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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren,
insbesondere zur Übertragung
einer Bewegung sowie entsprechender Kräfte bzw. Momente und insbesondere
einer Drehbewegung an ein Schloß,
wobei die Übertragung
lediglich in einem gekuppelten Zustand, nicht aber in einem entkuppelten
Zustand erfolgt.
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Derartige
Vorrichtungen und Verfahren werden insbesondere im Bereich von Schließvorrichtungen,
wie beispielsweise Tür-
oder Tresorschlössern und
dergleichen, eingesetzt.
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Die
EP 1 072 741 B1 offenbart
einen Schließzylinder,
insbesondere einen elektronischen Schließzylinder mit elektromechanischer
Blockierung der Drehung, wobei der elektronische Schlüssel gegenüberliegende
elektrische Kontakte auf dem Schaft aufweist und der drehbare Kern
des Schließzylinders
eine ringförmige äußere elektrische
Kontaktbahn aufweist, die auf ihrer Innenseite mit einem elektrischen
Kontakt in Verbindung steht, der gegen den Kontakt anliegt, während die äußere ringförmige Kontaktbahn
gegen elektrische Schleifkontakte des äußeren und inneren Rotors anliegt.
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Die
EP 743 411 B2 offenbart
eine Schließvorrichtung,
wobei der Schlüssel
der Schließvorrichtung einen
als Transponder ausgebildeten Codegeber aufweist. Im Zylindergehäuse des
Schließzylinders der
Schließvorrichtung
sind ein Aktuator, eine Transponderleseeinrichtung und eine Energieversorgungseinrichtung
angeordnet. Der Aktuator dient zum Verschieben eines den Zylinderkern
sperrenden bzw. freigebenden Sperrorgans, welches am Umfang des
Zylinderkern angreift.
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Die
EP 1 079 050 B1 offenbart
eine Schließeinrichtung
mit einem von einem Sperrmechanismus blockierbaren Schließbart, wobei
zwischen dem Sperrmechanismus und dem Schließbart eine Kupplung angeordnet
ist. Die Kupplung lässt
sich nur von einer Seite der Schließeinrichtung trennen. Hierdurch soll
die Schließeinrichtung
von dieser Seite her ohne Zugangsberechtigung für den Sperrmechanismus entriegelbar
sein.
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In
der
EP 0 805 905 B1 ist
ein Schließmechanismus
für eine
Tür offenbart,
der eine Welle, ein die Welle drehendes Betätigungsorgan, ein mit der Welle in
Wirkverbindung stehendes Verriegelungselement zur Verriegelung der
Tür und
ein im Betätigungsorgan
angeordnetes Kopplungselement, das auf die Drehung der Welle einwirkt,
aufweist. Ferner weist das Kopplungselement einen axial zur Welle
hin und her bewegbaren Stift auf, der mit einem unabhängig vom
Betätigungsorgan
angeordneten Sperrelement über
einen mittels einer elektronischen Steuerung drehbaren Elektromotor über eine
Spindel hin und her bewegbar ist, um entweder die Drehung des frei drehbaren
Betätigungsorgans
auf die Welle zu übertragen
oder im Falle eines drehfest mit der Welle verbundenen Betätigungsorgans
nur eine geringe Drehung des mit der Welle verbundenen Betätigungsorgans
zuzulassen. Ferner ist an dem Stift eine Nocke angeformt und eine
Spiralfeder als Kraftspeicher zwischen dem Nocke und der Spindel
des Elektromotors eingespannt sowie auf der Stirnseite des Betätigungsorgans
eine Kontaktscheibe vorgesehen, über welche
die elektronische Steuerung von einem elektronischen Informationsträger durch
Datenaustausch steuerbar ist.
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Die
DE 37 42 189 C2 offenbart
einen Schließzylinder,
der mit einem passenden Schlüssel betätigt werden
kann. Eine mit einem Schließbart verbundene
Kupplung wird dabei in einen Kupplungsschlitz eingeführt, so
dass beim Drehen des Schlüssels
die Mitnahme der Knaufwelle gewährleistet
wird. Die Knaufwelle ist hierbei von einer Sperrhülse umgeben,
die axial durch die Kupplung verschiebbar und in bestimmten Positionen
arretiert werden kann. Dadurch soll erreicht werden, dass der Schließzylinder
gegen unberechtigtes Benutzen gesichert wird.
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In
der
DE 100 49 476
A1 ist ein Schließzylinder
offenbart mit einem Gehäuse
und einem darin drehbar angeordneten Kern. Der Kern hat an einem Ende
einen Schließkanal
zum Einführen
eines Schlüssels
und ist am anderen Ende formschlüssig mit
einem Schließbart
verbunden. Weiter weist der Schließzylinder eine Sperreinrichtung
auf, zur Erzeugung oder Lösung
eines Formschlusses des Kerns mit dem Gehäuse. In dem Kern ist ein Schieber
mit einer Rampe axial beweglich geführt. Die Rampe dient dazu,
bei der Einführung
eines Schlüssels
in den Schließkanal
eine Kugel, die mit der Sperreinrichtung gekoppelt ist, in Richtung
der Sperreinrichtung zu bewegen. Hierdurch wird ein Sperrmechanismus
aktiviert und die Drehung des Kerns blockiert oder freigegeben.
Die Kugel verbleibt bei der Drehung des Kerns.
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In
der
DE 101 00 787
A1 ist ein Schließzylinder
offenbart, mit einem Kern und einem darin angeordneten Schieber,
wie zuvor in der
DE
100 49 476 A1 beschrieben. Der Schließzylinder weist weiter einen
zur Verbindung des Kerns mit einem Schließbart vorgesehenen Rastbolzen
auf, wobei der Rastbolzen und der Schieber korrespondierende Rampen
aufweisen. Beim Durchtreiben oder Herausziehen des Schiebers wird
der Rastbolzen aus einer Ausnehmung des Schließbartes herausgezogen und zerstört. Hierdurch
wird der Formschluss zwischen Kern und dem Schließbart gelöst.
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In
der
DE 100 49 477
A1 ist ein Schließzylinder
mit einem Kern und einem Schieber, wie in den beiden zuvor beschriebenen
Druckschriften, offenbart. Der Schließzylinder weist in seinem Gehäuse einen
drehbar und mit dem Schließbart
verbundenes Kernhinterteil und ein Kernvorderteil auf. Das Kernhinterteil
weist zwischen seiner Verbindung mit dem Kernvorderteil und einer
Sperreinrichtung einen Sollbruchbereich auf. Bei dem Versuch den
Kern herauszuziehen wird dieser zerstört, wobei die Bewegung des
Schließbarts
dennoch von der Sperreinrichtung gehalten wird.
