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Die Erfindung betrifft ein elektromechanische Schließvorrichtung, insbesondere ein Schließmechanismus für Behältnisse oder zur Sicherung von Gegenständen.
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In vielen Firmen und Organisationen werden Akten und vertrauliche Dokumente sowie elektronische Datenträger einer internen oder externen Aktenvernichtung übergeben. Um die vertraulichen Informationen zu schützen, werden die Akten und andere Informationsträger zentral gesammelt und kontrolliert vernichtet. Zum Sammeln der Akten und Informationsträger werden oftmals spezielle Behälter verwendet, die meist von den betrauten Entsorgungsbetrieben zur Verfügung gestellt werden. Diese Behälter besitzen mit konventionellen oder elektromechanischen Schlössern versehene Deckel mit Einwurfschlitzen und Zugriffschutz. Wenn die Behälter voll sind, werden sie in größere Sammelbehälter oder Behälter von Entsorgungsfahrzeugen entleert. Hierbei erfolgt die Entriegelung des Deckels automatisch durch geeignete Mechanismen, und der Behälter kann entleert werden.
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Oft tritt das Problem auf, dass die Sammelbehälter überfüllt werden, so dass die Entriegelung des Deckels durch die Last der Akten oder den entstandenen Druck von innen auf den Deckel, nicht mehr sicher auslöst. Je nach Behälter können einige hundert Kilogramm Akten auf dem Schließmechanismus lasten, so dass der Behälter sich nicht mehr automatisch öffnet. Der Schließmechanismus kann dann nur mit Mühe „manuell” geöffnet werden, was den Entleerungsvorgang verzögert, bzw. aus Sicherheitsgründen nicht gestattet ist.
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Weiters ist der Inhalt der Behälter nicht immer sicher vor unberechtigtem Zugriff, da manche verwendeten Schlösser auch ohne passenden Schlüssel nicht schwer zu öffnen sind.
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Ein Verriegelungssystem gegen ein unautorisiertes Öffnen zeigt beispielsweise die US Anmeldung US 2002/0 158 095 A1, wobei ein Sicherheitssystem für ein Pistolenholster ein unautorisierten Herausziehens der Waffe verhindern soll. Dafür ist die Waffe über ein schwenkbares Sperrelement im Holster arretiert. Dieses Sperrelement wird über einen Betätigungsarm, welcher von einem Elektromotor gesteuert wird, zwischen einer Sperr- und einer Öffnungsstellung linear bewegt. Nachteilig an dieser Anordnung ist, dass das Sperrelement und der Betätigungsarm jeweils einteilig ausgebildet sind und somit die Vorrichtung nur einem starren Bewegungsablauf folgen kann. Dies macht den ganzen Mechanismus nur eingeschränkt betätigbar.
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Die europäische Patentanmeldung
EP 0 353 321 A1 zeigt eine elektrisch gesteuerte Riegelsperre, welche über einen elektromechanischen Antrieb betätigbar ist. Dabei werden zwei Kippriegel über eine Steuerplatte, welche von zwei Steuerstiften beaufschlagt wird, zwischen einer Sperr- und einer Öffnungsstellung verschwenkt. Die Steuerplatte wird einseitig über einen Elektromotor und ein als Ankerhebel ausgebildetes Betätigungselement angetrieben. Nachteil an dieser Anordnung ist, dass das Betätigungselement nicht linear betätigbar ist und durch die schwenkbare Lagerung aller Bauteile eine hohe mechanische Belastung auf die komplette Riegelsperre wirkt.
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Die
DE 102 03 523 A1 zeigt einen doppelten Verriegelungshaken, der über zwei Wipphebel von einem elektrischen Stellantrieb betätig wird. Dabei werden die Wippehebel durch eine Rotation der Betätigungsarme gekippt und voneinander weg bewegt. Ein zuverlässiges und schnelles Auslösen der Verriegelungshaken ist mit dieser Vorrichtung, welche aufgrund der rotatorischen Bewegungen eine hohe Anzahl von Freiheitsgraden aufweist, nicht möglich.
