SE527207C2 - Elektromekanisk låsanordning - Google Patents

Description

25 Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en låsanordning av det inledningsvis nämnda slaget, vid vilken den elektriskt styrda spärrmekanismen uppvisar såväl större säkerhet som bättre prestanda än kända anordningar och som dessutom är lättare att montera.

Uppfinningen bygger på insikten, att en fjäder vilken verkar på en aktuator kan utföras med två skänklar, vilka anligger på ömse sidor om ett anliggningsparti av aktuatorn.

Enligt uppfinningen åstadkommes sålunda en låsanordning enligt patentkravet 1.

En låsanordning enligt uppfinningen har fördelen att dämpningsfjädern förhindrar överslängar vid snabb rota- tion av aktuatorn. Därigenom kan denna roteras snabbare mellan sina ändlägen. Eftersom dämpningsfjäderns två skänklar hela tiden anligger mot anliggningspartiet av aktuatorn försvåras manipulation av spärrmekanismen genom knackning e.d. Genom att två skänklar anligger mot aktuatorns anliggningsparti åstadkommas självbalans- ering. Detta har flera fördelar. För det första kan dämpningsfjädern mycket enkelt monteras utan någon fixering i kärnan. Vidare tillförsäkrar balanseringen att en förutbestämd kraft utövas på halspartiet, vilket ökar noggrannheten och därigenom prestanda.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nedan att beskrivas i form av exempel med hänvisningar till ritningarna, på vilka: 10 15 20 25 527 207 Fig. 1 visar en spärrmekanism hos ett lås enligt känd teknik; Fig. 2 är en perspektivvy av en låsanordning enligt uppfinningen; Fig. 3a and 3b visar i detalj en spärrmekanism inne- fattande en sidskena, en aktuator, en motor, ett vrid- stift och en dämpningsfjäder vilka ingår i en lås- anordning enligt uppfinningen; Fig. 4a och 4b visar i detalj det i Fig. 3a och 3b visade vridstiftet; Fig. 5a och 5b visar i detalj den i Fig. 3a och 3b visade aktuatorn; Fig. 6 visar en perspektivvy av spärrmekanismen exklu- sive motorn vilken visar interaktion mellan aktuator och dämpningsfjäder; Fig. 7 visar ett tvärsnitt av aktuatorns halsparti; Fig. 8a-d visar ändvyer av aktuatorn och dämpnings- fjädern i olika rotationslägen för aktuatorn; Fig. 9 visar en sidovy av spärrmekanismen vid en alter- nativ utföringsform av uppfinningen; och Fig. 10a-c visar planvyer av den i fig. 9 visade spärrmekanismen.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Nedan följer en detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer av uppfinningen. Fig. 1 som visar känd 10 15 20 25 527 207 teknik har redan beskrivits i bakgrundssektionen och kommer ej att behandlas ytterligare.

I fig. 2 visas en sprängskiss av en cylinderkärna, all- mänt betecknad 10, vid en låsanordning enligt upp- finningen. Kärnan 10 är avpassad för att placeras i en cirkulärcylindrisk öppning 4 i ett konventionellt cylinderhus 2 och således har kärnan en yttre yta, som väsentligen motsvarar husets öppning. Kärnan uppvisar en nyckelkanal 12, som är utformad för att på känt sätt ta emot en nyckel (ej visad). Kärnan 10 innefattar ett flertal spärrstiftshål 14, som på konventionellt sätt tar emot spärrstift (ej visade). Det sätt på vilket en vederbörligen profilerad nyckel kontaktar spärrstiften och placerar dem på en delningslinje så att kärnan 10 kan vridas i förhållande till huset är känt inom denna teknik och kommer inte att här beskrivas mer i detalj.

I hela denna beskrivning förbigås spärrstiftens funktion, och det förutsätts att en vederbörligen profilerad nyckel har satts in i låset. När det här exempelvis anges att kärnan är spärrad, avses att den är spärrad medelst den nedan beskrivna elektriskt styrda spärrmekanismen.

I fig. 2 visas också en sidskena 20, vilken är fjäder- belastad radiellt utåt av en fjäder 22 för sidskenan.

Sidskenans funktion beskrivs exempelvis i den svenska patentansökan 7906022-4, som här införs som referens.

Vidare innefattar kärnan en väsentligen cylindrisk aktuator 30, vilken är roterbar medelst en motor 40.