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In
der
DE 102 12 798
A1 ist ein Schließzylinder
offenbart, der in seinem Inneren eine Stiftanordnung aufweist, wobei
die Stifte über
einen Schlüssel, der
in den Schließzylinder
eingeführt
wird, positioniert werden. Sofern der Schlüssel zur Betätigung des
Schließzylinders
berechtigt, werden die Stifte so durch die Zähne des Schlüsselbarts
positioniert, dass über
eine Feder- und Hebelanordnung ein Drehkern und ein Verschlussteil
des Schließzylinders gedreht
werden können,
um das Schloss zu öffnen.
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In
der
DE 100 65 155
A1 ist ein Schließzylinder
mit einer Kupplungsanordnung offenbart, die zwischen einem ersten
und einem zweiten Drehteil angeordnet ist. Das erste Drehteil mit
Innenhülse
besitzt in diametral gegenüberliegender
Position zwei abgestufte Bohrungen zur Aufnahme jeweils eines abgestuft
gestalteten Kupplungsstifts. Der Kupplungsstift ist über eine
Druckfeder in radialer Auswärtsrichtung belastet.
Die Kupplungsstifte werden über
ein axial verschiebliches Steuerglied in einer gekuppelten Stellung
gehalten, in der die Stifte sich in jeweils einer Kupplungsöffnung des
zweiten Drehteils abstützen. Wird
das Steuerglied in eine zurückverlagerte
Position bewegt, so sind die Kupplungsstifte entkuppelt und können beim
Drehen des ersten Drehteils den Flanken des zweiten Drehteils ausweichen.
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In
der
DE 102 49 972
A1 ist ebenfalls ein Schließzylinder mit einer Kupplungsanordnung
offenbart, die zwischen einem ersten und einem zweiten Drehteil
angeordnet ist. Die Kupplungsanordnung weist in radialer Auswärtsrichtung
abgefederte Stifte auf, die in dem ersten Drehteil einander gegenüberliegend
angeordnet sind. Das zweite Drehteil weist Kupplungsöffnungen
und Auflaufschrägen
auf. Weiter ist ein um seine Achse schwenkbares Steuerglied vorgesehen,
dass über
einen Elektromotor betätigt wird.
Das Steuerglied besitzt zwei gegenüberliegende Ausweichnischen,
so dass im entkuppelten Zustand die Stifte in die Ausweichnischen
ausweichen können,
wenn diese entlang der Auflaufschrägen des zweiten Drehteils bewegt
werden. Im gekuppelten Zustand dagegen, können die Stifte nicht ausweichen,
da das Steuerglied so gedreht ist, dass die Ausweichnischen weggedreht
sind.
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Derartige
bekannte Vorrichtungen und Verfahren erweisen sich dahingehend als
nachteilig; dass sich das Kupplungs- bzw. Sperrelement nur mit einem
hohen Energiebedarf schalten lässt,
dass Krafteinwirkungen auf das Kupplungselement im gekuppelten wie
im entkuppelten Zustand eine Belastung des Sperrelements bewirken
und/oder dass eine Belastung des Kupplungselements bzw. des Sperrelements
auf den Antrieb bzw. Aktuator überragen
wird. Hieraus ergibt sich neben dem bereits erwähnten hohen Energiebedarf zum
Schalten der Kupplung ein hoher Verschleiß, eine geringe Funktionssicherheit,
insbesondere durch ein nicht zuverlässiges Verlassen des gekuppelten
Zustandes im lastlosen Zustand ergeben.
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Es
ist demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des
Standes der Technik zu überwinden.
Weitere und/oder zusätzliche
Aufgaben der Erfindung sind es, eine Vorrichtung zur Übertragung
einer Bewegung sowie entsprechender Kräfte bzw. Momente bereitzustellen,
die sich mit sehr geringem Energiebedarf schalten lässt, die
sich mit einem bistabilen Aktor schalten lässt, die ein sicheres auskuppeln
bei bistabilem Aktor gewährleistet und/oder
die eine hohe Manipulationssicherheit aufweist. Diese Aufgabe(n)
wird/werden mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
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Die
Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, eine Vorrichtung
zur Übertragung
einer Bewegung sowie entsprechender Kräfte und Momente bereitzustellen,
die einen Antrieb und einen Abtrieb aufweist, wobei Antrieb und
Abtrieb über
mindestens ein Kupplungselement derart verkuppelt sind, dass sich
mindestens ein Kupplungselement bei einer Relativbewegung zwischen
Antrieb und Abtrieb in irgendeiner Weise bewegt, wobei es jedoch nicht
in der Lage ist, die Bewegung des Antriebs auf den Abtrieb zu übertragen,
da dessen mechanisches Potential bzw. dessen Widerstand gegen eine
bestimmte Bewegung oder einen bestimmten Bewegungsablauf bzw. -abschnitt
nicht überwunden
werden kann. Insbesondere sind Antrieb und Abtrieb über das
mindestens eine Kupplungselement derart verkuppelt, dass im entkuppelten
Zustand eine Bewegung des Antriebs eine Bewegung mindestens eines
Kupplungselements bewirkt, die nicht geeignet ist, eine Bewegung
des Antriebs auf den Abtrieb zu übertragen.
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Im
gekuppelten Zustand kommt die Kupplung vorzugsweise zustande, indem
das Kupplungselement an der Bewegung, die durch die Relativbewegung
zwischen Antrieb und Abtrieb bewirkt wird, gehindert wird. Vorzugsweise
sind Antrieb und Abtrieb über
das Kupplungselement derart gekuppelt, dass bei entkuppeltem Zustand
eine Rotationsbewegung des Antriebs eine im Wesentlichen axiale und/oder
radiale Bewegung des Kupplungselements bewirkt und dass eine Rotationsbewegung
des Antriebs im gekuppelten Zustand im Wesentlichen eine Rotationsbewegung
des Kupplungselements bewirkt. Hierbei bewirkt eine axiale und/oder
radiale Bewegung des Kupplungselements vorzugsweise im Wesentlichen
keine Bewegung des Abtriebs, wobei eine Rotationsbewegung des Kupplungselements vorzugsweise
im Wesentlichen eine Rotationsbewegung des Abtriebs bewirkt. Gemäß einer
weiteren oder zusätzlichen
Ausführungsform
sind Antrieb und Abtrieb über
das Kupplungselement vorzugsweise derart gekuppelt, dass bei entkuppeltem
Zustand eine Rotationsbewegung des Antriebs im Wesentlichen eine
rotatorische sowie eine axiale und/oder radiale Bewegung des Kupplungselements
bewirkt und dass eine Rotationsbewegung des Antriebs im gekuppelten
Zustand im Wesentlichen eine Rotationsbewegung des Kupplungselements
bewirkt. Hierbei bewirken eine rotatorische sowie eine axiale und/oder
radiale Bewegung des Kupplungselements vorzugsweise im Wesentlichen
keine Bewegung des Abtriebs, wobei eine Rotationsbewegung, vorzugsweise
eine im Wesentlichen ausschließliche
Rotationsbewegung, des Kupplungselements vorzugsweise im Wesentlichen
eine Rotationsbewegung des Abtriebs bewirkt. Gemäß einer weiteren Ausführungsform
werden Antrieb und Abtrieb im Wesentlichen linear bewegt und sind über das
Kupplungselement vorzugsweise derart gekuppelt, dass bei entkuppeltem
Zustand eine Bewegung des Antriebs eine dazu orthogonale Bewegungskomponente
bzw. eine im Wesentlichen dazu orthogonale Bewegung des Kupplungselements
bewirkt und dass eine Bewegung des Antriebs im gekuppelten Zustand
im Wesentlichen eine gleichsinnige Bewegung des Kupplungselements
bewirkt.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist weiterhin vorzugsweise eine Kuppeleinrichtung auf, die eine
Kupplung sowie eine Entkupplung des Antriebs mit dem Abtrieb über das
mindestens eine Kupplungselement bewirken kann. In einer bevorzugten
Ausführungsform
steht die Kuppeleinrichtung im entkuppelten Zustand im Wesentlichen
nicht mit dem/den Kupplungselementen im Eingriff. Ferner bewirkt
die Kuppeleinrichtung im gekuppelten Zustand vorzugsweise eine Beschränkung der
Beweglichkeit, insbesondere der axialen und/oder radialen bzw. zur Bewegung
des An- bzw. Abtriebs orthogonalen Beweglichkeit des Kupplungselements.
