DE19854454C2 - Schließzylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schließzylinder mit einem Schließbart, der auf einer er­ sten Welle befestigt ist, mit einem Betätigungselement zum Drehen einer zweiten Welle, wobei die erste Welle und die zweite Welle derart ineinandergreifen, daß die dabei innere Welle durch zumindest einen Abschnitt der äußeren Welle hindurch­ geführt ist, und mit einem elektrisch ansteuerbaren Kupplungselement zum Kup­ peln und Entkuppeln der beiden Wellen.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein elektrisch ansteuerbares Kupplungselement für einen derartigen Schließzylinder.

Die Verriegelung von Türen erfolgt im Normalfall über Schlösser, die in ein Türblatt eingesetzt sind und die über eine sogenannte Falle und/oder einen Riegel in den umgebenden Rahmen eingreifen. Es gibt eine große Zahl unterschiedlicher Schloßprinzipien, die mit unterschiedlicher Bedienlogik zu betätigen sind. So kom­ men häufig Schlösser vor, die beidseitig einen Türgriff aufweisen, der beim Bedie­ nen die Falle zurückziehen kann. Weit verbreitet sind auch Schlösser, die nur ein­ seitig einen Türgriff aufweisen, so daß die Falle durch Betätigen des Türgriffs nur von einer Türseite her geöffnet werden kann.

Schließzylinder werden im Normalfall durch Einstecken und Drehen eines mecha­ nischen Schlüssels bedient und ermöglichen im Regelfall unabhängig vom Türgriff das Bewegen des Riegels im Schloß, d. h. das Auf- und Zuschließen der Tür. Oft kann auch die Falle über den Schließzylinder bzw. den Schlüssel betätigt werden, was z. B. das Öffnen von Außentüren ohne außenliegenden Türgriff ermöglicht.

In den meisten Ländern sind die Abmaße eines Schließzylinders genormt, so daß ein Austausch problemlos möglich ist. Der Schließzylinder wird hierfür durch das Schloß hindurchgesteckt und in diesem mit einer bei verschlossener Tür unzugäng­ lichen Schraube befestigt. Die Schließzylinder sind meistens von der Türaußenseite und der Türinnenseite bedienbar.

Der Nachteil dieser Zylinder ist, daß der Benutzer immer einen Schlüssel bei sich führen muß. Die Schlüssel können verloren oder von Unberechtigten kopiert wer­ den. Des weiteren ist das Suchen des Schlüssellochs und das Einstecken des Schlüssels, der oft nicht sofort greifbar ist, unbequem.

Es sind Schlösser und Schließzylinder bekannt geworden, bei denen kein Schlüssel mehr benötigt wird und die statt dessen elektrisch angesteuert werden können.

In einem Prospekt der Firma Hewi, 34442 Bad Arolsen, ist ein gattungsgemäßer Schließzylinder für ein Türblatt gezeigt. Auf beiden Wellen ist ein Drehknopf aufge­ setzt, wobei in dem Drehknopf auf der Innenseite des Türblatts das elektrisch an­ steuerbare Kupplungselement eingesetzt ist.

Die WO 98/02630 A1 zeigt ein von beiden Türseiten zu betätigendes Schloß mit einem von einer Türseite zugänglichen Zylinder, das elektromotorisch verriegelbar ist. Dieses Schloß hat den Nachteil, daß die vielfältig am Markt vorhandenen Schlösser nicht ersetzt werden können. Des weiteren verriegelt in der dargestellten Ausfüh­ rung das Schloß den Außenbetätigungsgriff. Die Gefahr eines Einbruchs wird damit hoch, da über einen verriegelten Griff mit Gewalt die Riegelmechanik zerstört wer­ den kann.

Die WO 98/15703 A1 zeigt einen schlüssellosen Zylinder, der mit einem Schloß kom­ biniert werden kann. An der Stirnfläche des Zylinders ist ein Drehknauf angebracht, der den konventionellen Schlüssel ersetzt. Ein Drehen des Knaufs betätigt einen Schließbart, der ein Schloß ver-/entriegelt. Hierzu wird der Drehknauf über eine elektromotorisch angetriebene Kupplung mit dem Drehknauf gekuppelt. Kuppelt der Motor aus, ist der Knauf frei drehbar und das Schloß, in das der Zylinder eingebaut ist, kann nicht betätigt werden. Die elektrische Ansteuerung des Motors erfolgt nach elektronischer Identifikation einer Person, die das Schloß ver- oder entriegeln will. Die Identifikation kann über Ident-Leser, Stimme, Fingerabdruck oder ähnliche Ein­ richtungen erfolgen. Diese Lösung hat wiederum den Nachteil, daß das Schloß von innen her nicht entriegelt werden kann, so daß Personen vom Inneren her einge­ sperrt werden können.

