereich mit Hilfe des
Einlegeteils eine Relativbewegung zwischen Drehfalle und Schließbolzen
bzw. Schlosshalter im Ganzen praktisch unterdrückt, so dass Klappergeräusche, harte
metallische Anschläge
beim Schließen
etc. nicht (mehr) auftreten.
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Für die Herstellung
des Gesperres schlägt die
Erfindung vor, dass zunächst
das Gesperre als solches aus dem hochfesten thermoplastischen Kunststoff,
dann die Ummantelung aus dem elastomeren Kunststoff und schließlich das
Ein legeteil aus dem thermoplastischen Kunststoff geringerer Festigkeit
im Vergleich zum Kernmaterial produziert werden. Das kann jeweils
durch Spritzgießen
(in einer einzigen Spritzgussform) erfolgen. Es ist aber auch möglich, die
Aufbringung der Ummantelung sowie des Einlegeteils gleichzeitig
vorzunehmen. Ja selbst die zeitgleiche Herstellung des Gesperres,
der Ummantelung und des Einlegeteils ist prinzipielll denkbar, wenngleich
nicht bevorzugt. Denn meistens wird man zunächst das Gesperre als solches
herstellen, bevor die Ummantelung und ggf. das Einlegeteil an- respektive
aufgebracht werden.
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Im
Ergebnis wird ein Kraftfahrzeugtürverschluss
zur Verfügung
gestellt, der durch die Ausgestaltung seines Gesperres überwiegend
oder ganz aus Kunststoff über
ein deutlich geringeres Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen
Kraftfahrzeugtürverschlüssen bzw.
Kraftfahrzeugtürschlössern verfügt. Dabei
lässt sich
das Gesperre vorzugsweise in einer (einzigen) Form und unter Rückgriff
auf ein (einziges) Herstellungsverfahren (Spritzgießen) produzieren. Sowohl
das eingesetzte Kernmaterial bzw. der hochfeste thermoplastische
Kunststoff als auch die Ummantelung und schließlich das Einlegeteil können jeweils
nach Kundenwünschen
vorgegeben und kombiniert werden.
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Tatsächlich kommen
an dieser Stelle zumeist drei verschiedene Kunststoffe zum Einsatz,
nämlich für das Kernmaterial
als hochfester thermoplastischer Kunststoff Polyphenylsulfid mit
eingelagerten Glasfasern in einem Gewichtsanteil von 40 Gew.-% und
mehr (PPS-GF), während
die Ummantelung vorteilhaft aus einem elastomeren Thermoplast, z.
B. thermoplastischen Polyester-Elastomer
(PEE) hergestellt sein mag. Für
das Einlegeteil empfiehlt sich der Rückgriff auf ein Polyacetal,
z. B. Polyoxymethylen (POM). Sämtliche
drei vorerwähnten
Kunststoffe lassen sich problemlos miteinander verbinden und in der
beschriebenen Art und Weise durch Spritzgießen in die gewünschte Form
bringen. Außerdem
verfügen sie über die
für den
Einsatzzweck erforderliche Temperatur- und Langzeitstabilität.
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Dadurch
wird nicht nur ein geringes Gewicht, sondern zugleich ein optimiertes
Geräuschverhalten im
Fahrbetrieb erreicht. Gleichzeitig gewährleisten die gezielt in besonders
belastete Bereiche des Gesperres eingebrachten Verstärkungsstoffe
einen wirksamen Verschleißschutz.
Dieser mag im Bereich der Vor- und
Hauptrast vorgesehen werden oder auch im hinteren Einlaufbereich
für den
Schließbolzen
bzw. randseitig des Einlaufmaules. Das gelingt bei einer insgesamt
einfachen und kostengünstigen Ausführungsform.
Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert,
es zeigen.
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1 den
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugtürverschluss
ausschnittsweise in einer schematischen Explosionsdarstellung und
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2 den
Gegenstand nach 1 im zusammengebauten funktionsfertigen
Zustand.
