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Die
Erfindung betrifft einen Schließzylinder mit einem Gehäuse,
einem im Gehäuse drehbar gelagerten Schließglied
und mit mindestens einer Antriebswelle, die mit Hilfe eines von
einem magnetischen Betätigungsglied durch magnetische Kraft
verlagerbaren Schieber zwischen einer drehbaren entkuppelten Stellung
und einer drehfesten Kupplungsstellung zum Schließglied
schaltbar ist.
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Einen
derartigen Schließzylinder beschreibt die
DE 103 03 220 A2 . Der Schließzylinder
besitzt eine Antriebswelle, die jeweils endseitig einen Knauf trägt.
Die Antriebswelle ist in einem Gehäuse des Schließzylinders
drehbar gelagert. In einer Gehäuseaussparung befindet sich
ein Schließglied, welches mit der Antriebswelle mittels
eines Kupplungsgliedes gekuppelt werden kann. Ein einen Magneten aufweisender
Schieber kann dabei in eine Formschlussverbindung zwischen Schließglied
und Antriebswelle gebracht werden. Hierzu dient ein Permanentmagnet,
der in Achsrichtung der Antriebswelle verlagert werden kann. Ein
dazu entgegengerichteter zweiter Magnet treibt den Kupplungsschieber
in die entkuppelte Stellung. Während in der Kupplungsstellung
das Schließglied bei einer Drehung des Knaufs mitgedreht
wird, wird es in der entkuppelten Stellung nicht mitgedreht bzw.
nur mit einer geringfügigen Mitschleppkraft.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen
Schließzylinder hinsichtlich des Umschaltmechanismus' zwischen
Kupplungsstellung und entkuppelter Stellung zu verbessern.
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Gelöst
wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene
Erfindung, wobei jeder Anspruch eine eigenständige Lösung
der Aufgabe darstellt und mit jedem anderen Anspruch kombinierbar ist.
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Zunächst
und im Wesentlichen sind ein oder mehrere Kupplungsglieder vorgesehen.
Diese Kupplungsglieder werden von einer Feder in Kupplungsausnehmungen
beaufschlagt. In der entkuppelten Stellung können sie aus
den Kupplungsausnehmungen heraustreten, so dass die Drehmomente,
die mit der Antriebswelle auf das Schließglied übertragen werden,
gering sind und nicht ausreichen, um mit dem Schließglied
ein Schloss zu schließen. In der Kupplungsstellung werden
die Kupplungsglieder von einem Schieber formschlüssig gehalten.
In der Kupplungsstellung können die Kupplungsglieder nicht
aus den Kupplungsausnehmungen austreten, so dass in dieser Stellung
eine drehfeste Mitnahme des Schließgliedes durch die Antriebswelle
gewährleistet ist. In einer Alternative ist vorgesehen,
dass das magnetische Betätigungsglied einen in Achsrichtung
der Antriebswelle drehbaren, in Radialrichtung gepolten Umschaltmagneten
aufweist, der mit zwei entgegengesetzt zueinander gepolten, diametral
zur Drehachse des Umschaltmagneten dem Schieber zugeordneten Permanentmagneten
zusammenwirkt. Der Umschaltmagnet kann gegen zwei Anschläge
gedreht werden. Der Umschaltmagnet ändert seine Kraftrichtung
in Bezug auf den Schieber, wenn er um 180° gedreht wird.