Von der Firma Simons & Voss, 80803 München, ist ein Schließzylinder mit zwei gegenüberliegenden Wellen bekannt, die durch ein Kupplungsstück mit einem Elektromagneten gekuppelt werden. Das Drehendes Knaufes bewirkt im einge­ kuppelten Zustand das Drehen des Schließbartes. Im ausgekuppelten Zustand ist der Knauf frei drehbar. Eine Betätigung des Schließbartes ist von beiden Seiten der Tür möglich. Der ein-/auskuppelbare Knauf befindet sich an der Türaußenseite; durch den Knauf an der Türinnenseite kann der Zylinder jederzeit mechanisch be­ tätigt werden. Ein wesentlicher Nachteil dieses Schlosses ist die mögliche Feh­ lauslösung bei Gewaltanwendung. Der Elektromagnet ist in Längsrichtung des Zy­ linders eingebaut und der bewegliche Magnetkern wird durch eine Rückstellfeder gehalten. Durch einen Schlag oder Tritt auf das Türblatt oder den Zylinderknauf wird der Kern des Magneten aufgrund seiner Massenträgheit in Längsrichtung be­ wegt und kann somit einkuppeln. Dreht man gleichzeitig am Drehknauf, kann eine unerlaubte Betätigung des Schlosses und ein Öffnen der Tür erfolgen. Weiterhin sind die Kupplung und der Elektromagnet im eigentlichen Zylinderkörper untergebracht. Auch dies gibt einem Einbrecher die Chance, nach Abschlagen des Drehknaufs mittels gewaltsamen Einschlagens z. B. eines Rundmaterials eine Kupplung herbeizuführen und damit die Tür zu öffnen.

GB 2 262 770 A offenbart ein elektronisches Schloss mit zwei ineinandergreifenden Wellen 3, 4, wobei auf der Welle 3 ein Drehknopf 1 aufgesetzt ist und die Welle 4 mit einem Vierkant 2 verbunden ist, auf dem beispielsweise ein Schließbart aufgesetzt sein kann. Das elektronische Schloss kann über einen Kartenleser 21 mit gleichzeitiger Betätigung des Drehknopfes 1 geöffnet werden, wobei die Welle 3 mit der Welle 4 über ein elektrisch ansteuerbares Kupplungselement gekuppelt wird. Die genaue Funktion der Kupplung lässt sich am besten aus den Fig. 27A und 29A entnehmen. Die Fig. 27A zeigt einen Schnitt durch die ineinandergreifenden Wellen 3, 4 im ausgekuppelten Zustand. Im Inneren der Welle 3 ist ein federbelastetes Kupplungselement 12 geführt, das in die Ausnehmung 15a der äußeren Welle 4 nur einrasten kann, soweit die Ausnehmung 15a durch den Schieber 9 nicht versperrt ist. Wie in Fig. 29A gezeigt, wird zum Einkuppeln der Schieber 9 durch einen Linearmotor 5 nach oben gefahren, so dass dann das Kupplungselement 12 in die Ausnehmung 15a einrasten kann. In diesem Zustand lässt sich der Vierkant 2 durch den Drehknopf 1 bedienen und damit die Tür öffnen. In Fig. 30 ist darüber hinaus der Fall gezeigt, dass das Kupplungselement 12 nicht mit der Ausnehmung 15a fluchtet. In diesem Fall reicht eine leichte Verdrehung des Drehknopfes 1, damit das Kupplungselement 12 in die Ausnehmung 15a einrasten kann.

DE 297 06 468 U1 zeigt eine elektromechanische Kupplung zwischen einem Drückervierkant 5 und einem Schlossvierkant 12. Der Drückervierkant 5 und der Schlossvierkant 12 werden durch einen Mitnehmerstift gekuppelt, der in einer Führung 13 des Drückervierkants 5 geführt ist. Fig. 2 zeigt den eingekuppelten Zustand, in dem der Mitnehmerstift 14 in eine obere Gabel eines auf dem Schlossvierkant 12 aufgesetzten Winkels 15 eingreift. Fig. 3 zeigt dagegen den ausgekuppelten Zustand, wobei der Mitnehmerstift 14 in die Führung 13 eingefahren ist, so dass der Winkel 15 gegenüber der Führung 13 frei beweglich ist. Die Bewegung des Mitnehmerstiftes 14 erfolgt über eine elektromotorisch angetriebene Kurbelscheibe 10 und eine Kurbelfeder 8.

EP 0 709 534 A1 zeigt ein Schloss mit Identträger- Aktivierung, wobei das Schloss in Form eines handelsüblichen und genormten Einsteckkastens eines Türblatts ausgeführt ist. Die Betätigung der Falle 14 und des Riegels 15 erfolgt über ein Gestänge 17, 17.2 und durch einen Innenknauf 16.2. Außerdem kann zur Betätigung des Schlosses das Gestänge 17.2 auch mit dem Gestänge 17.1 durch eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung 18 gekuppelt werden. Die genaue Ausführung der elektromagnetisch betätigbaren Kupplung 18 sowie des Gestänges 17 lässt sich der Entgegenhaltung (4) allerdings nicht entnehmen.

DE 297 03 559 U1 zeigt ein Türschloss mit wenigstens einem Griff an einer aus dem Türblatt vorstehenden Drehachse. Der Griff 10 kann mit dem Schließbart durch ein im Griff befindliches, elektrisch ansteuerbares Kupplungselement 21 gekuppelt werden. Die Betätigung des Kupplungselements 21 erfolgt über einen ebenfalls im Griff befindlichen Elektromotor 15. Außerdem ist ein Notöffnungszylinderschloss 24 ebenfalls im Griff vorgesehen, falls die elektronische Kupplung im Griff ausfallen sollte.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schließzylinder der gattungsgemäßen Art zu schaffen, der universell betätigbar ist und bei dem eine Fehlauslösung aufgrund Gewaltanwendung weitgehend ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird zum einen durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass das elektrisch ansteuerbare Kupplungselement zum formschlüssigen Kuppeln die Oberfläche der inneren Welle und die Innenfläche der äußeren Welle in dafür vorgesehenen Durchbrüchen im Drehknopf durchsetzt.