Motorn är förbunden med en elektronikmodul 48 via två 10 15 20 25 30 527 207 stycken ledningar 42a, 42b. Dessa ledningar är inrättade att löpa i ett spår i kärnans mantelyta. Förutom en skräddarsydd mikroreglerenhet med tillhörande minnen för lagring och exekvering av programvara, drivkretsar för drivning av motorn 40 etc. uppvisar elektronikmodulen 48 en nyckelkontakt 44 i form av en elektriskt ledande metallremsa, vilken är inrättad att mekaniskt kontaktera en i nyckelkanalen 12 införd nyckel. Därigenom kan nyckel och elektronikmodul utbyta elektrisk energi och data. Sålunda kan ett batteri som driver motorn 40 och elektronikmodulen 48 vara placerat antingen i lås- anordningen eller i nyckeln. För dämpning av motorns 40 rotation är en dämpningsfjäder 46 anordnad radiellt innanför motorn.

Aktuatorns 30 rotation är även påverkbar medelst ett vridstift 50 vilket är anordnat med en rotationsaxel väsentligen vinkelrät mot aktuatorns rotationsaxel.

Vridstiftet är anordnat i en kanal (ej visad) som löper intill nyckelkanalen 12.

Sidskenan 20, aktuatorn 30 och motorn 40 med därtill hörande detaljer, såsom dämpningsfjädern 46, är anordnade i en urtagning 10a i kärnans mantelyta och hålls på plats av en kåpa 18. På motsvarande sätt är elektronikmodulen 48 anordnad i en urtagning i kärnans mantelyta motstående urtagningen l0a.

Spärrmekanismen innefattande sidskenan 20, aktuatorn 30, motorn 40, dämpningsfjädern 46 och vridstiftet 50 kommer nu att beskrivas i detalj under hänvisning till fig. 3a,b - 5a,b. Vridstiftet 50 uppvisar en tapp 50a som är inrättad att samverka med en i nyckelkanalen 12 införd 10 15 20 25 30 nyckel. Vidare uppvisar vridstiftet en urtagning 50b med en yta som är inrättad att samverka med en yta 30b på aktuatorn 30. Slutligen uppvisar vridstiftet ett säte 50c för vridstiftsfjädern 52.

Aktuatorns 30 mantelyta, vilken är väsentligen cylinder- formad, uppvisar en längsgående urtagning 3Üa inrättad för upptagning av en del av sidskenan 20 då aktuatorn befinner sig i ett frigivningsläge. Vidare uppvisar aktuatorns mantelyta en urtagning 30b som löper ca. 225 grader runt aktuatorns mellersta parti, se fig. Sa, Sb.

Denna urtagning är inrättad att samverka med bottenytan av vridstiftets 50 urtagning 50b för mekanisk återföring av aktuatorn. Aktuatorn 30 uppvisar även ett halsparti 30c som är inrättat att samverka med dämpningsfjädern 46 för att dämpa överslängar hos dennas rörelse och att försvåra manipulation genom knackning, såsom kommer att förklaras nedan. Slutligen uppvisar aktuatorn ett axiellt hål 30d inrättat för upptagning av en axel hos motorn 40.

Interaktionen mellan aktuatorn 30 och dämpningsfjädern 46 komer nu att förklaras under hänvisning till fig. 6, 7 och 8a-d. Dämpningsfjädern 46, vilken företrädesvis är tillverkad av rostfritt fjäderstål, innefattar första och andra väsentligen raka långsidespartier 46a, 46b vilka är förbundna via ett väsentligen rakt kortsides- parti 46c. Sålunda ligger långsidespartierna och kort- sidespartiet i ett plan. Långsidespartierna 46a, 46b övergår i änden motstående kortsidespartiet 46c i ett resp. skänkelparti 46d, 46e, vilka löper väsentligen vinkelrätt mot det plan, som definieras av långsidespartierna och kortsidespartiet. 10 15 20 25 30 Skänkelpartierna 46d, 46e löper inbördes parallellt med varandra.

Skänkelpartierna 46d, 46e klämmer om aktuatorns hals- parti 30c, vilket är utfört med varierande radie, se fig. 7. I denna figur visas ett tvärsnitt av aktuatorns halsparti 30c i höjd med fjäderskänklarna. Halspartiet är rotationssymmetriskt och uppvisar första omkrets- partier, betecknade 30c' i figuren, med väsentligen konstant radie. Dessa partier övergår i andra omkrets- partier 30c", som har en avtagande radie. Tredje omkretspartier 30c"' är väsentligen plana. Tack vare rotationssymmetrin anligger dämpningsfjäderns 46 båda skänkelpartier 46d, 46e samtidigt mot motsvarande omkretspartier.

