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Die Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung
in einem Schließzylinder
oder dergleichen 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
DE 100 65155 A1 , wobei das Steuerglied ein
in Achsrichtung der Drehteile verlagerbarer Schieber ist. Die Verlagerung
des Steuergliedes geschieht dabei elektromagnetisch.
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Dem Gegenstand der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Kupplungsanordnung bei einfachem
Aufbau schließtechnisch
weiterzubilden.
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Diese Aufgabe ist zunächst und
im Wesentlichen bei einer Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst,
wobei darauf abgestellt ist, dass das Steuerglied ein um seine Achse motorisch
angetriebenes, gegen 90°-Anschläge schwenkbares
Drehelement ist, mit zwei sich gegenüberliegenden Ausweichnischen,
in welchen die Kupplungselemente in der zweiten Betriebsstellung einliegen,
und 90° dazu
versetzt liegenden Aussteuerflächen,
welche die Kupplungselemente in der ersten Betriebsstellung hinterstützen.
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Die Gegenstände der weiteren Ansprüche sind
nachstehend in Bezug zu dem Gegenstand des Anspruchs 1 erläutert, können aber
auch in ihrer unabhängigen
Formulierung von Bedeutung sein.
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Zufolge derartiger Ausgestaltung
ist eine Kupplungsanordnung der in Rede stehenden Art geschaffen,
die sich durch eine besonders sichere Schließweise auszeichnet. Das Steuerglied
besitzt nun im Gegensatz zu dem Stand der Technik in gleicher Querschnittsebene
angeordnete, sich gegenüberliegende
Ausweichnischen sowie 90° dazu
versetzt vorgesehene Aussteuerungslfächen. In der ersten Betriebsstellung,
welche der Kupplungsstellung entspricht, kommen die Aussteuerflächen zur
Wirkung, welche die Kupplungselemente hinterstützen und demgemäß das erste
und zweite Drehteil miteinander kuppeln. Soll die zweite Betriebsstellung,
also die entkuppelte Stellung, herbeigeführt werden, so verlangt dieses
eine 90°-Drehung
des als Drehelement gestalteten Steuergliedes. Dann kommen die Ausweichnischen
in Wirkung zu den Kupplungselementen. Sie schaffen dabei den Freiraum,
welcher notwendig ist, das erste Drehteil gegenüber dem zweiten Drehteil verlagern
zu können.
Eine genaue Positionierung der Kupplungselemente in Relation zu den
Ausweichnischen bzw. Aussteuerflächen
werden bedingt durch die 90°-Anschläge für das Drehelement
bzw. Steuerglied. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung beinhaltet
den großen
Vorteil, dass infolge des drehenden Steuergliedes auch ein evtl.
schwergängiges
Kupplungselement sicher in eine Funktionsstellung gebracht wird. Über eine
lange Gebrauchsdauer ist daher stets ein sicheres Schließen eines
mit der Kupplungsanordnung ausgestatteten Schließzylinders gewährleistet.
Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht gemäß der Erfindung in einem axial
versetzt zu den Ausweichnischen vorgesehenen Anschlagfortsatz, welcher
Anschlag Flächenabschnitte
ausbildet, die mit einem oder mehreren dem ersten Drehteil zugeordneten
Gegenanschlägen
zusammenwirken. Die den Kupplungselementen zukommenden Steuerflächen sowie
die Anschlagflächenabschnitte
des Anschlagfortsatzes liegen in axialer Richtung versetzt zueinander,
so dass keine gegenseitige Beeinträchtigung entsteht. Es ist stets
dafür Sorge
getragen, dass nur der Anschlagfortsatz mit den zugeordneten Gegenanschlägen zusammenarbeitet.
Eine Version zeichnet sich dadurch aus, dass der Anschlagfortsatz
die Form eines Halbmondes besitzt und die beiden Anschlagflächenabschnitte
von den beiden Radialabschnitten der Diametralen gebildet sind.
Auf diese Weise lässt
sich eine baulich einfache Ausgestaltung des Anschlagfortsatzes
verwirklichen. Bereits mit der Abflachung des Steuergliedes unter
Erzielung eines Halbmondes erhält
man die beiden Anschlagflächenabschnitte.
Dies sind die Endabschnitte der Diametralen. Ein stets genau bemessener
Drehwinkel bei der Drehverstellung des Steuergliedes wird dadurch
erzielt, dass die Gegenanschläge
von 90° versetzt
zueinander angeordneten Flächen
eines in den Halbmondfreiraum eintauchenden Armes gebildet sind.