In einer bevorzugten Ausführungsform
weist die Kuppeleinrichtung mindestens eine Kupplungssperrvorrichtung
zur Beschränkung
der axialen und/oder radialen bzw. zur Bewegung des An- bzw. Abtriebs
orthogonalen Beweglichkeit des Kupplungselements im gekuppelten Zustand,
mindestens einen Aktor zur Positionierung der Kupplungssperrvorrichtung
und/oder mindestens eine Speicher- bzw. Widerstandsvorrichtung zur
Positionierung der Kupplungssperrvorrichtung und/oder zum Speichern
von Positionsinformationen der Kupplungssperrvorrichtung auf. Im
Falle einer Dreh- bzw.
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Rotationsbewegung
ist unter einer zu dieser Bewegung orthogonalen Bewegung eine zu
dieser Drehbewegung axiale und/oder radiale Bewegung zu verstehen.
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Die
Kuppeleinrichtung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der
Aktor geeignet ist, eine Bewegung bzw. Positionierung mindestens
einer Kupplungssperrvorrichtung, z.B. eines Kupplungssperrelements,
gegen einen Widerstand einer Speicher- bzw. Widerstandsvorrichtung,
beispielsweise über ein
mechanisches Potential, wie z.B. eine Feder- oder Magnetkraft, hinweg in eine zur
Kupplung geeignete Position zu bewirken. In einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Aktor mechanisch und/oder elektrisch betätigbar. Vorzugsweise ist der
Aktor batteriebetrieben. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist der Aktor impulsgesteuert und/oder bistabil.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind Kupplungselement und Kuppeleinrichtung derart ausgebildet,
dass die Kupplung nur auskuppeln kann, wenn eine Kraft zwischen
An- und Abtrieb einen bestimmten Mindestwert unterschreitet und
sich der Aktor in einer Ruheposition bzw. einer einem entkuppelten
Zustand entsprechenden Position befindet.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform steht
der Antrieb/Abtrieb über
mindestens eine erste Führungseinrichtung
mit mindestens einem Kupplungselement in Verbindung. Diese ist vorzugsweise so
ausgebildet, dass eine relative Drehung zwischen Kupplungselement
und Antrieb/Abtrieb bevorzugt eine im Wesentlichen axiale und/oder
radiale Bewegung des Kupplungselements relativ zum Antrieb/Abtrieb
bewirkt.
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Der
Antrieb/Abtrieb steht somit über
mindestens eine erste Führungseinrichtung
mit mindestens einem Kupplungselement in Verbindung. Ferner steht
das Kupplungselement vorzugsweise über mindestens eine zweite
Führungseinrichtung
mit dem Abtrieb/Antrieb in Verbindung. Die zweite Führungseinrichtung
ist vorzugsweise bezüglich
einer axialen und/oder radialen Bewegungsrichtung des Kupplungselements
bzw. einer Längsachse
der Vorrichtung im Wesentlichen parallel ausgebildet bzw. bewirkt
im Wesentlichen eine entsprechend parallele Führung. Vorzugsweise ist die
mindestens eine zweite Führungseinrichtung
des Kupplungselements derart ausgebildet, dass ein Drehmoment auf
das Kupplungselement ein Drehmoment auf den Abtrieb/Antrieb, nicht
aber eine axiale Kraft ausübt.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform,
bei der Antrieb und Abtrieb im Wesentlichen linear bewegt werden,
steht der Antrieb/Abtrieb über
mindestens eine erste Führungseinrichtung
mit mindestens einem Kupplungselement in Verbindung. Diese ist vorzugsweise
so ausgebildet, dass eine relative lineare Bewegung zwischen Kupplungselement
und Antrieb/Abtrieb bevorzugt eine dazu orthogonale Bewegungkomponente
des Kupplungselements bewirkt.
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Der
Antrieb/Abtrieb steht somit über
mindestens eine erste Führungseinrichtung
mit mindestens einem Kupplungselement in Verbindung. Ferner steht
das Kupplungselement vorzugsweise über mindestens eine zweite
Führungseinrichtung
mit dem Abtrieb/Antrieb in Verbindung. Die zweite Führungseinrichtung
ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Kraft in linearer
Bewegungsrichtung auf das Kupplungselement im Wesentlichen eine
Kraft in gleicher Richtung auf den Abtrieb/Antrieb, im Wesentlichen
aber keine dazu orthogonale Kraft ausübt.
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Der
Abtrieb besitzt vorzugsweise einen ersten Widerstand bzw. ein erstes
mechanisches Potential, welcher bzw. welches zu dessen Drehung überwunden
werden muss. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
wird dies über
mindestens eine Widerstands- bzw. Potentialanordnung bewirkt, welche über eine
dritte Führungseinrichtung
bei einer Bewegung des Abtriebs mindestens in Teilbereichen des Bewegungsablaufs
diesem einen Widerstand bzw. ein Potential entgegensetzt. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
ist die Widerstands- bzw. Potentialanordnung als Federanordnung
ausgebildet, die bei einer Bewegung des Abtriebs mindestens in Teilbereichen
des Bewegungsablaufs zumindest teilweise gespannt wird.
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Eine
Bewegung des Antriebs bewirkt nun mindestens in Teilbereichen des
Bewegungsablaufs eine Verschiebung des Kupplungselements in dazu orthogonale
Richtungen, wenn das am Abtrieb zu überwindende mechanische Potential
größer ist
als das zur Verschiebung des Kupplungselements erforderliche. Das
heißt,
das Kupplungselement wird bei einer Drehung des Antriebs hin- und
herbewegt, kann aber keine Bewegung des Abtriebs bewirken, da es dessen
mechanisches Potential nicht überwinden kann.