Der erfindungsgemäße Schließzylinder geht dabei von einem Stand der Technik aus, bei dem die erste Welle durch die zweite Welle hindurchgeführt ist, so dass eine Kupplung der Wellen auch außerhalb des eigentlichen Schließzylinders erfolgen kann. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, die Kupplung beispielsweise auf die Innenseite eines Türblatts zu verlegen, wodurch bereits eine erhebliche Erhöhung der Sicherheit erreicht werden kann. Erfindungsgemäß ist weiterhin eine Kupplung vorgesehen, bei der ein Kupplungselement formschlüssig die beiden Wellen durchsetzt. Die bisher bekannt gewordenen Kupplungen gehen davon aus, dass zwischen den Wellen ein zusätzliches Kupplungsteil vorzusehen ist. Dieses Kupplungsteil wird in der Regel durch einen Hubmagneten bewegt, so dass aus Energiegründen das Kupplungsteil nur mit einer verhältnismäßig geringen Federvorspannung vorgespannt sein kann. Die geringe Federvorspannung hat allerdings den Nachteil, dass aufgrund von Gewaltanwendungen es leicht zu einer Fehlauslösung kommen kann, da das Kupplungsstück aufgrund impulsartiger Schläge leicht in die Kupplungsstellung springen kann. Demgegenüber geht die Erfindung davon aus, dass die beiden Wellen von einem Kupplungselement durchsetzt werden. Die Erfindung beruht somit auf der Erkenntnis, daß die Kombination ineinandergreifen­ der Wellen mit einem Kupplungselement, das beide Wellen durchsetzt, zu einer erheblichen Sicherheitssteigerung eines Schließzylinders führt. Aufgrund der inein­ andergreifenden Wellen kann die Kupplungsstelle außerhalb des eigentlichen Schließzylinders verlegt werden, so daß auch sicherheitstechnisch hochwertige Kupplungselemente mit größerem Platzbedarf, wie zum Beispiel Elektromotoren oder Getriebe, verwendbar sind.

Nach einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die innere Welle mit der äußeren Welle fluchtet, wobei die innere Welle sich gegenüber der äußeren Welle zumindest über ein gewisses Stück abstützt. Auf diese Weise dient die äuße­ re Welle der inneren Welle als Lager, so daß eine zusätzliche Lagerung der inneren Welle nicht erforderlich ist.

Aufgrund der ineinandergreifenden Wellen muß sichergestellt sein, daß die Wellen gegeneinander bzw. gegenüber dem Schließzylinder fixiert sind. Wenn die äußere Welle mit dem Schließbart befestigt ist und die innere Welle mit dem Betätigungs­ element verbunden ist, bietet es sich an, die äußere Welle in einer Hülse zu lagern, die einen Durchbruch für den Schließbart derart aufweist, daß die äußere Welle durch den Schließbart gegenüber der Hülse axial festgelegt ist. Die Fixierung der inneren Welle kann darüber hinaus dadurch erfolgen, daß die innere Welle auf ei­ ner Seite des Schließbartes aus der äußeren Welle herausragt und an dem heraus­ ragenden Stück eine Nut aufweist, in die in radialer Richtung ein Stift zum Fixieren der inneren Welle gegenüber der Hülse eingreift.

Aufgrund der ineinandergreifenden Wellen muß weiterhin verhindert werden, daß die Welle, auf der der Schließbart befestigt ist, durch Gewaltanwendung zum Ver­ drehen zugänglich wird. In der oben erwähnten Konstruktion kann dies dadurch verhindert werden, daß eine Stahlmanschette vorgesehen ist, die auf der inneren Welle aufsetzbar und paßgenau in die Hülse einführbar ist, wobei der Stift zum Fi­ xieren der inneren Welle die Manschette ebenfalls fixiert. Die Manschette kann aus gehärtetem Stahl ausgeführt sein und bietet so einen zuverlässigen Bohrschutz.

Um eine zuverlässige Kupplungsstelle zwischen den Wellen außerhalb des Schließzylinders zu schaffen, greifen die beiden Wellen vorteilhafterweise derart ineinander, daß zwischen den beiden Wellen sich an der Kupplungsstelle ein Spalt ausbildet, in den das Kupplungselement einführbar ist. Zweckmäßigerweise weist das Kupplungselement dabei eine Bewegungsrichtung senkrecht zu der Spaltebe­ ne auf. Soweit der Spalt also in radialer Richtung ausgebildet ist, hat das Kupp­ lungselement zweckmäßigerweise eine Bewegungsrichtung in axialer Richtung, während das Kupplungselement eine Bewegungsrichtung in radialer Richtung auf­ weist, wenn der Spalt in axialer Richtung ausgebildet ist. Eine Bewegungsrichtung in radialer Richtung hat den besonderen Vorteil, daß aufgrund von Stößen oder Gewaltanwendung das Kupplungselement nicht aus seiner Ruhelage bewegt wer­ den kann, da derartige Stöße in der Regel nur in axialer Richtung auf dem Zylinder aufgebracht werden können. Bei axialer Kupplungsrichtung ist dagegen der Einsatz selbsthemmender Getriebe denkbar, die ebenfalls eine Auslenkung des Kupp­ lungselementes bei Gewaltanwendung verhindern.

