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Die
Erfindung betrifft ein System zur bidirektionalen federgestützten Zwischenspeicherung
aufgebrachter Verschiebekraft in Koppel- oder Sperreinheiten elektronischer
Schließ-Systeme, wobei ein elektronisch
gesteuertes Stellelement über
ein Zug/Druck-Teil ein axial verschiebbares Stellglied bewegt.
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Elektronische
Schließ-Systeme
werden insbesondere an Türen
eingesetzt, wo sie es ermöglichen,
die in den Türen
vorhandenen Einsteckschlösser
elektronisch gesteuert zu betätigen.
Eine Betätigung
der Türen
ist aber üblicherweise
nur nach Eingabe einer gültig
gespeicherten Berechtigung erlaubt. Deshalb verfügen elektronische Schließ-Systeme
normalerweise über
Koppeleinheiten oder Sperreinheiten, die dafür sorgen, dass eine Betätigung nur
nach Eingabe einer gültigen
Berechtigung möglich
wird. Um dies zu erreichen, werden Koppelglieder oder Sperrglieder
nach Eingabe gültiger
Berechtigungen durch elektronisch gesteuerte Stellelemente aus der
jeweiligen Ruheposition heraus in Mitnahme- oder Freigabe-Position
gefahren.
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Je
nach Zustand des Systems ist es aber nicht immer möglich, dass
Koppel- oder Sperrglied sofort in Mitnahme- oder Freigabe-Position
einrücken können. Da
aber wegen der üblichen
Batterieversorgung nur eine kurzzeitige Bestromung tolerabel ist, wurden
Wege gesucht, die vom elektronisch gesteuerten Antrieb aufgebrachte
Arbeit in Federn zwischen zu speichern, so dass ein später möglich werdendes Einrücken dann
durch Federkraft bewirkt wird.
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In
der
DE42 24 909 C2 wird
ein System für einen
Treibstangenbeschlag beschrieben, bei dem zwischen einem Blockierorgan
und einem Elektroantrieb elastische Energiespeichermittel angeordnet sind,
um die für
das Verlagern des Blockierorgans aus seiner Sperrstellung in die
Freigabestellung oder umgekehrt nötige Energie zu speichern und
dadurch diese Verlagerung zeitversetzt zur Inbetriebnahme des Elektroantriebs
zu ermöglichen.
Gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
bestehen die Energiespeichermittel im wesentlichen aus mindestens
zwei Federn – eine
zur Verrichtung von Druck- und die andere zur Verrichtung von Zugarbeit –, die sich
zwischen Blockierorgan und Elektroantrieb befinden. In den Federn
wird die vom Elektroantrieb aufgebrachte Arbeit für das Ausrücken in
Blockierposition und für das
Wieder-Einrücken
in Freilaufposition zwischen gespeichert, falls die jeweilige Position
kein sofortiges Ausrücken
bzw. Wieder-Einrücken
ermöglicht.
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Der
Nachteil dieser Lösung
besteht darin, dass mindestens zwei Federn benötigt werden. Der Einsatz von
zwei Federn führt
in der dargestellten Ausführung
zu einer Bauform mit relativ großem Durchmesser, was bei Forderung
einer kompakten Lösung
für den
Entwurf eines elektronischen Schließzylinders problematisch ist.
Ein weiterer Nachteil der vorgestellten Lösung besteht darin, dass Zug-
und Druckfeder aufeinander abgestimmt sein müssen, damit beim Ziehen und
Drücken
gleiche Verhältnisse
vorliegen.
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In
der
DE 197 27 422
C1 wird eine Anordnung in Form eines Koppelsystems beschrieben.
Im Ruhezustand sind zwei Drehelemente in gegenseitiger Freilauf-Position,
so dass keine Schlossbetätigung
möglich
ist. Nach Eingabe einer gültigen
Berechtigung verschiebt ein elektronisch gesteuerter Antrieb eines
der beiden Drehelemente (oder in einer zweiten Version ein Verbindungsglied)
in gegenseitige Eingriffs-Position, die eine Schlossbetätigung ermöglicht.