In einer Ausgangsstellung liegt der Umschaltmagnet in unmittelbarer
Nachbarschaft zu einem in gleicher Richtung gepolten Permanentmagneten
des Schiebers. Der Schieber wird so entweder in der entkuppelten
oder in der gekuppelten Stellung gehalten. In der entkuppelten Stellung
können die Kupplungsglieder in Eintauchfreiräume
des Schiebers ausweichen. Dies erfolgt in Radialrichtung, bezogen
auf die Drehachse der Antriebswelle. In der gekuppelten Stellung
ist dies nicht möglich. In dieser Stellung liegt der Schieber
zwischen den Kupplungsgliedern, so dass diese formschlüssig
in den Kupplungsausnehmungen gehalten sind. Um den Schieber in die
jeweils andere Betriebsstellung zu verlagern, wird der Umschaltmagnet
von einem Antriebsmotor gedreht. Er wird dabei um mehr als 180°,
beispielsweise um 220° verschwenkt. Bei einer 180°-Drehung
liegen sich gleiche Pole gegenüber, so dass der Umschaltmagnet
auf den ihm zunächst liegenden Permanentmagneten eine abstoßende
Wirkung und zudem auf den ihm entfernt liegende Magneten eine anziehende
Wirkung entfaltet. Da der Umschaltmagnet beim Umschalten aber über
die 180°-Winkelstellung hinaus in eine Verkipptlage gedreht
wird, wird er durch die stärkere abstoßende Kraft
in der Verkipptlage gegen einen Anschlag gehalten. Der bei unbetätigtem
Schließzylinder frei verlagerbare Schieber verlagert sich
zufolge der geänderten Kraftrichtung in die jeweils andere
Betriebsstellung, in der wiederum der Umschaltmagnet in anziehender
Wirkverbindung zu dem ihm am nächsten liegenden Permanentmagneten
des Schiebers liegt. Hierdurch ändert sich die Lage des
Umschaltmagneten. Er schwenkt aus der Verkipptlage heraus, so dass
seine Polachse in Richtung der Polachse des Permanentmagneten liegt.
Die Kupplungsausnehmungen werden bevorzugt von V-förmigen
Radialaussparungen einer Ring-Innenwandung des Schließgliedes
ausgebildet. Eine Vielzahl von bevorzugt acht Kupplungsausnehmungen
sind in gleichmäßiger Umfangsverteilung um die
Drehachse des Schließgliedes angeordnet. In jeweils zwei
sich gegenüberliegenden Kupplungsausnehmungen liegen schräg
angeschnittene Spitzen der Kupplungsglieder im Wesentlichen formschlüssig
ein. Die beiden den Sperrspitzen abgewandten Enden der Kupplungsglieder
werden von einer Spreizfeder beaufschlagt, so dass die beiden Kupplungsglieder
von einer gemeinsamen Wendelgangdruckfeder in die Kupplungsausnehmungen
beaufschlagt werden. Zwischen den beiden aufeinander zuweisenden
Enden der Kupplungsglieder ist der Kupplungsschieber in Radialrichtung
zur Drehachse verlagerbar. Der Umschaltmagnet sitzt auf einer Antriebswelle
eines Elektromotors, der sich in der Antriebswelle des Schließzylinders
befindet. Der Elektromotor wird bevorzugt von zwei Gehäusehälften
in der Antriebswelle gelagert. Eine der beiden Gehäusehälften
kann dabei den Anschlag ausbilden, gegen den ein Gegenanschlag der
Antriebswelle des Elektromotor bzw. des Umschaltmagneten tritt,
wenn Letzterer gedreht wird.
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Der
Schließzylinder kann zwei Antriebswellen aufweisen. Eine
mit einem tür innenseitigen Knauf verbundene Antriebswelle
kann permanent mit dem Schließglied drehfest gekuppelt
sein. Eine zweite, mit einem türaußenseitigen
Drehknauf gekuppelte Antriebswelle kann über die zuvor
beschriebene Kupplung mit dem Schließglied gekuppelt sein.
Es ist aber auch möglich, dass beide Antriebswellen nur
in der gekuppelten Stellung ein Drehmoment auf das Schließglied übertragen
können. Es wird als besonders vorteilhaft angesehen, dass
sämtliche elektrische Leitungen innerhalb der Antriebswelle
bzw. des fest mit der Antriebswelle verbundenen Drehknaufs verlaufen.
Keine sicherheitsrelevanten elektrischen Leitungen brauchen aus
dem Zylinderkörper bzw. aus dem Knauf herausgeführt
werden. Ferner wird es als von Vorteil angesehen, dass der Elektromotor bzw.
der Umschaltmagnet in jede Betriebsstellung gedreht werden kann.