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Vorzugsweise
kann mindestens eine Kupplungssperrvorrichtung bzw. ein Kupplungssperrelement über einen
Aktor (z. B. einen Elektromotor) so in den Eingriffsbereich des
Kupplungselements bewegt werden, dass dieses in seiner axialen und/oder radialen
bzw. zur Bewegung des An- bzw. Abtriebs orthogonalen Bewegung gehindert
wird. Die mechanische Interaktion zwischen Kupplungselement und Kupplungssperrelement
ist vorzugsweise so gestaltet, dass das Kupplungselement nicht am Übertragen der
Nutzbewegung gehindert wird.
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Über die
zweite Führungsanordnung
wird nun die Bewegung des Kupplungselements auf den Abtrieb übertragen,
wobei das Potential, beispielsweise die Wirkung der Potentialfeder, überwunden werden
kann.
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Ferner
weist die Vorrichtung vorzugsweise einen weiteren, zweiten Widerstand
bzw. ein weiteres, zweites mechanisches Potential auf, welcher bzw.
welches mindestens in Teilbereichen eines relativen Bewegungsablaufes
zwischen Antrieb und Abtrieb überwunden
werden muss. Dieses mechanische Potential ist kleiner als das erste
mechanische Potential, welches zur Bewegung des Abtriebes überwunden
werden muss. Vorzugsweise bewirkt dieses mechanische Potential weiterhin,
dass die Kupplungseinrichtung(en) bei Unterschreitung eines bestimmten
Drehmomentes auf den Antrieb eine Position einnimmt bzw. einnehmen,
die ein im wesentlichen kraftloses Bewegen der Kupplungssperrvorrichtung
bzw. des Kupplungssperrelements in den und aus dem Eingriffsbereich
ermöglicht.
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Insbesondere
kann das Zusammenspiel zwischen Kupplungssperrelementen und Kupplungselementen
so gestaltet werden, dass die Krafteinwirkungen durch das Kupplungselement
eine Bewegungstendenz in Richtung stärkerem bzw. sichererem Eingriff
bewirken, so dass bei erst teilweisem Eingriff zu Beginn der Krafteinwirkung
anschließend
auf jeden Fall eine betriebssicherere Position eingenommen wird.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform wird
das Kupplungselement impulsgesteuert bewegt, was insbesondere bei
batteriebetriebener Anwendung bevorzugt wird. Hierbei werden An-
oder Abtrieb vorzugsweise über
entsprechende Federmechanismen im Ruhezustand in entsprechende Positionen
gebracht. Die Kopplung zwischen Aktor und Kupplungssperrvorrichtung
bzw. Kupplungssperrelement erfolgt vorzugsweise über ein Federelement, so dass
beispielsweise ein einmal gegebener elektrischer Impuls auf den
Aktor mechanisch zwischengespeichert wird, bis sich das Kupplungselement
in einer geeigneten Position befindet. Dies gilt für das Einkuppeln
und/oder Auskuppeln. Hierdurch wird insbesondere gewährleistet,
dass der gewünschte
Zustand unabhängig
vom mechanischen Status angenommen wird.
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Die
Kuppeleinrichtung ist gemäß bevorzugten
Ausführungsformen
manipulationssicher ausgebildet. Vorzugsweise ist die Kuppeleinrichtung
stoßsicher
ausgebildet. Dies kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, dass
die wesentlichen Bewegungsrichtungen der Kuppeleinrichtung im Wesentlichen orthogonal
zu den zu erwartendenden Stoßrichtungen
ausgeführt
sind. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht Gegenmomente
vor, die die durch den Stoß verursachten
Kräfte
kompensieren.
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Gemäß einem
erfindungsgemäßen Verfahren
insbesondere zur kuppelbaren Übertragung
einer Bewegung sowie entsprechender Kräfte und Momente erfolgt eine
Ausbildung und/oder Anordnung entsprechender Elemente und/oder deren
Bewegung, wie im Zusammenhang mit der Diskussion der erfindungsgemäßen Vorrichtungen
beschrieben, sowie das Übertragen
bzw. Kuppeln einer Bewegung sowie entsprechender Kräfte und
Momente mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Vorteilhaft
ist die Verwendung bei Schließvorrichtungen
bzw. Schließmechanismen,
insbesondere elektrischen und/oder durch Transponder gesteuerten
Schließvorrichtungen.
Insbesondere ist eine elektronische Positionsfeststellung des Kupplungssperrelements
möglich,
basierend auf der die Aktorsteuerung erfolgen kann.
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Nachstehend
werden eine erfindungsgemäße Vorrichtung
sowie ein erfindungsgemäßes Verfahren
anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
teilgeschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei
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1a eine
Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ohne Krafteinwirkung am Antrieb bzw. Abtrieb darstellt;
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1b die
erfindungsgemäße Vorrichtung im
entkuppelten Zustand, bei Drehung des Antriebs, darstellt;
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1c die
erfindungsgemäße Vorrichtung im
gekuppelten Zustand, bei Drehung des Antriebs, darstellt; und
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2 eine
weitere bevorzugte Ausführungsform
einer Kuppeleinrichtung zur Verwendung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
bzw. einem erfindungsgemäßen Verfahren.
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1 zeigt
eine bevorzugte erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Übertragung
einer Bewegung sowie entsprechender Kräfte und Momente, wobei die
Vorrichtung 1 einen Antrieb 2 und einen Abtrieb 3 aufweist.
Antrieb 2 und Abtrieb 3 stehen über ein
Kupplungselement 4 miteinander in Verbindung bzw. sind
durch dieses verkuppelt. Hierbei sind Kupplungselement 4 sowie
Antrieb 2 und Abtrieb 3 derart ausgebildet, dass
im entkuppelten Zustand eine Relativbewegung zwischen Antrieb 2 und
Abtrieb 3 eine Bewegung des Kupplungselements 4 bewirkt
wird, die nicht geeignet ist, eine Bewegung des Antriebs 2 auf
den Abtrieb 3 zu übertragen.
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Hierzu
weist das Kupplungselement 4 vorzugsweise mindestens einen
Teil einer ersten und/oder zweiten Führungseinrichtung auf, nämlich mindestens
eine erste 5 und mindestens eine zweite 6 Gleitfläche, die
jeweils mit mindestens einem am Antrieb 2 angeordneten
Teil der ersten Führungseinrichtung,
nämlich
mindestens einem ersten Gleitelement 7, und mindestens
einem am Abtrieb 3 angeordneten Teil der zweiten Führungseinrichtung,
nämlich
mindestens einem zweiten Gleitelement 8, kommunizieren.