Um nach Ausschalten des Drehantriebes das Steuerglied bzw. Drehelement
sicher in seiner jeweiligen Anschlagstellung zu fixieren, wird das
Drehelement von einem Magneten in seinen Anschlagstellungen gehalten.
Eine große
Effektivität zeichnet
sich dabei dadurch aus, dass der Magnet dem in den Halbmondfreiraum
ragenden Abschnitt des Armes zugeordnet und der Halbmond ferrogmagnetisch
ist. Zur Anzeige der jeweiligen Position des Steuergliedes bzw.
Drehelementes dient ein die Schwenkstellung des Drehelementes abfragender Sensor.
Hierdurch kann dem Benutzer angezeigt werden, welche Betriebsstellung
des Schließzylinders
oder dergleichen vorliegt. Dies kann beispielsweise mittels entsprechender
Leuchtdioden geschehen. Erfindungsgemäß bietet es sich an, den Sensor als
einen einen Schaltmagneten des Drehelementes abfragenden Reed-Schalter
auszubilden. Sodann zeichnet sich die Erfindung durch einen Dreherkennungssensor
aus. Dieser zeigt an, ob eine Schließdrehung vorgenommen wurde.
Wurde z.B. von der Türaußenseite
ein entsprechendes Signal eingegeben, woraufhin das Steuerglied
in die gekuppelte Stellung dreht und wird danach innerhalb eines
vorgegebenen Zeitraumes nicht die Schließdrehung vorgenommen, so wird
bewirkt, dass das Steuerglied wieder in eine entkuppelte Stellung
zurückdreht.
Eine Variante zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass der Fortsatz
einen quadratischen Querschnitt besitzt und die Gegenanschläge die Flächen des
Anschlagfortsatzes beaufschlagende Federelemente sind. Letztere
lassen eine 90°-Schrittdrehung des
Anschlagfortsatzes bzw. des Steuergliedes zu. Die Federelemente
können
während
der 90°-Schrittdrehung
federnd ausweichen, um anschließend
in Anschlagstellung zum Anschlagfortsatz zu treten. Ein feststehender
Anschlagarm kann demgemäß bei dieser
Lösung
entfallen. Erfindungsgemäß bietet
es sich an, die Federelemente als elektrische Kontakte auszubilden,
die vom Anschlagfortsatz abhängig
von seiner Drehstellung elektrisch miteinander verbunden oder gegeneinander
isoliert sind. Auf diese Weise kann die jeweilige Stellung des Drehelementes
erkannt werden. Ein gesonderter, als Reed-Schalter ausgestalteter
Sensor kann demgemäß entfallen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass der Anschlagfortsatz ganz oder nur abschnittsweise elektrisch
leitend ausgebildet ist. Beispielsweise können die entsprechenden, sich
gegenüberliegenden
beiden Flächen
des Anschlagfortsatzes Kontaktbrücken
beinhalten. Diese wirken zusammen mit den elektrischen Kontakten,
welche je gegeneinander isolierte Kontaktpaare ausbilden. Wird das
Drehelement bzw. Steuerglied gedreht, so lösen sich die betreffenden Flächen von
den entsprechenden Kontakten, so dass sich auch anhand der Kontaktfolge
die Drehrichtung ermitteln lässt.
Eine besonders vorteilhafte, preisgünstig zu fertigende Ausgestaltung
besteht darin, dass die elektrischen Kontakte von auf einer gemeinsamen
Platte angeordneten Drahtbügeln
ausgebildet sind. Getragen ist die gemeinsame Platte von dem ersten
Drehteil. Durchgriffen wird die gemeinsame Platte von dem im Querschnitt
quadratischen Anschlagfortsatz, welcher mit den an der Platte befestigten
Drahtbügeln
zusammenwirkt.
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Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
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1 in
vergrößerter Darstellung
teils in Ansicht, teils im Längsschnitt
eine einem Schließzylinder
zugeordnete Kupplungsanordnung, betreffend die erste Ausführungsform
gemäß der gekuppelten Stellung,
also der ersten Betriebsstellung,
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2 den
Schnitt nach der Linie II-II in 1,
also betreffend die erste Betriebsstellung,
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3 den
Schnitt nach der Linie III-III in 1,
und zwar die erste Betriebsstellung betreffend,
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4 einen
der 2 entsprechenden Schnitt,
jedoch in der zweiten Betriebsstellung, also bei entkuppelter Kupplungsanordnung,
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5 einen
Schnitt wie 3, und zwar
die zweite Betriebsstellung betreffend,
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6 einen
teilweisen Längsschnitt
durch einen Schließzylinder
mit einer Kupplungsanordnung gemäß der zweiten
Ausführungsform
in der ersten Betriebsstellung,
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7 die
Ansicht gemäß Pfeilrichtung
VII in 6 und
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8 eine
Darstellung wie 7, jedoch
in einer Drehzwischenstellung des Steuergliedes.
