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Die
Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung in einem Schließzylinder
zwischen einem ersten und einem zweiten Drehteil, wobei dem ersten Drehteil
zugeordnete Kupplungselemente in einer Kupplungseingriffsstellung
in Kupplungsöffnungen des
zweiten Drehteils eingreifen und dort zufolge einer radialen Hinterstützung durch
ein von einer der gekuppelten Stellung entsprechenden ersten Betriebsstellung
in eine der entkuppelten Stellung entsprechende zweite Betriebsstellung
verlagerbares Steuerglied gehalten sind.
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Eine
Kupplungsanordnung der in Rede stehenden Art ist bekannt aus der
GB 2 259 737 A, wobei das Steuerglied als ein von einem Motor drehbarer
Exzenter gestaltet ist. Durch Drehverlagerung desselben mittels
eines in einer Außenhandhabe
untergebrachten Elektromotors werden kugelförmige Kupplungselemente radial
auswärts
in nutenförmige Kupplungsöffnungen
des zweiten Drehteils verlagert.
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Aus
der
EP 0 588 209 A1 geht
eine Kupplungsanordnung zwischen einem ersten Drehteil und einem
zweiten Drehteil in einem Schließzylinder hervor. In einer
Kupplungseingriffsstellung greift ein dem einen Drehteil zugeordnetes
Kupplungselement in eine Kupplungsöffnung des mit dem zweiten
Drehteil drehfest verbundenen Schließgliedes ein. Das Kupplungselement
ist dabei von einem Steuerglied gehalten, welches von einer gekuppelten,
ersten Betriebsstellung in eine entkuppelte, zweite Betriebsstellung verlagerbar
ist.
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Dem
Gegenstand der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kupplungsanordnung
von herstellungstechnisch einfachem, zuverlässig arbeitendem Aufbau anzugeben.
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Gelöst ist diese
Aufgabe zunächst
und im Wesentlichen bei einer Kupplungsanordnung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1, wobei darauf abgestellt ist, dass das Steuerglied
ein in Achsrichtung der Drehteile verlagerbarer Schieber ist, wobei
die Kupplungsöffnungen
unter Ausbildung dachartig aneinanderstoßender Flanken in Umfangsrichtung
unmittelbar nebeneinander liegen.
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Zufolge
derartiger Ausgestaltung ist eine Kupplungsanordnung der in Rede
stehenden Art angegeben, die sich im Wesentlichen zum einen durch einen
einfachen Aufbau und zum anderen durch eine zuverlässige Betriebsweise
auszeichnet. Der einfache Aufbau resultiert daraus, dass nun das
Steuerglied ein in Achsrichtung der Drehteile verlagerbarer Schieber
ist. Vorzugsweise kann man sich bezüglich des Antriebes hierbei
eines Elektromagneten bedienen, der nach dem Tauchankerprinzip arbeitet.
In der entkuppelten Stellung wird der Tauchanker dann durch eine
Feder gehalten, während
die gekuppelte Stellung durch Magnetkraft aufrechterhalten wird. Nimmt
der Schieber seine rückverlagerte
Stellung ein, wird den Kupplungselementen die radiale Hinterstützung genommen.
Das bedeutet, dass dann die zweite Betriebsstellung vorliegt, in
welcher das erste Drehteil gegenüber
dem zweiten Drehteil verlagerbar ist, ohne eine Mitnahmewirkung
zu erzeugen. Erfolgt das Einsteuern des Schiebers in die Kupplungsstellung,
so werden durch den Schieber die Kupplungselemente radial auswärts gedrückt unter
Herstellen der Kupplungsverbindung zwischen dem ersten und zweiten
Drehteil. Aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Kupplungsöffnungen
ist realisiert, dass die Kupplungselemente stets bei Schieberverlagerung
in die Kupplungsstellung Kupplungsöffnungen vorfinden, was Schließstörungen vermeidet. Über die dachartig
aneinanderstoßenden
Flanken der in Umfangsrichtung unmittelbar nebeneinander liegenden Kupplungsöffnungen
wird ein gewisser Zentriereffekt erzeugt, so dass die Kupplungselemente
stets sicher in die Kupplungsöffnungen
hineinbewegt werden. Eine andere Möglichkeit, die Erfindungsaufgabe
zu lösen,
besteht darin, dass die Steuerrichtung ein in Achsrichtung der Drehteile
verlagerbarer Schieber ist, wobei die Kupplungselemente in der entkuppelten
Betriebsstellung zufolge radialer Federkraft in die Kupplungsöffnungen
eintauchen und bei Drehmomentbeaufschlagung zufolge einer Schrägflankensteuerung
radial ausweichbar sind. Bei dieser Variante tauchen die Kupplungselemente
bereits vor Verlagerung des Schiebers in die Kupplungsstellung in
die Kupplungsöffnungen
hinein. Wird der Schieber dann in die Einkuppelstellung gebracht,
so stellt er eine Hinterstützung
für die
Kupplungselemente dar, so dass diese in ihrer Eintrittsstellung
zu den Kupplungsöffnungen
verbleiben und bei einer Antriebsverlagerung über die Schrägflankensteuerung
die Drehverbindung zwischen dem ersten und zweiten Drehteil herstellen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass der Schieber die aus der Eingriffsstellung ausgetretenen Kupplungselemente
zufolge einer Keilwirkung in die Kupplungsöffnungen verdrängt. Die
Keilwirkung kann entweder aus der Form der Kupplungselemente oder
der Form des Endes des Schiebers resultieren. Jedoch ist es auch
möglich,
dass sowohl die Kupplungselemente als auch der Schieber zu der Keilwirkung
beitragen. Weiterhin besteht ein vorteilhaftes Merkmal der Erfindung
darin, dass die Anzahl der Kupplungselemente kleiner ist als die
Anzahl der Kupplungsöffnungen.