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In
den Figuren ist ein Kraftfahrzeugtürverschluss dargestellt, welcher
letztendlich auf sein Gesperre 1, 2 aus im Wesentlichen
Drehfalle 1 und Sperrklinke 2 reduziert ist. Die
Sperrklinke 2 ist lediglich in der 2 angedeutet.
Wie üblich
arbeitet das Gesperre 1, 2 mit einem Schlosshalter
bzw. einem an dem Schlosshalter angebrachten Schließbolzen 3 zusammen,
welcher ebenfalls nur in der 2 gezeigt
wird. Der Schließbolzen 3 taucht
zum Schließen des
Kraftfahrzeugtürverschlusses
in ein Einlaufmaul 4 der Drehfalle 1 ein und dreht
diese um ihre Drehachse 5 im Gegenuhrzeigersinnn entsprechend
dem angedeuteten Pfeil in 2, so dass
die Sperrklinke 2 zunächst
in eine Vorrast 6 und dann in eine Hauptrast 7 einfällt, wie
dies allgemein bekannt ist.
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Im
Rahmen des Ausführungsbeispiels
ist das Gesperre 1, 2 vollständig aus einem hochfesten thermoplastischen
Kunststoff gefertigt. Dieser Kunststoff zeichnet sich durch ein
Elastizitätsmodul
größer als
5.000 N/mm2, insbesondere ein solches größer als
10.000 N/mm2 aus. Im Rahmen des Ausführungsbeispiels
und nicht einschränkend
kommt an dieser Stelle glasfaserverstärktes Polyphenylsulfid mit
einem Glasfaseranteil von ca. 40 Gew.-% zum Einsatz. Der vorgenannte
Werkstoff verfügt über einen
Elastizitätsmodul
von ca. 13.000 N/mm2.
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Selbstverständlich können anstelle
von Glasfasern auch andere Verstärkungsstoffe
in den Kunststoff zur Herstellung der Drehfalle 1 und/oder der
Sperrklinke 2 eingebracht werden. Allgemein liegen diese
Verstärkungsstoffe
als Fasern und/oder Partikel vor, wobei im letztgenannten Fall Partikel
in Kugelform besonders bevorzugt sind.
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Die
vorerwähnten
Vestärkungsstoffe
werden in besonders belasteten Bereichen des Gesperres 1, 2 angeordnet.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels finden
sich die Verstärkungsstoffe
im Bereich der Vorrast 6, der Hauptrast 7 und
randseitig des Einlaufmaules 4 im Innern der Drehfalle 1. – Grundsätzlich kann
das Gesperre 1, 2 auch aus dem fraglichen Kunststoff
als Kernmaterial gefertigt werden, wobei zusätzlich noch Metallarmierungen
denkbar sind bzw. auch eine Metall-/Kunststoff-Sandwichbauweise
vom Erfindungsgedanken umfasst wird. Im Rahmen der Darstellung und
nach besonders bevorzugter Ausführungsform
sind die Drehfalle 1 und die Sperrklinke 2 jedoch
vollständig
aus dem hochfesten thermoplastischen Kunststoff, im Ausführungsbeispiel
PPS-GF, gefertigt.
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Man
erkennt, dass die Drehfalle 1 in ihrem Einlaufmaul 4 zusätzlich noch über eine
Kontaktfläche 8 mit
dem Schließbolzen 3 verfügt. Im Bereich dieser
Kontaktfläche 8 sorgt
eine Beschichtung 9 dafür,
dass der in die Drehfalle 1 eingefahrene Schließbolzen 3 keine
Relativbewegung im Vergleich zur Drehfalle 1 vollführt und
insbesondere Klapper- und Knarzgeräusche nicht beobachtet werden.