Es gibt keine mechanischen Elemente, die die Drehbarkeit des Motors
blockieren könnten. Lediglich der Schieber kann in der
entkuppelten Stellung, aber auch in der Kupplungsstellung, je nach
Stellung der Kupplungsglieder bewegungsblockiert sein. Da die Kupplungsglieder
aber von der Druckfeder in die Kupplungsausnehmungen kraftbeaufschlagt
werden, besteht ständig die Tendenz, dass sich die Kupplungsglieder
von der Wandung des Schiebers bzw. aus den Freiräumen heraus
entfernen, um so die Verlagerbarkeit des eventuell blockierten Schiebers
freizugeben. Nach Freigabe des blockierten Schiebers wird er dann
durch die umgestellte Magnetkraftrichtung in die jeweils andere
Betriebsstellung verlagert. Zufolge der anschlagbegrenzten Verkipptlage
des Umschaltmagneten verbleibt Letzterer in der jeweils umgeschalteten
Stellung trotz abstoßender Wirkung zum nächstliegenden
Permanentmagneten. Der Antriebsmotor braucht somit lediglich entweder
in die eine oder in die andere Drehrichtung zum Verschwenken des Umschaltmagneten
um beispielsweise 210° bestromt zu werden. In der verkippten
Speicherstellung ist keine weitere Fixierung des Umschaltmagneten
erforderlich.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand
beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Schließzylinder in einer perspektivischen Darstellung,
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2 den
Schließzylinder in der Draufsicht,
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3 einen
Schnitt gemäß der Linie III-III in 2,
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4 einen
Schnitt gemäß der Linie IV-IV in 3,
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5 das
Schließglied 4 mit darin angeordneten Kupplungsgliedern 9,
sowie Schieber 8 und Antriebsmotor 5 in perspektivischer
Darstellung in der entkuppelten Stellung,
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6 eine
rückwärtige, ebenfalls perspektivische Darstellung
gemäß Pfeil VI in 5,
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7 eine
Darstellung gemäß 5 nach Verdrehen
des Umschaltmagneten 7 um etwa 210°,
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8 eine
Darstellung lediglich der Kupplungsglieder 9 sowie des
Schiebers 8 und des Umschaltmagneten 7 in der
Kupplungsstellung,
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9 eine
Darstellung gemäß 8 nach Verdrehen
des Umschaltmagneten um etwa 210°,
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10 eine
Folgedarstellung zu 9 mit in die entkuppelte Stellung
verlagertem Schieber 8,
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11 eine
Darstellung gemäß 10, jedoch
mit um etwa 210° verdrehtem Umschaltmagneten 7,
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12 einen
Schnitt gemäß der Linie XII-XII in 4,
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13 einen
Schnitt gemäß der Linie XIII-XIII in 4,
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14 einen
Schnitt gemäß der Linie XIV-XIV in 4 mit
in der Kupplungsstellung verlagertem Kupplungsschieber 8,
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15 einen
Schnitt gemäß der Linie XV-XV in 4,
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16 eine
Darstellung gemäß 14 mit einem
in die entkuppelte Stellung verlagertem Schieber 8,
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17 eine
Darstellung gemäß 15 in der
entkuppelten Stellung mit aus den Kupplungsausnehmungen 11 herausverlagerten
Kupplungsgliedern 9, und
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18 eine
Darstellung gemäß 5, jedoch
mit dargestellter Gehäusehälfte 16 zur
Aufnahme des Motors 5.
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Der
in den Zeichnungen dargestellte Schließzylinder ist ein
Doppelschließzylinder. Auf jeder Seite des Doppelschließzylinders
ist ein Knauf 1, 2 vorgesehen. Der Knauf 1 ist
fest mit einer Antriebswelle 6' verbunden, der Knauf 2 ist
fest mit einer Antriebswelle 6 verbunden. Die beiden Antriebswellen 6, 6' sind
in Lagerbohrungen eines Zylindergehäuses 3 gelagert.
In der Mitte des Zylindergehäuses 3 ist eine Aussparung
vorgesehen, in der ein Schließglied 4 drehbeweglich
gelagert ist. Mit dem Schließglied 4 kann ein
Einsteckschloss einer Tür betätigt werden.
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Im
Ausführungsbeispiel ist die Antriebswelle 6' mit
dem Schließglied 4 in verschiedene Wirkstellungen
bringbar. In einer Kupplungsstellung können Drehmomente über
die Antriebswelle 6' auf das Schließglied übertragen
werden. In einer entkuppelten Stellung können nur geringe
Drehmomente von der Antriebswelle 6' auf das Schließglied 4 übertragen
werden.
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In
der Antriebswelle 6' ist ein Antriebsmotor 5 gelagert.