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Der dargestellte, als Ganzes mit
der Ziffer 1 bezeichnete Schließzylinder ist als Ovalzylinder
gestaltet. Er besitzt ein Zylindergehäuse 2 mit einem von
der einen Schmalseite ausgehenden mittleren Ausschnitt 3 zur
Aufnahme eines Schließgliedes 4. Dieses
steht in ständiger
Kupplungsverbindung mit einem türinnenseitig
angeordneten Knauf 5. Letzterer umfasst einen durchmessergrößeren Abschnitt eines
zweiten Drehteils 6. Durchmesserabgesetzt von diesem geht
ein in einer Bohrung 7 des Zylindergehäuses 2 gelagerter
Kragen 8 aus, welcher drehfest mit dem Schließglied 4 gekuppelt
ist.
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Drehbar innerhalb des Kragens 8 lagert
eine stufenförmig
abgesetzte Hülse 9 eines
ersten Drehteils 10. Somit erstrecken sich sowohl das zweite Drehteil 6 als
auch das erste Drehteil 10 innerhalb des Knaufes 5.
An dem Schließglied 4 zugekehrten Ende
nimmt die Hülse 9 ein
ihr drehfest zugeordnetes Kupplungsstück 11 auf, welches
drehfest mit einer Antriebswelle 12 eines türaußenseitigen
Knaufes 13 gekuppelt ist. Die Antriebswelle 12 durchgreift
das Schließglied 4,
ohne eine direkte Mitnahme auf dieses auszuüben. Eine Drehung des türaußenseitigen Knaufes 13 führt zu einer
Drehmitnahme des ersten Drehteiles 10.
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Die Hülse 9 des ersten Drehteiles 9 nimmt jenseits
edes Kupplungsstücks 11 einen
Elektromotor 14 auf. Dieser treibt ein um seine Achse schwenkbares
Steuerglied 15 an, welches somit als Drehelement wirkt.
Das Steuerglied 15 durchsetzt eine Lagerbohrung 16 des
ersten Drehteiles 10 und überragt dessen äußere Stirnseite.
Das vorstehende Ende des Steuergliedes 15 bildet einen
Anschlagfortsatz 17 aus. Axial versetzt zu diesem besitzt
das Steuerglied 15 innerhalb des ersten Drehteiles 10 zwei
sich gegenüberliegende
Ausweichnischen 18, welche von Abflachungen gebildet sind.
Verbunden sind die Ausweichnischen 18 durch zu ihnen um
90° versetzt
liegende Aussteuerflächen 19.
Sowohl die Ausweichnischen 18 als auch die Aussteuerflächen 19 wirken zusammen
mit dem ersten Drehteil 10 zugeordneten Kupplungselementen 20.
Diese sind in abgestuft ausgestalteten, sich in der Diametralen
liegenden Bohrungen 21 geführt. Jedes Kupplungselement 20 ist
als in radialer Auswärtsrichtung
abgefederter Stift gestaltet. Im Einzelnen setzt sich jedes Kupplungselement 20 aus
einem durchmessergrößeren Kopf 20' und einem stufenförmig abgesetzten
Schaft 20'' zusammen. Auf
letzterem sitzt eine Druckfeder 22, welche das Kupplungselement
in radialer Auswärtsrichtung
belastet. Eine Abstützung
findet der kegelstumpfförmig
gestalte Kopf 20' an
dem Boden 23'einer
Kupplungsöffnung 23 des
zweiten Drehteiles 6. Beim Ausführungsbeispiel sind sechs solcher
Kupplungsöffnungen 23 in
gleichmäßiger Umfangsverteilung
vorgesehen. Einander benachbarte Kupplungsöffnungen 23 gehen über Auflaufschrägen 24 in
eine Dachfirstlinie 25 über.