Die Ausführung des Betätigungselementes richtet sich je nach dem Anwendungs­ fall. Soweit der Schließzylinder in einem herkömmlichen Türblatt eingebaut wird, ist als Betätigungselement vorzugsweise ein Drehknopf vorzusehen. Es gibt allerdings auch Anwendungsfälle, bei denen ein außen vorstehender Drehknopf nicht er­ wünscht ist. Zum Beispiel sollte bei öffentlichen Automaten das Hervorstehen eines Drehknopfes vermieden werden, um so die Gefahr von Verletzungen oder Beschä­ digungen zu reduzieren. In diesem Fall ist das Betätigungselement vorteilhafterwei­ se als Spezialwerkzeug ausgeführt, das lösbar in eine Öffnung der zweiten Welle derart einführbar ist, daß auf die zweite Welle ein Moment aufgebracht werden kann. Bei dem Spezialwerkzeug kann es sich beispielsweise um einen Dreikant­ schlüssel handeln, der in eine entsprechende Dreikantöffnung einschiebbar ist.

Weiterhin wird die obengenannte Aufgabe durch ein elektrisch ansteuerbares Kupplungselement mit den Merkmalen des Patentanspruches 14 gelöst. Die erfin­ dungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Kupplungselement aus einem Bolzen besteht, der von einem in einem Wellenteil gelagerten Elektromotor über einen vor­ gegebenen Hin- und Rückweg längsverschieblich antreibbar ist, und daß der Bol­ zen gegenüber dem Wellenteil federnd gelagert ist, wobei der resultierende Feder­ weg derart ausgelegt ist, daß ein Verklemmen des Bolzens bei dessen Hin- oder Rückbewegung ausgleichbar ist.

Das erfindungsgemäße Kupplungselement weist gegenüber bekannten Kupplungs­ elementen eine Reihe von Vorteilen auf. Durch den Antrieb eines Elektromotors über einen vorgegebenen Hin- und Rückweg ist die Verwendung selbsthemmender Getriebe möglich, so daß das Kupplungselement durch Gewaltanwendung nicht aus seiner Ruhelage zu bringen ist. Außerdem ist hierdurch ein sehr energiespa­ render Antrieb möglich, da nur zu Zeiten der Bewegung Energie seitens einer Bat­ terie zur Verfügung gestellt werden muß.

Ein weiterer Vorteil besteht in der federnden Lagerung des Bolzens gegenüber dem Wellenteil, wodurch trotz einer möglichen Verspannung des Kupplungselementes während der Hin- und/oder Rückbewegung eine Überlastung oder Zerstörung des Getriebes bzw. des Elektromotors ausgeschlossen werden kann. Durch die Vor­ spannung auf den Bolzen bei Verklemmung wird erreicht, daß bei der nächsten leichten Erschütterung oder Drehung der Wellen das Kupplungselement wieder freigegeben wird und aufgrund der Vorspannung einschnappt bzw. zurückschnappt. Das Verspannen des Kupplungselementes kann dabei insbesondere dann auftre­ ten, wenn die vorgesehene Ausnehmung der einen Welle nicht mit der dafür vorge­ sehenen Ausnehmung der anderen Welle fluchtet. Hierbei sind zwei Fälle zu unter­ scheiden, nämlich zum einen der Fall, daß das Kupplungselement beim Einfahren in den Spalt nicht auf eine Ausnehmung der jeweils anderen Welle trifft und zum anderen der Fall, daß beim Ausfahren aus der Ausnehmung die jeweilige Welle derart verdreht ist, daß das Kupplungselement in der Ausnehmung selber ver­ klemmt ist. Im ersten Fall wird das vorgespannte Kupplungselement durch Drehen des Drehknopfes in die Ausnehmung einschnappen. Im zweiten Fall wird das Kupplungselement sofort aus der Ausnehmung ausschnappen, sobald das Ver­ drehmoment auf die jeweilige Welle nachläßt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Bolzen ein In­ nengewinde aufweist, in das die als Spindel ausgeführte Motorwelle eingreift. Das Spindelgetriebe stellt ein selbsthemmendes Getriebe dar, so daß der Bolzen auf­ grund äußerer Gewaltanwendung nicht aus seiner Ruheposition gebracht werden kann. Die federnde Lagerung des Bolzens gegenüber dem Wellenteil kann dadurch erreicht werden, daß der Elektromotor gegenüber dem Wellenteil federnd verspannt ist. In Bewegungsrichtung des Kupplungselementes weist somit der Elektromotor gegenüber dem Wellenteil eine federnde Verspannung auf, während das Kupp­ lungselement aufgrund des Spindelgetriebes gegenüber dem Motor in Bewegungs­ richtung nicht verschieblich ist.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß der Elektromotor gegenüber dem Wel­ lenteil starr gelagert ist und daß der Bolzen auf einem von dem Elektromotor ange­ triebenen Spindelmotor längs verschieblich geführt ist. Nach einer ersten Ausfüh­ rungsform kann dabei vorgesehen sein, daß der Bolzen durch eine Feder gegen­ über der Spindelmutter gegen einen Anschlag vorgespannt ist. Bei dieser Ausfüh­ rung ist allerdings nur ein Ausgleich auf dem Hinweg des Bolzens möglich, wäh­ rend bei Verklemmung des Bolzens bei dessen Rückbewegung der Bolzen gegen den Anschlag gezogen wird und somit ein Längenausgleich nicht möglich ist.