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Die
DE 44 05 547 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Verriegeln eines Behälterdeckels, wobei lediglich ein einzelner Riegel schwenkbar in eine Aufnahme des Behälterdeckels eingreift und diesen somit festhält.
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Die
US 5 232 253 A zeigt eine Schließvorrichtung für eine Autotür, wobei lediglich ein einzelnes schwenkbares Verriegelungsglied den Schließebügel der Türe umfasst und diese somit arretiert.
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Die
DE 697 12 223 T2 zeigt ein Einsteckschloss, wobei je nach Betätigungsrichtung des länglichen Sperrelementes, dieses in einer der gegenüberliegenden Aufnahmen aufgenommen wird und somit schließt. Diese Vorrichtung ist nicht dazu geeignet unter Einwirkung von großen äußeren Kräften zu funktionieren, da das Sperrelement in dieser Situation nur noch schwergängig verschiebbar ist.
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Die Offenlegungsschrift
DE 2 324 392 A zeigt ein Türschloss mit elektronischer Kennung wobei lediglich ein einzelner Riegel von einem elektrischen Antrieb betätigt wird.
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Es war daher die Aufgabe der Erfindung, eine elektromechanische Schließvorrichtung zu schaffen, die auch unter Belastung zuverlässig auslöst und gute Sicherheit gegen unberechtigtes Öffnen bietet.
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Diese Aufgabe wird durch eine elektromechanische Schließvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße elektromechanische Schließvorrichtung umfasst wenigstens einen zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbaren Riegel, sowie einen elektromechanischen Antrieb (Motor, Hubmagnet, etc), der über einen Betätigungsmechanismus auf den Riegel wirkt. Der Betätigungsmechanismus umfasst ein vom Antrieb angetriebenes, linear bewegliches Betätigungselement und zwei von dem linear beweglichen Betätigungselement über Hebel betätigte und jeweils um eine Achse schwenkbare Sperrelemente, welche den Riegel sperren oder freigeben.
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Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist der Riegel um eine Achse schwenkbar gelagert und lässt sich von seiner Schließstellung in seine Offenstellung schwenken und umgekehrt.
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An einem Ende jedes Sperrelementes ist jeweils ein Ende eines zugeordneten Hebels angelenkt, wobei die anderen Enden der beiden Hebel in einem gemeinsamen Langloch des Betätigungselementes gelenkig geführt sind. Die anderen Enden der Sperrelemente umfassen Krallen, die in den Riegel eingreifen und ein schwenken des Riegels in seine Offenstellung verhindern, solange die Sperrelemente den Riegel nicht freigeben.
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Das linear gelagerte Betätigungselement weist kann beispielsweise eine Zahnstange aufweisen, wobei der elektromotorische Antrieb die Zahnstange über ein Ritzel linear antreibt. Das Betätigungselement lässt sich somit insbesondere in eine erste Endstellung, eine Zwischenstellung und eine zweite Endstellung verschieben. Um eine Beschädigung der Zahnstange und des Ritzels durch auf das Betätigungselement einwirkende Kräfte zu verhindern, ist die Zahnstange erfindungsgemäß in seiner Bewegungsrichtung federnd am oder im Betätigungselement gelagert.
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In der ersten Endstellung des Betätigungselementes (Schließstellung) schlägt die Anlenkung der beiden Hebel an einem äußeren Ende des Langlochs des Betätigungselementes an. Die Hebel und die Sperrelemente befinden sich in einer nicht verschwenkten Sperrstellung und sperren den Riegel. Wichtig ist, dass sich die beiden Hebel in der ersten Endstellung des Betätigungselementes in einer Totpunkt-Stellung befinden und mit den Sperrelementen einen stumpfen Winkel von > 90° bilden. Dadurch wird verhindert, dass die Sperrelemente durch Einwirkung auf den Riegel bewegt werden können und der Riegel geöffnet werden kann. Durch die Totpunkt-Stellung und den Anschlag der Hebel am äußeren Ende des Langlochs werden die Sperrelemente in ihrer Position fixiert und lassen sich durch Krafteinwirkung auf den Riegel nicht manipulieren.