Möglich
ist es dabei, dass die Kupplungselemente als Stifte oder Kugeln
ausgebildet sind. Eine Variante zeichnet sich dadurch aus, dass
die Kupplungsöffnungen
einen sichelförmigen Querschnitt
haben. Der Sichelverlauf kann dabei dem Umfangsverlauf der Kupplungselemente
angepasst sein. Dies empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die
Kupplungselemente kugelförmige
Gestalt haben. Wieder eine andere Ausgestaltung zeichnet sich dadurch
aus, dass die Umfangslänge
der Kupplungsöffnungen
größer ist
als die Umfangsweite der Kupplungselemente. Auf diese Weise lässt sich
ein gewisses Drehspiel realisieren. Erst nach Durchlau fen des entsprechenden
Drehspiels erfolgt die Beaufschlagung der Kupplungselemente entgegen
Federwirkung durch die Schrägflankensteuerung.
Um zu erreichen, dass die federbelasteten Kupplungselemente nacheinander
in Wirkung treten, liegen sind sich im Wesentlichen diametral gegenüberliegende Dachfirstlinien
geringfügig
in Umfangsrichtung versetzt zu den in der Diametralen vorgesehenen
Kupplungselemente angeordnet. Bei der zweiten Version ist es möglich, einen
rotationssymmetrischen Schieber einzusetzen, was Vorteile bei der
Herstellung des Schließzylinders
bringt, und zwar im Sinne einer Kosteneinsparung. Schließlich ist
noch hervorzuheben, dass die Kupplungsöffnungen einen konzentrisch
zur Drehachse verlaufenden Boden haben. Solange die Kupplungselemente
sich an diesem Boden abstützen,
unterliegen sie keiner Axialverlagerung. Diese findet erst dann
statt, wenn die Kupplungselemente auf die dachartig aneinanderstoßenden Flanken
auflaufen.
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Nachstehend
werden zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
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1 eine
Ansicht eines erfindungsgemäß gestalteten
Schließzylinders,
betreffend die erste Ausführungsform,
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2 den
Schnitt nach der Linie II-II in 1, und zwar
in vergrößerter Darstellung,
betreffend die eingekuppelte Stellung des Steuergliedes bzw. Schiebers,
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3 eine
Folgedarstellung der 2, und zwar bei Drehen des ersten
Drehteiles in Bezug auf das zweite Drehteil, wobei ein der beiden Kupplungselemente
auf eine Schrägflanke
aufläuft,
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4 ebenfalls
eine ähnliche
Schnittdarstellung, wobei der Schieber in die Entkupplungsstellung zurückverlagert
ist und den Kupplungselementen bei Drehung des ersten Drehteils
die Rückverlagerung entgegen
Federkraft ermöglicht,
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5 einen
Längsschnitt
durch einen Schließzylinder
gemäß der zweiten
Ausführungsform mit
in die Kupplungsstellung vorgesteuertem Schieber und
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6 eine
Darstellung wie 5, jedoch bei rückverlagertem
Schieber und bei gegenüber
dem zweiten Drehteil verlagerten ersten Drehteil.
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Der
dargestellte Schließzylinder 1 ist
als Profilzylinder gestaltet. Er besitzt ein Zylindergehäuse 2 mit
einem mittleren Ausschnitt 3 zur Aufnahme eines Schließgliedes 4.
