DE29803484U1

DE29803484U1 - Mechanisch und elektrisch codierte Vorrichtung

Info

Publication number: DE29803484U1
Application number: DE29803484U
Authority: DE
Original assignee: Kuhnke GmbH
Current assignee: Kuhnke GmbH
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 1998-04-23
Anticipated expiration: 2008-03-05
Also published as: EP0943762A2

Description

KuhnkeGmbH
Lütjenburger Straße 101
23714 Malente

Mechanisch und elektrisch codierte Vorrichtung

Diese Erfindung geht aus von einer mechanisch und elektrisch codierte Vorrichtung zur Verriegelung und Entriegelung eines in einem ersten feststehenden Teil beweglich gelagerten zweiten Teiles mit Hilfe mindestens eines Riegelmittels, das von einem als elektrischem Wandler ausgebildeten Aktor getrennt ist und das von einem dem Aktor zugeordneten Stellelement zur Durchführung der Verriegelung und zur Entriegelung verstellbar ist, daß das Riegelmittel im Verriegelungszustand in eine Aufnahme eingreift und durch diesen Eingriff die Bewegung des im feststehenden Teiles beweglich gelagerten Teiles innerhalb des feststehenden Teiles verhindert und daß sich das Riegelelement im Entriegelungszustand außer Eingriff aus der Aufnahme befindet und in diesem Zustand eine vorgegebene Bewegung des beweglich gelagerten Teiles innerhalb des feststehenden Teiles zuläßt, sofern die Benutzercodes zu den oben erwähnten definierten Codes passen.

In der DE Gm 297 15 137.1 wird eine Verriegelungsvorrichtung beschrieben, bei der die Bewegung eines Stellelementes auf Riegelmittel wirkt, die auf einer feststehenden Und unter einem vorgegebenen zur Achse des Stellelementes geneigtem Winkel in Eingriff oder Ausgriff bringbar sind.

Bei dieser Ausführung besteht ein erheblicher Aufwand, die Führungsbahnen zu fertigen, da diese einerseits unter einem vorgegebenen Winkel zur Bewegungsrichtung des Stellelementes verlaufen müssen! Gleichzeitig sind diese kompliziert zu fertigenden Bahnen in einer höhen Oberflächengüte auszuführen, damit die Riegelmittel nicht verhaken. Da vorzugsweise bei dieser Ausführung zwei Riegelmittel zum Einsatz kommen, die durch ein gemeinsames Stellelement bewegt werden, ist dieses Stellelement so zu gestalten, daß durch die Aktorbetätigung keine Seitenkräfte über das Stellelement auf den Aktor wirken. Dieses erfordert ebenfalls eine aufwendige Herstellung, da das Stellelement im Wirkungsbereich mit den Riegelmitteln sinnvollerweise dachförmig gestaltet wird. Auch diese beiden Dachflächen erfordern eine hohe Oberflächengüte. Weiterhin ist der genannten Verriegelungsvorrichtung zu eigen, daß beim Einsatz von Kugeln oder zylinderförmigen Riegelmitteln eine hohe Flächenpressung auftreten kann, die im ungünstigen Fall zur Verformung der Gleitbahnen und der Dachfläche des Stellelementes führen. .

Die Aufgabe dieser Erfindung liegt darin, eine mechanisch und elektrisch codierte Vorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln problemlos und preiswert herstellbar und sicher in ihrer Anwendung ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens ein Riegelmittel im bzw. am beweglich gelagerten Teil beweglich gelagert ist und das Riegelmittel durch die Bewegung wenigstens eines Stellelementes in mindestens eine Aufnahme des feststehenden Teiles in Eingriff öder durch die entgegengesetzte Bewegungsrichtung des Stellelementes in Ausgriff aus der Aufnahme bringbar ist.