Hierbei sind sie Gleitflächen 5 bzw. 6 und die
Gleitelemente 7 bzw. 8 vorzugsweise derart ausgebildet
und/oder angeordnet, dass im entkuppelten Zustand eine Rotationsbewegung
des Antriebs 2 eine im Wesentlichen axiale Bewegung des
Kupplungselements 4 bewirkt, wobei die axiale Bewegung des
Kupplungselements 4 im Wesentlichen keine Bewegung des
Abtriebs 3 bewirkt. Ferner bewirkt eine Rotationsbewegung
des Antriebs 2 im gekuppelten Zustand vorzugsweise im Wesentlichen
eine Rotationsbewegung des Kupplungselements 4 wobei diese wiederum
vorzugsweise im Wesentlichen eine Rotationsbewegung des Abtriebs 3 bewirkt.
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Hierzu
ist die mindestens eine erste Gleitfläche 5 vorzugsweise
bezüglich
einer axialen Bewegungsrichtung des Kupplungselements 4 geneigt ausgebildet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die mindestens
eine erste Gleitfläche 5 bezüglich einer
Längsachse
der Vorrichtung 1 geneigt ausgebildet. Weiterhin weist
die mindestens eine erste Gleitfläche 5 vorzugsweise
zumindest teilweise einen oder mehrere Radien auf. In einer bevorzugten
Ausführungsform
gemäß Darstellung
in 1 ist die mindestens eine erste Gleitfläche 5 in
Form einer mit Radien versehenen Einbuchtung ausgebildet. Vorzugsweise ändern sich
Radius und/oder Steigung der mindestens einen ersten Gleitfläche 5 entlang
ihrer Länge,
um beim Abgleiten und/oder Anliegen des mindestens einen ersten
Gleitelements 7 an der ersten Gleitfläche 5 eine definierte
Bewegungs- und/oder Kraft- bzw. Momentübertragung zu bewirken.
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Das
mindestens eine erste Gleitelement 7 ist vorzugsweise derart
am Antrieb 2 angeordnet, dass es sich bei einer Drehung
desselben im Wesentlichen auf einer etwa zu einer axialen Bewegungsrichtung
des Kupplungselements 4 bzw. einer Längsachse der Vorrichtung senkrechten
Ebene bewegt. Hierbei liegt es vorzugsweise auf mindestens einer
ersten Gleitfläche 5 des
Kupplungselements 4 an und/oder gleitet an dieser ab.
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Die
am Kupplungselement 4 angeordnete mindestens eine zweite
Gleitfläche 6 zum
Kontakt mit dem am Abtrieb 3 angeordneten mindestens einen zweiten
Gleitelement 8 ist vorzugsweise bezüglich einer axialen Bewegungsrichtung
des Kupplungselements 4 bzw. einer Längsachse der Vorrichtung 1 im Wesentlichen
parallel ausgebildet. Das mindestens eine zweite Gleitelement 8 ist
vorzugsweise derart angeordnet, dass es bei einer Drehung des Kupplungselements 4 bzw.
des Abtriebs 3 im Wesentlichen auf einer zu einer axialen
Bewegungsrichtung des Kupplungselements 4 zu einer Drehachse
des Abtriebs 3 und/oder zu einer Längsachse der Vorrichtung 1 senkrechten
Ebene bewegt wird, wobei es auf mindestens einer zweiten Gleitfläche 6 anliegt und/oder
an dieser abgleitet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die mindestens eine zweite Gleitfläche 6 durch eine im Kupplungselement 4 angeordnete
Aussparung ausgebildet, besonders bevorzugt durch eine im Wesentlichen
rechteckige Aussparung, wie in 1 dargestellt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind Gleitflächen
und Gleitelemente bzw. deren Anordnung ans Antrieb, Abtrieb und
Kupplungselement vertauscht angeordnet.
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Die
dargestellte Ausführungsform
weist ferner eine Kupplungsfeder 9 auf, die zwischen Kupplungselement 4 und
Abtrieb 3 angeordnet ist, wobei sie das Kupplungselement 4 gegenüber dem
Antrieb und/oder dem Abtrieb 3 vorspannt. Vorzugsweise drückt die
Kupplungsfeder 9 das Kupplungselement 4 bzw. mindestens
eine erste Gleitfläche 5 gegen mindestens
ein erstes Gleitelement 7.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist der Abtrieb 3 mindestens einen Teil einer dritten
Führungseinrichtung
mit mindestens einer dritte Gleitfläche 10 auf. Die mindestens
eine dritte Gleitfläche 10 ist
vorzugsweise bezüglich
einer Rotationsachse des Abtriebs 3, einer axialen Bewegungsrichtung
des Kupplungselements 4 und/oder einer Längsachse
der Vorrichtung 1 geneigt bzw. abgeschrägt ausgebildet. Gemäß weiteren
oder zusätzlichen
bevorzugten Ausführungen
der mindestens einen dritten Gleitfläche 10 wird auf die
Diskussion der mindestens einen ersten Gleitfläche 5 verwiesen.
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Die
Vorrichtung 1 weist ferner vorzugsweise mindestens einen
Teil der dritten Führungseinrichtung,
nämlich
mindestens ein drittes Gleitelement 11 zum Kontakt mit mindestens
einer am Antrieb 3 angeordneten dritten Gleitfläche 10 auf.
Das mindestens eine dritte Gleitelement 11 ist vorzugsweise
an einer Führung 12 angeordnet,
wobei mindestens ein drittes Gleitelement 11 vorzugsweise
in einer in der Führung 12 ausgebildeten
Führungsnut
angeordnet ist. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
verhindert die Führung 12 bzw.
die Führungsnut 13 eine Verschiebung
des mindestens einen dritten Gleitelements 11 entlang einer
zur Drehachse des Abtriebs 3, zur axialen Bewegungsrichtung
des Kupplungselements 4 und/oder zu einer Längsachse
der Vorrichtung 1 in etwa senkrechten Ebene. Besonders
bevorzugt gewährleistet
die Führung 12 bzw.
die Führungsnut 13 lediglich
eine Verschiebung des mindestens einen dritten Gleitelements 11 entlang
einer Drehachse des Abtriebs 3, einer axialen Bewegungsrichtung
des Kupplungselements 4 und/oder einer Längsachse
der Vorrichtung 1. Weiterhin weist die Vorrichtung 1 vorzugsweise
eine an der Führung 12 angeordnete
Potentialfeder 14 auf, die eine Vorspannung mindestens
einen dritten Gleitelements 11 gegenüber dem Abtrieb 3 bewirkt.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform,
wie in 1 dargestellt, ist mindestens ein drittes Gleitelement 11 in Kontakt
mit mindestens einer dritten Gleitfläche 10 angeordnet, wobei
es gegenüber
dieser durch die Potentialfeder 14 vorgespannt ist. Hierbei
drückt
die Potentialfeder 14 das Gleitelement 11 gegen
die Gleitfläche 10. Eine
derartige Anordnung bewirkt ein mechanisches Potential des Abtriebs,
das zur Drehung desselben überwunden
werden muss.
