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WO2008058415A1 - Schliessvorrichtung - Google Patents

Schliessvorrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2008058415A1
WO2008058415A1 PCT/CH2007/000567 CH2007000567W WO2008058415A1 WO 2008058415 A1 WO2008058415 A1 WO 2008058415A1 CH 2007000567 W CH2007000567 W CH 2007000567W WO 2008058415 A1 WO2008058415 A1 WO 2008058415A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blocking
closing device
coupling element
lock cylinder
stator
Prior art date
Application number
PCT/CH2007/000567
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
William Zogg
Thomas Burger
Original Assignee
Kaba Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaba Ag filed Critical Kaba Ag
Priority to DE112007002578.6T priority Critical patent/DE112007002578B4/de
Publication of WO2008058415A1 publication Critical patent/WO2008058415A1/de

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0638—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor
    • E05B47/0646—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor radially
    • E05B47/0649—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor radially with a rectilinearly moveable coupling element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0011—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with piezoelectric actuators

Definitions

  • the invention relates to a closing device for a locking system, for example a lock cylinder.
  • Locking system is understood here to mean a system with mechanical elements which allows or blocks access to or access to an object, depending on whether or not there is an authorization a door knob, by pressing a door handle or similar means, or automated, enable or prevent by means of suitable drive means, etc.
  • Locking devices of this type have a housing which can be fixedly connected to an object (for example a door) and a housing movable relative to the housing
  • the actuator is rotatable in many cases in the housing and is therefore often called 'rotor'.
  • the actuator is with
  • Output means connected, connectable or provided with which a
  • Locking element can be actuated.
  • the actuator itself can serve as a bar.
  • the actuator is often operated with a key or directly by hand. It can also be moved by an electric drive relative to the housing.
  • Mechanical locking and unlocking mechanisms are based, for example, on the interaction of tumbler / Gegenzuienssfaren the lock cylinder with Codtechniksbohronne on a matching key.
  • the mechatronic, electronically controlled locking is based on a data transmission between an electronic module associated with the closing device and an electronic module belonging to the key.
  • This data transmission can take place by contact - for example by means of electrical contacts on the key and lock - or without contact - for example by means of electromagnetic induction.
  • Data can be transmitted in one or both directions.
  • In the electronic module of the closing device and / or in the electronic module of the key is checked based on the transmitted data, whether the inserted key is authorized to access. If this is the case, then an electric drive of the closing device is activated, which electronically controlled moves a blocking element such that it releases the closing device.
  • Mechatronic or combined mechanical / mechatronic locking and unlocking mechanisms offer the possibility of implementing additional security features in comparison to purely mechanical mechanisms and, depending on this, allow a simpler reprogramming of an access regime. But they also have disadvantages in terms of safety (under certain circumstances, an unlocking electric motor caused by externally induced currents power consumption, susceptibility to failure and wear (the device has many parts), complexity and cost and space requirements.
  • the piezoelectric element can generate propulsion on a very short path, which is very detrimental to safety.
  • only a limited propulsive and holding force can be transmitted by the drive, which is also sufficient
  • the drive for the locking bar requires a lot of space.
  • European patent application EP 1 516 983 discloses a locking cylinder in which a locking bolt is moved stepwise through a contact surface which is moved along an elliptical path by a piezo rod or piezo bender. Such a solution is difficult to realize in practice, in particular a reliable holding of the locking bolt in the locking position is delicate.
  • a device has a blocking and / or coupling element, which can block a closing device stator and a relative to this movable actuating element against each other and / or a driven means can couple the actuator.
  • the blocking and / or coupling element When the blocking and / or coupling element is in its first position, the locking device is in the locked state, in which the actuating element is blocked in a movement relative to the closing device stator and / or the actuating element is not coupled to the output means, whereby the Closing device can not be operated. If the blocking and / or coupling element is in its second position, an actuation of the output means by moving the actuating element is possible.
  • a control element in a first position does not allow the blocking and / or coupling element to assume either its first position or its second position and, in a second position, a movement of the blocking and / or locking element. or coupling element allows in its first and second position.
  • the control element is movable between the first position and the second position by the driving force of a piezomotor.
  • a 'piezomotor' or a piezoelectric motor is meant a motor having a fixed part and a moving part, the moving part being movable relative to the fixed part by vibrating a piezoelectric element, the moving part and moving the fixed part relative to each other over several oscillations of the piezoelectric element (in the same direction), the resulting trajectory increasing as a function of the number of oscillations.
  • a piezomotor is thus different from a pure piezobender, which can be reversibly brought from a first to a second state by applying a voltage to a piezoelectric element.
  • the fixed part is called “stator” or “piezoelectric element stator", the moving part "rotor.”
  • the fixed part is called “stator” or “piezoelectric element stator", the moving part "rotor.”
  • the fixed part can move due to the action of the drive. It is essential that the moving part is moved relative to the stationary part by the drive of the piezo motor.
  • the inventive approach solves the problem initially posed and brings a number of benefits with it.
  • the provision of a separate from the blocking and / or coupling element (but possibly associated with this in a suitable manner, which is discussed below) control advantageous because it allows, for example, to increase the holding force on the blocking and / or coupling element .
  • the inventive provision of a piezo motor has important advantages.
  • piezomotors with a compact and flexible design can be used; For example, a piezoelectric motor can surround a locking cylinder in an annular manner. Available piezomotors exert a considerable holding torque, even if they are not supplied with electrical energy.
  • Piezomotors can only be operated with special control electronics and with generally high-frequency (eg 10 kHz and more) voltages, possibly for several connections between which a phase relationship must be defined. This means that, in contrast to conventional electric motors or even piezo-optics, it is not possible to control the motor with conventional DC voltages. This brings a great deal of additional manipulation security with it.
  • the control acts as mentioned according to the invention together with the blocking and / or coupling element that in one of its positions the blocking and / or coupling element does not allow one of its two layers - preferably its second (free or coupling ) Able - to take.
  • the term "enable” can be understood passively by the control in its first position preventing the blocking and / or coupling element from assuming its second or first position. and / or coupling element acts by it moves by its movement from the first to the second position, the blocking and / or coupling element - eg. against the force of a spring or against gravity - in the second or first position.
  • control with the blocking and / or coupling element can be done in many different ways.
  • a type of guiding or control surface is present. Such may cause a location at which the blocking and / or coupling element or possibly between this and the
  • Control existing intermediate part is present on the control, shifts when the control is moved in the intended manner between the first and the second position.
  • Coupling element in its movement between the first and second layer of
  • Forced control ie the position of the control always determines the position of the blocking and / or coupling element.
  • a kind of rail or a groove of the guide element cooperates with corresponding guide parts of the blocking and / or coupling element and shifts in a movement of this.
  • Other types of positive guidance are conceivable, for example with the aid of force deflection means (joint elements, pivot pins), gears, threads, etc.
  • the undesired movement of the blocking and / or coupling element in the second (or first) layer is prevented by a lot of blocking and / or coupling element on any kind of stop surface of the guide element or at one with the guide element connected stop surface is present.
  • This means that movement into the second (or first) position can only be effected after the control has been moved away from its assumed position or by being displaced away from its assumed position.
  • control may act on the blocking and / or coupling element in other ways.
  • the control element can cause a magnetic interaction that the control element holds the blocking and / or coupling element in its first position when it is in its first position, for example.
  • By having a permanent magnet, depending on the position of the control on the blocking and / or coupling element may act or not.
  • Coupling element are conceivable.
  • the movement between first and second position may be a translation movement between two positions. But it can also be a tilt, turn or combined translational and tilting / rotating movement. Even other types of movement are not excluded, for example, with a deformation of the Blocking and / or coupling element associated movements.
  • the blocking and / or coupling element may be rotatably supported by a pivot and have a guide projection radially spaced from the pivot which engages a corresponding guide surface of the guide element (or vice versa: the guide element has a guide projection formed into a guide surface the blocking and / or coupling element engages).
  • control surface or forced operation moves the control locally transversely to the direction of movement of the blocking and / or coupling element.
  • the control is designed and arranged such that a movement of the control element between the first and second position in the region of a touch or stop surface with the blocking and / or coupling element movement transverse to the direction of movement of the blocking and / or Coupling element is.
  • the control can locally in the area of the stop surface in a direction perpendicular to the first or move in an angle direction.
  • control element may move tangentially when the first and second layers of the blocking and / or coupling element are radially or axially spaced-apart positions.
  • control member may move in the axial direction when the first and second positions of the blocking and / or coupling member are radially or tangentially spaced apart positions, etc.
  • directions of movement of the control member and the locking and locking members may be determined Be coupling element perpendicular or at a different angle to each other.
  • Such a configuration has the advantage that a force exerted on the blocking and / or coupling element is not or only attenuated to the piezomotor is transmitted. For the piezomotor, therefore, a smaller holding torque is sufficient for a non-powered motor.
  • the control moves locally transversely to the direction of movement of the blocking and / or coupling element
  • the following principle can be applied: Either the control or the blocking and / or coupling element or both the control and the blocking and / or coupling element has / possess in the area of the contact surface between these two elements, a guide surface which is at an angle other than 90 degrees and 0 degrees both to the direction of movement of the blocking and / or coupling element and to the direction of movement of the control. This acts in the manner of a ramp: When the control is moved, this can cause a movement blocking and / or coupling element in about perpendicular direction.
  • the direction of movement of the blocking and / or coupling element is transverse to the shear line (actually it is a shear surface) between the actuator and closing device stator. At least in one position of the actuating element, the blocking and / or coupling element projects into a recess of the closing device stator or actuating element and crosses the shearing line. The shear line abuts an approximately vertical surface portion of the blocking and / or coupling element, depending on the locking state, thereby making it impossible to turn the lock cylinder rotor, or to an angled surface portion.
  • the piezomotor may, for example, be of the traveling wave motor type.
  • a piezomotor type for example a standing wave ultrasonic motor or a piezomotor, in which oscillations of a piezoelectric element trigger corresponding oscillations of a propulsion element, which advance the rotor (or a differently configured moving element) in steps.
  • a rotor of the piezoelectric element may extend in a ring around the lock cylinder rotor and possibly around areas of the lock cylinder stator.
  • Such a standing wave piezoelectric motor in this embodiment has been described, for example, by Physik Instrumente GmbH (Vyshnevskyy et al., Poster at the Actuator 2004; the standing wave piezoelectric motor is relatively easy to control).
  • the principle of the piezo motor regardless of the design, has the substantial advantage that in such an annular configuration, the interior of the ring can be both free of elements belonging to the piezo motor and free of fields.
  • the piezomotor does not have to be a rotary motor, but can also be a linear motor.
  • the control element is the - suitably shaped and, for example, provided with a control surface moving part of the piezomotor, or it is reversible or irreversibly firmly connected to the moving part of the piezo motor.
  • the control element there is a positive guidance between the moving part of the piezo motor and the control element.
  • a rotor of the piezo motor and a translationally displaceable control element can be connected to one another by a thread, suitable guide means preventing a rotational movement of the control element, but Allow translational movements.
  • Other variants - for example, without positive guidance - are conceivable.
  • the closing device stator is a (one-piece or multi-part) component, which is fastened in use, for example, to the object to be closed (building, vehicle, container, etc.) or to a closing element (door, window, lid, etc.).
  • the closing device stator may form a housing or be removably mounted or fixed in a housing.
  • the closing device stator can optionally also store further elements, such as, for example, a locking element, etc.
  • the actuating element is movable in the unlocked state relative to the closing device stator. It can - as is known per se from the prior art - be rotatably mounted in the closing device stator and serve as a closing device rotor. It is for example connected or provided with output means with which the locking element can be actuated. In some cases, the actuator itself can serve as a bar. The actuator is often operated with a key, a door handle, a knob or otherwise. It can also be moved by an electric drive relative to the closing device stator.
  • the blocking and / or coupling element can, depending on the design of the lock cylinder rotor, the lock cylinder stator and the control as
  • Sperriegel for example, pin-shaped, as a ball, as a block, as a beam, as a lever, etc. - or otherwise formed. It can also be in the style of a known one
  • spring means In special cases, it may also be deformable in a predetermined manner, for example by having a resilient portion, whereby the Spring means are integrated.
  • Spring means may also be deformable in a predetermined manner, for example by having a resilient portion, whereby the Spring means are integrated.
  • blocking and / or coupling elements may be present, which interact either with a common control or with multiple controls.
  • the device also has, for example, an electronic module.
  • an electronic module This includes means to determine if an access authorization exists based on data exchanged with another electronic module (an electronic key or a mechanical / electronic key electronic module). It may also include means to control the piezomotor.
  • Such an electronic module can also be present separately from the closing device, possibly in a separate location. Then, a communication link between such an electronic module is present or can be produced, so that the closing device can be controlled from outside (“remote") .
  • the electronic module does not have to form a closed unit, but rather parts of it can be present separately -Electronics and the rest of the electronics also be separated.
  • the closing device and optionally a matching key can optionally have in addition to the inventive mechanism mechanical locking devices and corresponding unlocking, for example.
  • mechanical locking devices and corresponding unlocking for example.
  • tumblers / Gegenzuroissfaren designed as a closing lock device, which cooperate with corresponding coding holes of the key.
  • a key may also be merely a carrier of the electronic module and have a shank, which is insertable into the keyhole and serves only for exerting the torque.
  • further mechatronic locking means may also be present.
  • the key can be multi-part, so that the electronic module and the shaft are not present on the same part.
  • An electronic key can, for example, be card-shaped.
  • the device also has a blocking element by means of which it can be held directly or indirectly in a housing or another device.
  • the blocking element is now movable according to the preferred embodiment between a first and a second position relative to the closing device stator, wherein it can prevent removal of the device from the housing or the other device in its first position.
  • a guide element - preferably but not necessarily the control element - in a first position does not allow the locking element to assume either its first position or its second position and in a second position movement of the locking element into its first position or second location allow.
  • the guide element is movable by the driving force of a piezomotor between the first position and the second position.
  • the blocking element in its first position can directly prevent the device from being removed from the housing or other element by blocking a shear line between the closing device stator and the housing or other element. It may alternatively prevent removal of the device by blocking a fastener which, in turn, precludes removal of the device.
