DE10116837C1 - Locking mechanism for security door has surface of latch contacted by piezoelectrically-operated locking tongue provided with micro teeth - Google Patents

Locking mechanism for security door has surface of latch contacted by piezoelectrically-operated locking tongue provided with micro teeth

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DE10116837C1 DE2001116837 DE10116837A DE10116837C1 DE 10116837 C1 DE10116837 C1 DE 10116837C1 DE 2001116837 DE2001116837 DE 2001116837 DE 10116837 A DE10116837 A DE 10116837A DE 10116837 C1 DE10116837 C1 DE 10116837C1
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Abstract

The locking mechanism has a latch (1) pivoted about an axis (4) and a locking tongue (3) brought into pressure engagement with a contact surface (6) of the latch under control of a piezoelectric multi-layer actuator (2). The contact surface of the latch has micro teeth with a depth of between 50 and 150 microns, positioned perpendicular to the movement direction of the latch and formed of a material with a hardness similar to hardened steel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verriegelungsmechanismus, ins­ besondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a locking mechanism, ins special according to the preamble of claim 1.

In der gattungsbildenden EP 0 757 145 A2 ist ein Verriege­ lungsmechanismus beschrieben, insbesondere für Sicherheits­ türen, mit einer Schließ- bzw. einer um eine Kippachse schwenkbaren Kippfalle, und mit einer Verriegelungszunge, die im Verriegelungszustand mit der Schließ- bzw. Kippfalle an Kontaktflächen in Druckkontakt steht und durch einen piezo­ elektrischen Vielschichtaktor ein- und ausriegelbar ist.In the generic EP 0 757 145 A2 there is a lock Mechanism described, especially for security doors, with a closing or one about a tilt axis swiveling tilt latch, and with a locking tongue that in the locked state with the latch or tilt latch Contact surfaces is in pressure contact and by a piezo electric multi-layer actuator can be locked and unlocked.

Die Haltekraft zwischen der Schließfalle und der Verriege­ lungszunge wird bei der gattungsbildenden Schrift durch Reib­ kraft übertragen. Diese hängt jedoch vom Reibwert der Kon­ taktflächen ab und kann durch entsprechende Schmiermaßnahmen beeinflusst werden. Dadurch ist die Höhe der Schließkraft un­ sicher.The holding force between the latch and the latch tongue becomes in the generic writing by rubbing transfer power. However, this depends on the coefficient of friction of the con cycle areas and can be done by appropriate lubrication measures to be influenced. This makes the closing force un for sure.

Aus der DE 198 57 432 A1 ist ein Verriegelungsmechanismus für Gebäudetüren und -fenster bekannt. Dabei ist eine Sperrvorrichtung vorhanden, die aus einer Verzahnung und einer in die Verzahnung eingreifenden Sperrklinke gebildet ist.DE 198 57 432 A1 describes a locking mechanism for Building doors and windows known. There is one Locking device available, consisting of a toothing and a pawl engaging in the teeth is.

Aus der WO 96/26340 A1 geht ein Verriegelungsmechanismus hervor, bei dem eine teilweise U-förmig ausgestaltete Arretiervorrichtung mit Hilfe eines Aktors angetrieben wird.A locking mechanism emerges from WO 96/26340 A1, in which a partially U-shaped Locking device is driven by an actuator.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen ins­ besondere für Sicherheitstüren geeigneten Verriegelungsmecha­ nismus zu schaffen, der die Türen auch bei hoher Druckbe­ lastung derselben sicher verschlossen hält. The invention is therefore based on the object special locking mechanism suitable for security doors to create the door, even at high pressure keeps the load securely closed.  

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patent­ anspruchs 1. Durch die Mikroverzahnung der Kontaktflächen können erhebliche Kräfte zwischen diesen übertragen werden, die zu hohen Schließkräften der Türen führen und ein unge­ wolltes Öffnen derselben sicher verhindern.The object is achieved by the features of the patent claims 1. Through the micro-toothing of the contact surfaces significant forces can be transferred between them which lead to high closing forces of the doors and an wanted to prevent it from opening securely.