Um einen Wegausgleich sowohl bei der Hinbewegung als auch bei der Rückbewe­ gung des Bolzens zu schaffen, ist vorgesehen, daß der Bolzen gegenüber dem Wellenteil mit einer ersten Feder in einer ersten Richtung und gegenüber der Spin­ delmutter mit einer zweiten Feder in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung vorgespannt ist, wobei die zweite Feder eine größere Vorspan­ nungskraft auf den Bolzen als die erste Feder ausübt. Vorzugsweise sind die Vor­ spannungskräfte der Federn so eingestellt, daß die zweite Feder die doppelte Vor­ spannungskraft auf den Bolzen als die erste Feder ausübt. Auf diese Weise sind die Vorspannungskräfte in Hin- und Rückrichtung symmetrisch, da in der ersten Richtung alleine die Vorspannungskraft der ersten Feder und in der zweiten Rich­ tung die Vorspannungskraft der zweiten Feder abzüglich der Vorspannungskraft der ersten Feder wirken.

Um wahlweise eine Vorspannung in der ersten Richtung oder in der zweiten Rich­ tung zu erreichen, ist vorgesehen, daß die zweite Feder beim Verfahren der Spin­ delmutter in die erste Richtung bei Erreichen eines Anschlags in ihrer Vorspannung derart deaktiviert wird, daß nur die erste Feder in ihrer Vorspannung wirksam ist. Der Anschlag ist dabei starr mit dem Bolzen verbunden, so daß die Deaktivierung der zweiten Feder dadurch erreicht wird, daß bei Erreichen des Anschlags die Fe­ derkräfte gänzlich von dem Bolzen und dem mit dem Bolzen verbundenen An­ schlag aufgenommen werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile werden anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Schließzylinder,

Fig. 2 eine Ansicht in den geöffneten Drehknopf gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Kupplungseinrichtung nach einer ersten Ausführungsform im eingekuppelten Zustand,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Kupplungseinrichtung nach der ersten Aus­ führungsform mit Verspannung beim Einkuppeln,

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Kupplungseinrichtung nach der ersten Aus­ führungsform mit Verspannung beim Auskuppeln,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Kupplungseinrichtung nach einer zweiten Ausführungsform im ausgekuppelten Zustand,

Fig. 7 eine Ansicht in den geöffneten Drehknopf gemäß Fig. 6,

Fig. 8 einen Schließzylinder mit Bedienung durch ein Spezialwerkzeug,

Fig. 9 die Kupplungseinrichtung nach der ersten Ausführungsform mit senk­ rechter Anordnung im Drehknopf und

Fig. 10 eine Ansicht in den geöffneten Drehknopf gemäß Fig. 9.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Schließzylinder mit einer Kupplungseinrichtung nach einer ersten Ausführungsform, die in Fig. 3-5 nä­ her beschrieben ist. Der Zylinderkörper 1 weist zwei ineinandergreifende Wellen 7 und 8 auf, auf denen jeweils die Drehknöpfe 2 und 3 aufgesetzt sind. Der Zylinder­ körper kann dabei zum Beispiel Querschnitte aufweisen, wie sie in der DIN 18252 gezeigt sind. Der Zylinderkörper 1 weist eine Durchgangsbohrung bzw. eine Hülse auf, in der die Wellen 2, 3 geführt und drehbar gelagert sind. Eine von einem ein­ gepaßten Stift 26 gehaltene Lagerbuchse 25 dient als Lager für die innere Welle 9, wobei die Welle 9 ebenfalls von dem eingepaßten Stift 26 in axialer Richtung fixiert ist. Die Lagerbuchse 25 besteht aus gehärtetem Stahl und dient als Bohrschutz gegenüber dem dahinterliegenden Teil des Zylinderkörpers. Hinter der Lagerbuch­ se schließt sich die äußere Welle 8 an, die in der Durchgangsführung des Zylinder­ körpers 1 gelagert ist und auf der der Schließbart 6 mittels einer Schraube aufge­ setzt ist. Der Schließbart 6 ist durch einen Durchbruch aus der Durchgangsbohrung des Zylinderkörpers 1 herausgeführt und dient somit gleichzeitig als axiale Fixie­ rung des Rohrs 8.

Auf die innere Welle 7 ist der Drehknopf 2 aufgesetzt und mit einer Klemmschraube gegenüber der Welle fixiert. Auf die äußere Welle 8 ist dagegen der Drehknopf 3 über ein Innengewinde aufgeschraubt. Die innere Welle 7 ist durch die äußere Welle 8 hindurchgeführt und setzt sich in einem Träger 10 fort, der auf das Wellen­ ende der Welle 9 aufgepreßt oder mit dieser verklebt ist. Der Zylinder 1 ist wieder­ um von einem gestrichelt dargestellten Schloß 4 umgeben, das in ein Türblatt 5 eingesetzt ist. Der Zylinderkörper mit den Drehknöpfen ist dabei derart in das Tür­ blatt eingebaut, daß der Drehknopf 2 sich an der Türaußenseite und der Drehknopf 3 sich an der Türinnenseite befindet.

Soweit das Kupplungselement die beiden Wellen nicht miteinander kuppelt, kann der Schließbart 6 durch Drehung des Drehknopfes 2 nicht bewegt werden. Ein Dre­ hen des Drehknopfes 2 im entkuppelten Zustand bewirkt lediglich, daß sich der Träger 10 im Drehknopf 3 frei dreht. Der Motor 11, der sich mit der Kuppeleinheit mit den Bauteilen 12-17 auf dem Träger 10 befindet, dreht ebenfalls mit. Dagegen kann durch Drehen des Innenknopfes 3 das Schloß jederzeit betätigt werden. Die­ ser Zustand entspricht einem konventionellen Zylinder, der von der Außenseite mit einem mechanischen Schlüssel und von der Innenseite mit einer Türklinke zu be­ dienen ist.