  • a lock cylinder which has a lock cylinder stator and a relative thereto having a movable lock cylinder rotor with a key opening and at least one a tumbler and cooperating with this Gegenzuiens.
  • the tumbler and the Gegenzulets are together in a space formed by recesses in the lock cylinder stator and the lock cylinder rotor.
  • a contact surface is formed, which can be so relative to a contact surface (shear surface or shear line) between Schliesszylinder rotor and Schliesszylinder- stator aligned that a rotation the lock cylinder rotor is not blocked relative to the lock cylinder stator, wherein in such a rotation, the tumbler is rotated with the lock cylinder rotor and the Jacobzuiens remains in the lock cylinder stator. If no key is inserted into the key opening, at least the tumbler, and for example also the counter-locking pressed by a spring force against a stop, in which position the tumbler protrudes into the keyhole.
  • the spring force acts, for example. On the Gegenzuiens (and of this on the contact surface on the tumbler); But it can also act directly on the tumbler. By inserting a key, the tumbler is displaceable against the spring force.
  • a control is now present, which is movable between two positions, wherein it prevents the adoption of a position of the tumbler or Gegenzulets in a first position, in which the tumbler or Gegenzulets can get when the control in his second position.
  • the control element may, for example, be movable between its first or second position by the drive of a piezomotor, in which case the locking cylinder also corresponds to the above-described first aspect of the invention, for example in any of the described embodiment compatible with the principle of the second aspect can.
  • the control can also by another electronically controllable drive between its first and its second position to be movable.
  • the control element can also be actuated purely mechanically, for example by inserting a suitable key.
  • This matching key may be the key, mechanically coded key to be used for rotation of the lock cylinder rotor, which may then have additional mechanical coding to unlock the control.
  • Such may be present on the key shank or also on the bowl chalk (there, for example, as a protrusion protruding, suitably shaped projection, which moves the control by insertion into a suitable opening).
  • the matching key may also be a separate, second key to be inserted into a suitable second keyhole.
  • control may be annular or have an annular portion and extend around the Schliesszylinder- rotor around. It may also be in operative connection with an element extending annularly around the rotor.
  • the control may be blocking in its first position as follows:
  • Ia to Ic are schematic sectional views of a first embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a view of a closing device according to the first embodiment of the invention, wherein not all parts are shown for reasons of clarity;
  • the closing device according to FIGS. 1a to 7e is a locking cylinder in which the actuating element is designed as a locking cylinder rotor.
  • the Locking cylinder rotor is provided with a key opening into which a key of a known or a novel design can be inserted.
  • the Schliesszy cylinder and the key can optionally have mechanical locking devices and corresponding unlocking in each embodiment, for example.
  • the key may also be merely a carrier of the electronic module and have a shaft which is insertable into the key opening and serves only for exerting the torque.
  • the key can also be multi-part, so that the electronic module and the shaft are not present on the same part.
  • FIGS. 1a to 7e can also be used with corresponding minor modifications (eg omission of the key opening, connection of the rotor with an actuating means accessible to the user or triggered electronically, eg door handle, doorknob, possible size adjustments) in locking devices come, which are not designed as a lock cylinder, but provide, for example, the operation of a rotor by a door handle, a door knob or other means.
  • minor modifications eg omission of the key opening, connection of the rotor with an actuating means accessible to the user or triggered electronically, eg door handle, doorknob, possible size adjustments
  • Figure Ia shows a closing device in the locked state. Shown are a Schliesszy cylinder rotor 1, which is rotatably mounted in a lock cylinder stator 2.
  • the lock cylinder rotor has a key opening 1.1 into which the shaft of a key not shown here can be inserted. Furthermore, you can see a blocking and / or coupling element 3, which is located in an interior, through recesses 1.2,. 2.2 is formed in the lock cylinder rotor or in the lock cylinder stator.
  • a Schliesszy cylinder rotor 1 which is rotatably mounted in a lock cylinder stator 2.
  • the lock cylinder rotor has a key opening 1.1 into which the shaft of a key not shown here can be inserted.
  • a blocking and / or coupling element 3 which is located in an interior, through recesses 1.2,. 2.2 is formed in the lock cylinder rotor or in the lock cylinder stator.
  • a region of the blocking and / or coupling element 3 is located on the shearing line between the lock cylinder rotor and the lock cylinder stator, and a deflection of the blocking and / or coupling element 3 is not possible. In this way prevents the blocking and / or coupling element in the position shown - the lock position - a rotation of the lock cylinder rotor 1 in the lock cylinder stator 2 and thus an actuation of the lock cylinder.
  • the shape of the blocking and / or coupling element is such that shear forces between the Schliesszyiinder rotor and the lock cylinder rotor can not be deflected in the blocking and / or coupling element against gravity upward forces.
  • a control 5 Dodging of the blocking and / or coupling element to the outside is made impossible by a control 5. This is formed in the illustrated arrangement as a ring which surrounds the lock cylinder rotor 1 and the lock cylinder stator 2 in the illustrated area.
  • the control has a recess 5.1 with a ramp-like surface section 5.2.
  • the recess with the ramp-like surface portion and the subsequent circular cylindrical inner surface of the control act as a control surface 5.5 in the sense described above.
  • the control is rotated relative to the lock cylinder stator 2 so far that the recess 5.1 of the control is aligned with the recess 2.2 of the lock cylinder stator.
  • FIG. 1b shows a corresponding arrangement.
  • the blocking and / or coupling element 3 by at least partially passes into the recess 5.1 of the control, escape to the outside, whereby the shear line between lock cylinder stator 2 and lock cylinder rotor 1 is released and the latter can be rotated, which is shown in Figure Ic.
  • the position in which the blocking and / or coupling element is at least partially released into the recess 5.1 of the control element and the said shear line corresponds to the second position of the blocking and / or coupling element.
  • the drawn schematic embodiment illustrates well how the control element 5 moves in an environment of the contact surface to the blocking and / or coupling element transversely thereto by the blocking and / or coupling element 3 is displaceable in the radial direction, but the control makes a rotary motion , which leads to a tangential movement of the control surface.
  • the blocking and / or coupling element can enter the second position or free position shown in FIGS. 1 b and 1 c:
  • the guide surface 3.1 is formed by that Blocking and / or coupling element tapers against the inside and thereby has an example. Conical surface portion.
  • the lock cylinder rotor 1 must first be brought back into the position shown in Fig. Ia and Ib in the illustrated variant. It may, for example, be provided that, as is known per se, due to the tumblers, the key can only be pulled when the lock cylinder rotor is in this position.
  • the control is turned back to the position shown in Fig. Ia.
  • the ramp-like portion 5.2 of the control surface causes in this movement, a pushing back of the blocking and / or coupling element in the position shown in Figure Ia, in which it blocks the shear line between Schliesszylinder rotor and Schliesszylinder- stator.
  • FIGS. 1 a to 1 c show a three-dimensional representation of the embodiment of Figures Ia to Ic, wherein for reasons of better visibility of some elements of the lock cylinder stator is only partially shown. Elements that are visible in FIGS. 1 a to 1 c are provided with the same reference symbols and will not be described again here.
  • the control element 5 is a rotor of a ring-shaped about the lock cylinder rotor 1 and placed around areas of the lock cylinder stator piezoelectric motor whose stator 6 is located in the axial direction next to the rotor 5.
  • an area not shown between the rotor 5 and the stator is an arrangement with at least one piezoelectric element which is vibrated - often at frequencies of 10 kHz or more - and caused by these vibrations causes the rotor and the stator to move continuously relative to each other.
  • Piezo motors - eg traveling wave motors of the illustrated, annular configuration - are known per se and will not be described in more detail.
  • piezomotors available whose stator is, for example, placed around the rotor, and / or based not on the traveling wave principle, but on a different type of effect of a vibrating piezoelectric element.
  • piezomotors designed differently from the outer shape can also be used.
  • FIG. 3a shows a front view of the lock cylinder
  • FIG. 3b shows a representation of the cylinder cut along the surface bb of FIG. 3a
  • FIG. 3d shows a side view
  • FIG. 3c shows a representation of the lock cylinder cut along the surface cc
  • FIGS. 3e and 3f Figures 3c and 3d corresponding representations of the lock cylinder in the locked state.
  • the embodiment is based on the following principle.
  • the blocking and / or coupling element is displaceable in the direction transverse to the shear line between the actuating element (eg lock cylinder rotor) and closing device stator.
  • At least in one position of the actuating element projects the blocking and / or coupling element into a recess of the closing device stator / actuator and crosses the shear line (or shear surface). Depending on the locking state, the shear line abuts an approximately vertical surface portion of the blocking and / or coupling element (which makes it impossible to turn the lock cylinder rotor) or an angular surface section.
  • the blocking and / or coupling element 3 is mounted in the illustrated embodiment in the recess 1.2 in the lock cylinder rotor 1, that it is rotated in the unlocked state of the device (see Fig. 3c) during rotations of the lock cylinder rotor.
  • the blocking and / or coupling element 3 is pressed by a spring means - in the example shown consisting of two springs 11 - radially outward.
  • the lock cylinder stator 2 has a recess 2.2, in which the blocking and / or coupling element protrudes in the drawn arrangements of Figures 3c and 3e due to the spring force.
  • the blocking and / or coupling element has a guide surface 3.1 by it tapers against the outside and, for example, a ramp-like beveled surface portion (as a variant, the lock cylinder stator 2 could have a ramp-like beveled surface portion, which in a state against an edge the blocking and / or coupling element abuts).
  • the radial extent of this guide surface is at least equal to the radial extent of the Locking cylinder stator at the location of the blocking and / or coupling element and preferably slightly larger than this.
  • the blocking and / or coupling element is in contact with the control element. Due to the guide surface 3.1, the shear line between the lock cylinder rotor and lock cylinder stator is not blocked by the blocking and / or the coupling element. Rather, a shear caused by a rotation of the lock cylinder rotor causes a counter-inward displacement of the blocking and / or coupling element, which is then present on the inside of the lock cylinder stator during a rotational movement and slides thereon. In the state according to FIG. 3e, however, the closing device is locked. Because the blocking and / or coupling element protrudes due to the spring force in the recess 5.1 of the control, it blocks the shear line between the lock cylinder rotor and the lock cylinder stator.
  • the blocking and / or coupling element is bar-shaped, wherein it has the greatest extent in the axial direction. This facilitates inter alia the positioning of the springs 11. As seen in Figure 3b, it is not necessary that the guide member 5 extends in the axial direction over the entire length of the blocking and / or coupling element. Conversely, the blocking and / or coupling element cover only a part of the axial extent of the guide element.
  • Embodiments have the advantage, which may be important, that movement of the guide element between its first and second positions is possible independently of the orientation of the lock cylinder rotor.
  • Guide element can be moved to its first position (as shown in FIG. 3e), even if the lock cylinder rotor is not in its initial orientation.
  • FIGS. 4a to 4d differs from that of FIGS. 1a to 2 in particular in that a plurality of blocking and / or coupling elements 3 are present.
  • the blocking and / or coupling elements are spherical. But you can have other shapes as in other examples.
  • the guide surface of the guide element 5 provides a plurality of recesses 5.1 according to the number of blocking and / or coupling elements.
  • the blocking and / or coupling element abuts depending on the position of an outwardly projecting guide surface.
  • the above embodiments can also be realized in each case in the reverse configuration, in which the guide surface of the guide element is on the inside of the blocking and / or coupling element.
  • the blocking and / or coupling element is then carried along during a rotary movement of the closing cylinder rotor.
  • it is pressed by connected to the lock cylinder stator spring elements against the inside.
  • Other variations are conceivable.
  • ramps may be present as guide surfaces on the lock cylinder rotor 1, which press the blocking and / or coupling elements outwardly against the lock cylinder stator or guide element upon rotation of the lock cylinder rotor.
  • FIGS. 5a and 5b in addition to the main aspect of the invention, also corresponds to the second aspect of the invention.
  • the blocking and / or coupling element is at the same time a tumbler 22 of the type known per se.
  • the tumbler 23 belonging to the tumbler 22 abuts on an inside guide surface of the guide element.
  • the tumbler 22 projects so far into the keyhole that it prevents insertion of the key 21. Due to the presence of the counter-locking the tumbler can not escape to the outside. However, as soon as the guide member 5 is rotated so far that the Gegenzuiens can dodge into the recess 5.1, a plug-in of the key 21 is possible.
  • the counter-locking will be provided in a conventional manner still with spring means that press tumbler and counter-locking inward.
  • the spring means attack, for example, on the guide surface and slide during rotational movements of the guide member 5 on this.
  • the tumbler / antagonism pair is designed so that the lock cylinder rotor can then be rotated, if so shown the tumbler far protrudes into the keyhole, that is, when the tip of the tumbler protrudes into a coding hole of the key. If this is not the case - because the key has no coding hole or one not sufficiently deep at the corresponding location - the shear line between the locking cylinder rotor and the locking cylinder stator is blocked by the tumbler. Therefore, in the illustrated embodiment, the tumbler serves as the blocking and / or coupling element. In contrast to the above embodiments, however, prevents the guide element in its first, shown in Fig.
  • tumbler / detent pairs may also be present in configurations where the backstop blocks the shear line when the tumbler is not pushed outward by the key. Even such configurations can with the novel
  • control element can, as a further alternative, also be applied to the tumbler and / or prevent displacement of the counter-tumbler and / or tumbler inwardly (ie towards the key opening), whereby an insertion of the key into the keyhole is not prevented, however even if the coding hole is suitable at the location of the tumbler / Gegenzuroisspaares the contact surface can not get into the freehead, if the control is in its first place.
  • FIGS. 6a to 6d show a further embodiment of the invention.
  • FIGS. 6a and 6c show illustrations of the device cut along the surfaces a-a and c-c in FIGS. 6b and 6d, respectively.
  • the illustration of Fig. 6a shows the device in the locked, that of Fig. 6c in the unlocked state.
  • the rotor 31 of the piezo motor is not the same time the control. Rather, it serves to the control 5, for example.
  • linear here in the axial direction to move.
  • the blocking and / or coupling element 3 or the blocking and / or coupling elements are axially displaceable between their first and their second position.
  • a stop surface 5.3 for the blocking and / or coupling element - or the blocking and / or coupling elements - is present on the front side of the control.