Nach einigen Sekunden definierter Ankopplungszeit wird das eingekoppelte
Element wieder zurück
in Freilauf-Position verschoben. Die für das Einrücken in gegenseitige Eingriffs-Position
und für
das Wieder-Ausrücken
in Freilauf-Position vom elektronisch gesteuerten Antrieb aufgebrachte
Arbeit wird in zwei Federn zwischengespeichert, falls die jeweilige
Position der Mitnahme-Glieder kein sofortiges Einrücken bzw.
Ausrücken
ermöglicht,
so dass bei späterer
Weiterdrehung bei Erreichen einer möglichen Einrück- oder Ausrück-Position
das Einrücken bzw.
Ausrücken
dann durch Federkraft bewirkt wird.
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Der
Nachteil dieser Lösung
besteht darin, dass zwei Federn benötigt werden, die wechselseitig betätigt werden.
Der Einsatz von zwei Federn führt
zu einer relativ langen Bauform, die bei Forderung einer kompakten
Lösung
für den
Entwurf eines elektronischen Schließzylinder problematisch ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Lösung mit kurzer Bauform zu
beschreiben, bei der ein einziges Federelement genügt, um die
vom elektrischen Antrieb sowohl in Einrück- wie in Ausrück-Richtung
aufgewendete Verschiebearbeit bei Bedarf im Federelement zwischenzuspeichern.
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Durch
die in Anspruch 1 gekennzeichneten Maßnahmen wird erreicht, dass
sowohl in Ausrück- wie
auch in Gegenrichtung vom elektrischen Antrieb aufgewendete Verschiebearbeit
in ein und demselben Federelement zwischengespeichert werden, falls
keine sofortige Verschiebung des Stellglieds möglich ist. Durch den Verzicht
auf ein zweites Federelement ergibt sich die gewünscht kurze Bauform.
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Durch
die in Anspruch 2 gekennzeichneten Maßnahmen wird vorteilhaft bewirkt,
dass standardisierte Bauteile verwendet werden können und dass außerdem die
kleinst mögliche
Bauform realisiert werden kann.
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Durch
die in Anspruch 3 gekennzeichneten Maßnahmen wird erreicht, dass
weniger Teile benötigt
werden, dass das System aus einer Ruheposition in zwei Richtungen
bewegt werden kann und dass das System bei der Herstellung einfacher
montierbar ist. Als Nachteil ist zu beachten, dass das Federelement
ein Sonderteil ist und dass eine breitere Bauform resultiert.
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Drei
mögliche
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
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1:
Ein Ausführungsbeispiel
mit gebogener Blattfeder
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2:
Ein Ausführungsbeispiel
mit längs
angeordnetem Stellelement und Druckfeder
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3:
Ein Ausführungsbeispiel
mit schräg versetzt
angeordnetem Stellelement und Druckfeder.
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1 zeigt
einen Entwurf, bei dem – das
in der Zeichnung nicht dargestellte – elektronisch gesteuerte Stellelement
(1) mit dem axial verschiebbaren Zug/Druck-Teil (2)
verbunden ist und dieses aus seiner Ruheposition in die Ausrückpositionen
A oder B verschieben und aus der jeweiligen Ausrückposition wieder in die Ruheposition
zurückziehen
kann. Die Abbildung zeigt das Zug/Druck-Teil (2) in Ruheposition.
Parallel zum Zug/Druck-Teil (2) ist das Stellglied (3)
ebenfalls axial verschiebbar angeordnet. Wichtig ist, dass Zug/Druck-Teil
(2) und Stellglied (3) unabhängig voneinander axial verschiebbar
sind. In die Form des Stellglieds (3) sind die beiden Mitnahmeelemente
(4) und (5) integriert. Zwischen den Mitnahmeelementen
(4) und (5) ist eine gebogene Blattfeder (6)
angeordnet.