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Gemäß weiteren
bevorzugten Ausführungsformen
sind Führung 12,
Potentialfeder 14 und dritte Gleitfläche(n) 10 vorzugsweise
im Wesentlichen senkrecht zu einer Drehachse des Abtriebs 3,
einer axialen Bewegungsrichtung des Kupplungselements 4 und/oder
einer Längsachse
der Vorrichtung 1 angeordnet. Hierdurch kann bei gleicher
Wirkung eine Reduzierung der axialen Länge der Vorrichtung erreicht werden.
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Weiterhin
weist die Vorrichtung vorzugsweise eine Kuppeleinrichtung bzw. einen
Kuppelmechanismus 15 auf, der in einer bevorzugten Ausführungsform
entsprechend der Darstellung in 1 einen
Aktor 16, eine Kupplungssperrvorrichtung bzw. ein Kupplungssperrelement 17 sowie
eine Speicher bzw. Widerstandsvorrichtung, hier Kupplungssperrenfeder 18,
aufweist.
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Die
Kuppeleinrichtung 15 ist vorzugsweise derart ausgebildet
bzw. angeordnet, dass das Kupplungssperrelement 17 im Wesentlichen
zwei Stellungen einnehmen kann, wobei eine Stellung einen nicht gekuppelten
Zustand der Vorrichtung 1 bewirkt (1a, 1b)
und wobei eine weitere Stellung einen gekuppelten Zustand der Vorrichtung
bewirkt (1c). Somit kann die Kuppeleinrichtung 15 eine Kupplung
sowie eine Entkupplung des Antriebs 2 mit dem Abtrieb 3 mittels
des Kupplungselements 4 bewirken. Hierbei ist der jeweilige
Zustand von der Stellung der Kuppeleinrichtung 15 abhängig.
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Die
Kuppeleinrichtung 15 ist vorzugsweise derart ausgebildet,
dass die Kupplungssperrvorrichtung bzw. das Kupplungssperrelement 17 im
entkuppelten Zustand nicht mit dem Kupplungselement 4 in Eingriff
steht und wobei die Kuppeleinrichtung 15 bzw. das Kupplungssperrelement 17 im
gekuppelten Zustand derart zum Kupplungselement 4 angeordnet ist,
dass eine Beschränkung
der Beweglichkeit des Kupplungselements 4 bewirkt wird.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform weist das Kupplungselement 4 mindestens
einen Kupplungsabschnitt 19, der vorzugsweise als Vorsprung
und besonders bevorzugt als umlaufender Vorsprung ausgebildet ist.
Zur Erzeugung eines gekuppelten Zustandes wird das Kupplungssperrelement 17 durch den
Aktor 16 derart zum Kupplungselement 4 angeordnet,
dass es im Wesentlichen eine axiale Beweglichkeit des Kupplungselements 4 beschränkt bzw. verhindert.
Besonders bevorzugt verhindert die Kuppeleinrichtung 15 bzw.
das Kupplungssperrelement 17 eine axiale Bewegung des Kupplungselements 4 durch
einen Eingriff mit mindestens einem Kupplungsabschnitt 19.
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Die
Kuppeleinrichtung 15 ist vorzugsweise derart ausgebildet,
dass der Aktor 16 das Kupplungssperrelement 17 gegen
die Kupplungssperrenfeder 18 in die zur Kupplung geeignete
Stellung positioniert. Hierbei ist die Kuppeleinrichtung 15 vorzugsweise
derart ausgebildet, dass sich die Vorrichtung 1 ohne Energieeinwirkung,
d.h. insbesondere ohne Tätigkeit
der Aktors 16, im entkuppelten Zustand befindet. Vorzugsweise
bewirkt die Kupplungssperrenfeder 18 im ansonsten unbelasteten
Zustand eine Positionierung des Kupplungssperrelements 17 in
der entkuppelten Stellung. Durch die Betätigung des Aktors kann nun
das Kupplungssperrelement gegen die Federkraft der Kupplungssperrenfeder 18 in
die zum Kuppeln geeignete Stellung gebracht werden. Hierzu wird
das Kupplungssperrelement 17 vorzugsweise in den Eingriffsbereich
des Kupplungselements 4 bzw. eines Kupplungsabschnitts 19 bewegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform,
wie in 1 dargestellt, ist der Aktor als Elektromotor
ausgebildet, der vorzugsweise eine Exzenterscheibe 20 aufweist,
durch die bei Drehung des Aktors eine Verschiebung des Kupplungssperrelements 17 bewirkt
wird. Hierbei ist eine Bewegung des Kupplungssperrelements 17 durch
den Aktor nur im Falle einer Zustandsänderung vom entkuppelten in
den gekuppelten Zustand nötig. Die Änderung
vom gekuppelten in den entkuppelten Zustand erfolgt hierbei durch
die Federkraft der Kupplungssperrenfeder 18.
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Zur
näheren
Beschreibung der Auswirkung des gekuppelten bzw. des nicht gekuppelten
Zustands der Vorrrichtung wird insbesondere auf die 1b bzw. 1c verwiesen.
Befindet sich die Vorrichtung 1 im entkuppelten Zustand
(1b), bewirkt eine Relativbewegung zwischen Antrieb 2 und
Abtrieb 3, hier dargestellt eine Drehung des Antriebs 2, keine
Bewegung des Abtriebs 3, insbesondere da dessen mechanisches
Potential nicht überwunden werden
kann. Der Antrieb 2 steht über ein erstes Gleitelement 7 und
eine erste Gleitfläche 5 mit
dem Kupplungselement 4 in Verbindung. Erfolgt nun eine Drehbewegung
des Antriebs 2, bewirkt dies auf Grund der angeschrägten Gleitfläche des
Kupplungselements 4 dessen Verschiebung in axialer Richtung
gegen die Kraft der Kupplungsfeder 9. Hierbei wird über das
mindestens eine erste Gleitelement 7 eine axiale und eine
radiale Kraftkomponente auf das Kupplungselement 4 übertragen.
Hierbei bewirkt die axiale Komponente eine Verschiebung des Kupplungselements
in die durch die Pfeil X dargestellte Richtung. Eine derartige Verschiebung
des Kupplungselements 4 bewirkt keine Bewegungsübertragung
auf den Abtrieb 3, da das am Abtrieb 3 angeordnete
mindestens eine zweite Gleitelement 8 an den im Wesentlichen
parallel zur axialen Bewegungsrichtung des Kupplungselements 4 angeordneten
zweiten Gleitflächen 6 anliegt
bzw. abgleitet, wobei diese in Längsrichtung
keine Bewegung oder Kraft über das
mindestens eine zweite Gleitelement 8 auf den Abtrieb 3 übertragen.