  • the - here pin-shaped - blocking and / or coupling element engages in the position according to Figure 6a in the recess 1.2 of the lock cylinder rotor 1, thus preventing rotational movements.
  • the stop surface 5.3 prevents deflection in the axial direction.
  • the control element 5 does not oppose axial deflection of the blocking and / or coupling element.
  • control element as well as the blocking and / or coupling element can optionally be ferromagnetic, so that when the control element 5 is moved from the position according to FIG. 6a into the position according to FIG. 6c the blocking and / or coupling element is pulled along due to a magnetic attraction.
  • the embodiment of Figures 7a to 7e is similar in operation to that of Figures Ia to Id. However, it differs on the one hand in the geometry: The blocking and / or coupling element or the blocking and / or coupling elements is / are between their first and its second position displaceable in the axial direction. Accordingly, the recesses 1.2, 5.1 - similar to in Fig. 6a to 6d - in frontal surfaces of the lock cylinder rotor 1 and the guide member 5 are present. On the other hand, the embodiment of Figures 7a to 7e still has a device with which by the piezomotor and the guide element 5, which is also the rotor of the piezo motor at the same time, a fastening pin 43 can lock or unlock.
  • Figure 7a shows a view of the cut along the surface aa in Fig. 7b device in the locked and mounted state.
  • Fig. 7c shows a representation of the partially cut device also in the locked and fastened state, where you can see the control surface of the control 5 5.5 particularly well.
  • Fig. 7d shows a corresponding representation in the unlocked and fastened state.
  • Fig. 7e shows a representation of the device in the state in which it is removable for maintenance purposes from the - not shown - housing.
  • a blocking element 41 is present. This is located in the drawn in Fig. 7a, 7c and 7d state in a formed by a recess 43.1 in the mounting pin 43 and a recess in the lock cylinder stator 2 and is due to the force of a spring 42 against the formed by the guide member 5
  • the blocking element 41 can be pushed so far outwards by the spring 42 that it is completely or almost completely outside the recess 43.1. This allows a maintenance person, the mounting pin radially outward or - depending on the design of the lock cylinder rotor - to push inwards.
  • the blocking and / or coupling element 3 blocks the shearing line between the locking cylinder rotor and lock cylinder stator, and the lock member blocks the shear line between the fastener pin 43 and the lock cylinder stator.
  • the possible positions of the blocking and / or coupling element and the blocking element are at a given position of the control element 5 by the shape of the control surface 5.5 - so here the outer (left in the figure), the front surface of the control - determined.
  • the electronic module brings the control element 5 only in the third position, if there is a corresponding authorization, which requires the possession of an electronic special key.
  • FIG. 8a to 8c show very schematically an embodiment which does not show a cylindrical configuration, but in which the actuating element 1 relative to the closing device stator 2 is linearly displaceable.
  • the blocking and / or coupling element 3 is pin-shaped and similar to the embodiments described above in a recess 2.2 in the closing device stator 2 slidably mounted. In the locked state (FIG.
  • part of the blocking and / or coupling element 3 projects into a recess 1.1 of the actuating element 1 and thus prevents a relative movement of the actuating element 1 to the closing device stator 2.
  • the guide element 5 is in a first position, in FIG a portion of its surface forms a stop for the blocking and / or coupling element and prevents it from being pushed out of said recess 1.1. In its second position shown in FIGS. 8a and 8b, the guide element permits a displacement of the blocking and / or coupling element, so that the actuating element 1 can be displaced.
  • the lower surface in the figure 5.5 of the control 5 acts as a control surface.
  • the control is present in a cavity or slot 2.4 in the closing device stator 2. This is not a necessity; Rather, other geometric arrangements can act in the manner according to the invention.
  • the actuating element may be a locking element, or it may be operatively connected to a locking element, for example via an actuating projection provided directly on the actuating element or via a separate driven part.
  • the blocking and / or coupling element 3 is designed as a blocking element, ie in its first (blocking) Location prevents it from moving the actuating element relative to the closing device stator.
  • FIGS. 9a to 9c show an embodiment in which the blocking and / or coupling element acts as a coupling element. This means that in its second position the actuating element is coupled to an output device - this can be operatively connected to a locking element or can have the locking element itself - couples.
  • the blocking and / or coupling element is in its first position, the actuating element is decoupled from the output device, ie a movement of the actuating element has no influence on the locking state.
  • the actuating element is then freely rotatable, or that it is additionally provided by separate means (eg separate tumbler / counter-hold pairs) and / or by the blocking and / or coupling element in its first position relative to the closing device. Stator is blocked.
  • Figures 9a to 9c show a lock cylinder with a lock cylinder stator 2 and a lock cylinder rotor 1.
  • an output element 51 is actuated, which is in operative connection with locking means.
  • the closing device has a plurality of blocking and / or coupling elements 3 (whose function could be perceived in principle by a single blocking and / or coupling element), in a second position ( Figures 9a and 9b) the lock cylinder rotor with the Couple output element 51.
  • Figures 9a and 9b show the configuration into which the control is in its first position.
  • the blocking and / or coupling elements 3 are located in recesses 1.2 in the lock cylinder rotor 1 and through recesses 51.2 formed in the output element 51 interiors.
  • recesses 2.2 are present in which, for example, pin-like intermediate parts 52 are.
  • the recesses 1.2 in the lock cylinder rotor 1 and a guide surface 3.1 of the blocking and / or coupling elements 3 are coordinated so that a shearing force between the lock cylinder rotor 1 and the output element causes the blocking and / or coupling elements 3 are pressed away from the recesses 1.2 in the rotor.
  • Figure 9c shows the control element 5 - which is also the rotor of the piezo motor 5, 6 - in its second position.
  • the intermediate parts 52 and thus also the blocking and / or coupling elements 3 can escape radially outwards if a shearing force acts between the closing cylinder rotor 1 and the output element 51.
  • the blocking and / or coupling elements 3 are pushed out of the openings 1.2 in the lock cylinder rotor 1, whereby the lock cylinder rotor is decoupled from the output element.
  • the lock cylinder rotor 1 can rotate "empty", as shown in Figure 9c.
  • the blocking and / or coupling elements 3 in this first position even the output element 51 is coupled to the lock cylinder stator 2, 9c because the blocking and / or coupling elements 3 block the shearing line between the output element 51 and the closing cylinder stator 2.
  • the blocking and / or coupling element 3 thus acts
  • configurations are also conceivable in which it acts only as a coupling element and does not also block an output element against the lock cylinder stator.
  • the control element 5 in each case has a stop surface for the blocking and / or coupling element 3 acting control surface 5.5 on.
  • the arrangements shown and described similar arrangements are also possible with positively driven blocking and / or coupling elements.
  • the blocking and / or coupling element have a guide projection in a laterally adjacent to the blocking and / or coupling element groove of Controls.
  • the groove can now be formed so that its position in the direction of movement of the blocking and / or coupling element changes in function of the position of the guide element, so that the blocking and / or coupling element is displaced continuously along its direction of movement during a movement of the guide element.
  • Many other types of forced guidance are possible.

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Abstract

Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist einen Schliessvorrichtung-Stator (2) und ein relativ zu diesem bewegbares Betätigungselement (1) sowie ein Blockier- und/oder Kupplungselement (3) auf, welches zwischen einer ersten und einer zweiten Lage relativ zum Schliessvorrichtung-Stator (2) und/oder zum Betätigungselement (1) bewegbar ist. Die Schliessvorrichtung ist in einem verriegelten Zustand, wenn das Blockier- und/oder Kupplungselement in seiner ersten Lage ist. Erfindungsgemäss ist ein Steuerelement (5) vorhanden, welches durch die Antriebswirkung eines Piezomotors zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, wobei es in einer ersten Stellung dem Blockier- und/oder Kupplungselement (3) nicht ermöglicht, entweder seine erste Lage oder seine zweite Lage einzunehmen und in einer zweiten Stellung eine Bewegung des Blockier- und/oder Kupplungselements (3) in die erste bzw. zweite Lage ermöglicht.

Description

SCHLIESSVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Schliessvorrichtung für ein Schliesssystem, beispielsweise einen Schliesszylinder. Unter „Schliesssystem" wird hier ein System mit mechanischen Elementen verstanden, welches den Zutritt oder Zugriff zu einem Objekt ermöglicht oder versperrt, je nach dem ob eine Berechtigung vorliegt oder nicht. Eine Schiessvorrichtung wird insbesondere die Betätigung eines Schliesszylinders oder Schlosses durch Drehung eines Schlüssels oder eines Türknaufs, durch Betätigen eines Türdrückers oder vergleichbarer Mittel, oder automatisiert, mittels geeigneter Antriebsmittel etc. ermöglichen bzw. verhindern.
Schliessvorrichtungen dieser Art besitzen ein Gehäuse, welches mit einem Objekt (bspw. einer Türe) fest verbindbar ist und ein relativ zum Gehäuse bewegbares
Betätigungselement. Das Betätigungselement ist in vielen Fällen im Gehäuse drehbar und wird deshalb oft , Rotor' genannt. Das Betätigungselement ist mit
Abtriebsmitteln verbunden, verbindbar oder versehen, mit welchen ein
Riegelelement betätigt werden kann. In manchen Fällen kann auch das Betätigungselement selbst als Riegel dienen. Das Betätigungselement wird oft mit einem Schlüssel oder direkt von Hand betätigt. Es kann auch durch einen elektrischen Antrieb relativ zum Gehäuse bewegt werden.
Für Schliessvorrichtungen gibt es mechanische Verriegelungsmechanismen, mechatronische Verriegelungsmechanismen und mechanisch/mechatronische Verriegelungsmechanismen. Mechanische Ver- und Entriegelungsmechanismen beruhen beispielsweise auf dem Zusammenspiel von Zuhaltungs- /Gegenzuhaltungspaaren des Schliesszylinders mit Codierungsbohrungen auf einem passenden Schlüssel.
Die mechatronische, elektronisch gesteuerte Verriegelung basiert auf einer Datenübertragung zwischen einem der Schliessvorrichtung zugeordneten Elektronikmodul und einem zum Schlüssel gehörenden Elektronikmodul. Diese Datenübertragung kann durch Berührung - bspw. mittels elektrischer Kontakte an Schlüssel und Schloss - oder berührungslos - bspw. mittels elektromagnetischer Induktion - stattfinden. Daten können in nur eine oder in beide Richtungen übertragen werden. Im Elektronikmodul der Schliessvorrichtung und/oder im Elektronikmodul des Schlüssels wird anhand der übertragenen Daten überprüft, ob der eingesteckte Schlüssel zutrittsberechtigt ist. Wenn dies der Fall ist, so wird ein elektrischer Antrieb der Schliessvorrichtung aktiviert, welcher elektronisch gesteuert ein Sperrelement derart bewegt, dass es die Schliessvorrichtung freigibt.
Ein weiteres Beispiel für einen mechatronischen oder kombiniert mechanisch/mechatronischen Ver- und Entriegelungsmechanismus wird in der internationalen Offenlegungsschrift WO 2004/057137 gezeigt.
Mechatronische oder kombiniert mechanisch/mechatronische Ver- und Entriegelungsmechanismen bieten die Möglichkeit, gegenüber rein mechanischen Mechanismen zusätzliche Sicherheitsmerkmale zu implementieren, und sie erlauben je nach dem ein einfacheres Umprogrammieren eines Zugangsregimes. Sie haben aber auch Nachteile bezüglich Sicherheit (Unter Umständen kann ein die Entriegelung bewirkender Elektromotor durch von aussen induzierte Ströme betrieben werden), Energieverbrauch, Fehleranfälligkeit und Verschleiss (die Vorrichtung hat viele Einzelteile), Komplexität und Kosten sowie Platzbedarf.
Aus der japanischen Offenlegungsschrift JP 06 073930 ist eine Schliessvorrichtung
■ bekannt, bei welcher ein Sperriegel mittels eines Piezoelements anstelle eines Elektromotors betätigt werden kann. Eine solche Lösung kommt mit weniger
Einzelteilen aus, und bringt ausserdem einen geringen Energieverbrauch mit sich. Sie hat aber auch gravierende Nachteile. Je nach Ausgestaltung kann das Piezoelement einen Vortrieb auf einem nur sehr kurzen Weg erzeugen, was der Sicherheit sehr abträglich ist. In gewissen Ausführungsformen kann durch den Antrieb nur eine beschränkte Vortriebs- und Haltekraft übertragen werden, was ebenfalls aus
Sicherheitsüberlegungen unerwünscht ist. In gewissen Formen benötigt der Antrieb für den Sperriegel sehr viel Platz.
Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 1 516 983 ist ein Schliesszylinder bekannt, bei welchem ein Sperriegel schrittweise durch eine Kontaktfläche bewegt wird, welche durch einen Piezostab oder Piezobieger entlang einer elliptischen Bahn bewegt wird. Eine solche Lösung ist in der Praxis schwierig zu realisieren, wobei insbesondere ein verlässliches Halten des Sperriegels in der Sperrlage heikel ist.
Es ist folglich eine Aufgabe der Erfindung, eine Schliessvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welches Nachteile von Lösungen gemäss dem Stand der Technik überwindet.
Eine erfindungsgemässe Vorrichtung weist ein Blockier- und/oder Kuppelelement auf, welches einen Schliessvorrichtung-Stator und ein relativ zu diesem bewegbares Betätigungselement gegeneinander blockieren kann und/oder ein Abtriebsmittel an das Betätigungselement koppeln kann. Wenn das Blockier- und/oder Kuppelelements sich in seiner ersten Lage befindet, ist die Schliessvorrichtung im verriegelten Zustand, in dem das Betätigungselement in einer Bewegung relativ zum Schliessvorrichtung-Stator blockiert wird und/oder das Betätigungselement nicht an das Abtriebsmittel gekoppelt ist, wodurch die Schliessvorrichtung nicht betätigt werden kann. Wenn das Blockier- und/oder Kuppelelement in seiner zweiten Lage ist, ist eine Betätigung des Abtriebsmittels durch Bewegen des Betätigungselements möglich. Die eingangs gestellte Aufgabe wird nun erfindungsgemäss im Wesentlichen dadurch gelöst, dass ein Steuerelement in einer ersten Stellung dem Blockier- und/oder Kupplungselement nicht ermöglicht, entweder seine erste Lage oder seine zweite Lage einzunehmen und in einer zweiten Stellung eine Bewegung des Blockier- und/oder Kupplungselements in seine erste bzw. zweite Lage ermöglicht. Dabei ist das Steuerelement durch die Antriebskraft eines Piezomotors zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung bewegbar.