Hierzu stecken in der Antriebswelle 6' zwei Gehäusehälften 16,
die den Motor 5 aufnehmen. Mit nicht dargestellten elektrischen
Leitungen ist der Motor 5 mit einer Steuerelektronik verbunden, die
sich im Knauf 1 befindet. Dort können sich auch Batterien
befinden. Die Steuerelektronik kann mit einer Sende-/Empfangs-Einrichtung
verbunden sein, um mit einem Transponder zu kommunizieren, der ein
Schließgeheimnis trägt.
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Der
Antriebsmotor 5 treibt eine Motorantriebswelle an, auf
der ein Anschlagkörper 14 sitzt. Dieser Anschlagkörper 14 wirkt
mit einem Gegenanschlag 15 zusammen, so dass sich die Motorwelle des
Elektromotors 5 nur um einen begrenzten Drehwinkel drehen
kann. Der Drehwinkel ist größer als 180°,
aber kleiner als 360° und liegt etwa im Bereich zwischen
220° und 270°.
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Auf
dem Ende der Motorwelle des Elektromotors 5 befindet sich
ein Umschaltmagnet 7. Die Drehachse der Motorwelle 5 verläuft
koaxial zur Antriebswelle 6'. Die Polung des Umschaltmagneten 7 ist
in Radialrichtung gerichtet.
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Der
Umschaltmagnet 7 sitzt in einer ovalen Ausnehmung 17 eines
Schiebers 8. Der Schieber 8 ist im Bereich des
Schließgliedes 4 in Radialrichtung bezogen auf
die Drehachse der Antriebswelle 6' verlagerbar gelagert.
Bezogen auf die Ausnehmung 17 besitzt der Schieber 8 zwei
Permanentmagnete 12, 12', die in ge gensinniger
Polung in diametraler Gegenüberlage bezogen auf den Umschaltmagneten 7 fest
mit dem Schieber 8 verbunden sind. Liegt die Polrichtung
des Umschaltmagneten 7 in Richtung der Polachse der beiden
Permanentmagneten 12, 12', so steht der Umschaltmagnet 7 mit
einem der Permanentmagneten 12 in anziehender Wirkverbindung und
mit dem jeweils anderen Permanentmagneten 12' in abstoßender
Wirkverbindung. Dies hat zur Folge, dass sich der frei im Inneren
des Schließgliedes 4 verlagerbare Schieber 8 in
eine Position verlagert, in der der anziehende Magnet 12 dem
Umschaltmagneten 7 am nächsten liegt.
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Wird
der Umschaltmagnet 7 um 180° gedreht, so entfaltet
der im Moment dem Umschaltmagneten 7 nächstliegendste
Permanentmagnet 12 eine abstoßende Wirkung. Da
der Umschaltmagnet aber um mehr als 180° bis in eine Anschlagstellung gedreht
wird, wird er zufolge der abstoßenden Wirkung (zunächst)
gegen den Anschlag beaufschlagt. Die abstoßende Wirkung
auf den nächstliegenden Permanentmagneten 12 und
die dann anziehende Wirkung auf den entfernt liegenden Permanentmagneten 12' führt
aber dann zu einer Umverlagerung des Schiebers 8.
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Den
beiden zuvor erörterten Verlagerungsstellungen des Schiebers 8 ist
jeweils eine Betriebsstellung zugeordnet. In einer ersten Verlagerungsstellung
kann der Schieber die entkuppelte Betriebsstellung einnehmen, in
der zweiten Verlagerungsstellung die Kupplungsstellung.
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Der
Schieber besitzt zwei sich gegenüberliegende quer zur Polachse
der Permanentmagnete 12, 12' ausgerichtete Eintauchfreiräume 13.
Bezogen auf die Mitte zwischen den beiden Permanentmagneten 12, 12' sind
die beiden Eintauchfreiräume 13 einem der beiden
Permanentmagnete 12' benachbart.
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Quer
zur Verlagerungsrichtung des Permanentmagneten und ebenfalls in
Radialrichtung bezogen auf die Drehachse der Antriebswelle 6, 6' befinden
sich in nerhalb des Schließgliedes 4 zwei Kupplungsglieder 9.
Die Kupplungsglieder 9 besitzen angeschrägte Kupplungsspitzen 9',
die voneinander wegweisen. Die Kupplungsspitzen 9' besitzen
schräge Flanken. Die Kupplungsspitzen 9' stecken
normalerweise jeweils in Kupplungsausnehmungen 11, wobei
die beiden sich diametral gegenüberliegenden Spitzen 9' in
sich diametral gegenüberliegenden Kupplungsausnehmungen 11 einliegen.