Die geringe mögliche Zahntiefe von 50 bis 150 µm ergibt sich aus der geringen Auslenkung der Vielschichtaktoren. Die wegen der Materialbeanspruchung erforderliche Kraftübertragungsfläche wird durch eine entsprechende Anzahl von Mikrozähnen erreicht.The small possible tooth depth of 50 to 150 µm results from the small deflection of the multi-layer actuators. The because of the force transmission area required for the material stress  is by an appropriate number of micro teeth reached.

Da die Mikrozähne senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schließ- bzw. Kippfalle angeordnet sind, können sie die Schließkraft optimal von deren Kontaktfläche auf die der Ver­ riegelungszunge übertragen.Since the micro teeth are perpendicular to the direction of movement of the Lock or tilt latch are arranged, they can Closing force optimally from their contact surface to that of the ver locking tongue transferred.

Aufgrund der hohen Beanspruchung der Mikrozähne, müssen diese aus Material hoher Festigkeit und Härte, wie z. B. gehärtetem Stahl, bestehen. Dieser wird mittels Laserstrahlen bearbei­ tet.Due to the high stress on the micro teeth, they have to made of high strength and hardness material such as B. hardened Steel. This is processed using laser beams tet.

Vorteilhaft ist, dass bei doppelseitiger Beanspruchung des Verriegelungsmechanismus beide Zahnflanken der Mikrozähne, bei einseitiger Beanspruchung vorzugsweise nur eine Zahn­ flanke der Mikrozähne zur Bewegungsrichtung der Verriege­ lungszunge geneigt ausgebildet sind. Die Neigung der Zahn­ flanken verringert die erforderliche Entriegelungskraft und fördert dadurch eine sichere Entriegelung auch bei hoher Druckbelastung der Tür.It is advantageous that with double-sided stress on the Locking mechanism both tooth flanks of the micro teeth, preferably only one tooth for one-sided stress flank of the micro teeth to the direction of movement of the locks tongue are inclined. The inclination of the tooth flanks reduces the required unlocking force and thus promotes safe unlocking even at high levels Pressure load on the door.

Dadurch, dass die Breiten, die Abstände und die Flankenwinkel der einzelnen Mikrozähne im Hinblick auf gleichmäßige Be­ anspruchung derselben gegebenenfalls unterschiedlich ausge­ bildet sind, wird der Verschleiß der Mikroverzahnung mini­ miert.Because of the widths, the distances and the flank angles of the individual micro teeth with regard to uniform loading claims of the same may differ are formed, the wear of the micro toothing is mini mized.

Eine besonders Platz sparende Lösung für den Verriegelungs­ mechanismus ergibt sich daraus, dass das kippachsenferne Ende der Kippfalle eine Stufe und daneben einen Bereich aufweist, in dem der piezoelektrische Vielschichtaktor und die Ver­ riegelungszunge parallel zu der Kippachse der Kippfalle ange­ ordnet sind, wobei die Stufe und die Verriegelungszunge gegenüberliegende Kontaktflächen aufweisen. Auf diese Weise kann der Vielschichtaktor Platz sparend innerhalb der Kontur der Kippfalle angeordnet werden. A particularly space-saving solution for locking mechanism arises from the fact that the end remote from the tilt axis the drop latch has a step and an area next to it, in which the piezoelectric multilayer actuator and the ver locking tongue parallel to the tilt axis of the tilt latch are arranged, the step and the locking tongue have opposite contact surfaces. In this way the multi-layer actuator can save space within the contour the tilt trap can be arranged.  

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, dass der piezoelektrische Vielschichtaktor in an sich bekannter Weise von einer Rohrfeder und deren Endplatten um­ schlossen und dadurch vorzugsweise vorgespannt ist, und dass die der Verriegelungszunge benachbarte Endplatte mit der Ver­ riegelungszunge in fester, Druck- und Zugkraft übertragender Verbindung steht. Die mechanische Vorspannung verhindert die bei schneller Ansteuerung des Vielschichtaktors in der Piezo­ keramik entstehenden Zugspannungen, die zu deren Zerstörung führen würden.There is an advantageous further development of the invention in that the piezoelectric multilayer actuator in itself known manner from a Bourdon tube and its end plates closed and thereby preferably biased, and that the end plate adjacent to the locking tongue with the ver locking tongue in firm, transmitting pressure and tensile force Connection is established. The mechanical preload prevents this with fast control of the multi-layer actuator in the piezo ceramic tensile stresses that lead to their destruction would lead.