Unter einem ,Piezomotor' oder einem piezoelektrischen Motor' wird ein Motor verstanden, der ein feststehendes Teil und ein bewegtes Teil aufweist, wobei das bewegte Teil relativ zum feststehenden Teil bewegbar ist, indem ein piezoelektrisches Element in Schwingungen versetzt wird, wobei sich das bewegte Teil und das feststehende Teil über mehrere Schwingungen des piezoelekrischen Elementes hinweg (in gleichbleibender Richtung) relativ zueinander bewegen, wobei der resultierende zurückgelegte Weg in Funktion der Anzahl Schwingungen zunimmt. Ein Piezomotor ist also von einem reinen Piezobieger verschieden, welcher durch Anlegen einer Spannung an einem Piezoelement reversibel von einem ersten in einen zweiten Zustand bringbar ist.
Wenn der Piezomotor ein Drehmotor ist, wird das feststehende Teil „Stator" oder „Piezoelement-Stator" genannt, das bewegte Teil „Rotor". Je nach Konfiguration muss nicht unbedingt definiert sein, welches Teil des Piezomotors das bewegte Teil und welches das feststehende Teil ist, d.h. auch das feststehende Teil kann sich aufgrund der Wirkung des Antriebs bewegen. Wesentlich ist, dass durch den Antrieb des Piezomotors das bewegte Teil relativ zum feststehenden Teil bewegt wird.
Der erfindungsgemässe Ansatz löst die eingangs gestellte Aufgabe und bringt eine Reihe von Vorzügen mit sich. So ist das Vorsehen eines vom Blockier- und/oder Kupplungselement separaten (aber unter Umständen mit diesem auf geeignete Weise verbundenen, was nachstehend diskutiert wird) Steuerelementes vorteilhaft, weil es bspw. erlaubt, die Haltekraft auf das Blockier- und/oder Kupplungselement zu vergrössern. Ausserdem ergeben sich Möglichkeiten, die Positionierung sehr präzis zu gestalten. Auch das erfindungsgemässe Vorsehen eines Piezomotors hat gewichtige Vorteile. So können Piezomotoren mit kompakter und flexibler Bauweise verwendet werden; beispielsweise kann auch ein Piezomotor einen Schliesszylinder ringförmig umgreifen. Erhältliche Piezomotoren üben ein beträchtliches Haltemoment aus, auch wenn sie nicht mit elektrischer Energie versorgt werden. Da sie je nach Ausgestaltung wenig bewegte Teile aufweisen, sind sie unter Umständen recht kostengünstig herstellbar und wenig fehleranfällig. Sie erlauben das Ausüben grosser Drehmomente bei kleinen Drehgeschwindigkeiten, sind präzise in der Positionierung und leise. Ausserdem weisen sie im Unterschied zu konventionellen Elektromotoren kaum Leiterschlaufen auf und sind daher unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Zwischen eventuellen mehreren dicht beieinander angeordneten Piezomotoren ergeben sich auch keine Interferenzen. Ein weiterer, gewichtiger Vorteil ergibt sich aus der Kombination von Piezomotoren mit sicherheitsrelevanten Anwendungen (Schliessvorrichtungen sind eine solche sicherheitsrelevante Anwendung). Piezomotoren können nur mit einer speziellen Ansteuerelektronik und mit im Allgemeinen hochfrequenten (bspw. 1O kHz und mehr) Spannungen, unter Umständen für mehrere Anschlüsse, zwischen denen eine Phasenbeziehung definiert sein muss, betrieben werden. Das heisst, im Unterschied zu konventionellen Elektromotoren oder auch zu Piezobiegern ist es nicht möglich, den Motor mit konventionellen Gleichspannungen anzusteuern. Das bringt ein grosses Mass an zusätzlicher Manipulationssicherheit mit sich.
Das Steuerelement wirkt wie erwähnt gemäss der Erfindung so mit dem Blockier- und/oder Kupplungselement zusammen, dass es in einer seiner Stellungen dem Blockier- und/oder Kupplungselement nicht ermöglicht, eine seiner beiden Lagen - vorzugsweise seine zweite (Frei- bzw. Kupplungs-) Lage — einzunehmen. Dabei kann der Begriff „ermöglichen" passiv verstanden werden, indem das Steuerelement in seiner ersten Stellung das Blockier- und/oder Kupplungselement daran hindert, seine zweite oder seine erste Lage einzunehmen. Es kann aber auch sein, dass das Steuerelement aktiv auf das Blockier- und/oder Kupplungselement einwirkt, indem es durch seine Bewegung von der ersten in die zweite Stellung das Blockier- und/oder Kupplungselement - bspw. entgegen der Kraft einer Feder oder entgegen der Schwerkraft - in die zweite bzw. erste Lage bewegt.
Das Zusammenwirken des Steuerelements mit dem Blockier- und/oder Kupplungselement kann auf viele verschiedene Arten erfolgen. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Art von Führungs- oder Steuerfläche vorhanden. Eine solche kann bewirken, dass ein Ort, an welchem das Blockier- und/oder Kupplungselement oder eventuell ein zwischen diesem und dem
Steuerelement vorhandenes Zwischenteil am Steuerelement ansteht, sich verschiebt, wenn das Steuerelement in der vorgesehenen Art zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewegt wird.
Gemäss einer speziellen Ausführungsform wird das Blockier- und/oder
Kupplungselement in seiner Bewegung zwischen der ersten und zweiten Lage vom
Steuerelement zwangsgeführt, d.h. die Stellung des Steuerelements bestimmt immer die Lage des Blockier- und/oder Kupplungselements. Bspw. kann vorgesehen sein, dass eine Art Schiene oder eine Nut des Führungselements mit entsprechenden Führungspartien des Blockier- und/oder Kupplungselements zusammenwirkt und bei einer Bewegung dieses verschiebt. Weitere Arten einer Zwangsführung sind denkbar, bspw. mit Hilfe von Kraftumlenkungsmitteln (Gelenkelemente, Drehzapfen), Zahnrädern, Gewinden etc.
In diesen beiden Ausführungsformen wird also das unerwünschte Bewegen des Blockier- und/oder Kupplungselements in die zweite (bzw. erste) Lage verhindert, indem eine Partie des Blockier- und/oder Kupplungselements an einer irgendwie gearteten Anschlagfläche des Führungselementes oder an einer mit dem Führungselement verbundenen Anschlagfläche ansteht. Das bedeutet, dass ein Bewegen in die zweite (bzw. erste) Lage nur bewirkt werden kann, nachdem das Steuerelement von seiner eingenommenen Stellung weg verschoben worden ist oder indem es von seiner eingenommenen Stellung weg verschoben wird.
Das Steuerelement kann alternativ dazu auf weitere Arten auf das Blockier- und/oder Kupplungselement einwirken. Bspw. kann eine magnetische Wechselwirkung bewirken, dass das Steuerelement das Blockier- und/oder Kupplungselement in seiner ersten Lage hält, wenn es sich in seiner ersten Stellung befindet, bspw. indem es einen Permanentmagneten beinhaltet, der je nach Stellung des Steuerelements auf das Blockier- und/oder Kupplungselement einwirken kann oder nicht. Weitere Arten der Wechselwirkung zwischen Steuerelement und Blockier- und/oder
Kupplungselement sind denkbar.
Die Bewegung zwischen erster und zweiter Lage kann eine Translationsbewegung zwischen zwei Positionen sein. Es kann aber auch eine Kipp-, Dreh- oder kombinierte Translations- und Kipp-/Drehbewegung sein. Auch noch andere Bewegungsarten sind nicht ausgeschlossen, beispielsweise mit einer Verformung des Blockier- und/oder Kupplungselements verbundene Bewegungen. Im Falle einer Kippbewegung kann das Blockier- und/oder Kupplungselement durch einen Drehzapfen drehbar gehalten sein und einen radial vom Drehzapfen beabstandeten Führungsvorsprung aufweisen, der in eine entsprechende Führungsfläche des Führungselements eingreift (oder umgekehrt: das Führungselement weist einen Führungsvorsprung auf, der in eine Führungsfläche des Blockier- und/oder Kupplungselements eingreift).
Ebenfalls bevorzugt - diese Option besteht bei allen Ausführungsformen, insbesondere denen mit Steuerfläche oder Zwangsführung - bewegt sich das Steuerelement örtlich quer zur Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements. Das heisst, dass das Steuerelement so ausgebildet und angeordnet ist, dass eine Bewegung des Steuerelementes zwischen der ersten und zweiten Stellung im Bereich einer Berührungs- bzw. Anschlagsfläche mit dem Blockier- und/oder Kupplungselement eine Bewegung quer zur Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements ist. Mit anderen Worten, wenn das Blockier- und/oder Kupplungselement zwischen seiner ersten und zweiten Lage in eine erste Richtung bewegt wird, kann sich beim Verschieben von der ersten in die zweite Stellung das Steuerelement örtlich im Bereich der Anschlagfläche in einer zur ersten Richtung senkrechten oder in einem Winkel stehenden Richtung bewegen. Insbesondere kann sich das Steuerelement tangential bewegen, wenn die erste und zweite Lage des Blockier- und/oder Kupplungselements radial oder axial voneinander beabstandete Positionen sind. Alternativ dazu kann sich das Steuerelement in axialer Richtung bewegen, wenn das die erste und zweite Lage des Blockier- und/oder Kupplungselements radial oder tangential voneinander beabstandete Positionen sind, etc. In einer nicht- zylindrischen Konfiguration können Bewegungsrichtungen des Steuerelements und des Blockier- und/oder Kupplungselements senkrecht oder in einem andere Winkel zueinander sein. Eine solche Konfiguration hat den Vorteil, eine auf das Blockier- und/oder Kupplungselement ausgeübte Kraft nicht oder nur abgeschwächt auf den Piezomotor übertragen wird. Für den Piezomotor reicht daher ein kleineres Haltemoment bei nicht gespeistem Motor.
Wenn sich das Steuerelement örtlich quer zur Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements bewegt, kann folgendes Prinzip angewandt werden: Entweder das Steuerelement oder das Blockier- und/oder Kupplungselement oder sowohl das Steuerelement als auch das Blockier- und/oder Kupplungselement besitzt/besitzen im Bereich der Berührungsfläche zwischen diesen beiden Elementen eine Führungsfläche, die in einem von 90 Grad und von 0 Grad verschiedenen Winkel sowohl zur Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements als auch zur Bewegungsrichtung des Steuerelements steht. Diese wirkt in der Art einer Rampe: Wenn das Steuerelement bewegt wird, kann das eine Bewegung Blockier- und/oder Kupplungselements in dazu ungefähr senkrechter Richtung bewirken.
Für die Blockierung von Schliessvorrichtung-Stator und Betätigungselement kann - dies gilt für alle Ausführungsformen - folgendes Prinzip verwendet werden. Die Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements ist quer zur Scherlinie (eigentlich ist es eine Scherfläche) zwischen Betätigungselement und Schliessvorrichtung-Stator. Mindestens in einer Lage des Betätigungselements ragt das Blockier- und/oder Kupplungselement in eine Aussparung des Schliessvorrichtung-Stators oder Betätigungselements hinein und kreuzt die Scherlinie. Die Scherlinie stösst je nach Verriegelungszustand an einen ungefähr senkrechten Oberflächenabschnitt des Blockier- und/oder Kupplungselements, wodurch ein Drehen des Schliesszylinder-Rotors verunmöglicht wird, oder an einen einen Winkel bildenden Oberflächenabschnitt. Der Piezomotor kann bspw. vom Typ Wanderwellenmotor sein. Er kann aber auch ein anderer Piezomotorentyp sein, bspw. ein Stehwellen-Piezomotor (standing wave ultrasonic motor) oder ein Piezomotor, bei welchem Schwingungen eines Piezoelementes entsprechende Schwingungen eines Vortriebselementes auslösen, welches den Rotor (oder ein anders ausgestaltetes bewegtes Element) schrittweise voranschieben. Sowohl in der Ausgestaltung als Wanderwellenmotor als auch in anderen Ausgestaltungen kann ein Rotor des Piezoelementes sich ringartig um den Schliesszylinder-Rotor und eventuell um Bereiche des Schliesszylinder-Stator erstrecken. Ein solcher Stehwellen-Piezomotor in dieser Ausgestaltung ist bspw. von Physik Instrumente GmbH beschrieben worden (Vyshnevskyy et al. Poster an der Actuator 2004; der Stehwellen-Piezomotor ist vergleichsweise einfach ansteuerbar). Das Prinzip des Piezomotors bringt unabhängig von der Bauart den substantiellen Vorteil mit sich, dass in einer solchen ringförmigen Konfiguration das Innere des Ringes sowohl frei vom zum Piezomotor gehörenden Elementen als auch frei von Feldern sein kann.
Der Piezomotor muss kein Drehmotor sein, sondern kann auch ein linearer Motor sein.
Das Zusammenspiel zwischen dem bewegten Teil (bspw. Rotor) des Piezomotors und dem Steuerelement kann verschiedener Art sein: Gemäss einer ersten Variante ist das Steuerelement das - geeignet geformte und bspw. mit einer Steuerfläche versehene— bewegte Teil des Piezomotors, oder es ist reversibel oder irreversibel fest mit dem bewegten Teil des Piezomotors verbunden. Gemäss einer zweiten Variante besteht eine Zwangsführung zwischen dem bewegten Teil des Piezomotors und dem Steuerelement. So können bspw. ein Rotor des Piezomotors und ein translatorisch zu verschiebendes Steuerelement durch ein Gewinde miteinander verbunden sein, wobei geeignete Führungsmittel eine Drehbewegung des Steuerelements verhindern, aber translatorische Bewegungen zulassen. Weitere Varianten - bspw. ohne Zwangsführung - sind denkbar.
