EP1719861B1

EP1719861B1 - Schliessszylinder für ein elektronisches Schliesssystem

Info

Publication number: EP1719861B1
Application number: EP06005207A
Authority: EP
Inventors: Reinhold Kukuck
Original assignee: Hewi Heinrich Wilke GmbH
Current assignee: Hewi Heinrich Wilke GmbH
Priority date: 2005-05-04
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: EP1719861A2; DK1719861T3; ATE484640T1; ES2354445T3; DE502006008058D1; DE102005020804A1; EP1719861A3; PT1719861E

Description

Die Erfindung betrifft einen Schließzylinder für ein elektronisches Schließsystem mit einer inneren und einer äußeren Betätigungswelle sowie einem dazwischen angeordneten Schließelement.
Derartige Schließzylinder sind aus dem Stand der Technik bekannt. Zur Betätigung solcher Schließzylinder ist die innere Betätigungswelle regelmäßig mit einem inneren Türknauf oder einem inneren Türdrücker verbunden, wohingegen die äußere Betätigungswelle mit einem äußeren Türknauf oder einem äußeren Türdrücker gekoppelt ist. Um eine Drehbewegung des inneren oder äußeren Türknaufs oder Türdrückers bei Nachweis einer entsprechenden Berechtigung auf das ebenfalls drehbare Schließelement zu übertragen, ist es nötig, eine je nach Betriebszustand herstellbare und auch wieder lösbare drehfeste Verbindung zwischen der jeweiligen Betätigungswelle und dem Schließelement herstellen zu können.
Solche Schließzylinder sind aus den Dokumenten DE19919283 und FR2655367 bekannt. Das Dokument DE19919283 offenbart einen Schließzylinder, wobei insbesondere ein schwenkbares Kopplungselement zur drehfesten Kopplung mit den Betätigungswellen bereichsweise in deren Hohlräume einschwenkbar ist. Das Kopplungselement wird nicht durch einen Elektromotor, sondern magnetisch durch eine Batterie bestromte Spule zwischen drei verschiedenen Stellungen verfahren.
Das Dokument FR2655367 offenbart einen Schließzylinder, wobei insbesondere ein Kopplungselement drehfest und axial verschiebbar in einer Hülse gelagert ist, und zur drehfesten Kopplung mit den Betätigungswellen bereichsweise in deren Hohlräume einschiebbar ist, wobei das Kopplungselement mittels eines Elektromotors zwischen zwei verschiedenen Stellungen verfahrbar ist, indem nur die innere oder die äußere Betätigungswelle drehfest mit dem Schließelement verbunden ist.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, die genannte, je nach Betriebszustand herstellbare oder lösbare drehfeste Verbindung zwischen der jeweiligen Betätigungswelle und dem Schließelement auf möglichst einfache Weise zu realisieren, wobei gleichzeitig eine möglichst große Zahl von Betriebszuständen, je nach der für einen bestimmt Anwendungsfall gewünschten Berechtigung, erzeugbar sein soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Es handelt sich somit um einen Schließzylinder für ein elektronisches Schließsystem mit einer inneren und einer äußeren Betätigungswelle sowie einem dazwischen angeordneten Schließelement, wobei das Schließelement mit einer um die Drehachse der Betätigungswellen drehbaren Hülse fest verbunden ist,
wobei die Betätigungswellen zumindest an ihren der Hülse zugewandten Enden jeweils einen Hohlraum aufweisen,
wobei ein Kopplungselement drehfest und axial verschiebbar in der Hülse gelagert und zur drehfesten Kopplung mit den Betätigungswellen bereichsweise in deren Hohlräume einschiebbar ist, und
wobei das Kopplungselement mittels eines Elektromotors zwischen drei verschiedenen Stellungen verfahrbar ist, wobei es sich

in der ersten Stellung zur drehfesten Kopplung des Schließelements mit der inneren Betätigungswelle zum Teil im Hohlraum der inneren Betätigungswelle und zum Teil in der Hülse,
in der zweiten Stellung zur drehfesten Kopplung des Schließelements mit der äußeren Betätigungswelle zum Teil im Hohlraum der äußeren Betätigungswelle und zum Teil in der Hülse, und
in der dritten Stellung zur Entkopplung zwischen Hülse und innerer sowie äußerer Betätigungswelle vollständig innerhalb der Hülse