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Wird das Betätigungselement von der ersten Endstellung in die Zwischenstellung bewegt, so läuft zunächst die Anlenkung der beiden Hebel im Langloch entlang bis sie an einem inneren Ende des Langlochs anschlägt. Die Hebel bewegen sich dabei nicht und die Sperrelemente befinden sich nach wie vor in einer nicht verschwenkten Sperrstellung und sperren den Riegel.
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Bei einer fortgesetzten Bewegung des Betätigungselementes von der Zwischenstellung in die zweite Endstellung werden die Hebel durch das Betätigungselement mitgenommen und in eine verschwenkte Stellung gebracht. Die Hebel wirken auf die Sperrelemente und bringen diese in eine verschwenkte Offenstellung und geben den Riegel frei. Vorzugsweise sind die Sperrelemente federbelastet und schwenken durch die Federkraft automatisch in eine endgültige Offenstellung, sobald die Hebel auslösen. Die Sperrelemente nehmen dabei die Hebel mit und diese gleiten im Langloch bis an das äußere Ende des Langlochs und schlagen dort an. Das Langloch bildet also einen Freilauf für die Eigenbewegung der Hebel, um das Betätigungselement und den Antrieb vor Beschädigung zu schützen durch die beim Öffnen der Sperrelemente auftretenden Kräfte.
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Der Riegel gemäß der ersten Ausführungsform greift in seiner Sperrstellung mit einer Nase in eine Nut eines Schließelementes ein. Das Schließelement ist beispielsweise an einem Deckel eines zu verschließenden Behältnisses angeordnet und wird durch den Riegel der Schließvorrichtung verriegelt. In gleicher Weise greift das Schließelement mit einer Nase in eine Nut des Riegels ein. Auf diese Weise ist das Schließelement gegen manuelle Entriegelung gesichert, da es mit dem Riegel verhakt ist, solange bis der Riegel in seine Offenstellung schwenkt. Der Riegel wird derart in seine Offenstellung geschwenkt, dass die Nase außer Eingriff mit der Nut des Schließelementes kommt, und das sich die Nase des Schließelementes außer Eingriff mit der Nut des Riegels kommt, so dass das Schließelement freigegeben wird.
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In einer zweiten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist kein separater Riegel vorgesehen, sondern der Riegel wird durch die beiden schwenkbaren Sperrelemente gebildet, welche in eine Sperrstellung und eine Offenstellung schwenkbar sind. In dieser Ausgestaltung ist das Schließelement als Schließbolzen ausgebildet, der von den Sperrelementen umgreifend gehalten wird. Sobald die Sperrelemente in ihre Offenstellung schwenken, wird der Schließbolzen freigegeben. Diese zweite Ausgestaltung kann insbesondere als Diebstahlsicherung von Gegenständen verwendet werden. Dabei kann der zu sichernde Gegenstand über ein Stahlseil oder eine Kette mit dem Schließbolzen verbunden werden und der Schließbolzen in der Schließvorrichtung gehalten werden, bis er freigegeben wird.
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Die Schließvorrichtung selbst wird in einem Gehäuse untergebracht, das dann beispielsweise innerhalb eines zu verschließenden Behältnisses oder aber ortsfest montiert wird.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Schließvorrichtung gegenüber den bekannten Systemen ist insbesondere die feste Verriegelung des Schließelementes durch den Riegel durch Verhaken des Riegels im Schließelement. Ein weiterer Vorteil ist die schwenkbare Mechanik der Sperrelemente, die der Bewegung des schwenkbaren Riegels folgen und diesen sanft und ohne große Reibungskräfte freigeben. Ein weiterer Vorteil ist die Sicherung des Antriebstranges, d. h. des Ritzels und der Zahnstange, vor Beschädigung einerseits durch die am Betätigungselement federnd gelagerte Zahnstange und andererseits durch einen Freilauf der beiden Anlenkhebel in einem Langloch des Betätigungselementes, so dass eine Eigenbewegung der Hebel bzw. der Sperrelemente nicht auf das Betätigungselement übertragen wird. Auch ein Nachlauf des Antriebs wird durch die gefederte Zahnstange aufgefangen. Ein weiterer Vorteil ist die Sicherung der Sperrelemente gegen manuelles Öffnen durch Krafteinwirkung auf den Riegel, indem die Hebel in ihrer Schließstellung über einen Totpunkt bewegt werden, so dass der Riegel nicht aufgezogen werden kann.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Hierbei ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer ersten Ausgestaltung der Schließvorrichtung in Schließstellung.