Die direkte Verbindung einer der Endplatten mit der Ver­ riegelungszunge sichert eine einfache, funktionssichere und Platz sparende Übertragung der Schließkraft des Vielschicht­ aktors auf die mit Mikroverzahnung versehenen Kontaktflächen. Im Gegensatz zu üblichen Übertragungssystemen ist diese Lösung wartungsfrei und langlebig.The direct connection of one of the end plates with the ver locking tongue ensures a simple, reliable and Space-saving transmission of the closing force of the multi-layer actuator on the contact surfaces provided with micro-serration. In contrast to conventional transmission systems, this is Solution maintenance-free and durable.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Verriegelungsmechanismus be­ steht darin, dass eine U-förmige Kippfalle eine U-förmige Verriegelungszunge mit Spiel umgreift, wobei die U-förmige Kippfalle ein Joch und zwei Schenkel mit Kontaktflächen auf deren Innenseiten und die U-förmige Verriegelungszunge ein anderes Joch und zwei andere Schenkel mit zwei entsprechenden Kontaktflächen auf deren Außenseiten aufweist, und dass ein anderer piezoelektrischer Vielschichtaktor zwischen den anderen Schenkeln der U-förmigen Verriegelungszunge in der Nähe von deren anderem Joch und parallel zu diesem sowie mit Abstand zu den Kontaktflächen angeordnet ist. Die U-förmige Verriegelungszunge bewirkt eine Übersetzung der Auslenkung des anderen Vielschichtaktors. Dabei dienen die anderen Schenkel als einarmige Hebel, die mit dem anderen Joch über eine Art Biegegelenk verbunden sind. Die Übersetzung der Aus­ lenkung des anderen Vielschichtaktors ergibt sich aus dem Verhältnis des Abstandes zwischen den Kontaktflächen und dem anderen Joch zu dem Abstand des anderen Jochs gegenüber dem anderen Vielschichtaktor. Die dadurch erzielte Auslenkung ermöglicht eine entsprechende Vergrößerung der Zahntiefe der Mikrozähne und dadurch eine höhere Belastung des Verriege­ lungsmechanismus.An advantageous embodiment of the locking mechanism be is that a U-shaped tilt latch is a U-shaped Locking tongue engages with play, the U-shaped Tilt a yoke and two legs with contact surfaces the inside and the U-shaped locking tongue another yoke and two other legs with two corresponding ones Has contact surfaces on the outside, and that a another piezoelectric multilayer actuator between the other legs of the U-shaped locking tongue in the Near their other yoke and parallel to this as well as with Distance to the contact surfaces is arranged. The U-shaped Locking tongue causes a translation of the deflection of the other multi-layer actuator. The others serve Thighs as one-armed levers that go over with the other yoke a kind of flexible joint are connected. The translation of the Aus steering of the other multi-layer actuator results from the Ratio of the distance between the contact surfaces and the other yoke to the distance of the other yoke from the other multi-layer actuator. The resulting deflection enables  a corresponding increase in tooth depth Micro teeth and therefore a higher load on the lock development mechanism.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind.Further features of the invention result from the following Description and the drawing, in the exemplary embodiments of the invention are shown schematically.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Verriegelungsmechanismus mit einer Kippfalle, die geringen Platzbedarf für den Vielschichtaktor aufweist; Figure 1 shows a locking mechanism with a tilt latch, which has a small footprint for the multi-layer actuator.

Fig. 1A eine stark vergrößerte Ansicht des Verriegelungs­ mechanismus von Fig. 1 in Richtung Z, mit einer Mikroverzahnung für doppelseitige Druckbelastung; Fig. 1A is a greatly enlarged view of the locking mechanism of Figure 1 in the direction Z, with a micro toothing for double-sided pressure loading.