Erfindungsgemäß lassen sich also auf einfache Weise durch eine geeignete Axialverschiebung des Kupplungselements drei unterschiedliche Betriebszustände des Schließzylinders einstellen. In der ersten Stellung (im Folgenden Stellung "I") ist die innere Betätigungswelle drehfest mit dem Schließelement gekoppelt, so dass eine Betätigung eines inneren Türknaufs oder Türdrückers zu einer Drehung des Schließelements und somit zu einem Öffnen einer Tür führen kann. Die äußere Betätigungswelle ist in der Stellung I nicht mit dem Schließelement gekoppelt und kann dementsprechend frei gedreht werden.
Wenn in der zweiten Stellung (im Folgenden Stellung "A") die äußere Betätigungswelle drehfest mit dem Schließelement gekoppelt ist, kann in entsprechender Weise eine Betätigung eines äußeren Türknaufs oder Türdrückers zu einer Drehung des Schließelements und somit zu einem Öffnen der Tür führen. In der Stellung A ist dann die innere Betätigungswelle frei drehbar.
In der dritten Stellung (im Folgenden Stellung "K") befindet sich das Kopplungselement vollständig innerhalb der mit dem Schließelement verbundenen Hülse, so dass weder eine Kopplung mit der inneren Betätigungswelle noch eine Kopplung mit der äußeren Betätigungswelle vorliegt. Innere und äußere Betätigungswelle mit den daran jeweils angekoppelten Türknäufen bzw. Türdrückern sind in Stellung K demzufolge beide frei drehbar, da keine der Wellen in Eingriff mit dem Kopplungselement steht.
Wenn im Rahmen dieser Anmeldung von einer frei drehbaren Betätigungswelle die Rede ist, so bedeutet dies grundsätzlich, dass die jeweilige frei drehbare Betätigungswelle sich nicht im Eingriff mit dem Kopplungselement befindet, so dass dementsprechend auch keine drehfeste Kopplung zwischen der Betätigungswelle und dem Schließelement existiert. Es kann jedoch in bestimmten Anwendungsfällen sinnvoll sein, eine der beiden Betätigungswellen auf andere Art als über das Kopplungselement drehfest mit dem Schließelement zu verbinden, so dass über die jeweilige Betätigungswelle unabhängig von der Axialposition des Kopplungselements immer eine Betätigung des Schließelements möglich ist. Dies ist beispielsweise dann erwünscht, wenn über einen inneren Türdrücker oder Türknauf grundsätzlich immer ein Öffnen des Schließzylinders möglich sein soll.
Durch die drei erfindungsgemäßen Betriebszustände I (Betätigung des Schließelements von innen möglich), A (Betätigung des Schließelements von außen möglich) und K (keine Betätigung des Schließelements möglich, es sei denn es besteht die letztgenannte besondere mechanische Verbindung ohne Verwendung des Kopplungselements) lassen sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Berechtigungsvarianten realisieren:
Wenn eine Betätigung von außen nur mit Berechtigung, von innen jedoch immer möglich sein soll, kann sich das Kopplungselement immer in der Stellung I befinden, wobei es nur dann in die Stellung A verschoben wird, wenn von außen, beispielsweise durch das Einstecken eines Transponder-Schlüssels, eine entsprechende Berechtigung nachgewiesen wird.
Wenn eine Betätigung von außen nur mit Berechtigung, von innen jedoch grundsätzlich nicht möglich sein soll, kann sich das Kopplungselement immer in der Stellung K befinden, wobei es nur dann in die Stellung A verschoben wird, wenn von außen eine entsprechende Berechtigung nachgewiesen wird.
Wenn eine Betätigung sowohl von außen als auch von innen nur mit Berechtigung möglich sein soll, kann sich das Kopplungselement immer in der Stellung K befinden, wobei es nur dann in die Stellung A verschoben wird, wenn von außen eine entsprechende Berechtigung nachgewiesen wird und nur dann in die Stellung I verschoben wird, wenn von innen einen entsprechende Berechtigung nachgewiesen wird.
Der Nachweis einer Berechtigung innen und außen kann je nach Anwendungsfall beispielsweise dadurch erfolgen, dass - wie bereits erwähnt - ein Transponder-Schlüssel von der Innen- oder Außenseite in den Schließzylinder eingeführt wird oder aber auch dadurch, dass ein Transponder nahe genug an einen inneren oder äußeren Türknauf heranbewegt wird. Die beiden genannten Varianten lassen sich auf der Innen- und der Au-ßenseite beliebig miteinander kombinieren, insbesondere ist es möglich, von der Außenseite her mit einem Transponder-Schlüssel und auf der Innenseite mit einem Türknauf zu öffnen oder aber auch sowohl innen als auch außen jeweils Türknäufe vorzusehen.
Vorstehende Ausführungen zeigen, dass mit einem erfindungsgemäßen Schließzylinder eine Vielzahl von unterschiedlichen Betriebsvarianten realisierbar ist, ohne dass hierfür am Schließzylinder irgendwelche Änderungen vorgenommen werden müssten. Vielmehr lassen sich alle Betriebsvarianten durch eine jeweils gewünschte elektronische Ansteuerung des Kopplungselements in die Praxis umsetzen.