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2 zeigt eine Draufsicht der Schließvorrichtung in Schließstellung.
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3 zeigt eine Seitenansicht der Schließvorrichtung in der Zwischenstellung.
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4 zeigt eine Draufsicht der Schließvorrichtung in der Zwischenstellung.
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5 zeigt eine Seitenansicht der Schließvorrichtung in der Offenstellung.
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6 zeigt eine Draufsicht auf die Schließvorrichtung in der Offenstellung.
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7 zeigt einen Teilschnitt durch den Riegel und das Schließelement.
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8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Schließvorrichtung in der Offenstellung.
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9 zeigt eine Seitenansicht eines Teils einer zweiten Ausgestaltung der Schließvorrichtung in Schließstellung.
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10 zeigt eine Draufsicht auf die Schließvorrichtung der zweiten Ausgestaltung in Schließstellung.
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Der Aufbau der Schließvorrichtung wird nun allgemein der 1 und 2 beschrieben.
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Die Schließvorrichtung 1 ist vorzugsweise in einem Gehäuse (nicht dargestellt) angeordnet und die zugehörigen Bauteile sind im Gehäuse entsprechend gelagert oder geführt. Die Schließvorrichtung 1 umfasst einen elektromotorischen Antrieb 2 in Form eines Elektromotors bekannter Bauart. Über ein Ritzel 3, welches in eine Zahnstange 5 eines Betätigungselementes 4 eingreift, lässt sich das Betätigungselement linear entlang den Pfeilrichtungen 8a und 8b vor und zurück bewegen. Die Zahnstange 5 ist in Bewegungsrichtung an beiden Enden mittels Druckfedern 6 in dem Betätigungselement 4 federnd gelagert, um Beschädigungen des Antriebstranges zu vermeiden.
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An einem Ende weist das Betätigungselement 4 ein axial verlaufendes Langloch 7 auf, in welchem zwei Hebel 10 über ein Gelenk 11 angelenkt sind. Die Hebel 10 dienen zur Betätigung von Sperrelementen 13, die an den Hebeln über Gelenke 12 befestigt und jeweils um einen Drehpunkt 14 schwenkbar gelagert sind. Die Endstellung der Hebel 10 wird durch Anschläge 9 fixiert.
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Die Sperrelemente 13 weisen an ihren freien Enden Krallen 15 auf, die in einen Schenkel 18 eines Riegels 16 eingreifen und diesen Riegel in seiner Schließstellung halten. Der Riegel 18 ist um eine Schwenkachse 17 schwenkbar gelagert und kann von seiner Schließstellung in eine Offenstellung verschwenkt werden. In den 1 und 2 ist die Schließstellung des Riegels 16 dargestellt. Durch den Riegel wird ein Schließelement 21 verriegelt, das beispielsweise an einem Deckel eines zu verschießenden Behälters befestigt wird. In Verriegelungsstellung des Riegels 16 greift eine Nase 19 des Riegels 16 in eine Nut 23 des Schließelementes 21 ein und gleichzeitig greift eine Nase 22 des Schließelementes 21 in eine Nut.
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Hierzu zeigt 7 eine Schnittdarstellung des Riegels 16 sowie das Schließelement 21 und man erkennt die am vorderen Ende des Riegels 16 angeordnete Nut 20, in welche die Nase 22 des Schließelementes 21 eingreift. Durch diese Maßnahme ist das Schließelement 21 unverrückbar durch den Riegel 16 gesichert und kann nicht außer Eingriff mit dem Riegel gelangen solange der Riegel nicht in seine Offenstellung schwenkt.
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Durch einen Drehantrieb des Ritzels 3 kann das Betätigungselement 4 nun von einer ersten Endstellung (Schließstellung) gemäß den 1 und 2 durch eine Bewegung in Pfeilrichtung 8a in eine Zwischenstellung gebracht werden, die in den 3 und 4 dargestellt ist.