Der Schliessvorrichtung-Stator ist ein (einteiliges oder mehrteiliges) Bauelement, welches im Gebrauchszustand beispielsweise am zu verschliessenden Objekt (Gebäude, Fahrzeug, Behältnis, etc.) oder an einem verschliessenden Element (Türe, Fenster, Deckel etc.) befestigt ist. Der Schliessvorrichtung-Stator kann ein Gehäuse bilden oder in einem Gehäuse wegnehmbar oder fix gelagert sein. Der Schliessvorrichtung-Stator kann optional auch weitere Elemente lagern, wie bspw. ein Riegelelement etc.
Das Betätigungsgelement ist im entriegelten Zustand relativ zum Schliessvorrichtung-Stator bewegbar. Es kann - wie das an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist - im Schliessvorrichtung-Stator drehbar gelagert sein und als Schliessvorrichtung-Rotor dienen. Es ist beispielsweise mit Abtriebsmitteln verbunden oder versehen, mit welchen das Riegelelement betätigt werden kann. In manchen Fällen kann auch das Betätigungselement selbst als Riegel dienen. Das Betätigungselement wird oft mit einem Schlüssel, durch einen Türdrücker, einen Türknauf oder sonstwie betätigt. Es kann auch durch einen elektrischen Antrieb relativ zum Schliessvorrichtung-Stator bewegt werden.
Das Blockier- und/oder Kupplungselement kann je nach Auslegung des Schliesszylinder-Rotors, des Schliesszylinder-Stators und des Steuerelements als
Sperriegel - beispielsweise Stiftförmig, als Kugel, als Block, als Balken, als Hebel, etc. — oder sonstwie ausgebildet sein. Es kann auch in der Art einer bekannten
Zuhaltung oder Gegenzuhaltung ausgebildet sein. Je nach dem ist es mit
Federmitteln versehen. In speziellen Fällen kann es auch in vorgegebener Weise verformbar sein, bspw. indem es eine federnde Partie beinhaltet, wodurch die Federmittel integriert sind. Selbstverständlich können auch mehrere Blockier- und/oder Kupplungselemente vorhanden sein, die entweder mit einem gemeinsamen Steuerelement oder mit mehreren Steuerelementen zusammenwirken.
Nebst den vorstehend beschriebenen Komponenten weist die Vorrichtung beispielsweise noch ein Elektronikmodul auf. Dieses beinhaltet Mittel, aufgrund von Daten, die mit einem weiteren Elektronikmodul (einem elektronischen Schlüssel oder einem Elektronikmodul eines mechanisch/elektronischen Schlüssels) ausgetauscht wurden, festzustellen, ob eine Zugangsberechtigung vorliegt. Weiter kann es Mittel beinhalten, den Piezomotor anzusteuern. Ein solches Elektronikmodul kann auch separat, unter Umständen örtlich getrennt, von der Schliessvorrichtung vorhanden sein. Dann ist eine Kommunikationsverbindung zwischen einem solchen Elektronikmodul vorhanden oder herstellbar, so dass die Schliessvorrichtung von ausserhalb („remote") gesteuert werden kann. Das Elektronikmodul muss nicht eine geschlossene Einheit bilden, vielmehr können Teile davon separat vorhanden sein. So können bspw. die Motor-Elektronik und die restliche Elektronik auch voneinander getrennt sein.
Die Schliessvorrichtung und gegebenenfalls ein dazu passender Schlüssel können in jeder Ausführungsform optional ergänzend zum erfindungsgemässen Mechanismus mechanische Verriegelungseinrichtungen und entsprechende Entriegelungsmittel aufweisen, bspw. in der Form von Zuhaltungs/Gegenzuhaltungspaaren der als Schliesszylinders ausgebildeten Schliessvorrichtung, welche mit entsprechenden Codierungsbohrungen des Schlüssels zusammenwirken. Solche Verriegelungseinrichtungen sind jedoch nicht notwendig; ein Schlüssel kann auch lediglich Träger des Elektronikmoduls sein und einen Schaft aufweisen, welcher in die Schlüsselöffnung einführbar ist und nur zum Ausüben des Drehmoments dient. Nebst dem erfindungsgemässen Mechanismus können auch noch weitere mechatronische Verriegelungsmittel vorhanden sein. Auch der Schlüssel kann mehrteilig sein, so dass das Elektronikmodul und der Schaft nicht am selben Teil vorhanden sind. Ein elektronischer Schlüssel kann bspw. kartenförmig ausgebildet sein.
Gemäss einer speziellen Ausführungsform weist die Vorrichtung zusätzlich zu den geschilderten Merkmalen noch ein Sperrelement auf, mittels welchem sie direkt oder indirekt in einem Gehäuse oder einer anderen Einrichtung gehalten werden kann. Das Sperrelement ist nun gemäss der bevorzugten Ausführungsform zwischen einer ersten und einer zweiten Lage relativ zum Schliessvorrichtung-Stator bewegbar, wobei es in seiner ersten Lage ein Herausnehmen der Vorrichtung aus dem Gehäuse oder der anderen Einrichtung verhindern kann. Gemäss der speziellen Ausführungsform kann ein Führungselement - vorzugsweise aber nicht notwendigerweise handelt es sich dabei um das Steuerelement - in einer ersten Stellung dem Sperrelement nicht ermöglichen, entweder seine erste Lage oder seine zweite Lage einzunehmen und in einer zweiten Stellung eine Bewegung des Sperrelements in seine erste bzw. zweite Lage ermöglichen. Dabei ist das Führungselement durch die Antriebskraft eines Piezomotors zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung bewegbar.
Das Sperrelement kann in seiner ersten Lage ein Herausnehmen der Vorrichtung aus dem Gehäuse oder anderen Element direkt verhindern, indem es eine Scherlinie zwischen dem Schliessvorrichtung-Stator und dem Gehäuse oder anderen Element blockiert. Es kann alternativ dazu ein Herausnehmen der Vorrichtung verhindern, indem es ein Befestigungselement blockiert, welches seinerseits einem Herausnehmen der Vorrichtung entgegensteht.
Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Schliesszylinder zur Verfügung gestellt, der einen Schliesszylinder-Stator und einen relativ zu diesem bewegbaren Schliesszylinder-Rotor mit einer Schlüsselöffnung sowie mindestens ein eine Zuhaltung und eine mit dieser zusammenwirkende Gegenzuhaltung aufweist. Im verschlossenen Zustand der Vorrichtung befinden sich die Zuhaltung und die Gegenzuhaltung gemeinsam in einem von Aussparungen im Schliesszylinder-Stator und im Schliesszylinder-Rotor gebildeten Raum. Zwischen der Zuhaltung und der Gegenzuhaltung ist — wie das für Zuhaltungs-Gegenzuhaltungspaare jeweils der Fall ist — eine Berührungsfläche ausgebildet, die so relativ zu einer Berührungsfläche (Scherfläche bzw. Scherlinie) zwischen Schliesszylinder-Rotor und Schliesszylinder- Stator ausgerichtet werden kann, dass eine Drehung des Schliesszylinder-Rotor relativ zum Schliesszylinder-Stator nicht blockiert wird, wobei bei einer solchen Drehung die Zuhaltung mit dem Schliesszylinder-Rotor mitgedreht wird und die Gegenzuhaltung im Schliesszylinder-Stator verbleibt. Wenn kein Schlüssel in die Schlüsselöffnung eingeführt ist, werden mindestens die Zuhaltung, und beispielsweise auch die Gegenzuhaltung durch eine Federkraft gegen einen Anschlag gedrückt, in welcher Stellung die Zuhaltung in die Schlüsselöffnung hineinragt. Die Federkraft wirkt bspw. auf die Gegenzuhaltung (und von dieser über die Berührungsfläche auf die Zuhaltung); sie kann aber auch direkt auf die Zuhaltung wirken. Durch Einführen eines Schlüssels ist die Zuhaltung entgegen der Federkraft verschiebbar. Gemäss diesem zweiten Aspekt der Erfindung ist nun ein Steuerelement vorhanden, welches zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, wobei es in einer ersten Stellung das Einnehmen einer Lage der Zuhaltung oder Gegenzuhaltung verhindert, in welche die Zuhaltung bzw. Gegenzuhaltung gelangen kann, wenn das Steuerelement in seiner zweiten Stellung ist.
Das Steuerelement kann bspw. durch den Antrieb eines Piezomotors zwischen seiner ersten oder zweiten Stellung bewegbar sein, in welchem Fall der Schliesszylinder auch dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt der Erfindung, bspw. in irgend einer der beschriebenen, mit dem Prinzip des zweiten Aspekts kompatiblen Ausgestaltung entsprechen kann. Alternativ dazu kann das Steuerelement auch durch einen anderen elektronisch steuerbaren Antrieb zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung bewegbar sein.
Gemäss noch einer Alternative gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung kann das Steuerelement auch rein mechanisch, bspw. durch Einführen eines passenden Schlüssels betätigbar sein. Dieser passende Schlüssel kann der in die Schlüsselöffnung passende, mechanisch codierte und zur Drehung des Schliesszylinder-Rotors zu verwendene Schlüssel sein, wobei er dann eine zusätzliche mechanische Codierung zum freischalten des Steuerelements aufweisen kann. Eine solche kann am Schlüsselschaft oder auch an der Schüsselreide vorhanden sein (dort bspw. als stirnseitig vorstehender, geeignet ausgeformter Vorsprung, welcher durch Einführen in eine passende Öffnung das Steuerelement bewegt). Der passende Schlüssel kann auch ein separater, zweiter, in eine geeignete zweite Schlüsselöffnung einzuführender Schlüssel sein.
Bei jeder Art des Antriebs/der Betätigung des Steuerelementes kann dieses wie vorstehend beschrieben und analog zu den nachstehenden Ausführungsbeispielen wirken und/oder ausgestaltet sein. Insbesondere kann das Steuerelement ringförmig sein bzw. einen ringförmigen Abschnitt aufweisen und sich um den Schliesszylinder- Rotor herum erstrecken. Es kann auch mit einem sich ringförmig um den Rotor erstreckenden Element in Wirkverbindung sein.
Das Steuerelement kann in seiner ersten Stellung wie folgt blockierend wirken:
Es kann durch eine Anschlagfläche oder eine Zwangsführung ein Verschieben der Gegenzuhaltung und/oder der Zuhaltung gegen aussen (also weg von der Schlüsselöffnung) verhindern, wodurch bspw. ein vollständiges Einführen des Schlüssels verunmöglicht werden kann.
Es kann durch eine Anschlagfläche oder eine Zwangsführung ein Verschieben der Gegenzuhaltung und/oder Zuhaltung nach innen (also zur Schlüsselöffnung hin) verhindern, wodurch zwar ein Einführen des Schlüssels in die Schlüsselöffnung nicht verhindert wird, aber auch bei an sich passender Codierungsbohrung an der Stelle des Zuhaltungs-/Gegenzuhaltungspaares die Berührungsfläche nicht in die Freilage gelangen kann.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander in ihrer Funktion entsprechende Elemente. Es zeigen:
Fig. Ia bis Ic schematische Schnittdarstellungen einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine Ansicht einer Schliessvorrichtung gemäss der ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht alle Teile dargestellt sind;
Fig. 3a - 3f, Fig. 4a - 4d, Fig. 5a-5b, Fig. 6a-6d, Fig. 7a-7e, Fig. 8a-8c und Fig. 9a, - 9c Darstellungen je einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Die Schliessvorrichtung gemäss Figuren Ia bis 7e ist ein Schliesszylinder, bei welchem das Betätigungselement als Schliesszylinder-Rotor ausgebildet ist. Der Schliesszylinder-Rotor ist mit einer Schlüsselöffnung versehen, in welche ein Schlüssel einer an sich bekannten oder einer neuartigen Ausgestaltung einschiebbar ist. Der Schliesszy linder und der Schlüssel können in jeder Ausführungsform optional mechanische Verriegelungseinrichtungen und entsprechende Entriegelungsmittel aufweisen, bspw. in der Form von Zuhaltungs/Gegenzuhaltungspaaren des Schliesszylinders, welche mit entsprechenden Codierungsbohrungen des Schlüssels zusammenwirken. Solche Verriegelungseinrichtungen sind jedoch nicht notwendig; der Schlüssel kann auch lediglich Träger des Elektronikmoduls sein und einen Schaft aufweisen, welcher in die Schlüsselöffnung einführbar ist und nur zum Ausüben des Drehmoments dient. Der Schlüssel kann auch mehrteilig sein, so dass das Elektronikmodul und der Schaft nicht am selben Teil vorhanden sind.
Das anhand der genannten Figuren Ia bis 7e illustrierte Prinzip kann auch mit entsprechenden geringfügigen Modifikationen (Bspw. Weglassen der Schlüsselöffnung, Verbinden des Rotors mit einem für den Benutzer zugänglichen oder elektronisch auslösbaren Betätigungsmittel, bspw. Türdrücker, Türknauf, eventuelle Grössenanpassungen) in Schliessvorrichtungen zum Einsatz kommen, die nicht als Schliesszylinder ausgebildet sind, sondern die bspw. die Betätigung eines Rotors durch einen Türdrücker, einen Türknauf oder ein anderes Mittel vorsehen.
Figur Ia zeigt eine Schliessvorrichtung im verriegelten Zustand. Dargestellt sind ein Schliesszy linder-Rotor 1, der in einem Schliesszylinder-Stator 2 drehbar gelagert ist. Der Schliesszylinder-Rotor weist eine Schlüsselöffnung 1.1 auf, in die der Schaft eines hier nicht gezeichneten Schlüssels eingeführt werden kann. Ferner sieht man ein Blockier- und/oder Kupplungselement 3, welches sich in einem Innenraum befindet, der durch Aussparungen 1.2,. 2.2 im Schliesszylinder-Rotor bzw. im Schliesszylinder-Stator gebildet wird. In der Anordnung gemäss Figur Ia befindet sich ein Bereich des Blockier- und/oder Kupplungselements 3 auf der Scherlinie zwischen dem Schliesszylinder-Rotor und dem Schliesszylinder-Stator, und ein Ausweichen des Blockier- und/oder Kupplungselements 3 ist nicht möglich. Auf diese Weise verhindert das Blockier- und/oder Kupplungselement in der gezeichneten Lage - der Sperrlage - ein Drehen des Schliesszylinder-Rotors 1 im Schliesszylinder-Stator 2 und damit ein Betätigen des Schliesszylinders.