Zu diesem Zweck ist die fragliche Beschichtung 9 im Rahmen
des Ausführungsbeispiels
als Einlegeteil 9 ausgeführt und aus einem thermoplastischen
Kunststoff hergestellt. Der thermoplastische Kunststoff für das Einlegeteil 9 verfügt über eine
gegenüber
dem Kernmaterial aus dem hochfesten thermoplastischen Kunststoff
geringere Festigkeit und folglich auch einen geringeren Elastizitätsmodul
kleiner als 5.000 N/mm2. Tatsächlich kommt
im Ausführungsbeispiel ein
Polyacetal, vorliegend POM (Polyoxymethylen) zum Einsatz. Dieser
thermoplastische Kunststoff ist formstabil und schlagzäh und verhindert
Klappergeräusche
zwischen der Drehfalle 1 und dem Schließbolzen 3. Sein Elastizitätsmodul
liegt bei 2.000 N/mm2.
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Im
Rahmen der Darstellung ist die Beschichtung 9 als vorgefertigtes
Einlegeteil 9 ausgebildet. Anhand der Explosionsdarstellung
in der 1 erkennt man, dass das Einlegeteil 9 mit
zwei Befestigungsstegen 10 ausgerüstet ist. Diese beiden Befestigungsstege 10 liegen
sich in Bezug auf einen Anschlagbereich 11 für den Schließbolzen 3 gegenüber. Zu
den Befestigungsstegen 10 korrespondieren Bohrungen bzw. Öffnungen 12 in
der Drehfalle 1. Tatsächlich
wird das Einlegeteil 9 in der Regel so hergestellt, dass
es durch die fraglichen Bohrungen bzw. Öffnungen 12 in der
Drehfalle 1 hindurch spritzgegossen wird. Das heißt, zunächst werden
die Drehfalle 1 sowie die Sperrklinke 2 aus dem
hochfesten thermoplastischen Kunststoff ebenfalls durch Spritzgießen hergestellt.
Danach werden das Einlegeteil 9 sowie eine nachfolgend
noch zu beschreibende Ummantelung 13 definiert. Das kann
zeitgleich oder hintereinander – ebenfalls
durch Spritzgießen – geschehen.
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Die
bereits angesprochene Ummantelung 13 ist im Gegensatz zu
der Drehfalle 1, der Sperrklinke 2 und dem Einlegeteil 9 nicht
aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, sondern vielmehr
aus einem elastomeren gummielastischen Kunststoff. Im Detail kommt
hier ein thermoplastisches Polyester-Elastomer (PEE) zum Einsatz, welches
sich – wie die
Beschichtung 9 und das Gesperre 1, 2 – spritzgießen lässt. Dazu
kann auf ein und dasselbe Spritzgießwerkzeug mit jeweils unterschiedlichen
Spritzdüsen
zurückgegriffen
werden.
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Die
Ummantelung 13 und die Beschichtung 9 lassen sich
gleichzeitig oder nacheinander an bzw. auf die Drehfalle 1 aufbringen.
Zuvor sind im gleichen Spritzgießwerkzeug die Drehfalle 1 und
die Sperrklinke 2 hergestellt worden.
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Man
erkennt schließlich
noch zwei Taschen 14 im Anfangsbereich des Einlaufmaules 4 der
Drehfalle 1, welche ein Anschlagen des Schließbolzens 3 beim
Einfahren in das Einlaufmaul 4 federnd aufnehmen. Sobald
jedoch die Drehfalle 1 ihre Hauptrast 7 erreicht
hat, sorgt der in etwa halbzylindrisch ausgeführte Anschlagbereich 11 des
Einlegeteils bzw. der Beschichtung 9 dafür, dass
der Schließbolzen 3 sicher
umgriffen und spaltfrei gegenüber
der Drehfalle 1 gehalten wird. Relativbewegungen zwischen Schließbolzen 3 und
Drehfalle 1 werden auf diese Weise wirkungsvoll unterdrückt. Das
Gleiche gilt für hiermit
ggf. verbundene Geräusche.
In die gleiche Richtung zielt die gummielastische Ummantelung 13.