Dieses steht in ständiger
Kupplungsverbindung mit einem türinnenseitig
angeordneten Knauf 5. Drehverbunden ist hierzu der Knauf 5 und
das Schließglied 4 mit
einem vom Zylindergehäuse 2 umfassten
ersten Drehteil 6. Dieses greift in ein konzentrisch zu
ihm angeordnetes, zweites Drehteil 7 ein, welches drehfest
mit einem Außenknauf 8 gekuppelt
ist. Letzterer kann beispielsweise die Batterien einer Stromversorgung
beinhalten. Der türinnenseitige
Knauf 5 ist dazu herangezogen, eine nicht veranschaulichte
elektronische Zutrittskontrollschaltung aufzunehmen. Durch diese
wird ein von der Türaußenseite
her eingegebenes Signal gelesen. Bei von der Zutrittskontrollschaltung
richtig erkanntem Signal erfolgt eine elektromagnetische, nicht näher veranschaulichte
Verlagerung eines Steuergliedes 9, welches gemäß der ersten
Ausführungsform
nach den 1 bis 4 als rotationssymmetrischer Schieber
gestaltet ist. Geführt
ist dieser in einer drehfest im ersten Drehteil 6 angeordneten
Innenhülse 10.
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Das
erste Drehteil 6 mit Innenhülse 10 besitzt in
diametraler Gegenüberlage
zwei abgestuft gestaltete Bohrungen 11 zur Aufnahme je
eines abgestuft gestalteten Kupplungselementes 12, welcher als
in radialer Auswärtsrichtung
abgefederter Stift gestaltet ist. Im Einzelnen setzt sich jeder
Kupplungsstift 12 aus einem durchmessergrößeren Kopf 12' und einem stufenförmig abgesetzten
Schaft 12'' zusammen. Auf
letzterem sitzt eine Druckfeder 13, die den Kupplungsstift 12 in
radialer Auswärtsrichtung belastet.
Eine Abstützung
findet der gerundet gestaltete Kopf 12' an dem Boden 14 einer
Kupplungsöffnung 15 des
zweiten Drehteils 7. In der Abstützstellung ragt das innere
Ende des Schaftes 12'' in die Innenhülse 10 hinein,
vergleiche 2. Es sind beim Ausführungsbeispiel
vier solcher Kupplungsöffnungen 15 in
gleicher Umfangsverteilung vorgesehen. Einander benachbarte Kupplungsöffnungen 15 gehen über Schrägflanken 16 in
eine Dachfirstlinie 17 über,
welche bis zur Mantelfläche
des ersten Drehteiles 6 reicht und demgemäß diesem
eine Radialabstützung
bringt. Wie insbesondere 4 veranschaulicht, liegen sich
im Wesentlichen diametral gegenüberliegende
Dachfirstlinien 17 geringfügig in Umfangsrichtung versetzt
zu den in der Diametralen D-D angeordneten Kupplungselementen 12.
Dies wird dadurch deutlich, dass das eine schräg abwärts gerichtete Kupplungselement 12 auf
der Dachfirstlinie 17 aufsetzt, während das gegenüberliegende
Kupplungselement 12 die zugekehrte Schrägflanke 16 beaufschlagt.
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Da
die Umfangslänge
der Kupplungsöffnungen 15 größer ist
als die Umfangsweite der Kupplungselemente 12, besteht
gemäß 2 ein
Drehspiel der Drehteile 6, 7 in beiden Richtungen
zueinander.
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Es
stellt sich folgende Wirkungsweise ein: Vom Türinneren her ist mittels des
Knaufes 5 jederzeit eine Betätigung des Schließgliedes 4 möglich. Bei
einer solchen Verlagerung dreht das erste Drehteil 6 relativ
zum zweiten Drehteil 2. Dieser Zustand ist in 4 veranschaulicht.
Das Steuerglied 9 bzw. der Schieber befindet sich in einer
zurückverlagerten Position
und ragt nicht in den Bereich zwischen den einander zugekehrten
Enden der Kupplungselemente 12. Wird nun das Drehteil 6 gedreht,
so führt
dies zu einem Auflaufen der Kupplungselemente 12 auf die
entsprechenden Schrägflanken 16.
Gemäß 4 liegt
der Fall vor, wo der eine Kupplungsstift 12 die Dachfirstlinie 17 erklommen
hat, während
der gegenüberliegende
Kupplungsstift 12 noch an einer Schrägflanke 16 anliegt.
Das bedeutet, dass die Kupplungsstifte 12 nacheinander
in Wirkung treten und demgemäß das hierbei
aufgebrachte Drehmoment relativ gering ist.
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Erfolgt
dagegen eine Schließbetätigung von der
Türaußenseite 8,
so ist ohne Zugangsberechtigung lediglich der Außenknauf 8 drehbar
und mit ihm das zweite Drehteil 2 in Bezug auf das erste
Drehteil 6. Es findet dann lediglich eine Ausweichbewegung der
Kupplungselemente statt, ohne eine Kupplungsverbindung zum ersten
Drehteil 6 und damit zum Schließglied herzustellen.