Skänkelpartierna 46d, 46e anligger alltid mot radiellt motstående ytor av aktuatorns halsparti 30c. Därigenom utövar de lika stora men motriktade krafter på aktu- atorns halsparti 30c, varigenom en självbalansering åstadkommes. Detta har flera fördelar. För det första kan dämpningsfjädern monteras utan någon fixering i kärnan. Det räcker med att den som i det visade exemplet helt enkelt placeras radiellt innanför motorn 40 och därigenom hålls på plats. Detta ger således en enkel montering. Vidare tillförsäkrar balanseringen att en förutbestämd kraft utövas på halspartiet, vilket ökar noggrannheten och därigenom prestanda.

För att erhålla god dynamik hos fjädern görs långsidorna 46a, 46b företrädesvis så långa som möjligt. I det aktuella exemplet har de en längd som väsentligen motsvarar motorns 40 längd, ca. 10 millimeter. 10 15 20 25 30 527 207 Funktionen för halspartiets form komer nu att beskrivas under hänvisning till fig. 8a-d. I fig. 8a visas aktu- atorn 30 i ett frigivningsläge, i vilket aktuatorns urtagning 30a för sidskenan är vänd mot sidskenan. I detta läge är låsanordningen elektriskt öppen eftersom sidskenan inte förhindrar rotation av kärnan 10 varvid skänkelpartierna 46d, 46e anligger mot de första om- kretspartierna 30c'. När aktuatorn medelst motorn börjar roteras förflyttar sig skänkelpartierna mot omkrets- partierna 30c", som uppvisar en avtagande radie mot skänklarna då aktuatorn roteras från frigivningsläget. I fig. 8b visas ett läge, då aktuatorns har roterats ca. 10 grader från det i fig. 8a visade läget. I fig. 8c visas ett läge efter ytterligare rotation, i vilket aktuatorn har roterats totalt ca. 45 grader. Om man i detta läge skulle utsätta aktuatorn för vibrationer, såsom vid s.k. knackning, skulle de krafter som dämp- ningsfjädern 46 utövar på aktuatorns halsparti 30c bibringa aktuatorn en rotation mot det i fig. 8d visade spärrläget, i vilket aktuatorn har roterats totalt 90 grader. I detta läge anligger dämpningsfjäderns skänkel- partier 46d, 46e mot omkretspartierna 30c"'. Eftersom dessa partier är väsentligen plana, har aktuatorn en viloläge vid spärrläget i fig. 8d. Detta betyder i sin tur, att vibrationer av aktuatorn i detta läge inte skulle bibringa aktuatorn någon rotation, vilket i hög grad försvårar manipulation.

Utöver att fungera som manipulationsskydd fungerar dämp- ningsfjädern även för dämpning av överslängar vid snabb ändring av aktuatorns rotationsläge. För att undvika fördröjningar i låsfunktionen önskar man så kort rota- 10 15 20 25 30 F27 207 tionstid vid aktuatorns rotation mellan frigivningsläget i fig. 8a och spärrläget i fig. Bd. Tack vare friktionen mellan dämpningsfjädern och aktuatorns halsparti kan man ha en mycket snabb rotationshastighet och ändå undvika överslängar i ändlägena då rotationshastigheten mycket snabbt går mot noll.

Vid en alternativ utföringsform visad i fig. 9 och 10 har motorn 40 med roterande axel ersatts av en linjärt verkande motor eller solenoid 140. Denna är förbunden med en aktuator 130 som är rörlig i längdled. I aktu- atorn finns ett hål l30a vilket är inrättat att ta emot en tapp 120a på en sidskena 120. I det i fig. 10 visade läget kan således sidskenan förflyttas mot aktuatorn eftersom dess tapp ligger inriktad i linje med hålet l30a.

En dämpningsfjäder 146 motsvarande den tidigare be- skrivna fjädern 46 anligger mot den axel som förbinder motor och aktuator, varvid axeln får anses utgöra den del av aktuatorn. Denna dämpningsfjäder har således samma generella form som vid den första utföringsformen.

Dess funktion är också att dämpa rörelsen hos motoraxeln och försvåra manipulation, även om motoraxeln endast genomgår linjärrörelse och ej rotationsrörelse. Om man så önskar kan motoraxeln utföras med varierande dia- metrar i längdriktningen.

Ett vridstift 150 motsvarande det i den första ut- föringsformen är anordnat för mekanisk förflyttning av aktuatorn vid uttagning av nyckeln ur låsanordningen.