In der praktischen Anwendung wirkt durch die Neigung der mindestens
einen ersten Gleitfläche
weiterhin eine radiale Kraft auf das Kupplungselement 4,
die ein Drehmoment auf das Kupplungselement 4 bewirkt.
Hierdurch ist das Kupplungselement 4 versucht, sich um
seine axiale Verschiebungsrichtung zu drehen, wobei mindestens eine
der zweiten Gleitflächen 6 auf
mindestens ein zweites Gleitelement 8 so wirkt, dass eine,
in der Darstellung senkrechte, Kraft auf das zweite Gleitelement 8 wirkt bzw.
ein Drehmoment auf den Abtrieb 3 übertragen wird. Hierbei ist
das übertragende
Drehmoment jedoch so gering, dass es nicht in der Lage ist, das
mechanische Potential des Abtriebs 3, das gegen eine Drehbewegung
desselben gerichtet ist, zu überwinden.
Demnach wird das Kupplungselement 4 im entkuppelten Zustand
durch eine Drehung des Antriebs 2 in axialer Richtung bewegt,
sofern die durch die Drehung des Antriebs 2 bewirkte, auf
das Kupplungselement 4 wirkende Kraft größer ist
als die durch die Kupplungsfeder 9 der axialen Verschiebung
des Kupplungselements 4 entgegengestellte Kraft, wobei jedoch
keine rotatorische Bewegung des Abtriebs bewirkt wird, da dessen
mechanisches Potential nicht überwunden
werden kann.
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Wird
nun die Vorrichtung gekuppelt, d.h. wird das Kupplungssperrelement 17 über den
Exzenter 20 des Aktors 16 gegen die Kraft der
Kupplungssperrenfeder 18 in den Eingriffsbereich des Kupplungselements 4 bewegt,
verhindert es eine Axialbewegung des Kupplungselements 4 durch
Eingriff mit dem Kupplungselement 4 bzw. mit dem Kupplungsabschnitt 19.
Erfolgt nun eine Drehung des Antriebs 2, hindert das Kupplungssperrelement 17 das
Kupplungselement 4 an einer axialen Verschiebung, nicht aber
an einer Drehung, so dass die Drehung des Antriebs 2 über mindestens
ein erstes Gleitelement 7 und mindestens eine geneigte
Gleitfläche 5 in
eine Drehbewegung des Kupplungselements 4 übertragen
wird. Die Verhinderung einer axialen Bewegung des Kupplungselements 4 verhindert
somit im Wesentlichen ein Gleiten eines Gleitelements 7 entlang einer
Gleitfläche 5,
so dass die Drehbewegung des Antriebs 2 auf das Kupplungselement 4 übertragen wird
(1c). Die Drehbewegung des Antriebs 2 wird
nun über
das Kupplungselement 4 bzw. Gleitelement 7, Gleitfläche 5,
Gleitfläche 6 und
Gleitelement 8 auf den Abtrieb 3 übertragen.
Da das zur Drehbewegung des Antriebs 2 eingebrachte Drehmoment nun
nicht in eine axiale Verschiebung des Kupplungselements 4 umgewandelt
wird, sondern über
das Kupplungselement 4 auf den Abtrieb 3 übertragen wird,
kann die Wirkung bzw. der Widerstand der Potentialfeder überwunden
werden und somit eine Drehung des Abtriebs 3 erfolgen.
Das Kupplungssperrelement 17 verhindert bzw. behindert
somit eine axiale Bewegung des Kupplungselements 4, hindert
bzw. behindert dieses aber nicht am Drehen, da die axiale Gegenkraft über die
Gleitfläche 5 übertragen
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das Kupplungssperrelement 17 und/oder das Kupplungselement 4 bzw.
der Kupplungsabschnitt 19 so ausgebildet, dass Krafteinwirkungen
durch das Kupplungselement 4 auf das Kupplungssperrelement 17 eine
Entlastung des Aktors bewirken. Hierbei sind die Kontaktflächen von
Kupplungssperrelement 17 und Kupplungselement 4 bzw.
Kupplungsabschnitt 19 vorzugsweise derart abgeschrägt ausgebildet, dass
eine axiale Krafteinwirkung des Kupplungselements 4 auf
das Kupplungssperrelement 17 eine Bewegungstendenz des
Kupplungssperrelements in Richtung stärkerem bzw. sichererem Eingriff
bewirkt, so dass bei erst teilweisem Eingriff zu Beginn der Krafteinwirkung
anschließend
auf jeden Fall bzw. im Wesentlichen eine betriebssicherere Position
eingenommen wird und weiterhin eine Arretierung des Kupplungssperrelements 17 in
der gekuppelten Stellung gewährleistet
wird und seine Rückkehr
in die entkuppelte Stellung verhindert wird, so lange das Drehmoment,
das vom Antrieb auf den Abtrieb übertragen
wird, einen bestimmten Wert nicht unterschreitet. Die Kontaktflächen des
Kupplungssperrelements 17 und des Kupplungselements 4 bzw.
des Kupplungsabschnitts 19 weisen in weiteren bevorzugten
Ausführungsformen
weitere, sich von den dargestellten Oberflächengeometrien unterscheidende,
Ausbildungen auf, wobei sie jedoch die oben beschriebenen Funktionen
erfüllen.
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Nach
erfolgter Drehung des Antriebs 2 und der Verschiebung des
Kupplungselements 4 bewirken Kupplungsfeder 9 und/oder
Potentialfeder 14 vorzugsweise eine Rückstellung der einzelnen Elemente,
i.e. Antrieb 2, Kupplungselement 4 und/oder Abtrieb 3,
in die Ausgangsposition (vgl. 1a). Wie in 1 dargestellt,
sind in einer bevorzugten Ausführungsform
Antrieb 2, Abtrieb 3 sowie Führung 12 und Kuppeleinrichtung 15 derart
gelagert, dass eine axiale Verschiebung, d.h. in Richtung oder gegen Richtung
des Pfeils X in 1b verhindert bzw. im Wesentlichen
beschränkt
wird.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
sind die ersten, zweiten und dritten Gleitelemente 7, 8, 11 sowie
die ersten, zweiten und dritten Gleitflächen 5, 6, 10 außerhalb
der Drehachse der Vorrichtung 1 angeordnet. Entsprechend
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind Antrieb 2, Kupplungselement 4, Abtrieb 3 und/oder
Führung 12 im
Wesentlichen symmetrisch und/oder rotationssymmetrisch ausgebildet.
Entsprechend einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Aktor 16 batteriebetrieben
und entsprechend einer weiteren oder zusätzlichen Ausführungsform
impulsgesteuert. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
weist der Aktor von den beschriebenen abweichende, für die Erfüllung der
beschriebenen Funktion geeignete Ausbildungen auf.