Fig. 1B eine stark vergrößerte Ansicht des Verriegelungs­ mechanismus von Fig. 1 in Richtung Z, jedoch mit einer Mikroverzahnung für überwiegend einseitige Druckbelastung; Fig. 1B is a greatly enlarged view of the locking mechanism of Figure 1 in the direction Z, but with a micro toothing for predominantly one-sided pressure load.

Fig. 2 ein Kraft-Weg-Diagramm eines piezoelektrischen Viel­ schichtaktors; Fig. 2 is a force-displacement diagram of a piezoelectric multi-layer actuator;

Fig. 3 einen Verriegelungsmechanismus mit einer anderen Kippfalle und einer anderen Verriegelungszunge sowie einem anderen Vielschichtaktor. Fig. 3 shows a locking mechanism with another tilt latch and another locking tongue and another multi-layer actuator.

Fig. 1 zeigt einen Verriegelungsmechanismus für eingeschränk­ ten Bauraum mit einer Kippfalle 1, einem piezoelektrischen Vielschichtaktor 2 und einer Verriegelungszunge 3. Fig. 1 shows a locking mechanism for restricted space with a tilt latch 1 , a piezoelectric multi-layer actuator 2 and a locking tongue 3rd

Die Kippfalle 1 ist um eine Kippachse 4 schwenkbar und durch diese mit einer nicht dargestellten Tür verbunden. Sie weist an ihrem kippachsenfernen Ende eine Stufe 5 und neben dieser einen Bereich 7 auf, in dem der piezoelektrische Vielschicht­ aktor 2 mit der Verriegelungszunge 3 Platz sparend angeordnet ist, wobei der Vielschichtaktor 2 parallel zur Kippachse 4 liegt. Er ist an einem ebenfalls nicht dargestellten Tür­ rahmen befestigt. Diese Anordnung des Vielschichtaktors 2 bietet den Vorteil einer umkomplizierten Stromversorgung des­ selben. Es ist aber auch eine bezüglich Tür und Türrahmen vertauschte Anordnung des Vielschichtaktors 2 und der Kipp­ falle 1 möglich. In beiden Fällen weisen die Stufe 5 und die Verriegelungszunge 3 gegenüberliegende Kontaktflächen 6 mit einer Mikroverzahnung 12 auf.The tilt latch 1 is pivotable about a tilt axis 4 and is connected by this to a door, not shown. It has at its end a kippachsenfernen stage 5 and next to that a region 7, in which the piezoelectric multilayer actuator 3 is space 2 with the locking tongue arranged saving, wherein the multilayer actuator 2 is parallel to the tilt axis. 4 It is attached to a door frame, also not shown. This arrangement of the multilayer actuator 2 offers the advantage of an uncomplicated power supply for the same. But it is also possible with respect to the door and door frame, the arrangement of the multi-layer actuator 2 and the tilt trap 1 reversed. In both cases, the step 5 and the locking tongue 3 have opposite contact surfaces 6 with a micro-toothing 12 .

Der im Schnitt dargestellte piezoelektrische Vielschichtaktor 1 besteht aus einem piezoaktiven Teil 8, das von einer Rohr­ feder 9 und einer ersten und zweiten Endplatte 10, 11 Platz sparend umschlossen ist. Die Rohrfeder 9 ist mit den End­ platten 10, 11 fest verbunden, z. B. durch Schweißen, und zwar so, dass der piezoaktive Teil 8 unter Druckvorspannung steht. Dadurch werden Zugspannungen in der Piezokeramik vermieden, die bei schneller Ansteuerung derselben entstehen und zu deren Zerstörung führen können. Ein typischer Zahlenwert für die gewählte Vorspannung liegt bei 1000 Newton.The piezoelectric multilayer actuator 1 shown in section consists of a piezoactive part 8 , which is enclosed by a tubular spring 9 and a first and second end plate 10 , 11 to save space. The Bourdon tube 9 is fixed to the end plates 10 , 11 , z. B. by welding, in such a way that the piezoactive part 8 is under pressure. This avoids tensile stresses in the piezoceramic, which occur when the piezoceramic is activated quickly and can lead to their destruction. A typical numerical value for the selected preload is 1000 Newtons.