Bevorzugt ist es, wenn der Querschnitt des Kopplungselements dem freien Innenquerschnitt von Hülse und Hohlräumen der Betätigungswellen entspricht. Wenn in diesem Fall der Querschnitt des Kupplungselements nicht exakt kreisförmig und die freien Innenquerschnitte von Hülse und Hohlräumen zumindest im Wesentlichen komplementär hierzu ausgebildet werden, ergibt sich eine vergleichsweise große Berührungsfläche zwischen Kopplungselement, Hülse und Hohlräumen, so dass hier eine effiziente und stabile Kraftübertragung zwischen dem Schließelement und der jeweiligen Betätigungswelle möglich wird.
Konkret ist es von Vorteil, wenn das Kopplungselement einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit zumindest einer nach außen ragenden Hervorhebungen aufweist.
Besonders bevorzug ist es, wenn das Kopplungselement drei Hervorhebungen aufweist, die ungleichmäßig über den Umfang des Kopplungselements verteilt sind, wobei insbesondere zwei benachbarte Hervorhebungen einen Winkelabstand von 72° zueinander aufweisen und die dritte Hervorhebung zu den beiden anderen Hervorhebungen einen Winkelabstand von jeweils 144° aufweist. In diesem Fall kann dann die Hülse drei zu den Hervorhebungen komplementäre Ausnehmungen besitzen, wobei der Hohlraum zumindest einer Betätigungswelle fünf zu den Hervorhebungen komplementäre Ausnehmungen aufweist, welche jeweils gleichmäßig über den Innenumfang des Hohlraums verteilt angeordnet sind, was z.B. dann sinnvoll ist, wenn die entsprechende Betätigungswelle über einen drehbaren Knauf beaufschlagbar ist. Bei dieser Ausführungsform ist dann sichergestellt, dass immer dann, wenn eine Hervorhebung des Kopplungselements mit einer dazu komplementären Ausnehmung der Hülse ausgerichtet ist, automatisch auch immer die beiden anderen Hervorhebungen des Kopplungselements mit entsprechenden Ausnehmungen der Hülse ausgerichtet sind, so dass das Kopplungselement in die Hülse eingeführt und dadurch drehfest mit ihr gekoppelt werden kann. Von Vorteil ist bei dieser Ausgestaltung die Tatsache, dass unabhängig von der Winkelposition zwischen Kopplungselement und Hülse das Kopplungselement bzw. ein damit gekoppelter Türknauf immer nur maximal um etwas weniger als 72° gedreht werden muss, bis ein Einrasten zwischen Kopplungselement und Hülse erfolgt. Dies vereinfacht die Bedienung des erfindungsgemäßen Schließzylinders über einen Türknauf erheblich, da beispielsweise bei Vorsehung nur einer Hervorhebung am Kopplungselement und einer dazu komplementären Ausnehmung in der Hülse eine Knaufdrehung von bis zu 360° nötig wäre, um das gewünschte Einrasten zu erreichen.
Der Hohlraum einer oder auch beider Betätigungswellen kann aber auch nur drei zu den Hervorhebungen komplementäre Ausnehmungen besitzen, welche über den Umfang des Hohlraums in der gleichen Weise verteilt sind, wie die Hervorhebungen des Kopplungselements. Dies ist z.B. dann sinnvoll, wenn die entsprechende Betätigungswelle über einen Schlüssel beaufschlagt wird. Dies hat dann zur Folge, dass das Kopplungselement nur in einer einzigen relativen Winkelstellung zum Hohlraum der jeweiligen Betätigungswelle in diesen zum Zweck einer drehfesten Kopplung eingeführt werden kann. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass sich beispielsweise immer dann, wenn der Schlüssel vertikal ausgerichtet ist und aus dem Schließzylinder abgezogen werden kann, das Schließelement in einer Position befindet, in welcher es sich ausgehend von der mit ihm verbundenen Hülse vertikal nach unten erstreckt. Somit befindet sich ein über das Schließelement betätigter Riegel bei abgezogenem Schlüssel zwangsläufig immer in einer definierten Position und nicht etwa in einer unerwünschten Zwischenstellung.
Grundsätzlich ist es jedoch möglich, je nach Anwendungsfall, Kopplungselement und Hülse mit einer beliebig niedrigen oder beliebig hohen Anzahl von Hervorhebungen bzw. Ausnehmungen zu versehen. Zwingend ist lediglich, dass in einer bestimmten Winkelstellung zwischen Kopplungselement und Hülse ein wechselseitiges Verrasten erfolgen kann.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kopplungselement drehbar auf einer Schubstange gelagert ist, welche an ihrem dem Kopplungselement abgewandten Ende mit einem Gewinde, insbesondere einem Außengewinde versehen ist, welches in Wirkverbindung mit einem vom Elektromotor beaufschlagbaren Gewindeelement, insbesondere einer Innengewindehülse, steht. Die Schubstange kann in diesem Fall durch eine Drehung des vom Elektromotor beaufschlagten Gewindeelements in Richtung ihrer Längsachse je nach Drehrichtung des Gewindeelements in entgegengesetzte Richtungen verschoben werden, wobei die Längsachse der Schubstange mit der Längsachse des Kopplungselements zusammenfallen kann. Dabei ist natürlich durch geeignete Maßnahmen sichergestellt, dass sich die Schubstange nicht mit dem Gewindeelement mitdrehen kann. Gemeinsam mit der Verschiebung der Schubstange kann