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Das
Schließglied 4 besitzt einen ringförmigen
Abschnitt. In der Innenwandung des Rings befinden sich im Wesentlichen
V-förmige Kupplungsausnehmungen 11. Es sind insgesamt
acht in gleichmäßiger Umfangsverteilung angeordnete
Kupplungsausnehmungen 11 vorgesehen.
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Die
beiden Kupplungsglieder 9 besitzen Sperrenden 9'',
die voneinander beabstandet sind. Der Abstand der beiden Sperrenden 9'' ist
in der Normalbetriebsstellung größer als die Breite
des Schiebers 8. Eine sich zwischen den beiden Sperrenden 9'' der
beiden Kupplungsglieder 9 erstreckende Druckfeder 10 beaufschlagt
die Kupplungsglieder 9 in die Kupplungsausnehmungen 11.
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Befindet
sich das Kupplungsglied 8 in der entkuppelten Stellung,
so fluchten die beiden Eintauchfreiräume 13 mit
den Sperrenden 9'' der Kupplungsglieder 9. Wird
in diesem Zustand die Antriebswelle 6' gedreht, so wird
das Schließglied 4 zunächst mitgeschleppt.
Stößt der radial ausladende Vorsprung des Schließgliedes 4 aber
auf einen Widerstand, so gleiten die angeschrägten Spitzen 9' der Kupplungsglieder 9 auf
den Schrägflanken der Kupplungsausnehmungen 11,
so dass sich die Kupplungsglieder 9 in Radialrichtung verlagern.
Befindet sich der Schieber 8 in der entkuppelten Stellung,
so können die Sperrenden 9'' bis in die Eintauchfreiräume 13 eintauchen
und die zwischen den Kupplungsausnehmungen 11 liegenden
Kupplungsvorsprünge des Schließgliedes 4 überlaufen.
Es ist somit eine freie Drehbarkeit in der entkuppelten Stellung
der Antriebswelle 6' gewährleistet. Die Spitzen 9',
also die schrägen Flanken der Kupplungsglieder 9,
treten dabei vollständig aus den Kupplungsausnehmungen 11 heraus.
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Wird
der Schieber 8 in die Kupplungsstellung verlagert, so verlagert
sich der Eintauchfreiraum 13 aus der Fluchtstellung. Werden
jetzt beim Aufbringen eines Drehmomentes die Kupplungsglieder 9 radial einwärts
verlagert, so stoßen die Sperrenden 9'' an die
Seitenwandung des Schiebers 8, bevor die angeschrägten
Kupplungsenden 9' des Kupplungsgliedes 9 die Kupplungsausnehmung 11 verlassen.
In dieser gekuppelten Stellung befinden sich die Kupplungsglieder 9 immer
im formschlüssigen Eingriff zu den Kupplungsausnehmungen 11 des
Schließgliedes 4. Es sind hohe Drehmomente von
der Antriebswelle 6' auf das Schließglied 4 übertragbar.
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Wird
in der Kupplungsstellung ein Drehmoment übertragen, so
liegen die Sperrenden 9'' an der Seitenwandung des Schiebers 8 an.
Sie üben eine Reibkraft auf den Schieber 8 aus.
Dies führt dazu, dass der Schieber 8 bewegungsgehemmt
ist. Der Schieber ist auch bewegungsgehemmt, wenn die Sperrenden 9'' in
den Eintauchfreiräumen 13 einliegen. Gleichwohl
lässt sich in diesen bewegungsgehemmten Stellungen des
Schiebers 8 der Umschaltmagnet 7 verlagern. Seine
Bewegungsposition bleibt aber zufolge der abstoßenden Magnetkraft
auf den in der Verkipptlage gehaltenen Umschaltmagnet 7 gespeichert.
Der Elektromotor muss zum Umschalten also nur kurzfristig bestromt
werden.
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Ist
die Bewegungshemmung des Schiebers 8 aufgehoben, so führt
die auf die Permanentmagneten 12, 12' wirkende
Magnetkraft zu einer augenblicklichen, allerdings zeitverzögerten
Verlagerung des Schiebers 8 in die jeweils andere Betriebsstellung.
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Alle
offenbarten Merkmale sind (für sich) erfindungswesentlich.
In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt
der zugehö rigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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