Für die Realisierung des elektronischen Schlosses gibt es eine Vielzahl von Mög­ lichkeiten. Beispielsweise kann im Knauf neben der Motor-/Spindeleinheit eine Empfangselektronik mit zugehöriger Batterie angebracht werden, die nach Emp­ fang eines Codes den Motor bestromt. Die Bauart der Spindeleinheit ist so kom­ pakt, daß für entsprechende Elektronikkomponenten in dem Drehknopf 3 noch ge­ nügend Platz verbleibt. Andere Kupplungsprinzipien werden dagegen ein größeres Bauvolumen des Drehknopfes 2 voraussetzen, bei dem der Drehknopf mit der Hand nicht mehr bequem umfaßbar ist. Es ist allerdings auch denkbar, daß die Elektronik außerhalb des Drehknopfes über eine externe Verkabelung angeordnet ist.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht in den geöffneten Drehknopf gemäß Fig. 1. Mit gestrichel­ ten Linien sind die Ausnehmungen 18 in der äußeren Welle 8 gezeigt. Zweckmäßi­ gerweise sind dabei über den Umfang mehrere Ausnehmungen 18 verteilt. Falls die Rasthülse sich beim Einkuppeln zwischen zwei Ausnehmungen verklemmt, ist auf diese Weise sichergestellt, daß die Rasthülse bereits nach einer geringen Drehbe­ wegung des Drehknopfes in einer Ausnehmung einrastet. Bei einer einzigen Aus­ nehmung müßte dagegen der Drehknopf durch den Benutzer eine ganze Drehung bewegt werden, um eine Einrastung zu erreichen. Neben dem Träger 10 steht ein Großteil des Innenraums für andere Bauelemente zur Verfügung, so daß hier bei­ spielsweise eine Batterie und eine Steuerelektronik untergebracht sein können. Durch die Motorabflachung 23 ist sichergestellt, daß der Motor 11 sich in dem Trä­ ger 10 nicht drehen kann. Weiterhin hält die Rastnase 19 den Motor 11 in Längs­ richtung.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Kupplungseinrichtung nach einer ersten Ausführungsform im eingekuppelten Zustand. Wird der Motor 11 nach einer Autori­ sierung bestromt, wird die Spindel 12 durch die Motorwelle angetrieben und da­ durch die rohrförmige Spindelmutter 13 in Längsrichtung bewegt. Die Spindelmutter 13 dreht sich nicht mit der Spindel 13 bzw. mit der Motorwelle mit, da sie durch den Querstift 15 am Verdrehen gehindert wird. Der Querstift 15 ist durch das Langloch der Spindelmutter 13 und ein Loch der Rasthülse 14 gesteckt und stützt sich in nicht sichtbaren Langlöchern des Trägers 10 ab. Über die Feder 16, die etwa die doppelte Kraft der Feder 17 hat, wird nun die Rasthülse 14 nach links gedrückt. Sie trifft in die Ausnehmung 18 und verkuppelt somit den Träger 10 mit dem Rohr 8. Da der Träger 10 über die Welle 9 mit dem Drehknopf 2 verbunden ist, kann durch Drehen des Drehknopfes 2 der Schließbart 6 bewegt werden.

Ein Auskuppeln der Rasthülse erfolgt durch umgekehrtes Bestromen des Motors. Durch Drehung der Spindel 12 wird die Spindelmutter 13 in Richtung des Motors verschoben, wodurch die Feder 16 entspannt wird. Wenn die Feder 16 mit ihrem einen Ende am Querstift 15 anliegt, kann die Feder 16 keine Kraft mehr auf die Spindelmutter 13 ausüben, so daß die Vorspannung der Rasthülse 14 deaktiviert ist. Auf diese Weise überwiegt nun die Vorspannungskraft der Feder 17 auf die Rasthülse, so daß die Rasthülse aus der Ausnehmung 18 herausgedrückt wird und der Außengriff wieder entkuppelt ist.

Ein besonderer Vorteil der Kupplungseinrichtung nach der ersten Ausführungsform besteht auch darin, daß gewaltsame Eingriffe in den Zylinder von außen stets zu einem Auskuppeln des gesamten Einheit führen. Wird beispielsweise probiert, den Drehknopf 2 abzusägen und die Welle 9 gewaltsam unter Zerstörung von Bauteilen nach innen zu schlagen, so entfernt sich die gesamte Kupplungseinheit mit dem Träger 10 von der Raststelle 18. Durch ein gewaltsames Durchschlagen von Bau­ teilen kann somit ebenfalls keine Kupplung erreicht werden.