Der bewegliche Teil dieser Vorrichtung ist vorzugsweise ein außen rotationssymetrisch ausgebildeter Zylinder, der im entriegelten Zustand um seine Längsachse im feststehenden Teil um seinen Mittelpunkt M drehbar gelagert ist. Dieser bewegliche Teil verfügt über eine in bzw. parallel zu seiner Längsachse eingebrachte Ausnehmung zur Aufnahme eines mechanisch und/oder

.3'

elektrisch codierten Schlüssels oder Schließmittels. Der mechanische Teil dieses Schlüssels wirkt mit nicht näher beschriebenen mechanischen Riegelmitteln in der codierten Vorrichtung zusammen, wie dieses allgemein bekannt ist. Gleichzeitig verfügt der Schlüssel jedoch auch über eine elektrische Codierung, die ebenfalls innerhalb der erfindüngsgemäßen Vorrichtung in bekannter Weise abgefragt wird. Zur elektrisch codierten Ver- und Entriegelung der Vorrichtung weist der bewegliche Teil eine Aufnahme auf, in der ein durch einen Aktor betätigbares Riegelmittel beweglich gelagert ist. Diese Aufnahme im beweglichen Teil korrespondiert mit einer zugehörigen Aufnahme im feststehenden Teil, in welche das Riegelmittel im verriegelten Zustand eingreift. Der Eingriff des Riegelmittels in den feststehenden Teil kann durch die Kraft einer Feder unterstützt werden oder geschieht - bei entsprechender Einbaulage ausschließlich durch die Schwerkraft, die auf das Riegelmittel einwirkt.

Das Riegelmittel kann beispielsweise als zylindrischer Stift ausgebildet sein. Vorzugsweise würde dann die im beweglichen Teil vorgesehene Aufnahme für dieses zylindrische Riegelmittel eine tiefenbegrenzte Bohrung sein, wobeiim entriegelten Zustand die dem Aktor abgewendete Stirnfläche des Riegelmittels an der Tiefenbegrenzung der Äufnahmebohrung zur Anlage kommt. Mit dieser Aufnahmebohrung im beweglichen Teil korrespondiert eine weitere Aufnahme im feststehenden Teil. Diese Aufnahme im feststehenden Teil dient einerseits der Aufnahme und beweglichen Lagerung des Stellelementes, im Verriegelungszustand zusätzlich auch der teilweisen Aufnahme des Verriegelungsmittels. Das Stellelement wirkt mit einem als elektrischem Wandler ausgebildeten Aktor zusammen und überträgt die Aktorbewegung auf das Riegelmittel. Wird als Aktor beispielsweise ein Hubmagnet eingesetzt, wird dessen Bewegung und somit auch die Bewegung des Stellelementes - auf einer geraden Achse zwischen zwei Endpositionen verlaufen. Abhängig von der jeweiligen Position des Stellelementes wird das Riegelmittel mit dem feststehenden Teil in Eingriff oder in Ausgriff gebracht.

■A

Es ist möglich, statt des beispielhaft genannten Hubmagneten als Aktor auch einen schwenkwinkelbegrenzten oder umlaufend arbeitenden Elektromotor als Aktor einzusetzen. Hierbei wird dann die jeweilige Motorachse vorzugsweise im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Riegelmittels angeordnet. Als Stellelement kann für einen schwenkwinkelbegrenzten Motor beispielsweise eine Exzenterscheibe vorgesehen werden, deren exzenter Verlauf so ausgestaltet ist, daß das Riegelmittel in Eingriff oder Ausgriff bringbar ist. Den Einsatz eines umlaufenden Motors wird man gemeinsam mit einem Getriebe vornehmen, an dessen Abtriebswelle ebenfalls eine exzentische Ausbildung vorhanden ist, die auf das Riegelmittel entsprechend wirkt.

In einfacher Ausgestaltung ist einem Hubmagnet als Aktor jedoch der Vorzug zu geben.

Es hat sich weiter bewährt, das Riegelmittel im beweglichen Teil in der Weise anzuordnen, daß sich dieses im Entriegelungszustand und bei vorgegebener Bewegung um dem gleichen Mittelpunkt M bewegt, um den auch das bewegliche Teil innerhalb des feststehenden Teiles bewegt wird. Hierbei stützt sich die dem Stellelement zugeneigte Fläche des Riegelmittels auf der gleichen kreisrunden Mantelfläche innerhalb des feststehenden Teiles ab, die in axialer Verlängerung den beweglichen Teil der Vorrichtung aufnimmt.

In einer weiteren Ausführung ist es möglich, in das feststehende Teil eine umlaufende Nut einzubringen, in der das Riegelmittel bei Bewegung des beweglichen Teiles gleitet. Hierbei ist der Radius der Nut und der Radius des beweglichen Teiles vorzugsweise auf den gleichen Mittelpunkt M und auf die gleiche Längsachse des beweglichen Teiles bezogen. Es ist für die einzubringende Nut jedoch auch ein Versatz der Mittelpunkte von der einzubringenden Nut bezogen auf den Mittelpunkt der kreisrunden Mantelfläche möglich. Dieses würde eine Änderung der aufzubringenden Bewegungskraft erwirken.