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In
das Zug/Druck-Teil (2) integriert sind Mitnahmeelemente
(7) und (8). Wird das Zug/Druck-Teil (2)
vom Stellelement (1) in Richtung B verschoben, stoßen die
Mitnahmeelemente (7) des Zug/Druck-Teils (2) gegen
einen Schenkel der Blattfeder (6) und nehmen diese in der
Bewegung mit. Die aufgewendete Verschiebekraft wird über das
Mitnahmeelement (5) auf das Stellglied (3) weiter übertragen
und dieses dadurch in Richtung B bewegt, falls der aktuelle Zustand
des Systems eine Bewegung des Stellglieds (3) in Richtung
B erlaubt. Ist hingegen das Ausrücken
des Stellglieds (3) in Richtung B im aktuellen Zustand
des Systems nicht möglich,
wird die aufgewendete Verschiebekraft nur auf die Blattfeder (6) übertragen
und diese dadurch gedrückt.
Somit wird die aufgewendete Verschiebekraft so lange in der Blattfeder
(6) zwischengespeichert, bis das System ein Ausrücken des
Stellglieds (3) in Richtung B erlaubt.
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In
umgekehrter Richtung laufen die Vorgänge ab, wenn das Stellglied
(3) vom Stellelement (1) aus Ausrückposition
B in die Ruheposition zurückgeholt
werden soll. Wird das Zug/Druck-Teil (2) vom Stellelement
(1) in Richtung Ruheposition zurück gezogen, stoßen die
Mitnahmeelemente (8) des Zug/Druck-Teils (2) gegen
den anderen Schenkel der Blattfeder (6) und nehmen diese
in der Bewegung mit. Die aufgewendete Verschiebekraft wird über das Mitnahmeelement
(4) auf das Stellglied (3) weiter übertragen
und dieses dadurch in Richtung Ruheposition bewegt, falls der aktuelle
Zustand des Systems eine Bewegung des Stellglieds (3) in
dieser Richtung erlaubt. Ist hingegen das Einrücken des Stellglieds (3)
in dieser Richtung im aktuellen Zustand des Systems nicht möglich, wird
die aufgewendete Verschiebekraft nur auf die Blattfeder (6) übertragen
und diese dadurch gedrückt.
Somit wird die aufgewendete Verschiebekraft so lange in der Blattfeder
(6) zwischengespeichert, bis das System ein Einrücken des Stellglieds
(3) in dieser Richtung erlaubt.
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Bei
Bewegungen in Richtung A laufen die Vorgänge vergleichbar ab. Somit
genügt
eine einzige Blattfeder (6), um bei Bewegungen in beide
Richtungen B oder A die aufgewendete Kraft zwischenzuspeichern,
falls das System im jeweils aktuellen Zustand die Bewegung des Stellglieds
(3) nicht erlaubt. Da keine zweite Feder nötig ist,
kann die für
die Entwicklung eines elektronischen Schließzylinders gewünschte kurze
Bauform realisiert werden.
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2 zeigt
einen Entwurf, bei dem Stellelement (1) und Zug/Druck-Teil
(2) in Längsrichtung
hintereinander angeordnet sind. Das elektronisch gesteuerte Stellelement
(1) ist mit dem axial verschiebbaren Zug/Druck-Teil (2)
verbunden und kann dieses aus seiner Ruheposition A in Ausrückposition
B verschieben und aus der Ausrückposition
B in Ruheposition A zurückziehen.
Die Abbildung zeigt das Zug/Druck-Teil (2) in Ruheposition
A. Parallel zum Zug/Druck-Teil (2) ist das Stellglied (3)
ebenfalls axial verschiebbar angeordnet. Wichtig ist, dass Zug/Druck-Teil
(2) und Stellglied (3) unabhängig voneinander axial verschiebbar
sind. Auf dem Stellglied (3) sind die beiden Federdruckteile
(11) und (12) angeordnet. Zwischen den Federdruckteilen
(11) und (12) trägt das Stellglied (3)
die Druckfeder (6). Die Federdruckteile (11) und
(12) können
unabhängig vom
Stellglied (3) jeweils in Richtung zur Druckfeder (6)
hin verschoben werden. In der Gegenrichtung können sie nicht verschoben werden,
da sie von den beiden fest mit dem Stellglied (3) verbundenen
Bewegungsbegrenzern (9) und (10) gestoppt werden.