Ein Ausweichen des Blockier- und/oder Kupplungselements nach innen wird in der gezeichneten Anordnung durch die Schwerkraft sowie die Form des Blockier- und/oder Kupplungselements 3 verhindert. Die Form des Blockier- und/oder Kupplungselements ist so, dass Scherkräfte zwischen dem Schliesszyiinder-Rotor und dem Schliesszylinder-Rotor nicht in auf das Blockier- und/oder Kupplungselement entgegen der Schwerkraft nach oben gerichtete Kräfte umgelenkt werden können. Es kann aber - das ist besonders bevorzugt - zusätzlich oder ergänzend vorgesehen sein, dass die Grosse und/oder Form der Aussparung 1.2 im Schliesszylinder-Rotor 1 ein Ausweichen des Blockier- und/oder Kupplungselements nach innen gar nicht erlaubt, da eine Anschlagfläche für das Blockier- und/oder Kupplungselement gebildet wird.
Ein Ausweichen des Blockier- und/oder Kupplungselements nach aussen wird durch ein Steuerelement 5 verunmöglicht. Dieses ist in der gezeichneten Anordnung als Ring ausgebildet, welcher im dargestellten Bereich den Schliesszylinder-Rotor 1 und auch den Schliesszylinder-Stator 2 umgibt.
Das Steuerelement besitzt eine Aussparung 5.1 mit einem rampenartig ausgebildeten Oberflächenabschnitt 5.2. Die Aussparung mit dem rampenartigen Oberflächenabschnitt sowie die daran anschliessende kreiszylindrische Innenoberfläche des Steuerelementes wirken als Steuerfläche 5.5 im vorstehend beschriebenen Sinn. Für die Entriegelung wird das Steuerelement relativ zum Schliesszylinder-Stator 2 so weit gedreht, dass die Aussparung 5.1 des Steuerelements mit der Aussparung 2.2 des Schliesszylinder-Stators fluchtet. Figur Ib zeigt eine entsprechende Anordnung. In dieser Anordnung kann das Blockier- und/oder Kupplungselement 3, indem es mindestens teilweise in die Aussparung 5.1 des Steuerelements gelangt, nach aussen ausweichen, wodurch die Scherlinie zwischen Schliesszylinder-Stator 2 und Schliesszylinder-Rotor 1 freigegeben wird und letzterer gedreht werden kann, was in Figur Ic dargestellt ist. Die Lage, in welcher sich das Blockier- und/oder Kupplungselement mindestens teilweise in die Aussparung 5.1 des Steuerelements und die genannte Scherlinie freigegeben ist, entspricht der zweiten Lage des Blockier- und/oder Kupplungselements.
Die gezeichnete schematische Ausführungsform illustriert gut, wie das Steuerelement 5 in einer Umgebung der Berührungsfläche zum Blockier- und/oder Kupplungselement sich quer zu diesem bewegt, indem das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 in radialer Richtung verschiebbar ist, das Steuerelement aber eine Drehbewegung macht, die zu einer tangentialen Bewegung der Steuerfläche führt.
Das Blockier- und/oder Kupplungselement kann aufgrund verschiedener Ursachen in die in den Figuren Ib und Ic dargestellte zweite Lage - oder Freilage - gelangen:
- Aufgrund der Schwerkraft.
- Aufgrund der Kraft eines - in der Figur nicht dargestellten - Federelements.
Aufgrund einer Kraft durch den Schliesszylinder-Rotor auf eine Führungsfläche
3.1 des Blockier- und/oder Kupplungselements oder des entsprechenden
Gegenstücks (hier: des Betätigungselements). In der dargestellten Ausführungsform wird die Führungsfläche 3.1 dadurch gebildet, dass das Blockier- und/oder Kupplungselement sich gegen innen verjüngt und dadurch einen bspw. konischen Oberflächenabschnitt aufweist.
Es sind auch andere Mittel denkbar, bspw. magnetische Kräfte, eine Zwangsführung durch das Steuerelement etc.
Beliebige Kombinationen dieser Möglichkeiten sind denkbar.
Wenn die dargestellte Schliessvorrichtung wieder verriegelt werden soll, muss in der dargestellten Variante zuerst der Schliesszylinder-Rotor 1 wieder in die in Fig. Ia und Ib gezeichnete Lage gebracht werden. Es kann bspw. vorgesehen sein, dass, wie das an sich bekannt ist, aufgrund der Zuhaltungen der Schlüssel nur gezogen werden kann, wenn der Schliesszylinder-Rotor in dieser Lage ist. Zum Verriegeln wird das Steuerelement in die in Fig. Ia gezeigte Stellung zurückgedreht. Der rampenartige Abschnitt 5.2 der Steuerfläche bewirkt bei dieser Bewegung ein Zurückschieben des Blockier- und/oder Kupplungselements in die in Figur Ia gezeichnete Stellung, in welcher es die Scherlinie zwischen Schliesszylinder-Rotor und Schliesszylinder- Stator blockiert.
Erfindungsgemäss wird die Bewegung - hier Drehbewegung - des Steuerelements durch die Antriebswirkung eines Piezomotors bewirkt. Figur 2 zeigt eine dreidimensionale Darstellung der Ausführungsform von Figuren Ia bis Ic, wobei aus Gründen der besseren Sichtbarkeit einiger Elemente der Schliesszylinder-Stator nur teilweise dargestellt ist. Elemente, die in Figuren Ia bis Ic sichtbar sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden hier nicht erneut beschrieben.
Das Steuerelement 5 ist Rotor eines ringförmig um den Schliesszylinder-Rotor 1 und um Bereiche des Schliesszylinder-Stators gelegten Piezomotors, dessen Stator 6 in axialer Richtung neben dem Rotor 5 liegt. In einem nicht dargestellten Bereich zwischen dem Rotor 5 und dem Stator befindet sich eine Anordnung mit mindestens einem Piezoelement, das in Schwingungen - oft mit Frequenzen von 10 kHz oder mehr - versetzt wird und durch diese Schwingungen bewirkt, dass sich der Rotor und der Stator kontinuierlich relativ zueinander bewegen. Piezomotoren — bspw. Wanderwellenmotoren der dargestellten, ringförmigen Konfiguration - sind an sich bekannt und werden nicht detaillierter beschrieben. Selbstverständlich ist es auch möglich, abweichend von der dargestellten Anordnung einen Piezomotor zur Verfügung zu stellen, dessen Stator bspw. um den Rotor herum gelegt ist, und/oder der nicht auf dem Wanderwellenprinzip, sondern auf einer anderen Art der Wirkung eines schwingenden Piezoelements basiert. In anderen geometrischen Konfigurationen als derjenigen von Figur 2 sind auch von der äusseren Form her verschieden ausgelegte Piezomotoren verwendbar.
In der Anordnung gemäss Figur 2 sieht man noch eine Befestigungsplatte 9 mittels welcher der Schliesszylinder-Rotor gegenüber dem Schliesszylinder-Stator drehbar gehalten wird. Nur angedeutet sind in Figur 2 Mitnehmepartien 1.5 des Schliesszylinder-Rotors, die dazu dienen, nicht dargestellte Abtriebsmittel für ein Riegelelement zu führen.
Die in Figuren 3a bis 3f dargestellte Ausführungsform besitzt in ihrer Funktionsweise Gemeinsamkeiten mit derjenigen der vorstehend beschriebenen Ausführungsform. Fig. 3a zeigt eine Frontansicht des Schliesszylinders, Fig. 3b eine Darstellung des entlang der Fläche b-b geschnittenen Zylinders von Fig. 3a, Fig. 3d eine Seitenansicht, Fig. 3c eine Darstellung des entlang der Fläche c-c geschnittenen Schliesszylinders, und Figuren 3e und 3f den Figuren 3c und 3d entsprechende Darstellungen des Schliesszylinders im verriegelten Zustand. Die Ausführungsform beruht auf folgendem Prinzip. Das Blockier- und/oder Kupplungselement ist in Richtung quer zur Scherlinie zwischen Betätigungselement (bspw. Schliesszylinder-Rotor) und Schliessvorrichtung-Stator verschiebbar. Mindestens in einer Lage des Betätigungselements (bspw. entsprechend der Ausgangsorientierung des Schliesszylinder-Rotors, in welcher ein Schlüssel ein- und ausgesteckt werden kann) ragt das Blockier- und/oder Kupplungselement in eine Aussparung des Schliessvorrichtung-Stators/Betätigungselements hinein und kreuzt die Scherlinie (bzw. Scherfläche). Die Scherlinie stösst je nach Verriegelungszustand an einen ungefähr senkrechten Oberflächenabschnitt des Blockier- und/oder Kupplungselements (wodurch ein Drehen des Schliesszylinder-Rotors verunmöglicht wird) oder an einen einen Winkel bildenden Oberflächenabschnitt.
Das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 ist in der gezeichneten Ausführungsform so in der Aussparung 1.2 im Schliesszylinder-Rotor 1 gelagert, dass es im entriegelten Zustand der Vorrichtung (siehe Fig. 3c) bei Drehungen des Schliesszylinder-Rotors mitgedreht wird. Das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 wird durch ein Federmittel - im gezeichneten Beispiel bestehend aus zwei Federn 11 — radial nach aussen gedrückt.
Der Schliesszylinder-Stator 2 besitzt eine Aussparung 2.2, in welche das Blockier- und/oder Kupplungselement in den gezeichneten Anordnungen der Figuren 3c und 3e aufgrund der Federkraft hineinragt. Das Blockier- und/oder Kupplungselement weist eine Führungsfläche 3.1 auf, indem es sich gegen aussen verjüngt und bspw. einen rampenartig abgeschrägten Oberflächenabschnitt aufweist (als Variante könnte auch der Schliesszylinder-Stator 2 einen rampenartig abgeschrägten Oberflächenabschnitt aufweisen, der in einem Zustand gegen eine Kante des Blockier- und/oder Kupplungselements stösst). Die radiale Ausdehnung dieser Führungsfläche ist dabei mindestens gleich der radialen Ausdehnung des Schliesszylinder-Stators am Ort des Blockier- und/oder Kupplungselements und vorzugsweise leicht grösser als diese.
Im in Fig. 3c dargestellten Zustand der Vorrichtung steht das Blockier- und/oder Kupplungselement am Steuerelement an. Aufgrund der Führungsfläche 3.1 ist die Scherlinie zwischen Schliesszylinder-Rotor und Schliesszylinder-Stator nicht durch das Blockier- und/öder Kupplungselement blockiert. Vielmehr bewirkt eine durch eine Drehung des Schliesszylinder-Rotors ausgelöste Scherung ein gegen-innen- Verschieben des Blockier- und/oder Kupplungselements, welches bei einer Drehbewegung dann innenseitig am Schliesszylinder-Stator ansteht und auf diesem gleitet. Im Zustand gemäss Fig. 3e ist die Schliessvorrichtung hingegen verriegelt. Weil das Blockier- und/oder Kupplungselement aufgrund der Federkraft in die Aussparung 5.1 des Steuerelements hineinragt, blockiert es die Scherlinie zwischen dem Schliesszylinder-Rotor und dem Schliesszylinder-Stator.
Aufgrund der Führungsfläche 3.1 des Blockier- und/oder Kupplungselements 3 ist der rampenartige Abschnitt 5.2 der Aussparung 5.1 hier nicht unbedingt erforderlich, um das Blockier- und/oder Kupplungselement beim Entriegelungsvorgang durch das Steuerelement in seine zweite Lage zu bewegen. Er kann aber wie gezeichnet optional trotzdem vorhanden sein. Benötigt wird in dieser Ausführungsform mindestens eine rampenartig wirkende Führungsfläche.
Als weiterer Unterschied zur Ausführungsform gemäss Figuren Ia bis 2 ist in dieser Ausführungsform das Blockier- und/oder Kupplungselement balkenförmig, wobei es die grösste Ausdehnung in axialer Richtung hat. Dies erleichtert unter anderem die Positionierung der Federn 11. Wie man in Figur 3b sieht, ist es nicht notwendig, dass sich das Führungselement 5 in axialer Richtung über die ganze Länge des Blockier- und/oder Kupplungselements erstreckt. Umgekehrt könnte auch das Blockier- und/oder Kupplungselement nur einen Teil der axialen Ausdehnung des Führungselements abdecken.
Die Ausführungsform gemäss Figuren 3a bis 3f sowie analog ausgestalteter weiterer
Ausführungsformen besitzt den unter Umständen wichtigen Vorzug, dass ein Bewegen des Führungselements zwischen seiner ersten und zweiten Stellung unabhängig von der Orientierung des Schliesszylinder-Rotors möglich ist. Das
Führungselement kann in seine erste Stellung (gemäss Fig. 3e) bewegt werden, auch wenn der Schliesszylinder-Rotor nicht in seiner Ausgangsorientierung ist. Die
Verriegelung ist jedoch selbstverständlich erst erfolgt, nachdem der Schliesszylinder- Rotor in die Ausgangssorientierung gebracht worden ist.
Die Ausführungsform der Figuren 4a bis 4d unterscheidet sich von derjenigen der Figuren Ia bis 2 insbesondere dadurch, dass mehrere Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 vorhanden sind. Im gezeichneten Beispiel sind die Blockier- und/oder Kupplungselemente kugelförmig. Sie können aber wie in anderen Beispielen auch andere Formen haben. Die Führungsfläche des Führungselements 5 sieht entsprechend der Anzahl der Blockier- und/oder Kupplungselemente eine Mehrzahl von Aussparungen 5.1 vor.
In den vorstehend beschriebenen Beispielen stösst das Blockier- und/oder Kupplungselement jeweils je nach Lage an eine aussenstehende Führungsfläche. Die vorstehenden Ausführungsformen können auch in jeweils umgekehrter Konfiguration realisiert werden, bei der die Führungsfläche des Führungselements innenseitig des Blockier- und/oder Kupplungselements ist. In den Beispielen der Figuren Ia bis 2 sowie 4a bis 4d wird dann jeweils das Blockier- und/oder Kupplungselement bei einer Drehbewegung des Schliesszylinder-Rotors mitgeführt. Im Beispiel der Figuren 3a bis 3f wird es durch mit dem Schliesszylinder-Stator verbundene Federelemente gegen innen gedrückt. Weitere Variationen sind denkbar.