Det är således försett med en tapp l50a eller annat organ som gör det pâverkbart medelst en i låsanordningen 10 15 20 25 10 införd nyckel. Det är också fjäderbelastat medelst en fjäder (ej visad) Då vridstiftet vrids, se fig. l3b, trycker en yta av detta mot aktuatorns ändyta, varvid aktuatorn bibringas en linjärrörelse i riktning mot motorn, se fig. l3c. Därigenom flyttas hålet 130a från inriktning med sidskenans tapp l20a och sidskenan förhindras därmed att förflyttas sig inåt mot aktuatorn.

Därigenom får aktuatorn 130 sama funktion som den roterbara aktuatorn 3 i den första utföringsformen.

Ovan har beskrivits föredragna utföringsformer av en låsanordning enligt uppfinningen. En fackman inser att dessa kan varieras inom ramen för patentkraven.

Den elektriskt manövreringen av aktuatorn till dess spärrläge har beskrivits som en 90 graders rotation. Det inses, att annat gradtal också är möjligt så länge som urtagningen 30a för sidskenan ej befinner sig mitt framför densamma.

Det inses, att det anliggningsparti som definieras av aktuatorns halsparti även kan ha annan utformning eller placering på aktuatorn. Även om en kombination av en elektrisk styrd spärrmeka- nism och konventionella spärrstift visats inses, att uppfinningsidên även är tillämpbar på låsanordningar som saknar annan spärrning än den beskrivna spärrmekanismen.

Dämpningsfjädern 46 har beskrivits med en specifik form.

Det inses, att denna fjäder kan ha annan form så länge som att fjädern uppvisar två inbördes parallella skänkelpartier, vilka anligger mot radiellt motstående ytor av aktuatorns halsparti eller den axel som F27 207 ll förbinder møtor och aktuator. Sålunda kan exempelvis kortsidespartiet 46c vara rundat.

Claims (10)

10 15 20 25 F27 207 12 PATENTKRAV

1. Lâsanordning, innefattande: - ett hus (2) som uppvisar en öppning (4); - en kärna (10) som är vridbart anordnad i öppningen (4) i huset och vilken uppvisar en nyckelkanal (12) för mottagning av en nyckel (60); - ett spärrorgan (20; 120) som samverkar mellan huset (2) och kärnan (10) och är förflyttningsbart mellan ett frigivningsläge, i vilken vridning av kärnan med avseende på huset medges, och ett spärrläge, i vilken vridning av kärnan med avseende på huset är spärrad; - en elektroniskt styrbar aktuator (30; 130), som är anordnad i kärnan (10) och är förflyttningsbar mellan ett öppningsläge, i vilket spärrorganets (20; 120) förflyttning till frigivningsläget tillåts; och ett låsningsläge, i vilket spärrorganets (20) förflyttning till frigivningsläget spärras; och - en fjäder (46) vilken anligger mot ett anliggnings- parti (30c) av aktuatorn; k äamzne-teac k1a.d a'v, - att fjädern uppvisar två inbördes parallella skänkel- partier (46d, 46e), vilka anligger mot radiellt motstående ytor av aktuatorns anliggningsparti.

2. Låsanordning enligt patentkravet 1, vid vilken fjädern uppvisar första och andra väsentligen raka 10 15 20 25 527 207 13 långsidespartier (46a, 46b) vilka är förbundna via ett kortsidesparti (46c).

3. Låsanordning enligt patentkravet 2, vid vilken långsidespartierna (46a, 46b) och kortsidespartiet (46c) ligger i ett plan.

4. Låsanordning enligt patentkravet 2 eller 3, vid vilken långsidespartierna (46a, 46b) övergår i änden motstående kortsidespartiet (46c) i ett resp. skänkelparti (46d, 46e).

5. Låsanordning enligt patentkravet 3, vid vilken skänkelpartierna (46d, 46e) löper väsentligen vinkelrätt mot det plan, som definieras av långsidespartierna och kortsidespartiet.

6. Låsanordning enligt något av patentkraven 1-5, vid vilken aktuatorns anliggningsparti innefattar ett halsparti (30c) av aktuatorn.

7. Låsanordning enligt något av patentkraven 1-5, vid vilken aktuatorns anliggningsparti innefattar ett parti av en motoraxel som förbinder aktuatorn med en mOtOI' .

8. Låsanordning enligt något av patentkraven 1-7, vid vilken aktuatorns anliggningsparti (30c) är rotationssymmetriskt.

9. Låsanordning enligt något av patentkraven 1-8, vid vilken anliggningspartiet (30c) innefattar första omkretspartier (30c') med väsentligen konstant radie, vilka övergår i andra omkretspartier (30c"), som har en avtagande radie.

10. Låsanordning enligt något av patentkraven 1-9, vid vilken anliggningspartiet (30c) innefattar tredje omkretspartier (30c"'), vilka är väsentligen plana.