Die Verriegelungszunge 3 ist mit der ersten Endplatte 10 fest verbunden, so dass Druck- und Zugkräfte sowie die Auslenkung des Vielschichtaktors 2 direkt und in einfacher Weise auf die Verriegelungszunge 3 übertragbar sind.The locking tongue 3 is firmly connected to the first end plate 10 , so that compressive and tensile forces and the deflection of the multi-layer actuator 2 can be transmitted directly and in a simple manner to the locking tongue 3 .

Die heute erzielbaren Auslenkungen von Vielschichtaktoren, die eine vertretbare Länge aufweisen, liegen unter 150 µm. Die sich daraus ergebenden Übertragungsflächen für die Halte­ kräfte sind äußerst gering, was entsprechend hohe Material­ belastungen zur Folge hat. Diese lässt sich durch Verteilen der Haltekräfte auf eine größere Fläche auf zulässige Werte absenken. The deflections of multilayer actuators that can be achieved today, which have a reasonable length are less than 150 µm. The resulting transfer areas for the stops Forces are extremely low, which means correspondingly high material results in burdens. This can be done by distributing the holding forces on a larger area to allowable values Lower.  

Ein Mittel dazu ist die in den Fig. 1A und 1B dargestellte Mikroverzahnung 12 an den Kontaktflächen 6. Diese weisen Mikrozähne 13, 14 auf, deren Zahntiefe ca. 50 bis 150 µm betragen. Die Mikrozähne 13, 14 werden mittels Laser in Kon­ taktflächen 6 aus gehärtetem Stahl eingebrannt.A means for this is the micro-toothing 12 shown in FIGS. 1A and 1B on the contact surfaces 6 . These have micro teeth 13 , 14 , the tooth depth of which is approximately 50 to 150 μm. The micro teeth 13 , 14 are baked by laser in Kon contact surfaces 6 made of hardened steel.

Die Fig. 1A und 1B stellen die Mikrozähne 13, 14 aus der Blickrichtung Z und stark vergrößert dar. Der Doppelpfeil V gibt die Bewegungsrichtung der Verriegelungszunge 3 an, während der Pfeil bzw. der Doppelpfeil T die Bewegungs- und Belastungsrichtung der Kippfalle 1 und damit der nicht dar­ gestellten Tür zeigt. FIGS. 1A and 1B, the micro-teeth 13, 14 from the viewing direction Z and greatly enlarged. The double arrow V indicates the direction of movement of the locking tongue 3 while the arrow or double arrow T, the movement and loading direction of the tilt latch 1 and therefore the door not shown shows.

Bei der doppelseitigen Belastung der Kippfalle 1 sind gemäß Fig. 1A beide Zahnflanken 15, 15' und bei einseitiger Be­ lastung gemäß Fig. 1B nur eine Zahnflanke 15 zur Bewegungs­ richtung der Verriegelungszunge 3 geneigt ausgebildet, während eine weitere Zahnflanke 15" senkrecht zur Bewegungs­ richtung steht. Durch diese Neigungswinkel der Zahnflanken wirken die Verriegelungskräfte nicht senkrecht auf dieselben, sondern nur noch in einem Winkel < 90°. Dadurch wird das Ent­ riegeln der Kippfalle 1 insbesondere bei hoher Druckbelastung der Tür deutlich erleichtert.In the double-sided load of the tilt latch 1 are shown in Fig. 1A, both tooth flanks 15, 15 'and for one-sided loading utilization in Fig. 1B, only one tooth flank 15 to the moving direction of the locking tab 3 is inclined formed while another tooth flank 15 "direction perpendicular to the motion As a result of this angle of inclination of the tooth flanks, the locking forces do not act on them perpendicularly, but only at an angle of <90 °, which makes unlocking the tilt latch 1 significantly easier, particularly when the door is subjected to high pressure.