dann auch eine axiale Verschiebung des Kopplungselements erfolgen, da dieses drehbar auf der Schubstange gelagert ist. Die axiale Bewegung des Kopplungselements muss dabei nicht zwangsläufig vollständig gleichzeitig mit der Bewegung der Schubstange erfolgen, vielmehr ist es möglich, das Kopplungselement in bestimmten Grenzen auf der Schubstange nicht nur drehbar, sondern auch axial verschiebbar zu lagern. In diesem Fall ist es sinnvoll, wenn das Kopplungselement auf der Schubstange mittels einer Feder in eine mittlere, neutrale Axialposition vorgespannt ist, von der aus das Kopplungselement gegen die Federkraft in beide Axialrichtungen verschiebbar ist. Diese Anordnung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Kopplungselement nur in einer bestimmten relativen Winkelposition zu der jeweiligen Betätigungswelle in deren Hohlraum hinein bewegbar ist, da dann die Schubstange bei Betätigung des Gewindeelements auch bereits dann in dem Hohlraum eingeführt werden kann, wenn Kopplungselement und Hohlraum nicht zum wechselseitigen Eingriff miteinander ausgerichtet sind. In diesem Fall liegt dann das Kopplungselement unter Spannung der genannten Feder bei bereits im Hohlraum befindlicher Schubstange stirnseitig an der Betätigungswelle an. Bei einem Drehen der Betätigungswelle durch einen Schlüssel, Türknauf oder Türdrücker ändert sich dann die Relativposition zwischen Betätigungswelle und Kopplungselement bis Betätigungswelle und Kopplungselement bezüglich ihrer relativen Winkelposition zueinander derart ausgerichtet sind, dass das Kopplungselement in den Hohlraum der Betätigungswelle hineinbewegt werden kann. Dieses Hineinbewegen des Kopplungselements in den Hohlraum wird dabei durch die genannte Feder ausgelöst. Bei dieser Bewegung bewirkt die Feder auf das Kopplungselement bei der einen Betätigungswelle eine Druckkraft und bei der anderen Betätigungswelle eine Zugkraft. Das genannte Prinzip wird im Rahmen der Figurenbeschreibung noch näher erläutert.
Bei der letztgenannten Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, wenn das Kopplungselement zweiteilig in Form eines Innenhohlzylinders und eines Außenhohlzylinders ausgeführt ist, wobei der Außenhohlzylinder um den Innenhohlzylinder drehbar und axial zu diesem fixiert ausgebildet ist und die Feder den Innenhohlzylinder beaufschlagt. Auf diese Weise wird vermieden, dass eine Drehbewegung zwischen Feder und Kopplungselement bzw. zwischen Feder und dem Innenhohlzylinder des Kopplungselements auftritt, was auf nachteilige Weise zu einem Lösen der Federfixierung oder aber auch zu einem unerwünschten Materialabrieb führen könnte. Der Außenhohlzylinder weist bei der genannten Ausführungsform bevorzugt die bereits genannten Hervorhebungen auf, die zum Eingriff in komplementäre Ausnehmungen der Hohlräume der Betätigungswellen geeignet sind, um eine Wirkverbindung zwischen Kopplungselement und dem Hohlraum der jeweiligen Betätigungswelle herzustellen. Auch diese Ausführungsform wird im Rahmen der Figurenbeschreibung noch näher erläutert.
Vorteilhaft ist es, wenn sich die Schubstange zentral durch die innere Betätigungswelle erstreckt, da in diesem Fall der Motor zur Betätigung der Schubstange auf der Innenseite einer Tür innerhalb eines Türknaufs angeordnet werden kann, so dass von der Außenseite der Tür keine Manipulation möglich ist.
Um die jeweilige Axialposition der Schubstange oder des Kopplungselements jederzeit bestimmen und in der Elektronik des Schließzylinders verarbeiten zu können, kann der die Schubstange beaufschlagende Elektromotor als Schrittmotor ausgebildet werden. In diesem Fall ist dann die elektronisch ohne weiteres ermittelbare Anzahl der vom Elektromotor durchgeführten Schritte proportional zur Axialposition der Schubstange bzw. des Kopplungselements.
Alternativ oder zusätzlich können im erfindungsgemäßen Schließzylinder auch Sensoren zur Detektion der Axialposition des Kopplungselements oder der Schubstange vorgesehen werden, welche dann entsprechende Signale zur Elektronik des Schließzylinders übermitteln.
Vorteilhaft ist es schließlich auch, wenn die Schubstange eine zentrale Kabeldurchführung aufweist. Da die Schubstange bevorzugt drehfest zu einem mit einer Betätigungswelle gekoppelten Türknauf angeordnet ist, kann sichergestellt werden, dass auch die Kabeldurchführung sich bei einer Betätigung des Türknaufs relativ zu diesem nicht dreht, so dass die in der Kabeldurchführung verlegten Leitungen, welche zu einer im Türknauf vorgesehenen Elektronik führen, keinerlei Verwindungsbelastungen ausgesetzt sind. Für die elektronische Kopplung der mit dem genannten Türknauf versehenen Türseite mit der anderen Türseite sind dann, beispielsweise im Bereich des dem Türknauf abgewandten Endes der Schubstange, z.B. Schleifkontakte vorzusehen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert; in diesen zeigen:

Fig. 1: eine dreidimensionale Ansicht von Teilen des erfindungsgemäßen Schließzylinders in einer Explosionsdarstellung aus einer ersten Perspektive,
Fig. 2: eine Darstellung gemäß Fig. 1 aus einer zweiten Perspektive,
Fig. 3: einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schließzylinder, welcher die Komponenten gemäß den Fig. 1 und 2 aufweist,
Fig. 4: eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 3 entsprechend gekennzeichneten Bereichs in Stellung K,
Fig. 5: eine Darstellung gemäß Fig. 4 in einer Übergangsstellung,
Fig. 6: eine Darstellung gemäß den Fig. 4 und 5 in Stellung A, und
Fig. 7: eine Darstellung gemäß den Fig. 4 bis 6 in Stellung I.

Die Explosionsdarstellung gemäß den Fig. 1 und 2 zeigt eine innere Betätigungswelle 10, zu der axial ausgerichtet eine äußere Betätigungswelle 12 vorgesehen ist, wobei sich zwischen den beiden Betätigungswellen 10, 12 ein Schließelement 14 befindet, welches mit einer um die Drehachse der Betätigungswellen 10, 12 drehbaren Hülse 16 fest verbunden ist. Fig. 1 zeigt die genannten Komponenten in einer Ansicht von außen, wohingegen Fig. 2 eine entsprechende Ansicht von innen darstellt.
Die Betätigungswellen 10, 12 sind jeweils zweiteilig ausgebildet. Die äußere Betätigungswelle besteht aus einem ersten Element 18, an welches sich axial in Richtung der Hülse 16 ein Ringelement 20 anschließt, welches mit dem Element 18 über Formschlusselemente 22 drehfest koppelbar ist. Im Element 18 ist dabei ein Schlüsselkanal 24 ausgebildet, so dass das Element 18 gemeinsam mit dem Ringelement 20 bei in den Schlüsselkanal 24 eingeführtem Schlüssel drehbar ist.
In entsprechender Weise besteht die innere Betätigungswelle 10 aus einem Element 26, welches drehfest mit einem der Hülse 16 zugewandten Ringelement 28 gekoppelt ist. Das Element 26 ist dabei zur Ankopplung an einen in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellten Türknauf geeignet, über welchen es dann letztlich verdreht werden kann.
Alternativ kann zumindest eine der Betätigungswellen 10, 12 auch einteilig ausgebildet werden.
In jedem Fall ist es sinnvoll, die Betätigungswellen 10, 12 so auszubilden, dass sie mittels geeigneter, nicht dargestellter Distanzhülsen verlängert werden können, um so auf einfache Weise Schließzylinder mit unterschiedlichen Längen bereitstellen zu können.
Durch die innere Betätigungswelle 10 hindurch erstreckt sich eine drehfeste Schubstange 30, auf welcher in dem der Hülse 16 zugewandten Bereich axial verschiebbar ein Kopplungselement 32 gelagert ist. Die Schubstange 30 besitzt eine zentrale Kabeldurchführung 50, so dass es möglich ist, durch die Schubstange 30 hindurch eine Türinnenseite mit einer Türaußenseite elektrisch zu verbinden.
Das Kopplungselement 32 besteht aus einem Innenhohlzylinder 34 und einem Außenhohlzylinder 36, wobei der Außenhohlzylinder 36 drehbar auf dem Innenhohlzylinder 34 gelagert ist, dabei jedoch in Axialrichtung nicht auf dem Innenhohlzylinder 34 verschoben werden kann. Eine derartige Axialverschiebung kann beispielsweise durch die Vorsehung von Sprengringen auf dem Innenhohlzylinder 34 vermieden werden.
Der Innenhohlzylinder 34 mit dem in Axialrichtung daran fixierten Außenhohlzylinder 36 ist durch eine Druckfeder 38 in einer neutralen Position gehalten, von der aus der Innenhohlzylinder 34 mit dem daran befestigten Außenhohlzylinder 36 in beide Axialrichtung entgegen der Federkraft auf der Schubstange 30 verschoben werden kann.