In Abhängigkeit von der Aufgabenstellung, die der jeweiligen Ausgestaltung der codierbaren Vorrichtung zugrunde liegt, ist es auch möglich, diese Vorrichtung mit mehreren elektrisch codierten Riegelmitteln in Eingriff öder in Ausgriff zu bringen. Hierbei kann jedem Riegelmittel ein eigener Aktor zugeordnet sein, wobei jedem Riegelmittel wiederum ein eigener, anderer Code zugeordnet ist. Hierdurch ergibt sich ein Vielfaches an Codesicherheit gegenüber einem einzelnen Riegelmittel mit zugehörigem Aktorcode. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Riegelmittel durch einen gemeinsamen Aktor in Eingriff oder Ausgriff zu bringen bzw. jeweils eine Gruppe mehrerer Riegelmittel durch einen einzelnen Aktor je Gruppe.

In vorn beschriebenen Ausführungsbeispiel war als Riegelmittel ein zylindrischer, federbelasteter Sift vorgesehen. Dieses Riegelmittel kann jedoch auch eine andere Form einnehmen, z. B. die Form einer rechteckigen Scheibe mit einer definierten Länge, Breite und Dicke. Selbstverständlich sind die Aufnahmen im beweglichen und feststehenden Teil der Vorrichtung diesen Ausgestaltungen anzupassen/Weiterhin ist es möglich, das Riegel mittel als schwenkbaren Hebel auszubilden, wobei die Lagerung dieses Hebels beispielsweise durch eine Welle vorgenommen wird oder daß man ein entsprechend ausgebildetes Schneidenlager wählt. Auch hierbei ist es möglich, das Stellelement mit einer Feder, deren Kraft gegen die Betätigung des Aktors wirkt, auszustatten.

Es versteht sich von selbst, daß die Tiefe der Aufnahme auf die Länge des Riegelmittels derart abgestimmt ist, daß im Entriegelungszustand die vorgegebene Bewegungsfreiheit des beweglich gelagerten Teiles im feststehenden Teil ungehindert erreicht wird. Es hat sich bewährt, diese Abstimmung dadurch zu fixieren, daß die Anschlagfläche des Riegelmittels an der tiefenbegrenzten Anschlagfläche der Aufnahme für das Riegelmittel zur Anlage kommt.

Um ein ungehindertes Gleiten des Riegelmittels im entriegelten Zustand aus seiner Verriegelungsposifion heraus zu gewährleisten, sind das Riegelmittel und das Stellelement an ihren jeweils zugekehrten Flächen mit entsprechend gebrochenen Kanten zu versehen, wobei diese Kantenbrüche z. B. bei einem zylindrisch ausgebildeten Riegelmittel ein angeformter Radius sein kann. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung im Bereich des Riegelmittels in verriegeltem Zustand,

Fig. 2 einen Teilschnitt gemäß Fig. 1, jedoch in entriegeltem Zustand, Fig. 3 einen weiteren Teilschnitt in verriegeltem Zustand.

Die mechanisch und elektrisch codierte Vorrichtung 1 besteht aus einem feststehenden Teil 2, daß eine längliche Ausnehmung aufweist, in welcher der bewegliche Teil 3 vorzugsweise um den Mittelpunkt M drehbeweglich gelagert ist. In dem drehbeweglich gelagertem Teil 3 ist von seiner äußeren Mantelfläche eine Ausnehmung 5 tiefenbegrenzt eingebracht. Die Tiefe T dieser Ausnehmung endet an der Anschlagfläche 9. Diese Aufnahme 5 kann beispielsweise eine kreisrunde Bohrung sein, die sich in ihrer Verlängerung über die Anschlagfläche 9 hinaus, in Durchmesser reduziert, fortsetzt, z. B. bis hin zur Durchdringung der gegenüberliegenden Mantelfläche. Diese im Durchmesser reduzierte Bohrung ist die Aufnahme 7 für eine Feder 6. Die Feder 6 stützt sich einerseits auf dem in die Aufnahme 7 eingebrachten Wiederlager 8 ab und wirkt auf die Anschlagfläche 10 eines in die Ausnehmung 5 eingebrachten Riegelmittels 4. Das Riegelmittel 4 wird im Falle einer als Bohrung ausgeführten Aufnahme 5 ein zylindrischer Stift mit der Länge L sein. Der Außendurchmesser dieses Riegelmittels 4 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Aufnahme 5, so daß das Riegelmittel ohne seitliches Verkanten in der Aufnahme

axial beweglich geführt ist. Es versteht sich von selbst, daß die Innenoberfläche der Aufnahme 5 ebenso wie der Außendurchmesser des Riegelmittels 4 eine hohe Oberflächengüte aufweisen müssen, damit während der Bewegung des Riegeimittels 4 nur eine geringe Reibung zu überwinden ist.