Die Mikrozähne 13, 14 sind senkrecht zur Bewegungsrichtung T der Kippfalle 1 angeordnet, und bieten so die maximale An­ griffsfläche für die Druckbelastung.The micro teeth 13 , 14 are arranged perpendicular to the direction of movement T of the tilting latch 1 , and thus offer the maximum grip area for the pressure load.

In der graphischen Darstellung der Fig. 2 ist die Kraft F eines bestromten Vielschichtaktors 2 über dessen Auslenkung x dargestellt. FB ist die Blockierkraft, die bei unterdrückter Auslenkung maximal erreichbar ist. Sie liegt bei Vielschicht­ aktoren zwischen 500 und 3000 N. x0 ist die maximale Aus­ lenkung des Vielschichtaktors ohne Belastung. Jeder auf den Vielschichtaktor wirkende Kraft F ist demnach eine bestimmte Auslenkung x desselben zugeordnet. In the graphical representation of FIG. 2, the force F of an energized multilayer actuator 2 is shown via its deflection x. F B is the maximum blocking force that can be achieved with suppressed deflection. For multi-layer actuators it is between 500 and 3000 N. x 0 is the maximum deflection of the multi-layer actuator without load. Each force F acting on the multilayer actuator is accordingly assigned a specific deflection x of the same.

Durch Entladung des Vielschichtaktors 2 zieht sich dieser zu­ sammen und mit ihm die Rohrfeder 9. Wenn die Rohrfeder 7 durch entsprechende Reibung der Kontaktflächen 6 der Ver­ riegelungszunge 3 und der Kippfalle 1 am Zusammenziehen ge­ hindert wird, steht maximal die Differenz zwischen der End­ kraft FE und der Blockierkraft FB als Öffnungskraft der Ver­ riegelungszunge 3 zur Verfügung. Durch diese auf die Ver­ riegelungszunge 3 wirkenden hohen Kräfte wird die Löse­ funktion des Verriegelungsmechanismus bei Druckbelastung der Kippfalle 1 bzw. deren Tür entscheidend verbessert.By discharging the multi-layer actuator 2, it pulls together and with it the Bourdon tube 9 . If the Bourdon tube 7 is prevented from contracting by appropriate friction of the contact surfaces 6 of the locking tongue 3 and the tilt latch 1 , the maximum difference between the final force F E and the blocking force F B as the opening force of the locking tongue 3 is available. Due to these high forces acting on the locking tongue 3 , the release function of the locking mechanism under pressure loading of the tilt latch 1 or its door is decisively improved.

In Fig. 3 ist eine U-förmige Kippfalle 16 mit einer anderen Kippachse 25 dargestellt, die eine ebenfalls U-förmige Ver­ riegelungszunge 17 mit Spiel umgreift. Die U-förmige Kipp­ falle 16 besitzt ein Joch 18 und zwei Schenkel 19 mit Kon­ taktflächen 6 auf deren Innenseiten 20 während die U-förmige Verriegelungszunge 17 ein anderes Joch 21 und zwei andere Schenkel 22 mit zwei entsprechenden Kontaktflächen 6 auf deren Außenseiten 23 aufweist. Die Kontaktflächen 6 sind auch hier mit Mikroverzahnung 12 versehen.In Fig. 3, a U-shaped tilt latch 16 is shown with another tilt axis 25 which engages around a U-shaped locking tongue 17 with play. The U-shaped tilt trap 16 has a yoke 18 and two legs 19 with con tact surfaces 6 on the inside 20 while the U-shaped locking tongue 17 has another yoke 21 and two other legs 22 with two corresponding contact surfaces 6 on the outside 23 thereof. The contact surfaces 6 are also provided with micro-toothing 12 here.

Ein anderer piezoelektrischer Vielschichtaktor 24 ist zwischen den anderen Schenkeln 22 der U-förmigen Verriege­ lungszunge 17 in der Nähe von deren anderem Joch 21 und parallel zu diesem sowie mit Abstand zu den Kontaktflächen 6 angeordnet.Another piezoelectric multilayer actuator 24 is between the other legs 22 of the U-shaped locking tongue 17 in the vicinity of the other yoke 21 and parallel to this and at a distance from the contact surfaces 6 .