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2 zeigt
eine weitere bevorzugte Ausführungsform
einer Kuppeleinrichtung 15 zur Verwendung mit einer Vorrichtung,
beispielsweise einer Vorrichtung wie in 1 dargestellt
und oben beschrieben. An dieser Stelle wird daher lediglich auf
die zur oben beschriebenen Ausführungsform
unterschiedlich ausgebildeten Merkmale eingegangen. 2 zeigt
eine Kuppeleinrichtung 15, zur Kupplung einer Kupplungselements 4,
mit einem Aktor 16, einem Exzenter 20, einer Kupplungssperrvorrichtung
bzw. einem Kupplungssperrelement 17 sowie einer Speicher-
bzw. Widerstandsvorrichtung, hier Kupplungssperrenfeder 18. 2a zeigt
den Aktor 16 bzw. Exzenter 20 in neutraler bzw.
entkuppelter Stellung, das Kupplungssperrelement 17 befindet
sich ebenfalls in entkuppelter Stellung. 2b zeigt
den Aktor 16 gekuppelter Stellung, wobei eine Einkupplung
des Kupplungssperrelements 17 durch die Stellung des Kupplungselements 4 verhindert
wird. In diesem Fall ist die Positionsinformation bzw. die Positionierungsenergie
für die
Positionierung des Kupplungssperrelements 17 in gekuppelter
Stellung in der Kupplungssperrenfeder 18 gespeichert. Bewegt
sich das Kupplungselement 4 in eine ein einkuppeln zulassende Position,
wie in 2c zu sehen, positioniert die Kupplungssperrenfeder 18 das
Kupplungssperrelement 17 durch die gespeicherte Energie
in die gekuppelte Position. Die Stellung des Aktors 16 bleibt
unverändert.
Umgekehrt zeigt 2d das Kupplungssperrelement 17 in
gekuppelter Stellung, also im Eingriff mit dem Kupplungselement 4,
wobei sich der Aktor 16 in neutraler bzw. entkuppelter
Stellung befindet. Auch in diesem Fall ist die Positionsinformation bzw.
die Positionierungsenergie für
die Positionierung des Kupplungssperrelements 17 in der
Kupplungssperrenfeder 18 gespeichert. Bewegt sich nun das
Kupplungselement 4 in eine ein Entkuppeln zulassende Position,
positioniert die Kupplungssperrenfeder 18 das Kupplungssperrelement 17 durch
die gespeicherte Energie in die neutrale bzw. entkuppelte Position,
wie in 2a zu sehen.
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Wie
sich aus den vorstehend beschriebenen Ausführungsformern ergibt, sind
die erfindungsgemäßen Vorrichtungen
vorzugsweise Manipulationssicher ausgebildet. Eine zusätzliche
Manipulationssicherheit wird weiterhin beispiels- und vorzugsweise dadurch
erreicht, dass das Kupplungssperrelement 17 in Richtung
der Vorrichtungslängsachse
gestützt und
senkrecht angeordnet ist sowie dass der Aktor 16 quer zur
Vorrichtungslängsachse
angeordnet ist. Durch eine derartige Anordnung wirkt bei einem Schlag
oder Stoß in
Längsrichtung
auf die Vorrichtung, wie beispielsweise bei einer Verwendung als Schließvorrichtung
bei einem Schlag gegen dieselbe, keine oder nur eine geringe Kraft
auf den Aktor 16, die zu einer Verstellung desselben geeignet
wäre sowie
keine oder nur eine geringe Kraft in Kuppel- bzw. Entkuppelrichtung
des Kupplungssperrelements 17.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform,
sind die Vorrichtung bzw. Verfahren derart ausgebildet, dass eine
axiale und/oder radiale Bewegung des Antriebs über eine entsprechende Anordnung
der einzelnen Elemente, eine axiale und/oder radiale Bewegung des
Abtriebs bewirkt, wobei die Bewegung des Antriebs auf den Abtrieb
durch mindestens ein Kupplungselement entsprechend kuppelbar ist.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben
sich durch eine Kombination verschiedener bevorzugter Ausführungsformen.
Ferner können mehrere
Vorrichtungen mit einander verbunden, beispielsweise hintereinander
angeordnet, sein bzw. ein oder mehrere Antriebe, Abtriebe, Kupplungselemente,
Führungsvorrichtungen,
Kuppeleinrichtungen usw. aufweisen, die miteinander und untereinander
in Verbindung bzw. Wirkverbindung stehen.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsformen kuppeln
sinngemäß translatorische,
statt rotatorischer Bewegungen.
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Gemäß einem
erfindungsgemäßen Verfahren
erfolgt eine Übertragung
einer Bewegung sowie entsprechender Kräfte und Momente entsprechend der
beschriebenen Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und in einem
weiteren bevorzugten Verfahren unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Entsprechend
weiterer bevorzugter Ausführungsformen
sind die unterschiedlichen beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen
beliebig miteinander kombinierbar und gegeneinander austauschbar,
wobei aus Übersichtlichkeitsgründen auf
eine detaillierte Diskussion sämtlicher
alternativer Ausführungsformen
verzichtet wird.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
und das erfindungsgemäße Verfahren
eignen sich insbesondere zur Anwendung im Bereich von Schließvorrichtungen
und Verschlussmechanismen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren
erlauben insbesondere die Kupplung eines An- und eines Abtriebs
mit einem sehr geringen Energiebedarf, wobei insbesondere eine sichere
Entkupplung bei im Wesentlichen lastlosem Antrieb gewährleistet
ist. Weiterhin lässt
sich die Kupplung mit einem bistabilen Aktor schalten und erlaubt
ein sicheres Auskuppeln bei bistabilem Aktor. Ferner erlaubt die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bzw. das erfindungsgemäße Verfahren
in einer bevorzugten Ausführungsform
ein Auskuppeln nur dann, wenn eine Kraft bzw. ein Moment, die bzw.
das zwischen An- und Abtrieb vorhanden ist, einen bestimmten Wert unterschreitet.
Hierbei kann die Steuerung des Kupplungsvorgangs vorteilhafterweise
nahezu kraftlos erfolgen. Ferner bewirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung
und das erfindungsgemäße Verfahren,
dass Krafteinwirkungen durch das Kupplungselement auf den Kuppelmechanismus
vorzugsweise eine Entlastung des Aktors bewirken, so dass unabhängig vom mechanischen
Status zwischen An- und Abtrieb eine sichere Rückkehr des Aktors in den ausgekuppelten Zustand
ermöglicht
wird. Somit bewirkt die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren
eine einfache, funktionssichere und manipulationssichere kuppelbare Übertragung
einer Bewegung sowie entsprechende Kräfte und Momente. Weiterer oder
zusätzlicher
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine verbesserte
Handhabbarkeit und ein verbessertes Drehgefühl, insbesondere durch die
Bereitstellung einer vergleichbaren Schließkraft bzw. einer der Schließkraft entgegengesetzten
Kraft im entkuppelten wie im gekuppelten Zustand.