Ebenfalls abweichend von der gezeichneten Anordnung können am Schliesszylinder- Rotor 1 Rampen als Führungsflächen vorhanden sein, die die Blockier- und/oder Kupplungselemente bei Drehung des Schliesszyinder-Rotors nach aussen gegen den Schliesszylinder-Stator respektive das Führungselement drücken.
Die Ausführungsform der Figuren 5a und 5b entspricht nebst dem Hauptaspekt der Erfindung auch dem zweiten Aspekt der Erfindung. In Figuren 5a und 5b ist das Blockier- und/oder Kupplungselement gleichzeitig eine Zuhaltung 22 der an sich bekannten Art. Im in Fig. 5b dargestellten, verriegelten Zustand der Schliessvorrichtung steht die zur Zuhaltung 22 gehörende Gegenzuhaltung 23 an einer innenseitigen Führungsfläche des Führungselements an. Die Zuhaltung 22 ragt so weit in die Schlüsselöffnung hinein, dass sie ein Einführen des Schlüssels 21 verhindert. Aufgrund des Anstehens an der Gegenzuhaltung kann die Zuhaltung auch nicht gegen aussen ausweichen. Sobald jedoch das Führungselement 5 so weit gedreht wird, dass die Gegenzuhaltung in die Aussparung 5.1 ausweichen kann, ist auch ein Einstecken des Schlüssels 21 möglich.
Die Gegenzuhaltung wird in an sich bekannter Art noch mit Federmitteln versehen sein, die Zuhaltung und Gegenzuhaltung nach innen drücken. Die Federmittel greifen bspw. auf der Führungsfläche an und gleiten bei Drehbewegungen des Führungselements 5 auf dieser.
In der dargestellten Konfiguration ist das Zuhaltungs/Gegenzuhaltungspaar so ausgelegt, dass der Schliesszylinder-Rotor dann gedreht werden kann, wenn wie dargestellt die Zuhaltung weit in die Schlüsselöffnung hineinragt, d.h. wenn die Spitze der Zuhaltung in eine Codierungsbohrung des Schlüssels hineinragt. Wenn das nicht der Fall ist — weil der Schlüssel am entsprechenden Ort keine oder eine nicht genügend tiefe Codierungsbohrung aufweist - ist die Scherlinie zwischen Schliesszylinder-Rotor und Schliesszylinder-Stator durch die Zuhaltung blockiert. Deshalb dient in der dargestellten Ausführungsform die Zuhaltung als das Blockier- und/oder Kupplungselement. Im Unterschied zu vorstehenden Ausführungsformen verhindert jedoch das Führungselement in seiner ersten, in Fig. 5b dargestellten Stellung nicht eine Bewegung des Blockier- und/oder Kupplungselements (=Zuhaltung) in seine zweite Lage (=Freilage), sondern in seine erste Lage (=Sperrlage). Die Sperrwirkung des erfindungsgemässen Mechanismus beruht also hier nicht direkt auf der Sperrung der genannten Scherlinie, sondern wie erwähnt darauf, dass ein notwendiges Einführen des Schlüssels verhindert werden kann.
Wie der Fachperson bekannt ist, können Zuhaltungs/Gegenzuhaltungspaare auch in Konfigurationen vorhanden sein, in denen die Gegenzuhaltung die Scherlinie blockiert, wenn die Zuhaltung nicht durch den Schlüssel nach aussen geschoben wird. Auch solche Konfigurationen können mit dem erfindungsgemässen
Mechanismus kombiniert werden, wobei dann die Gegenzuhaltung als das Blockier- und/oder Kupplungselement wirkt und wobei dann durch die Steuerfläche 5.5 die Bewegung des Blockier- und/oder Kupplungselements (=Gegenzuhaltung) in die zweite Lage (=Freilage) verhindert werden kann.
Wie vorstehend bereits erwähnt kann das Steuerelement als weitere Alternative auch an der Zuhaltung ansetzen und/oder ein Verschieben der Gegenzuhaltung und/oder Zuhaltung nach innen (also zur Schlüsselöffnung hin) verhindern, wodurch zwar ein Einführen des Schlüssels in die Schlüsselöffnung nicht verhindert wird, aber auch bei an sich passender Codierungsbohrung an der Stelle des Zuhaltungs- /Gegenzuhaltungspaares die Berührungsfläche nicht in die Freilage gelangen kann, sofern wenn das Steuerelement in seiner ersten Stelle ist.
Die Figuren 6a bis 6d zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Fig. 6a und 6c zeigen Darstellungen der entlang der Flächen a-a bzw. c-c in den Figuren 6b bzw. 6d geschnittenen Vorrichtung. Die Darstellung von Fig. 6a zeigt die Vorrichtung im verriegelten, diejenige von Fig. 6c im entriegelten Zustand.
Die Ausführungsform unterscheidet sich von den vorstehenden Beispielen insbesondere durch folgende Prinzipien:
- Der Rotor 31 des Piezomotors ist nicht gleichzeitig das Steuerelement. Vielmehr dient er dazu, das Steuerelement 5, bspw. mittels eines Gewindes, linear, hier in axialer Richtung, zu verschieben.
Das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 bzw. die Blockier- und/oder Kupplungselemente sind zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Lage axial verschiebbar. Eine Anschlagfläche 5.3 für das Blockier- und/oder Kupplungselement — oder die Blockier- und/oder Kupplungselemente - ist stirnseitig am Steuerelement vorhanden.
Das - hier stiftförmig gezeichnete - Blockier- und/oder Kupplungselement greift in der Lage gemäss Figur 6a in die Aussparung 1.2 des Schliesszylinder-Rotors 1 ein und verhindert so Drehbewegungen. Die Anschlagfläche 5.3 verhindert ein Ausweichen in axialer Richtung. In der Stellung gemäss Figur 6c steht das Steuerelement 5 einem axialen Ausweichen des Blockier- und/oder Kupplungselements nicht entgegen. Durch Drehen des Schliesszylinder-Rotors 1 wird das Blockereleemnt aus der Aussparung 1.2 hinausgedrückt. Wenn das Blockier- und/oder Kupplungselement axial zurückweicht, kann der Schliesszylinder-Rotor 1 relativ zum Schliesszylinder-Stator 2 gedreht werden. Das Steuerelement sowie das Blockier- und/oder Kupplungselement können optional ferromagnetisch sein, so dass beim Verschieben des Steuerelements 5 von der Stellung gemäss Fig. 6a in die Stellung gemäss Fig. 6c das Blockier- und/oder Kupplungselement aufgrund einer magnetischen Anziehungskraft mitgezogen wird.
Die Ausführungsform der Figuren 7a bis 7e ist in ihrer Funktionsweise ähnlich derjenigen der Figuren Ia bis Id. Sie unterscheidet sich aber einerseits in der Geometrie: Das Blockier- und/oder Kupplungselement bzw. die Blockier- und/oder Kupplungselemente ist/sind zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Lage in axialer Richtung verschiebbar. Dementsprechend sind die Aussparungen 1.2, 5.1 - ähnlich wie in Fig. 6a bis 6d - in stirnseitigen Oberflächen des Schliesszylinder-Rotors 1 bzw. des Führungselements 5 vorhanden. Andererseits weist die Ausführungsform von Figuren 7a bis 7e noch eine Einrichtung auf, mit welcher durch den Piezomotor und das Führungselement 5, das ja gleichzeitig der Rotor des Piezomotors ist, einen Befestigungsstift 43 ver- oder entriegeln kann. Damit löst sie gleichzeitig das Dilemma, wonach einerseits einer Wartungsperson ermöglicht werden sollte, die Schliessvorrichtung ohne übergrossen Aufwand zu entfernen, andererseits aber die Sicherheit nicht beeinträchtigt sein sollte und eine unberechtigte Person nicht in der Lage sein sollte, Sicherheitsvorkehrungen durch Entfernen der ganzen Schliessvorrichtung zu entfernen.
Figur 7a zeigt eine Ansicht der entlang der Fläche a-a in Fig. 7b geschnittenen Vorrichtung im verriegelten und befestigten Zustand. Fig. 7c zeigt eine Darstellung der teilweise geschnittenen Vorrichtung ebenfalls im verriegelten und befestigten Zustand, wobei man die Steuerfläche 5.5 des Steuerelements 5 besonders gut sieht. Fig. 7d zeigt eine entsprechende Darstellung im entriegelten und befestigten Zustand. Fig. 7e zeigt eine Darstellung der Vorrichtung im Zustand, in welchem sie zu Wartungszwecken aus dem - nicht dargestellten - Gehäuse entfernbar ist.
Nebst dem Blockier- und/oder Kupplungselement — in der gezeichneten Variante sind es mehrere Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 — ist noch ein Sperrelement 41 vorhanden. Dieses befindet sich im in Fig. 7a, 7c und 7d gezeichneten Zustand in einem durch eine Aussparung 43.1 im Befestigungsstift 43 und eine Aussparung im Schliesszylinder-Stator 2 gebildeten Innenraum und wird aufgrund der Kraft einer Feder 42 gegen die durch das Führungselement 5 gebildete
Führungsfläche gedrückt. Dadurch wird der Befestigungsstift 43 gegenüber dem Schliesszylinder-Stator 2 verriegelt und kann nicht radial nach aussen entfernt werden.
Wenn das Führungselement hingegen die Stellung gemäss Figur 7e einnimmt, kann aufgrund der Aussparung 5.4 im Führungselement das Sperrelement 41 durch die Feder 42 so weit nach aussen gedrückt werden, dass es sich vollständig oder fast vollständig ausserhalb der Aussparung 43.1 befindet. Das ermöglicht einer Wartungsperson, den Befestigungsstift radial nach aussen oder - je nach Ausgestaltung des Schliesszylinder-Rotors - nach innen zu schieben. Sobald der Befestigunssstift die Scherlinie zwischen dem Schliesszylinder-Stator 2 und dem Gehäuse nicht mehr sperrt, kann der ganze Schliesszylinder nach vorne - in den Figuren 7c bis 7e nach rechts - abgezogen werden.
Insgesamt ergeben sich also drei definierte Stellungen des Führungselementes:
Erste Stellung: Verriegelt und befestigt: Das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 blockiert die Scherlinie zwischen Schliesszylinder-Rotor und Schliesszylinder-Stator, und das Sperrelement blockiert die Scherlinie zwischen Befestitungsstift 43 und Schliesszylinder-Stator.
- Zweite Stellung: Entriegelt und befestigt: Dem Blockier- und/oder Kupplungselement 3 wird ermöglicht, die Scherlinie zwischen Schliesszylinder- Rotor und Schliesszylinder-Stator freizugeben, aber das Sperrelement blockiert die Scherlinie zwischen Befestitungsstift 43 und Schliesszylinder-Stator.
Dritte Stellung: Befestigung gelöst: Dem Sperrelement wird ermöglicht, die Scherlinie zwischen Befestigungsstift 43 und Schliesszylinder-Stator 2 freizugeben.
Die möglichen Lagen des Blockier- und/oder Kupplungselements und des Sperrelements werden bei gegebener Stellung des Steuerelements 5 durch die Form der Steuerfläche 5.5 - also hier der äusseren (in der Figur linken), stirnseitigen Oberfläche des Steuerelements - bestimmt.
Selbstverständlich wird im Allgemeinen vorgesehen sein, dass das Elektronikmodul das Steuerelement 5 nur in die dritte Stellung bringt, wenn eine entsprechende Berechtigung vorliegt, welche den Besitz eines elektronischen Spezialschlüssels voraussetzt.
Anstatt einen Befestigungsstift 43 - oder ein anderes Befestigungselement - zu blockieren oder freizugeben, kann ein Sperrelement in einer anderen als der gezeichneten geometrischen Anordnung auch direkt die Verbindung zwischen dem Stator und einem Gehäuse oder einer anderen fest eingebauten Vorrichtung sperren/freigeben. Figuren 8a bis 8c zeigen sehr schematisch eine Ausführungsform, welche nicht eine zylindrische Konfiguration zeigt, sondern bei der das Betätigungselement 1 relativ zum Schliessvorrichtung-Stator 2 linear verschiebbar ist. Das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 ist stiftförmig und ähnlich wie bei vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in einer Aussparung 2.2 im Schliessvorrichtung-Stator 2 verschiebbar gelagert. Im verriegelten Zustand (Fig. 8c) ragt ein Teil des Blockier- und/oder Kupplungselements 3 in eine Aussparung 1.1 des Betätigungselements 1 und verhindert so eine Relativbewegung des Betätigungselements 1 zum Schliessvorrichtung-Stator 2. Das Führungselement 5 ist in einer ersten Stellung, in der ein Abschnitt seiner Oberfläche einen Anschlag für das Blockier- und/oder Kupplungselement bildet und verhindert, dass es aus der genannten Aussparung 1.1 hinausgeschoben werden kann. In seiner zweiten, in Figuren 8a und 8b gezeigten Stellung lässt das Führungselement eine Verschiebung des Blockier- und/oder Kupplungselements zu, so dass das Betätigungselement 1 verschoben werden kann.
In der gezeichneten Ausführung wirkt die in der Figur untere Oberfläche 5.5 des Steuerelements 5 als Steuerfläche. Das Steuerelement ist in einem Hohlraum oder Schlitz 2.4 im Schliessvorrichtung-Stator 2 vorhanden. Dies ist keine Notwendigkeit; vielmehr können auch andere geometrische Anordnungen auf die erfindungsgemässe Art wirken.
Das Betätigungselement kann ein Riegelelement sein, oder es kann mit einem Riegelelement wirkverbunden sein, beispielsweise über einen direkt am Betätigungselement vorhandenen Betätigungsvorsprung oder über ein separates Abtriebsteil.