Die U-förmige Verriegelungszunge 17 ermöglicht eine Ver­ größerung der Auslenkung des anderen Vielschichtaktors 24. Dabei dienen die anderen Schenkel 22 quasi als einarmige Hebel, die mit dem anderen Joch 21 über eine Art Biegegelenk verbunden sind. Das Übersetzungsverhältnis ergibt sich aus dem Abstand zwischen den Kontaktflächen 6 und dem anderen Joch 21 zu dem Abstand des anderen Jochs 21 gegenüber dem an­ deren Vielschichtaktor 24. Die vergrößerte Auslenkung ermög­ licht eine größere Zahntiefe der Mikrozähne 13, 14, die wiederum eine Erhöhung der Belastung des Verriegelungsmechanis­ mus erlaubt.The U-shaped locking tongue 17 allows a Ver increase in the deflection of the other multi-layer actuator 24th The other legs 22 serve as quasi one-armed levers, which are connected to the other yoke 21 via a type of flexible joint. The transmission ratio results from the distance between the contact surfaces 6 and the other yoke 21 to the distance of the other yoke 21 from that at their multi-layer actuator 24 . The increased deflection allows light to a greater tooth depth of the micro teeth 13 , 14 , which in turn allows an increase in the load on the locking mechanism.

Der erfindungsgemäße Verriegelungsmechanismus zeichnet sich durch einen einfachen, funktionssicheren Aufbau aus. Er eig­ net sich als sicherer Verschluss für hoch belastete Türen, Fenster und ähnliche Elemente.The locking mechanism according to the invention stands out with a simple, reliable construction. He proper net as a secure lock for heavily loaded doors, Windows and similar elements.

Claims (10)