Fig. 4 zeigt eine Querschnitt durch die Kupplungseinrichtung nach der ersten Aus­ führungsform mit Verspannung beim Einkuppeln. Dieser Fall tritt ein, sobald die Rasthülse beim Einfahren nicht sofort auf eine Ausnehmung 18 trifft, so daß die Feder 16 gespannt wird. Wird der Drehknopf 2 weitergedreht, so dreht sich auch der Träger 10, so daß die Rasthülse in der nächsten Ausnehmung 18 einschnap­ pen kann.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Kupplungseinrichtung nach der ersten Ausführungsform mit Verspannung beim Auskuppeln. Dieser Fall liegt vor, wenn die Kraft der Rückholfeder 17 nicht ausreicht, um die Hülse aus der Ausnehmung 18 zurückzudrücken. Wie in Fig. 5 zu sehen, kann dieser Fall zum Beispiel dann ein­ treten, wenn der Drehknopf 2 im verkuppelten Zustand bewußt verdreht wird, so daß sich die Rasthülse in der Ausnehmung 18 verklemmt. In diesem Fall wird bei Bestromung des Motors die Spindelmutter 13 zurückgefahren, während die Rast­ hülse 14 noch in der Ausnehmung 18 verbleibt. Die Spindelmutter 13 ist allerdings soweit zurückgefahren, daß die Feder 16 auf die Rasthülse 14 gegenüber der Spindelmutter 13 keine Vorspannungskraft ausüben kann, so daß die Feder 17 ei­ ne Vorspannungskraft auf die Rasthülse 14 in Richtung des Motors ausübt. Sobald versucht wird, den Drehknopf in umgekehrter Richtung zu drehen, schnappt die Rasthülse 14 aus der Ausnehmung 18 heraus und verhindert somit ein unbefugtes Öffnen des entsprechenden Schlosses.

Die Deaktivierung der Feder 16 im entkuppelten Zustand verhindert gleichzeitig auch Einbruchsmethoden, bei denen versucht wird, den Schließzylinder mit Vibra­ tionen zu beaufschlagen, um so aufgrund von Resonanzschwingungen ein Einkup­ peln der Rasthülse zu erreichen. Aufgrund der Deaktivierung der Vorspannung der Rasthülse 16 in einkuppelnder Richtung wird ein selbsttätiges Losrütteln der Rast­ hülse 14 in Einkupplungsrichtung verhindert.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Kupplungseinrichtung nach einer zweiten Ausführungsform im ausgekuppelten Zustand. Die Kupplungseinrichung unter­ scheidet sich gegenüber der ersten Ausführungsform im wesentlichen dadurch, daß nicht die Rasthülse gegenüber dem Motor, sondern der Motor gegenüber dem Trä­ ger 10 elastisch gelagert ist. Der Motor 11 ist dabei im Träger 10 längs verschieb­ lich geführt und über eine Abflachung 23 gegen Verdrehung gehalten. Über die Formblattfeder 22 wird der Motor in der gezeigten Position vorgespannt. Dabei ist die Feder 22 derart vorgespannt, daß ihre beiden Enden auf den Stäben 20 und 21 des Trägers aufliegen. Die Spindelmutter 13 hat eine Sechskantaußenkontur, die ein Mitdrehen der Spindelmutter 13 bei Drehung der Spindel 12 verhindert.

Wird nun die Spindelmutter 13 in die Einkupplungsposition gefahren, so kann auch hier eine Verspannung dadurch auftreten, daß die Spindelmutter auf den Steg zwi­ schen zwei Ausnehmungen 18 trifft. Aufgrund der Zeitsteuerung wird sich der Motor noch ein Stück weiterdrehen, wobei die Wegänderung von der Formblattfeder 22 aufgenommen wird. Ein Verdrehen des Drehknopfes 2 bewirkt wiederum, daß die Spindelmutter 13 in eine Ausnehmung 18 aufgrund der durch die Feder 22 ausge­ übten Vorpannung schnappen kann, so daß die eingekuppelte Position hergestellt ist.

Auch der umgekehrte Fall der Verspannung der Mutter 13 beim Auskuppeln kann durch die Formblattfeder 22 ausgeglichen werden. Sollte beim Auskuppeln die Mutter 13 aufgrund von Verspannungen in der Ausnehmung 18 hängenbleiben, wird die Formblattfeder 22 durch den Motor 11 in Richtung der Spindel 13 vorge­ spannt. Sobald sich die Verspannung löst, wird der Motor durch die vorgespannte Formblattfeder wieder in die entgegengesetzte Richtung bewegt, so daß die Spin­ delmutter 13 aus der Ausnehmung 18 auskuppelt.

Fig. 7 zeigt eine Ansicht in den geöffneten Drehknopf gemäß Fig. 6. Die Formblatt­ feder 22 stützt sich auf dem Motor 11 ab. Weiterhin ist eine Abflachung 23 vorge­ sehen, die den längsverschieblichen Motor am Verdrehen hindert.

Die Feder 22 und die Motorlagerung im Träger 10 kann auch so ausgebildet sein, daß der Motor nur in eine Richtung verschieblich gelagert ist und die Feder nur aus einer Richtung auf den Motor drückt.

Fig. 8 zeigt einen Schließzylinder mit Bedienung durch ein Spezialwerkzeug. Diese Ausführungsform unterscheidet sich gegenüber dem Schließzylinder gemäß Fig. 1 dadurch, daß auf den Drehknopf 2 verzichtet wurde und statt dessen im Wellenen­ de 2 eine Öffnung 24 zum Einbringen eines Spezialwerkzeugs vorgesehen ist. Das Spezialwerkzeug und die korrespondierende Öffnung 24 sind derart vorgesehen, daß mit dem eingesteckten Spezialwerkzeug ein Moment auf die Welle 2 aufge­ bracht werden kann. Beispielsweise kann es sich bei dem Spezialwerkzeug also um einen Vierkant handeln. Eine derartige Ausführungsform im Außenbereich des Schließzylinders wird dann benötigt, wenn das Hervorstehen eines Drehknopfes verhindert werden soll. Dies kann beispielsweise bei öffentlichen Automaten der Fall sein, die nur von bestimmten Benutzern geöffnet werden sollen und bei denen ein hervorstehender Drehknopf unerwünscht ist.