In den vorstehend beschriebenen Beispielen ist das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 als Blockierelement ausgestaltet, d.h. in seiner ersten (Sperr-) Lage verhindert es ein Bewegen des Betätigungselements relativ zum Schliessvorrichtung-Stator. In Figuren 9a bis 9c wird noch eine Ausführungsform gezeigt, in der das Blockier- und/oder Kupplungselement als Kupplungselement wirkt. Das heisst, dass es in seiner zweiten Lage das Betätigungselement an eine Abtriebsvorrichtung - diese kann mit einem Riegelelement wirkverbunden sein oder kann das Riegelement selbst aufweisen - kuppelt. Wenn das Blockier- und/oder Kupplungselement in seiner ersten Lage ist, ist das Betätigungselement von der Abtriebsvorrichtung entkoppelt, d.h. eine Bewegung des Betätigungselements hat keinen Einfluss auf den Verriegelungszustand. Es kann bspw. vorgesehen sein, dass das Betätigungselement dann frei drehbar ist, oder dass es zusätzlich durch separate Mittel (bspw. separate Zuhaltungs-/Gegenzuhaltungspaare) und/oder durch das Blockier- und/oder Kupplungselement in seiner ersten Lage gegenüber dem Schliessvorrichtung-Stator blockiert wird.
Figuren 9a bis 9c zeigen einen Schliesszylinder mit einem Schliesszylinder-Stator 2 und einem Schliesszylinder-Rotor 1. Durch den Schliesszylinder-Rotor 1 ist ein Abtriebselement 51 betätigbar, welches mit Riegelmitteln in Wirkverbindung steht. Daneben weist die Schliessvorrichtung mehrere Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 auf (deren Funktion könnte im Prinzip auch durch ein einziges Blockier- und/oder Kupplungselement wahrgenommen werden), die in einer zweiten Lage (Figuren 9a und 9b) den Schliesszylinder-Rotor mit dem Abtriebselement 51 kuppeln. Figuren 9a und 9b zeigen die Konfiguration, in das Steuerelement in seiner ersten Stellung ist. Die Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 befinden sich in von Aussparungen 1.2 im Schliesszylinder-Rotor 1 und durchgehenden Aussparungen 51.2 im Abtriebselement 51 gebildeten Innenräumen. Im Schliesszylinder-Stator 2 sind durchgehende Aussparungen 2.2 vorhanden, in denen sich bspw. stiftartige Zwischenteile 52 befinden. Die Aussparungen 1.2 im Schliesszylinder-Rotor 1 und eine Führungsfläche 3.1 der Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 sind so aufeinander abgestimmt, dass eine Scherkraft zwischen dem Schliesszylinder-Rotor 1 und dem Abtriebselement bewirkt, dass die Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 von den Aussparungen 1.2 im Rotor weg gedrückt werden. Durch ein Anstehen an den Zwischenteilen 52 bzw. - wenn der Rotor und das Abtriebselement in einer abgedrehten Lage sind - durch ein Anstehen an einer Innenfläche des S chliesszylinder- Stators wird jedoch ein Verschieben der Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 aus den Aussparungen 51.2 von der zweiten in die erste Lage verhindert, und das Abtriebselement 51 bleibt an den Schliesszylinder- Rotor 1 gekoppelt.
Figur 9c zeigt das Steuerelement 5 — welches gleichzeitig der Rotor des Piezomotors 5, 6 ist - in seiner zweiten Stellung. Die Zwischenteile 52 und damit auch die Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 können radial nach aussen ausweichen, wenn zwischen dem Schliesszylinder-Rotor 1 und dem Abtriebselement 51 eine Scherkraft wirkt. Bei einer Drehung des Schliesszylinder-Rotors 1 werden folglich die Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 aus den Öffnungen 1.2 im Schliesszylinder-Rotor 1 hinausgedrückt, wodurch der Schliesszylinder-Rotor vom Abtriebselement entkoppelt wird. Der Schliesszylinder-Rotor 1 kann „leer" drehen, wie in Figur 9c dargestellt. Ausserdem wird in der gezeichneten Konfiguration durch die Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 in dieser ersten Lage gleich auch noch das Abtriebselement 51 an den Schliesszylinder-Stator 2 gekoppelt, so dass es auch blockiert wird. Dies sieht man in Figur 9c daran, dass die Blockier- und/oder Kupplungselemente 3 die Scherlinie zwischen Abtriebselement 51 und Schliesszylinder-Stator 2 blockiert. In der dargestellten Konfiguration wirkt das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 also sowohl als Blockier- als auch als Kupplungselement. Es sind aber auch Konfigurationen denkbar, in denen es nur als Kupplungselement wirkt und nicht auch ein Abtriebselement gegen den Schliesszylinder-Stator blockiert.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weist das Steuerelement 5 jeweils eine als Anschlagfläche für das Blockier- und/oder Kupplungselement 3 wirkende Steuerfläche 5.5 auf. Den gezeigten und beschriebenen Konfigurationen ähnliche Anordnungen sind aber auch mit zwangsgeführten Blockier- und/oder Kupplungselementen möglich. So kann bspw. in Anordnungen, in denen das Steuerelement örtlich quer zur Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements bewegt wird, das Blockier- und/oder Kupplungselement einen Führungsvorsprung aufweisen, der in eine am Blockier- und/oder Kupplungselement seitlich anliegende Nut des Steuerelements angreift. Die Nut kann nun so ausgeformt sein, dass ihre Lage in Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements in Funktion der Stellung des Führungselements ändert, so dass das Blockier- und/oder Kupplungselement bei einer Bewegung des Führungselementes kontinuierlich entlang seiner Bewegungsrichtung verschoben wird. Viele andere Arten der Zwangsführung sind möglich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Schliessvorrichtung, aufweisend einen Schliessvorrichtung-Stator (2) und ein relativ zu diesem bewegbares Betätigungselement (1) sowie ein Blockier- und/oder Kupplungselement (3, 22) welches zwischen einer ersten und einer zweiten Lage relativ zum Schliessvorrichtung-Stator (2) und/oder zum
Betätigungselement (1) bewegbar ist, wobei die Schliessvorrichtung in einem verriegelten Zustand ist, wenn das Blockier- und/oder Kupplungselement in seiner ersten Lage ist, gekennzeichnet durch ein Steuerelement (5), welches durch die Antriebswirkung eines Piezomotors zwischen zwei Stellungen bewegbar ist, wobei es in einer ersten Stellung dem Blockier- und/oder
Kupplungselement (3, 22) nicht ermöglicht, entweder seine erste Lage oder seine zweite Lage einzunehmen und in einer zweiten Stellung eine Bewegung des Blockier- und/oder Kupplungselements (3, 22) in die erste bzw. zweite Lage ermöglicht.
2. Schliessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Schliesszylinder ist und dass das Betätigungselement (1) ein Schliesszylinder- Rotor ist, welcher im Schliessvorrichtung-Stator (2) gelagert und relativ zu diesem drehbar ist, wobei der Schliesszylinder-Rotor mit einem Abtriebsmittel versehen, wirkverbunden oder verbindbar ist, durch welches ein Riegelelement betätigbar ist.
3. Schliessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Betätigungselement ein Schliessvorrichtung-Rotor ist, welcher im
Schliessvorrichtung-Stator gelagert und relativ zu diesem drehbar ist, wobei der
Schliessvorrichtung-Rotor durch einen Türdrücker, einen Türknauf, ein fest mit der Vorrichtung verbundenes anderes Betätigungsmittel oder durch einen elektrischen Antrieb drehbar ist und mit einem Abtriebsmittel versehen, wirkverbunden oder verbindbar ist, durch welches ein Riegelelement betätigbar ist.
4. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (5) ein bewegtes Teil, beispielsweise ein Rotor, des Piezomotors ist oder fest mit dem bewegten Teil des Piezomotors verbunden ist.
5. Schliessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (5) durch ein bewegtes Teil (31), beispielsweise einen Rotor, des Piezomotors zwangsgeführt wird.
6. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezomotor einen ringförmigen Rotor (5, 31) und einen ringförmigen Stator (6) aufweist, wobei das Betätigungselement (1) sich durch den vom ringförmigen Rotor und dem ringförmigen Stator gebildeten Ring erstreckt.
7. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (5) eine Steuerfläche (5.5) aufweist, die eine Anschlagfläche für das Blockier- und/oder Kupplungselement (3) bildet, wobei der Ort, welchem das Blockier- und/oder Kupplungselement (3) am Steuerelement (5) ansteht, sich verschiebt, wenn das Steuerelement zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewegt wird.
8. Schliessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockier- und/oder Kupplungselement vom Steuerelement zwangsgeführt wird.
9. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Steuerelementes (5) zwischen der ersten und zweiten Stellung im Bereich einer Berührungsfläche zwischen dem Blockier- und/oder Kupplungselement und dem Steuerelement eine Bewegung quer zu einer Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements (3, 22) ist.
10. Schliessvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass entweder das Steuerelement (5) oder das Blockier- und/oder Kupplungselement (3) oder sowohl das Steuerelement als auch das Blockier- und/oder Kupplungselement im Bereich der Berührungsfläche eine Führungsfläche (5.5, 3.1) besitzt bzw. besitzen, die in einem von 90 Grad und von 0 Grad verschiedenen Winkel sowohl zur Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements als auch zur Bewegungsrichtung des Steuerelements steht, derart, dass wenn das Steuerelement bewegt wird, eine Bewegung des Blockier- und/oder Kupplungselements in dazu ungefähr senkrechter Richtung bewirkt werden kann.
11. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockier- und/oder Kupplungselement eine Zuhaltung
(22) oder Gegenzuhaltung (23) eines mechanisch codierten Schliesszylinders ist.
12. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zum Blockier- und/oder Kupplungselement zusätzliche Zuhaltungs- und Gegenzuhaltungspaare zum Zusammenwirken mit einem mechanisch codierten Schlüsselschaft, wobei ein nicht passender Schlüssel mindestens ein Zuhaltungsund Gegenzuhaltungspaar in eine blockierende Stellung bringt.
13. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Sperrelement (41), das zwischen einer ersten und einer zweiten Lage relativ zum Schliessvorrichtung-Stator bewegbar ist, wobei es in seiner ersten
Lage ein Herausnehmen der Schliessvorrichtung aus einem Gehäuse oder anderen Einrichtung verhindern kann, wobei ein Führungselement in einer ersten
Stellung dem Sperrelement nicht ermöglicht, entweder seine erste Lage oder seine zweite Lage einzunehmen und in einer zweiten Stellung eine Bewegung des
Sperrelements in seine erste bzw. zweite Lage ermöglicht, und wobei das
Führungselement durch die Antriebskraft eines Piezomotors zwischen der ersten
Stellung und der zweiten Stellung bewegbar ist.
14. Schliessvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement das Steuerelement (5) ist.
15. Schliessvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (41) in seiner ersten Lage ein Herausnehmen der Vorrichtung verhindert, indem es ein Befestigungselement (43) blockiert, welches einem Herausnehmen der Vorrichtung entgegensteht.
16. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Blockier- und/oder Kupplungselement in seiner ersten Lage bereichsweise in einer Aussparung (2.2) im Schliessvorrichtung- Stator und bereichsweise in einer Aussparung (1.2) im Betätigungselement befindet und dergestalt eine Scherlinie zwischen dem Schliessvorrichtung-Stator und dem Betätigungselement blockiert.
17. Schliessvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegungsrichtung des Blockier- und/oder Kupplungselements quer zu der Scherlinie zwischen dem Betätigungselement (1) und dem Schliessvorrichtung-
Stator (2) verläuft und die Scherlinie an einen ungefähr senkrechten Oberflächenabschnitt des Blockier- und/oder Kupplungselements stösst, wenn dieses in seiner ersten Lage ist, und entweder an einen zu der Bewegungsrichtung und zur Scherlinie einen Winkel bildenden Oberflächenabschnitt des Blockier- und/oder Kupplungselements stösst, oder umgekehrt ein mit einer Rampe versehener Oberflächenabschnitt des Betätigungselement (1) oder Schliessvorrichtung-Stators (2) im Bereich der Scherlinie an eine Kante des Blockier- und/oder Kupplungselements stösst, wenn das Blockier- und/oder Kupplungselement in seiner zweiten Lage ist.
18. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockier- und/oder Kupplungselement (3, 22) in seiner ersten Lage eine Bewegung des Betätigungselements (1) und/oder eines Abtriebsmittels, durch welches ein Riegelelement betätigbar ist, relativ zum Schliessvorrichtung-Stator (2) verhindert.
19. Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockier- und/oder Kupplungselement (3) in seiner zweiten Lage aber nicht in seiner ersten Lage das Betätigungselement mit einem Abtriebsmittel koppelt, durch welches ein Riegelelement betätigbar ist.
20. Schliesszylinder, optional ausgebildet als Schliessvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend einen Schliesszylinder-Stator und einen relativ zu diesem bewegbaren Schliesszylinder-Rotor mit einer Schlüsselöffnung, sowie mindestens eine Zuhaltung und eine mit dieser zusammenwirkende Gegenzuhaltung,
wobei in einem verriegelten Zustand des Schliesszylinders sich die Zuhaltung und die Gegenzuhaltung gemeinsam in einem von Aussparungen im Schliesszylinder-Stator und im Schliesszylinder-Rotor gebildeten Raum befinden,
wobei zwischen der Zuhaltung und der Gegenzuhaltung eine Berührungsfläche ausgebildet ist, die so relativ zu einer Berührungsfläche zwischen dem Schliesszylinder-Rotor und dem Schliesszylinder-Stator ausgerichtet werden kann, dass eine Drehung des Schliesszylinder-Rotor relativ zum Schliesszylinder-Stator nicht blockiert wird, wobei bei einer solchen Drehung die Zuhaltung mit dem Schliesszylinder-Rotor mitgedreht wird und die
Gegenzuhaltung im Schliesszylinder-Stator verbleibt,
und wobei, wenn kein Schlüssel in die Schlüsselöffnung eingeführt ist, die Zuhaltung durch eine Federkraft gegen einen Anschlag gedrückt wird und in die Schlüsselöffnung hineinragt und durch Einführen eines Schlüssels entgegen der Federkraft verschiebbar ist,
gekennzeichnet durch ein Steuerelement, welches zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei es in der ersten Stellung das Einnehmen einer Lage der Zuhaltung oder Gegenzuhaltung verhindert, in welche die Zuhaltung bzw. Gegenzuhaltung gelangen kann, wenn das Steuerelement in der zweiten Stellung ist.
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