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Gemäß der ersten Ausführungsform
der Kupplungsanordnung besitzt der versetzt zu den Ausweichnischen 18 angeordnete
Anschlagfortsatz 17 die Form eines Halbmondes. Dessen Diametrale verläuft parallel
zu den Ausweichnischen 18. Die Radialabschnitte der Diametralen
des Halbmondes, also die Enden der Diametralen stellen Anschlagflächenabschnitte 26, 27 dar,
welche mit dem ersten Drehteil 10 zugeordneten Gegenanschlägen 28, 29 zusammenwirken.
Gebildet sind die Gegenanschläge 28, 29 von
90° versetzt
zueinander angeordneten Flächen
eines in den Halbmondfreiraum eintauchenden Armes 30, welcher
drehfest dem ersten Bauteil 10 zugeordnet ist, beispielsweise
durch Verschraubung. Der in den Halbmondfreiraum ragende Abschnitt
des Armes 30 trägt
einen Magneten 31, welcher das Drehelement bzw. Steuerglied 15 in
der jeweiligen Anschlagstellung hält. Bezüglich des Magneten 31 kann
es sich um einen Permanentmagneten handeln, der mit dem ferrogmagnetisch
gestalteten Halbmond bzw. Anschlagfortsatz 17 zusammenwirkt.
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Liegt die zweite Betriebsstellung,
also die entkuppelte Stellung gemäß 4 und 5 vor,
befinden sich Anschlagflächenabschnitt 27 des
Anschlagfortsatzes 17 und Gegenanschlag 28 in
Anlagestellung. Erfolgt nun eine Schließbetätigung von der Türaußenseite,
so ist lediglich der Außenknauf 13 drehbar
und mit ihm das erste Drehteil 10. Es findet lediglich
eine Ausweichbewegung der Kupplungselemente 20 statt, wobei über die
Auflaufschrägen 24 die
Kupplungselemente mit ihren Schaftenden 20'' in die
Ausweichnischen 18 eintauchen. Eine Drehmitnahme des zweiten
Drehteils 6 und damit des Schließgliedes 4 findet
also nicht statt.
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Um den Schließzylinder 1 von der
Türaußenseite
her schließen
zu können,
muss die Eingabe eines vorgegebenen Signals erfolgen, beispielsweise mittels
eines elektronischen Senders, Schlüsselkarte etc. Wird die Schließberechtigung
von der nicht veranschaulichten elektronischen Zutrittskontrollschaltung
des Schließzylinders 1 erkannt,
so erhält
der Elektromotor 14 den Impuls, das Drehelement 15 anzutreiben,
und zwar aus der Stellung nach 5 in die
Position gemäß 3. Begrenzt ist die 90°-Drehung
durch den Anschlagflächenabschnitt 26,
welcher gegen den Gegenanschlag 29 des Armes 30 stößt. Der
Antrieb des Elektromotors 14 setzt still, beispielsweise
dadurch, dass er auf Block geschaltet ist. Damit hat sich das Drehelement 15 um
90° gedreht.
Das bedeutet, dass nun die Aussteuerflächen 19 den Schäften 20'' der Kupplungselemente 20 zugekehrt
sind. Diesen wird daher die Ausweichmöglichkeit genommen. Wird nun
der Außenknauf 13 gedreht,
erfolgt eine Mitnahme des zweiten Drehteiles 6 über das
erste Drehteil 10 wegen der nicht ausweichbaren Kupplungselemente 20.
Das Schließglied 4 wird
also mitgenommen. Bei der hierbei auftretenden geringen Relativverlagerung
zwischen dem ersten Drehteil 10 und dem zweiten Drehteil 6 wird
der Schaltstift 35 des Dreherkennungssensors 34 beaufschlagt,
wodurch der Dreherkennungssensor 34 beispielsweise über eine
Leuchtdiode anzeigt, dass die Schließdrehung vorgenommen wurde.
Erfolgt innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls keine Schließdrehung,
kehrt das Drehelement zufolge Motorantrieb in die entkuppelte Stellung
zurück.
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Die jeweiligen Anschlagstellungen
des es Halbmondes bzw. Anschlagfortsatzes 17 sind bei ausgeschaltetem
Motorantrieb durch das Zusammenwirken des Magneten 31 mit
dem ferromagnetisch gestalteten Halbmond gegen Selbstverstellung gesichert.
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Die in den 6 bis 8 dargestellte
zweite Ausführungsform
der Kupplungsanordnung in einem Schließzylinder ist ähnlich der
ersten Ausgestaltung. Gleiche Bauteile tragen daher gleiche Bezugsziffern. Abweichend
gegenüber
der ersten Ausführungsform besitzt
nun der Anschlagfortsatz 36 einen quadratischen Querschnitt.