Fig. 9 zeigt die Kupplungseinrichtung nach der ersten Ausführungsform mit senk­ rechter Anordnung im Drehknopf. Die Ausnehmung 18 ist in diesem Fall im Innen­ umfang der äußeren Welle 8 eingebracht und in Auskupplungsrichtung offen. Auch in diesem Fall führt somit ein Ausschlagen des Trägers 13 aufgrund von Gewaltan­ wendung dazu, daß die Rasthülse 14 außer Eingriff mit der Rasthülse 18 kommt. Der Motor ist in einer Öffnung 27 im Träger eingesetzt und wird durch eine entspre­ chenden Preßsitz gehalten.

Fig. 10 zeigt eine Ansicht in den geöffneten Drehknopf gemäß Fig. 9. Hierbei ist die offene Ausnehmung 18 zu sehen, die in Umfangsrichtung wesentlich breiter aus­ geführt ist, als die Rasthülse 14. Der Teilschnitt zeigt die weitere Ausbildung der abgestuften Öffnung 27, die im Randbereich den Querstift 15 führt.

Claims (19)

1. Schließzylinder,
mit einem Drehknopf zum Drehen eines Schließbarts über eine erste Welle,
mit einem Betätigungselement zum Drehen einer zweiten Welle und
mit einem elektrisch ansteuerbaren Kupplungselement zum Kuppeln und Entkuppeln der beiden Wellen,
wobei die erste Welle und die zweite Welle zumindest über einen gewissen Bereich ineinandergreifen und dabei eine innere Welle und eine äußere Welle bilden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die innere Welle und die äußere Welle derart geführt sind, daß das elektrisch ansteuerbare Kupplungselement zum formschlüssigen Kuppeln die Oberfläche der inneren Welle und die Innenfläche der äußeren Welle in dafür vorgesehenen Durchbrüchen im Drehknopf durchsetzt.

2. Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Welle mit der äußeren Welle fluchtet.

3. Schließzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Welle sich gegenüber der äußeren Welle zumindest über ein gewisses Stück abstützt.

4. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der äußeren Welle der Schließbart befestigt ist und daß die innere Welle mit dem Betätigungselement verbunden ist.

5. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Welle in einer Hülse gelagert ist, die einen Durchbruch für den Schließbart derart aufweist, daß die äußere Welle durch den Schließbart ge­ genüber der Hülse axial festgelegt ist.

6. Schließzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Welle auf einer Seite des Schließbartes aus der äußeren Welle herausragt und an dem herausragenden Stück eine Nut aufweist, in die in radialer Rich­ tung ein Stift zum Fixieren der inneren Welle gegenüber der Hülse eingreift.

7. Schließzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stahl­ manschette vorgesehen ist, die auf die innere Welle aufsetzbar und paßgenau in die Hülse einführbar ist, wobei der Stift zum Fixieren der inneren Welle die Manschette ebenfalls fixiert.

8. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Wellen ein Spalt ausgebildet ist, in den das Kupp­ lungselement einführbar ist.

9. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt in radialer Richtung ausgebildet ist und daß das Kupplungsele­ ment eine Bewegungsrichtung in axialer Richtung aufweist.

10. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt in axialer Richtung ausgebildet ist und daß das Kupplungsele­ ment eine Bewegungsrichtung in radialer Richtung aufweist.

11. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein Drehknopf ist.

12. Schließzylinder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf der er­ sten Welle ein Drehknopf derart befestigt ist, daß sich beide Drehknöpfe je­ weils an den Stirnseiten des Schließzylinders befinden.

13. Schließzylinder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Betäti­ gungselement ein Spezialwerkzeug ist, das lösbar in eine Öffnung der zweiten Welle derart einführbar ist, daß auf die zweite Welle ein Moment aufgebracht werden kann.

14. Elektrisch ansteuerbares Kupplungselement für einen Schließzylinder nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kupplungselement aus einem Bolzen besteht, der von einem in ei­ nem Wellenteil gelagerten Elektromotor über einen vorgegebenen Hin- und Rückweg längsverschieblich antreibbar ist, und
daß der Bolzen gegenüber dem Wellenteil federnd gelagert ist, wobei der re­ sultierende Federweg derart ausgelegt ist, daß ein Verklemmen des Bolzens bei dessen Hin- und/oder Rückbewegung ausgleichbar ist.

15. Kupplungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bol­ zen ein Innengewinde aufweist, in das die als Spindel ausgeführte Motorwelle eingreift.

16. Kupplungselement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor gegenüber dem Wellenteil federnd verspannt ist.

17. Kupplungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bol­ zen auf einer von dem Elektromotor angetriebenen Spindelmutter längsver­ schieblich geführt ist und daß der Bolzen durch eine Feder gegenüber der Spindelmutter gegen einen Anschlag vorgespannt ist.

18. Kupplungselement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bol­ zen gegenüber dem Wellenteil mit einer ersten Feder in einer ersten Richtung und gegenüber der Spindelmutter mit einer zweiten Feder in einer zur ersten Richtung entgegengesetzten zweiten Richtung vorgespannt ist, wobei die zweite Feder eine größere Vorspannungskraft auf den Bolzen als die erste Feder ausübt.

19. Kupplungselement nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder beim Verfahren der Spindelmutter in die erste Richtung bei Er­ reichen eines Anschlags in ihrer Vorspannung derart deaktiviert wird, daß nur die erste Feder in ihrer Vorspannung wirksam ist.