1. Verriegelungsmechanismus, insbesondere für Sicherheits­ türen, mit einer Schließ- bzw. einer um eine Kippachse (4, 25) schwenkbaren Kippfalle (1, 16), und mit einer Verriege­ lungszunge (3, 17), die im Verriegelungszustand mit der Schließ- bzw. Kippfalle (1, 16) an Kontaktflächen (6) in Druckkontakt steht und durch einen piezoelektrischen Viel­ schichtaktor (2, 24) ein- und ausriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen (6) eine Mikroverzahnung (12) auf­ weisen.1. Locking mechanism, in particular for security doors, with a closing or a tilting latch ( 1 , 16 ) pivotable about a tilting axis ( 4 , 25 ), and with a locking tongue ( 3 , 17 ), which in the locked state with the closing or tilt latch ( 1 , 16 ) is in pressure contact on contact surfaces ( 6 ) and can be locked and unlocked by means of a piezoelectric multilayer actuator ( 2 , 24 ), characterized in that the contact surfaces ( 6 ) have micro-toothing ( 12 ). 2. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroverzahnung (12) Mikrozähne (13, 14) mit einer Zahntiefe von ca. 50 bis 150 µm aufweist.2. Locking mechanism according to claim 1, characterized in that the micro toothing ( 12 ) has micro teeth ( 13 , 14 ) with a tooth depth of approximately 50 to 150 µm. 3. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrozähne (13, 14) senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schließ- bzw. Kippfalle (1, 16) ange­ ordnet sind.3. Locking mechanism according to claim 2, characterized in that the micro teeth ( 13 , 14 ) are arranged perpendicular to the direction of movement of the closing or tilting latch ( 1 , 16 ). 4. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Mikrozähne (13, 14) hohe Festigkeit und Härte aufweist, wie z. B. gehärteter Stahl.4. Locking mechanism according to claim 3, characterized in that the material of the micro teeth ( 13 , 14 ) has high strength and hardness, such as. B. hardened steel. 5. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei doppelseitiger Beanspruchung des Verriegelungsmechanismus beide Zahnflanken (15, 15') der Mikrozähne (13), bei einseitiger Beanspruchung vorzugsweise nur die Zahnflanken (15) der Mikrozähne (14) zur Bewegungs­ richtung der Verriegelungszunge (3, 17) geneigt ausgebildet sind.5. Locking mechanism according to claim 4, characterized in that with double-sided loading of the locking mechanism both tooth flanks ( 15 , 15 ') of the micro teeth ( 13 ), preferably only the tooth flanks ( 15 ) of the micro teeth ( 14 ) for the direction of movement of the locking tongue with unilateral loading ( 3 , 17 ) are inclined. 6. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Breiten, die Abstände und die Flankenwinkel der einzelnen Mikrozähne (13, 14) im Hinblick auf gleichmäßige Beanspruchung derselben gegebenenfalls un­ terschiedlich ausgebildet sind.6. Locking mechanism according to claim 5, characterized in that the widths, the distances and the flank angle of the individual micro teeth ( 13 , 14 ) are designed differently with regard to uniform stressing thereof, if necessary. 7. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das kippachsenferne Ende der Kippfalle (1) eine Stufe (5) und daneben einen Bereich (7) aufweist, in dem piezoelektrische Vielschichtaktor (2) und die Verriege­ lungszunge (3) parallel zu der Kippachse (4) der Kippfalle (1) angeordnet sind, wobei die Stufe (5) und die Verriege­ lungszunge (3) gegenüberliegende Kontaktflächen (6) auf­ weisen.7. Locking mechanism according to claim 6, characterized in that the kippachsenfernen end of the tilt latch ( 1 ) has a step ( 5 ) and next to it an area ( 7 ) in the piezoelectric multilayer actuator ( 2 ) and the locking tongue ( 3 ) parallel to the Tilt axis ( 4 ) of the tilt latch ( 1 ) are arranged, the step ( 5 ) and the locking tongue ( 3 ) having opposite contact surfaces ( 6 ). 8. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der piezoelektrische Vielschichtaktor (2) in an sich bekannter Weise von einer Rohrfeder (9) und deren Endplatten (10, 11) umschlossen und dadurch vorzugs­ weise vorgespannt ist, und dass die der Verriegelungszunge (3) benachbarte Endplatte (11) mit der Verriegelungszunge (3) in fester, Druck- und Zugkraft übertragender Verbindung steht.8. Locking mechanism according to claim 7, characterized in that the piezoelectric multi-layer actuator ( 2 ) in a manner known per se by a tubular spring ( 9 ) and its end plates ( 10 , 11 ) and is thereby preferably biased, and that the locking tongue ( 3 ) adjacent end plate ( 11 ) with the locking tongue ( 3 ) in firm, pressure and tensile force transmitting connection. 9. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine U-förmige Kippfalle (16) eine U- förmige Verriegelungszunge (17) mit Spiel umgreift, wobei die U-förmige Kippfalle (16) ein Joch (18) und zwei Schenkel (19) mit Kontaktflächen (6) auf deren Innenseiten (20) und die U- förmige Verriegelungszunge (17) ein anderes Joch (21) und zwei andere Schenkel (22) mit zwei entsprechenden Kontakt­ flächen (6) auf deren Außenseite (23) aufweist.9. The locking mechanism according to claim 6, characterized in that a U-shaped grasps tilt latch (16) has a U-shaped locking tongue (17) with play, wherein the U-shaped tilt latch (16) a yoke (18) and two legs (19 ) with contact surfaces ( 6 ) on the inside ( 20 ) and the U-shaped locking tongue ( 17 ) has another yoke ( 21 ) and two other legs ( 22 ) with two corresponding contact surfaces ( 6 ) on the outside ( 23 ). 10. Verriegelungsmechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein anderer piezoelektrischer Viel­ schichtaktor (24) zwischen den anderen Schenkeln (22) der U- förmigen Verriegelungszunge (17) in der Nähe von deren anderem Joch (21) und parallel zu diesem sowie mit Abstand zu den Kontaktflächen (6) angeordnet ist.10. Locking mechanism according to claim 9, characterized in that another piezoelectric multi-layer actuator ( 24 ) between the other legs ( 22 ) of the U-shaped locking tongue ( 17 ) in the vicinity of the other yoke ( 21 ) and parallel to this and with Distance to the contact surfaces ( 6 ) is arranged.
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