Während der Innenhohlzylinder 34 zur Lagerung des Außenhohlzylinders 36 an seinem äußeren Umfang mit einer glatten Zylindermantelfläche versehen ist, besitzt der Außenhohlzylinder insgesamt drei radial nach außen abstehende Hervorhebungen 40, 42, welche ungleichmäßig über den Umfang des Außenhohlzylinders 36 verteilt sind. Die beiden Hervorhebungen 40 weisen dabei einen Winkelabstand von 72° zueinander auf, wohingegen die dritte Hervorhebung 42 zu den beiden anderen Hervorhebungen 40 einen Winkelabstand von jeweils 144° aufweist.
Komplementär zu den Hervorhebungen 40, 42 des Kopplungselements 32 sind in der Hülse 16 drei Ausnehmungen 44 vorgesehen, welche sich axial durch die ganze Länge der Hülse 16 hindurch erstrecken, so dass das mit den Ausnehmungen 44 ausgerichtete Kopplungselement 32 axial in der Hülse 16 verschoben werden kann. Aus Fig. 2 ist dabei ohne weiteres ersichtlich, dass bei in die Hülse 16 zumindest bereichsweise eingeführtem Kopplungselement 32 dieses gegenüber der Hülse 16 nicht mehr verdreht werden kann, da zwischen den Hervorhebungen 40, 42 und den Ausnehmungen 44 ein Formschluss besteht, welcher ein solches Verdrehen verhindert.
Ebenso wie die Hülse 16 besitzt auch das Ringelement 20 der äußeren Betätigungswelle 12 an seiner der Hülse 16 zugewandten Stirnseite drei Ausnehmungen bzw. Hohlräume 46, welche ebenfalls komplementär zu den Hervorhebungen 42 des Kopplungselements 32 angeordnet sind. (Siehe Fig. 2.)
Das Ringelement 28 der inneren Betätigungswelle 10 hingegen besitzt an seiner der Hülse 16 zugewandten Stirnseite insgesamt fünf Ausnehmungen bzw. Hohlräume 48, welche gleichmäßig über den Umfang des Ringelements 28 verteilt sind, so dass jeweils zwei benachbarte Ausnehmungen 48 zueinander einen Winkelabstand von 72° aufweisen.
Alle Ausnehmungen 44, 46 und 48 sind so ausgeformt, dass sie zur formschlüssigen Aufnahme einer Hervorhebung 40, 42 des Kopplungselements 32 geeignet sind, wobei die Hervorhebungen 40, 42 grundsätzlich axial in den Ausnehmungen 44, 46, 48 verschiebbar sind.
Bereits bei Betrachtung der Fig. 1 und 2 wird deutlich, dass beispielsweise dann, wenn sich das Kopplungselement 32 mit einem Bereich in der Hülse 16 und mit dem anderen Bereich im Ringelement 28 befindet, eine drehfeste Kopplung zwischen der inneren Betätigungswelle 10 und der Hülse 16 und somit dem Schließelement 14 existiert. In analoger Weise ergibt sich eine drehfeste Kopplung zwischen äußerer Betätigungswelle 12 und Hülse 16, wenn sich das Kopplungselement 32 mit einem Bereich in der Hülse 16 und mit dem anderen Bereich im Ringelement 20 der äußeren Betätigungswelle 12 befindet.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Schließzylinder 52, in welchem die aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Komponenten eingesetzt sind. Dementsprechend sind im Schließzylinder 52 drehbar gelagert die innere Betätigungswelle 10, die äußere Betätigungswelle 12 sowie das Kopplungselement 32 und die Hülse 16 mit daran angeformtem Schließelement 14. Während die äußere Betätigungswelle 12 in der bereits erläuterten Weise mit einem Schlüsselkanal 24 ausgestattet ist, weist die innere Betätigungswelle 10 an ihrem der Hülse 16 abgewandten Endbereich einen Knauf 54 auf, in welchen sich die Schubstange 30 hinein erstreckt. Im Knauf 54 befindet sich dabei ein Elektromotor 56, welcher ein Gewindeelement beaufschlagen kann, welches mit einem Außengewinde 58 der Schubstange 30 zusammenwirkt, so dass durch eine Drehung des Elektromotors eine Axialverschiebung der Schubstange 30 bewirkt werden kann.