Die Länge L des Riegelmittels 4 entspricht zweckmäßigerweise der Tiefe T der Aufnahme 5. Im Entriegelungszustand kommt die Anschlagfläche 10 des Riegelmittels 4 an der Anschlagfläche 9 der Aufnahme 5 zur Anlage.

Die dem Stellelement 12 zugekehrte Seite 4.1 des Riegelmittels weist an ihrem Übergang zur äußeren Mantelfläche des Riegelmittels zweckmäßigerweise einen verrundeten Übergang 18 auf. Hierdurch ist dann im entriegeltem Zustand eine ungehinderte Drehbewegung des beweglichen Teiles 3 um dessen Mittelpunkt M möglich.

Korrespondierend hierzu weist das Stellelement 12 an seiner dem Riegelelement 4 zugeneigten Fläche 12.1 eine gerundete, konvexe Ausbildung auf.

Aufgrund der Ausbildung der Fläche 4.1 läßt sich im entriegelten Zustand mit dem Riegelmittel 4 die Riegelmittelaufnahme 16 im feststehenden Teil ungehindert überfahren. Somit ist es möglich, daß das bewegliche Teil 3 im entriegelten Zustand innerhalb des feststehenden Teiles 2 durch die Entriegelung problemlos um mehr als 360 Grad um den Mittelpunkt M gedreht werden kann.

Der Vorgang des Entriegeins geschieht, indem ein als elektrischer Wandler angeordneter Aktor 11 bestromt wird. Dieser Aktor 11 befindet sich in einer Aufnahme 15 innerhalb des feststehenden Teiles und ist durch ein Widerlager 13 in seiner Position gesichert. Das Stellelement 12 überträgt die Aktorbewegung auf das Riegelmittel-4, das bei Bestromung des Aktors 11 somit mit seiner Anschlagfläche TOgegen die tiefenbegrenzte Anschlagfläche 9 der Aufnahme zur Anlage kommt.

Wird in dieser entriegelten Position das bewegliche Teil 3 um den Mittelpunkt M verschwenkt, so gleitet die Fläche 4.1 des Riegelmittels auf der als Kreis dargestellten inneren Mantelfläche des feststehenden Teiles. Wird der Aktor 11 spannungslos geschaltet, fährt das Stellelement 12 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Position zurück, so daß die Aufnahme 16 wieder für das Riegelmittel frei gegeben wird. Wird das bewegliche Teil 3 nunmehr soweit gedreht, daß die Aufnahmen 5 und die hierzu korrespondierende Aufnahme 16 achsgleich sind, wird das Riegelmittel 4 durch die Kraft der Feder 6 wieder bis zur Anlage am Stellelement 12 in die Aufnahme 16 eingeführt und somit die Verriegelung wieder in Eingriff gebracht.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Riegelmittel 4 in einer diesem zugeordneten Nut 19 im Entriegelungszustand aufgenommen wird. Bei einer Bewegung des beweglichen Teiles 3 um den Mittelpunkt M gleitet die Fläche 4.1 nunmehr auf der Fläche 20 des Nutgrundes. Bei dieser Ausführung ist es zweckmäßig, das Verriegelungsmittel 4 nicht zylindrisch zu gestalten, sondern z. B. als scheibenförmigen Körper. Die zugehörige Aust nehmung 5 kann beispielsweise durch Fräsen in den beweglichen Teil 3 eingebracht werden. Hierbei ist zu beachten, daß die Breite der Nut 19 und des hierin gleitenden Riegelmittels 4 entsprechend breiter sind, als der Durchmesser der Durchdringung 21. Diese Durchdringung 21 kann als Montagehilfe gegebenenfalls vorgesehen werden, ist jedoch funktionstechnisch nicht erforderlich.