Hierdurch werden vier Flächen 37, 38, 39, 40 ausgebildet.
Letztere wirken zusammen mit Gegenanschlägen 41, 42, 43, 44,
welche ihrerseits als Federelemente gestaltet sind. Bezüglich derselben
handelt es sich um elektrische Kontakte, die vom Anschlagfortsatz 36 abhängig von
seiner Drehstellung elektrisch miteinander verbunden oder gegeneinander
isoliert sind. Hierzu ist der Anschlagfortsatz 36 ganz
oder nur abschnittsweise elektrisch leitend ausgebildet. Beim dargestellten
Ausführungsbeispiel
tragen die sich gegenüberliegenden
Flächen 38, 40 Kontaktbrücken 45, 46,
an welchen sich in der ersten Betriebsstellung bzw. gekuppelten
Stellung die sich diametral gegenüberliegenden Kontakte bzw.
die in Form von Federelementen ausgebildeten Gegenanschläge 41,42, 43, 44 abstützen. Hierdurch wird
der Anschlagfortsatz 36 in einer definierten Stellung gehalten.
Demnach ist es bei dieser Version nicht erforderlich, einen Magneten
einzusetzen, welcher den Anschlagfortsatz 36 und damit
das Steuerglied 15 in der entsprechenden Drehstellung fixiert.
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Bezüglich der elektrischen Kontakte
bzw. der Federelemente 41, 42, 43, 44 handelt
es sich um je gegeneinander isolierte Kontaktpaare 41, 42 und 43, 44.
Jeder Kontakt bzw. jedes Federelement besitzt im Wesentlichen eine
U-Form, wobei die U-Stege die Gegenanschläge darstellen. Die U-Schenkel
sind endseitig abgebogen, welche abgebogenen Enden 47 an
einer gemeinsamen Platte 48 aus Isoliermaterial festgelegt
sind. Die Platte 48 ist verbunden mit dem ersten Drehteil 10.
In der Platte 48 befindet sich eine zentrale Öffnung 49,
welche vom Anschlagfortsatz 36 durchgriffen ist.
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Wie auch bei der ersten Ausführungsform
ist bei dieser zweiten Version das Schließen des Schließzylinders
mittels des Innenknaufes 5 jederzeit möglich. Soll eine Schließung mittels
des Türaußenknaufes 13 erfolgen,
so ist zuvor von der Türaußenseite
her der betreffende Befehl einzugeben. Dies führt zu einer Initiierung des
Elektromotors 14, welcher das Steuerglied 15 derart
dreht, dass die Kupplungselemente 20 die Ausweichnischen 18 verlassen und
die Aussteuerflächen 19 zur
Wirkung gelangen. Diese Stellung ist in 6 und 7 dargestellt. Über den
Außenknauf
kann nun das erste Drehteil 10 mit den gegen Ausweichen
arretierten Kupplungselementen 20 gedreht werden, welch
letztere das erste Drehteil 6 mitnehmen und dieses wiederum
das Schließglied 4.
Wie aus 7 ersichtlich
ist, schließen
die Kontaktbrücken 45, 46 die
Leitungsverbindung zu den als elektrische Kontakte ausgebildeten Gegenanschlägen 41, 42, 43, 44.
Diese halten auch das Steuerglied 15 bzw. den Anschlagfortsatz 36 bei einer
Schließdrehung
in der Stellung gemäß 6 und 7. Nach Durchführen der Schließung wird
dem Elektromotor der Impuls mitgeteilt, die Schließdrehung
um 90° in
der einen oder anderen Richtung fortzusetzen, wobei dann die Flächen 37, 39 in
Anlage zu den Gegenanschlägen 41, 42, 43,44 treten.
Aus 8 geht eine Drehzwischenstellung
hervor. Diese zeigt, dass ausschließlich Kontaktverbindung zu
zwei sich diagonal gegenüberliegenden
Gegenanschlägen 41, 43 vorliegt.
Hieraus ist. z.B. sogar die Kontaktfolge und damit die Drehrichtung
ersichtlich. Stets ist auch bei dieser Version eine definierte Stellung des
Anschlagfortsatzes 36 und damit des Steuergliedes gewährleistet.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich)
erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit
auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen
(Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch
zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender
Anmeldung mit aufzunehmen.