Fig. 4 zeigt in vergrößerter Darstellung denjenigen Bereich der Fig. 3, welcher die einander zugewandten Enden der inneren und äußeren Betätigungswelle 10, 12, sowie das Kopplungselement 32 umfasst. Bei der in Fig. 4 gezeigten Stellung K befindet sich das Kopplungselement 32 ausschließlich in Eingriff mit den Ausnehmungen 44 der Hülse 16, also weder in Eingriff mit den Ausnehmungen 48 der inneren Betätigungswelle 10 noch mit den Ausnehmungen 46 der äußeren Betätigungswelle 12. In dieser Stellung sind innere und äußere Betätigungswellen 10, 12 frei drehbar, ohne dass dabei das Schließelement 14 bewegt werden kann.
Wenn nun die Schubstange 30 mittels des Elektromotors 56 ausgehend von der Stellung K gemäß Fig. 4 axial in Richtung der äußeren Betätigungswelle 12 verschoben wird und sich bei einem derartigen Verschieben die Ausnehmungen 46 der äußeren Betätigungswelle 12 nicht zufällig in einer ausgerichteten Position zu den Hervorhebungen 40, 42 des Kopplungselements 32 befinden, stellt sich zunächst ein Betriebszustand gemäß Fig. 5 ein. Gemäß Fig. 5 erstreckt sich die Schubstange 30 in den in der äußeren Betätigungswelle 12 vorhandenen zentralen Hohlraum 60 hinein, wobei das Kopplungselement 32 bzw. die am Außenhohlzylinder 36 vorhandenen Hervorhebungen 40, 42 noch stirnseitig an der äußeren Betätigungswelle 12 anliegen und dementsprechend noch nicht in die Ausnehmungen 46 der äußeren Betätigungswelle 12 eingreifen. Dieser Zustand ist möglich, da das Kopplungselement 32 entgegen der Kraft der Druckfeder 38 axial verschiebbar auf der Schubstange 30 gelagert ist, so dass sich ausgehend von der Stellung gemäß Fig. 4 unter Komprimierung der Druckfeder 38 und unter Axialverschiebung des Kopplungselements 32 relativ zur Schubstange 30 eine Betriebsstellung gemäß Fig. 5 ergeben kann.
Wenn nun ausgehend von der Stellung gemäß Fig. 5 die äußere Betätigungswelle 12 über einen in den Schlüsselkanal 24 eingeführten Schlüssel verdreht wird, gleitet die der Hülse 16 zugewandte Stirnfläche der äußeren Betätigungswelle 12 an den ihr zugewandten Flächen der Hervorhebungen 40, 42 entlang. Dabei dreht sich ausschließlich die äußere Betätigungswelle 12, nicht jedoch Innenhohlzylinder 34 und Außenhohlzylinder 36 des Kopplungselements 32, da diese Komponenten dabei durch die Ausnehmungen 44 der Hülse 16 zumindest weitgehend rotatorisch fixiert sind. Das Verdrehen der äußeren Betätigungswelle wird solange fortgesetzt, bis die Hervorhebungen 40, 42 des Kopplungselements 32 mit den Ausnehmungen 46 der äußeren Betätigungswelle 12 ausgerichtet sind, so dass in diesem Zustand unter Entspannung der Druckfeder 38 ein Verschieben des Kopplungselements 32 in den Hohlraum 60 hinein erfolgt, wobei sich ein formschlüssiger Eingriff der Hervorhebungen 40, 42 in die Hohlräume 46 der äußeren Betätigungswelle 12 ergibt. Dieser Zustand entspricht der Stellung A, welche in Fig. 6 dargestellt ist. In dieser Stellung ist die äußere Betätigungswelle 12 über das Kopplungselement 32 drehfest mit der Hülse 16 und dem daran angeformten Schließelement 14 gekoppelt, so dass ein weiteres Verdrehen des Schlüssels in gewünschter Weise auch zu einer Schwenkbewegung des Schließelements 14 führt.
Die Verbindung des Kopplungselements 32 mit der inneren Betätigungswelle 10 läuft in analoger Weise ab, wobei hier, wie bereits erwähnt, maximal eine Drehung des Türknaufs 54 um 72° nötig ist, bis die Hervorhebungen 40, 42 des Kopplungselements 32 in die jeweils dazu ausgerichteten Ausnehmungen 48 der inneren Betätigungswelle 10 eingreifen. Der der Stellung I entsprechende Zustand, bei dem Kopplungselement 32 und innere Betätigungswelle 10 drehfest miteinander verbunden sind, ist in Fig. 7 dargestellt.