Abschließend sei noch erwähnt, daß das Riegelmittel 4, sowie auch der feststehende Teil 2 und der bewegliche Teil 3 aus geeignetem Werkstoff zu wählen sind, so daß die genannten Teile im Zusammenspiel auch einer unzulässigen Krafteinwirkung ohne Zerstörung standhalten.

Die vorgeschlagene Lösung bietet sehr einfache Herstellverfahren der jeweiligen Einzelteile, sowie auch der entsprechenden Montage. Die erforderlichen Einzelteile werden auf ein Minimum reduziert. Durch die Mehrfachanordnung der Riegelmittel, die wahlweise einzeln, in Gruppen oder gemeinsam angesteuert werden, ergibt sich sowohl eine zusätzliche Verteilung der aufzunehmende Kräfte, wie auch die Möglichkeit, durch Redundanzen eine extrem hohe Codesicherheit zu ermöglichen.

Claims

Ansprüche

1. Mechanisch und elektrisch codierte Vorrichtung zur Verriegelung und Entriegelung eines in einem ersten feststehenden Teil (2)'beweglich gelagerten zweiten Teiles (3) mit Hilfe mindestens eines Riegelmittels (4), das von einem als elektrischen Wandler ausgebildeten Aktor (11) getrennt ist und das von einem dem Aktor zugeordneten Stellelement (12) zur Durchführung der Verriegelung und zur Entriegelung verstellbar ist, daß das Riegelmittel (4) im Verriegelungszustand in eine Aufnahme (16) eingreift und durch diesen Eingriff die Bewegung des im feststehenden Teiles (2) beweglich gelagerten Teiles (3) innerhalb des feststehenden Teiles (2) verhindert und daß sich das Riegelmittel (4) im Entriegelungszustand außer Eingriff aus der Aufnahme (16) befindet und in diesem Zustand eine vorgegebene Bewegung des beweglich gelagerten Teiles (3) innerhalb des feststehenden Teiles (2) zuläßt, sofern die Benutzercodes zu den oben erwähnten definierten Codes passen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Riegelmittel (4) im bzw. am beweglich gelagerten Teil (3) beweglich gelagert ist und das Riegelmittel (4) durch die Bewegung wenigstens eines Stellelementes (12) in mindestens eine Aufnahme (16) des feststehenden Teiles (2) in Eingriff oder durch die entgegengesetzte Bewegungsrichtung des Stellelementes (12) in Ausgriff aus der Aufnahme (16) bringbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel (4) im Entriegelungszustand und bei vorgegebener Bewegung mit seiner dem Stellelement (12) zugeneigten Fläche (4.1) um den gleichen Mittelpunkt (M) und auf der gleichen kreisförmigen Mantelfläche (17) innerhalb des feststehenden Teiles (2) gleitet, die den beweglichen Teil (3) aufnimmt. ' . .

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel (4) in einer im feststehenden Teil (3) umlaufenden Nut (19) gleitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Nut (19) und der Radius des beweglichen Teiles ( 3) vorzugsweise von dem gleichen Mittelpunkt M auf gleicher Längsachse ausgehen.

5. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Riegelmittel (4) in Eingriff oder in Ausgriff bringbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Riegelmittel (4) durch einen gemeinsamen Aktor (11) in Eingriff oder in Ausgriff bringbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Riegelmittel (4) durch jeweils einen zugeordneten Aktor (11) in Eingriff oder in Ausgriff bringbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Gruppen mit mindestens je zwei Riegelmitteln (4) durch mindestens je einen Aktor (11) pro Gruppe in Eingriff oder in Ausgriff bringbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (12) auf seiner dem Riegeimittel (4) zugekehrten seite (12.1) konvex ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel (4) auf seiner dem Stellelement (12) zugekehrten Seite (4.1) mit einer vorzugsweise umlaufenden Fase oder einem Radius (18) versehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel (4) durchdie Kraft einer Feder (6) in den verriegelnden Eingriff bringbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel (4) durch Schwerkraft in Eingriff bringbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (T) der Aufnahme (5) bezogen auf die Länge (L) des Riegelmittels (4) derart bemessen ist, daß im Entriegelungszustand die vorgegebene Bewegungsfreiheit des beweglich gelagerten Teiles (3) im feststehenden Teil (2) ungehindert gegeben ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Entriegelungszustand die Aschlagfläche (10) des Riegelmittels (4) an der tiefenbegrenzten Anschlagfläche (9) der Aufnahme (5) zur Anlage kommt.