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In
das Zug/Druck-Teil (2) integriert sind Mitnahmeelemente
(7) und (8). Wird das Zug/Druck-Teil (2)
vom Stellelement (1) in Richtung B verschoben, stoßen die
Mitnahmeelemente (7) des Zug/Druck-Teils (2) gegen
das Federdruckteil (11) und nehmen dieses in der Bewegung
mit. Die aufgewendete Verschiebekraft wird über Druckfeder (6), Federdruckteil
(12) und Bewegungsbegrenzer (10) letztlich auf
das Stellglied (3) weiter übertragen und dieses dadurch
in Richtung B bewegt, falls der aktuelle Zustand des Systems eine
Bewegung des Stellglieds (3) in Richtung B erlaubt. Ist
hingegen das Ausrücken
des Stellglieds (3) in Richtung B im aktuellen Zustand
des Systems nicht möglich,
wird die aufgewendete Verschiebekraft nur auf die Druckfeder (6) übertragen
und diese dadurch gedrückt.
Somit wird die aufgewendete Verschiebekraft so lange in der Druckfeder
(6) zwischengespeichert, bis das System ein Ausrücken des
Stellglieds (3) in Richtung B erlaubt.
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In
umgekehrter Richtung laufen die Vorgänge ab, wenn das Stellglied
(3) vom Stellelement (1) aus Ausrück-Position
B in Ruheposition A zurückgeholt
werden soll. Wird das Zug/Druck-Teil (2) vom Stellelement
(1) in Richtung A zurück
gezogen, stoßen
die Mitnahmeelemente (8) des Zug/Druck-Teils (2)
gegen das Federdruckteil (12) und nehmen dieses in der
Bewegung mit. Die aufgewendete Verschiebekraft wird über Druckfeder
(6), Federdruckteil (11) und Bewegungsbegrenzer
(9) letztlich auf das Stellglied (3) weiter übertragen
und dieses dadurch in Richtung A bewegt, falls der aktuelle Zustand
des Systems eine Bewegung des Stellglieds (3) in Richtung
A erlaubt. Ist hingegen das Einrücken
des Stellglieds (3) in Richtung A im aktuellen Zustand
des Systems nicht möglich,
wird die aufgewendete Verschiebekraft nur auf die Druckfeder (6) übertragen und
diese dadurch gedrückt.
Somit wird die aufgewendete Verschiebekraft so lange in der Druckfeder (6)
zwischengespeichert, bis das System ein Einrücken des Stellglieds (3)
in Richtung A erlaubt.
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Somit
genügt
eine einzige Druckfeder (6), um bei Bewegungen in beide
Richtungen B oder A die aufgewendete Kraft zwischenzuspeichern,
falls das System im jeweils aktuellen Zustand die Bewegung des Stellglieds
(3) nicht erlaubt. Da keine zweite Feder nötig ist,
kann die für
die Entwicklung eines elektronischen Schließzylinders gewünschte kurze Bauform
realisiert werden.
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3 zeigt
einen Entwurf, bei dem Stellelement (1) parallel und schräg versetzt
zum Stellglied (3) angeordnet ist. Diese Anordnung erlaubt
eine noch kürzere,
aber breitere Bauform.
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Das
elektronisch gesteuerte Stellelement (1) ist über ein
Zahnrad (13) mit dem axial verschiebbaren Zug/Druck-Teil
(2), das als Zahnstange ausgeführt ist, verbunden und kann
dieses aus seiner Ruheposition A in Ausrückposition B verschieben und aus
der Ausrückposition
B in Ruheposition A zurück schieben.