Bezugszeichenliste

10: innere Betätigungswelle
12: äußere Betätigungswelle
14: Schließelement
16: Hülse
18: Element
20: Ringelement
22: Formschlusselemente
24: Schlüsselkanal
26: Element
28: Ringelement
30: Schubstange
32: Kopplungselement
34: Innenhohlzylinder
36: Außenhohlzylinder
38: Druckfeder
40: Hervorhebungen
42: Hervorhebung
44: Ausnehmungen
46: Ausnehmungen
48: Ausnehmungen
50: Kabeldurchführung
52: Schließzylinder
54: Knauf
56: Elektromotor
58: Außengewinde
60: Hohlraum

Claims

Schließzylinder (52) für ein elektronisches Schließsystem mit einer inneren (10) und einer äußeren (12) Betätigungswelle und einem dazwischen angeordneten Schließelement (14),
wobei das Schließelement (14) mit einer um die Drehachse der Betätigungswellen (10, 12) drehbaren Hülse (16) fest verbunden ist, wobei die Betätigungswellen (10, 12) zumindest an ihren der Hülse (16) zugewandten Enden jeweils einen Hohlraum (46, 48, 60) aufweisen,
wobei ein Kopplungselement (32) drehfest und axial verschiebbar in der Hülse (16) gelagert und zur drehfesten Kopplung mit den Betätigungswellen (10, 12) bereichsweise in deren Hohlräume (46, 48, 60) einschiebbar ist, und
wobei das Kopplungselement (32) mittels eines Elektromotors (56) zwischen drei verschiedenen Stellungen verfahrbar ist, wobei es sich
- in der ersten Stellung ("I") zur drehfesten Kopplung des Schließelements (14) mit der inneren Betätigungswelle (10) zum Teil im Hohlraum (48) der inneren Betätigungswelle (10) und zum Teil in der Hülse (16),

- in der zweiten Stellung ("A") zur drehfesten Kopplung des Schließelements (14) mit der äußeren Betätigungswelle (12) zum Teil im Hohlraum (46) der äußeren Betätigungswelle (12) und zum Teil in der Hülse (16), und

- in der dritten Stellung ("K") zur Entkopplung zwischen Hülse (16) und innerer sowie äußerer Betätigungswelle (10, 12) vollständig innerhalb der Hülse (16)
befindet.
Schließzylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Querschnitt des Kopplungselements (32) dem freien Innenquerschnitt von Hülse (16) und Hohlräumen (46, 48) der Betätigungswellen (10, 12) entspricht und/oder
dass das Kopplungselement (32) einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt mit zumindest einer nach außen ragenden Hervorhebungen (40, 42) aufweist.
Schließzylinder nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kopplungselement (32) drei Hervorhebungen (40, 42) aufweist, die ungleichmäßig über den Umfang des Kopplungselements (32) verteilt sind, wobei insbesondere zwei benachbarte Hervorhebungen (40) einen Winkelabstand von 72° zueinander aufweisen und die dritte Hervorhebung (42) zu den beiden anderen Hervorhebungen (40) einen Winkelabstand von jeweils 144° aufweist, wobei bevorzugt die Hülse (16) drei zu den Hervorhebungen (40, 42) komplementäre Ausnehmungen (44) besitzt.
Schließzylinder nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Hohlraum einer oder beider Betätigungswellen (10) jeweils fünf zu den Hervorhebungen (40, 42) komplementäre Ausnehmungen (48) aufweisen, welche jeweils gleichmäßig über den Innenumfang der Hohlräume verteilt angeordnet sind und/oder dass der Hohlraum einer oder beider Betätigungswellen (12) jeweils drei zu den Hervorhebungen (40, 42) komplementäre Ausnehmungen (46) besitzt.
Schließzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kopplungselement (32) drehbar auf einer Schubstange (30) gelagert ist, welche an ihrem dem Kopplungselement (32) abgewandten Ende mit einem Gewinde, insbesondere einem Außengewinde (58) versehen ist, welches in Wirkverbindung mit einem vom Elektromotor (56) beaufschlagbaren Gewindeelement, insbesondere einer Innengewindehülse, steht, wobei insbesondere das Kopplungselement (32) auf der Schubstange (30) axial verschiebbar gelagert ist.
Schließzylinder nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kopplungselement (32) auf der Schubstange (30) mittels einer Feder (38) in eine mittlere, neutrale Axialposition vorgespannt ist, von der aus das Kopplungselement (32) gegen die Federkraft in beide Axialrichtungen verschiebbar ist.
Schließzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kopplungselement (32) zweiteilig in Form eines Innenhohlzylinders (34) und eines Außenhohlzylinders (36) ausgeführt ist, wobei der Außenhohlzylinder (36) um den Innenhohlzylinder (34) drehbar und axial zu diesem fixiert ausgebildet ist und die Feder (38) den Innenhohlzylinder (34) beaufschlagt.
Schließzylinder nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich die Schubstange (30) zentral durch die innere Betätigungswelle (10) erstreckt.
Schließzylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Elektromotor (56) als Schrittmotor ausgebildet ist und/oder
dass Sensoren zur Detektion der Axialposition des Kopplungselements (32) vorgesehen sind.
Schließzylinder nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schubstange (30) eine zentrale Kabeldurchführung (50) aufweist.