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Vielmehr
verlangt die Mitnahme des Schließgliedes 4 die Eingabe
eines Signals, beispielsweise mittels eines elektronischen Senders
etc. Wird die Schließberechti gung
von der elektronischen Zutrittskontrollschaltung erkannt, so führt dieses
zu einer Verlagerung des rotationssymmetrisch gestalteten Schiebers 9 in
die Position gemäß 2 und 3. Da,
wie 3 veranschaulicht, keine Ausweichverlagerung der
Kupplungselemente 12 aufgrund der dann vorliegenden Hinterstützung vorliegt,
können sich
die Kupplungselemente 12 nach Durchlaufen des Drehspiels
nur geringfügig
in radialer Einwärtsrichtung
verlagern, um dann anschließend über die Schrägflanken 16 eine
Mitnahmewirkung zu erzeugen. Das erste und zweite Drehteil 6,7 sind
somit miteinander gekuppelt und damit wird auch die Drehverlagerung
des Außenknaufes 8 auf
das Schließglied 4 übertragen.
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Gemäß der in 5 und 6 dargestellten zweiten
Ausführungsform
tragen gleiche Bauteile gleiche Bezugsziffern. Das zweite Drehteil 7 besitzt ebenfalls
in Umfangsrichtung unmittelbar nebeneinanderliegende, in einer Dachfirstlinie 17 aneinanderstoßende Flanken.
Bezüglich
derselben handelt es sich um die Enden der Kupplungsöffnungen 18,
welche ihrerseits einen sichelförmigen
Querschnitt haben. Beim Ausführungsbeispiel
sind acht solcher Kupplungsöffnungen 18 vorgesehen
derart, dass jeweils zwei Kupplungsöffnungen 18 sich in
einer Diametralen gegenüberliegen.
Die durch die Kupplungsöffnungen 18 gebildeten
Dachfirstlinien 17 ragen bis zum Außenumfang des ersten Drehteils 6.
Dieses kann ebenfalls, wie bei der ersten Ausführungsform, mit dem Schließglied 4 in
ständiger
Kupplungsverbindung stehen. Das erste Drehteil 6 ist hülsenförmig gestaltet
und besitzt eine Diametralbohrung 19 zur Aufnahme von in
der Diametralen angeordneten Kupplungselementen 20. Dieselben
sind als Kugeln gestaltet, wobei der Kugelradiaus dem Radius der
sichelförmigen
Kupplungsöffnungen 18 entspricht.
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Zwischen
den kugelförmigen
Kupplungselementen 20 ist ein in der Drehachse der Drehteile 6,7 axial
verlagerbarer Schieber 21 geführt. Das zwischen die Kupplungselemente 20 einsteuerbare Ende
des Schiebers 21 kann, wie 6 veranschaulicht,
sich in einem Dachfirst treffende Schrägflanken 22 ausbilden,
die mit zur Aussteuerung der Kugeln 20 in radialer Auswärtsrichtung
dienen. Die Dicke des Schiebers 21 ist so groß gewählt, dass
in eingesteuertem Zustand die radial auswärtsverlagerten kugelförmigen Kupplungselemente 20 vollständig in
die ihnen gegenüberliegenden
Kupplungsöffnungen 18 eingetreten
sind.
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Im
Gegensatz zur ersten Ausgestaltung können sich die Kugeln 20,
da sie nicht federbeaufschlagt sind, bei entkuppeltem Schieber 21 radial
einwärts
verlagern, wobei sich beispielsweise die Stellung gemäß 6 einstellt.
Das erste Drehteil 6 ist ständig mit dem Schließglied verbunden,
während das
zweite Drehteil 7 bei der Drehverlagerung des Außenknaufes
leer zum inneren Drehteil 6 dreht.
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Um
den Schließzylinder
vom Türäußeren schließen zu können, muss
von der Türaußenseite wiederum
das vorschriftsmäßige Eintrittssignal
eingegeben werden. Dieses führt
nach Erkennen zu einer Verlagerung des Schiebers 21 in
die Kupplungsstellung, in welcher über die Schrägflanken 22 und Kugelrundungen
die Kupplungselemente 20 in radiale Auswärtsrichtung
gedrängt
werden. Die sichelförmigen
Kupplungsöffnungen 18 bedingen
dabei einen Zentriereffekt. Nachdem die Kupplungselemente 20 ihre
Kupplungsstellung einnehmen, kann auch mittels des Außenknaufes 8 über das
zweite und erste Drehteil eine Mitnahme des Schließgliedes 4 erfolgen.