Die Abbildung zeigt das Zug/Druck-Teil (2) in Ruheposition
A. Parallel zum Zug/Druck-Teil (2) ist das Stellglied (3)
ebenfalls axial verschiebbar angeordnet. Wichtig ist, dass Zug/Druck-Teil
(2) und Stellglied (3) unabhängig voneinander axial verschiebbar sind.
Auf dem Stellglied (3) sind die beiden Federdrucktei le
(11) und (12) angeordnet. Zwischen den Federdruckteilen
(11) und (12) trägt das Stellglied (3) die
Druckfeder (6). Die Federdruckteile (11) und (12) können unabhängig vom
Stellglied (3) jeweils in Richtung zur Druckfeder (6)
hin verschoben werden. In der Gegenrichtung können sie nicht verschoben werden,
da sie von den beiden fest mit dem Stellglied (3) verbundenen
Bewegungsbegrenzern (9) und (10) gestoppt werden.
Mit dem Stellglied (3) fest verbunden ist ein Koppel- oder
Sperrglied (14), welches bei Bewegung des Stellglieds (3)
mit bewegt wird.
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In
das Zug/Druck-Teil (2) integriert sind Mitnahmeelemente
(7) und (8). Wird das Zug/Druck-Teil (2)
vom Stellelement (1) in Richtung B verschoben, stoßen die
Mitnahmeelemente (7) des Zug/Druck-Teils (2) gegen
das Federdruckteil (11) und nehmen dieses in der Bewegung
mit. Die aufgewendete Verschiebekraft wird über Druckfeder (6), Federdruckteil
(12) und Bewegungsbegrenzer (10) letztlich auf
das Stellglied (3) weiter übertragen und dieses dadurch
zusammen mit dem Koppel- oder Sperrglied (14) in Richtung
B bewegt, falls der aktuelle Zustand des Systems eine Bewegung des
Stellglieds (3) in Richtung B erlaubt. Ist hingegen das Ausrücken des
Stellglieds (3) in Richtung B im aktuellen Zustand des
Systems nicht möglich,
wird die aufgewendete Verschiebekraft nur auf die Druckfeder (6) übertragen
und diese dadurch gedrückt.
Somit wird die aufgewendete Verschiebekraft so lange in der Druckfeder
(6) zwischengespeichert, bis das System ein Ausrücken des
Stellglieds (3) in Richtung B erlaubt.
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In
umgekehrter Richtung laufen die Vorgänge ab, wenn das Stellglied
(3) vom Stellelement (1) aus Ausrück-Position
B in Ruheposition A zurückgeholt
werden soll. Wird das Zug/Druck-Teil (2) vom Stellelement
(1) in Richtung A zurück
geschoben, stoßen
die Mitnahmeelemente (8) des Zug/Druck-Teils (2)
gegen das Federdruckteil (12) und nehmen dieses in der
Bewegung mit. Die aufgewendete Verschiebekraft wird über Druckfeder
(6), Federdruckteil (11) und Bewegungsbegrenzer
(9) letztlich auf das Stellglied (3) weiter übertragen
und dieses dadurch in Richtung A bewegt, falls der aktuelle Zustand
des Systems eine Bewegung des Stellglieds (3) in Richtung
A erlaubt. Ist hingegen das Einrücken
des Stellglieds (3) in Richtung A im aktuellen Zustand
des Systems nicht möglich,
wird die aufgewendete Verschiebekraft nur auf die Druckfeder (6) übertragen
und diese dadurch gedrückt.
Somit wird die aufgewendete Verschiebekraft so lange in der Druckfeder
(6) zwischengespeichert, bis das System ein Einrücken des
Stellglieds (3) in Richtung A erlaubt.
-
Somit
genügt
eine einzige Druckfeder (6), um bei Bewegungen in beide
Richtungen B oder A die aufgewendete Kraft zwischenzuspeichern,
falls das System im jeweils aktuellen Zustand die Bewegung des Stellglieds
(3) nicht erlaubt. Da keine zweite Feder nötig ist,
kann eine noch kürzere,
dafür aber breitere
Bauform als in 2 realisiert werden.