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Sobald das Betätigungselement 4 in Pfeilrichtung 8a bewegt wird, gleitet das Langloch 7 am Gelenk 11 entlang bis das Gelenk 11 an einem inneren Anschlag des Langloches anschlägt und auf Widerstand trifft. Während das Gelenk 11 im Langloch 7 des Betätigungselements 4 entlang gleitet, bewegen sich weder die Hebel 10 noch die Sperrelemente 13 aus ihrer Sperrstellung.
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Wird nun ausgehend von der Stellung des Betätigungselementes 4 wie in den 3 und 4 gezeigt – eine weitere Bewegung des Betätigungselementes in Richtung 8a vorgenommen, so gelangt das Betätigungselement 4 in seine zweite Endstellung, in welcher der Riegel 16 freigegeben wird.
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Die 5 und 6 zeigen die zweite Endstellung der Schließvorrichtung. Ausgehend von 4 wird das Betätigungselement in Pfeilrichtung 8a bewegt, wodurch das Gelenk 11 im Langloch 7 anschlägt und Kraft auf die Hebel 10 ausgeübt wird, wodurch die Enden der Hebel 10 ebenfalls in Pfeilrichtung 8a gedrückt werden. Durch die Hebel 10 werden die Sperrelemente 13 betätigt und schwenken um ihre Schwenkachsen 14, so dass die Krallen 15 nach außen schwenken und den Riegel 16 freigeben. Der Riegel 16 ist vorzugsweise federbelastet um seine Achse 17 gelagert und schwenkt nach Freigabe durch die Krallen 15 selbsttätig in seine Offenstellung wie in 5 gezeigt ist und gibt das Schließelement 21 frei.
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Die Sperrelemente 13 sind vorzugsweise ebenfalls federbelastet und schwenken ausgelöst durch eine Bewegung der Hebel 10 ebenfalls selbsttätig in ihre Offenstellung, wie sie in 6 gezeigt ist. Durch das durch Federkraft unterstützte schwenken der Sperrelement 13 in ihr endgültige Offenstellung werden auch die Hebel betätigt und im Gelenk 11 im Langloch 7 mitgenommen, bis das Gelenk 11 wieder am äußeren Ende des Langloches anschlägt, so wie in der Ausgangsstellung in 2 dargestellt. Das Langloch dient also als Freilauf für Eigenbewegung der Hebel 10, verursacht durch die federbelastete Schwenkbewegung der Sperrelemente 13.
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Vorzugsweise schließt die Schließvorrichtung automatisch, wenn eine Bewegung des Riegels 16 in seine Schließstellung detektiert wird, beispielsweise durch einen elektronischen Sensor oder ähnliches. Vorzugsweise wird der Riegel 16 durch Kontakt mit dem Schließelement 21 in seine Schließstellung gedrückt und diese Schließstellung detektiert. Dadurch wird der Antrieb 2 in Gang gesetzt und zwar diesmal in Pfeilrichtung 8b ( 1), wodurch das Betätigungselement 4 in seine Ausgangsstellung d. h. die erste Endstellung verfahren wird. Die Hebel 10 werden durch das Betätigungselement 4 im Langloch mitgenommen und schließen die Sperrelemente 13, bis diese mit ihren Krallen 15 hinter den Schenkel 18 des Riegels 16 eingreifen und diesen in seiner Schließstellung halten. Somit ist die Schließvorrichtung wieder in Ausgangsstellung wie in den 1 und 2 gezeigt.
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7 zeigt insbesondere einen Schnitt durch den Riegel 16 und verdeutlicht die Verriegelung des Schließelementes 21 durch den Riegel 16 wie weiter oben beschrieben wurde.
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In 8 ist zur Übersicht eine perspektivische Darstellung der ersten Ausgestaltung der elektromechanischen Schließvorrichtung 1 gemäß den 1 bis 7 dargestellt. Die Schließvorrichtung befindet sich hierbei in ihrer Offenstellung, wobei das Schließelement 21 durch den Riegel 16 freigegeben ist. Diese Offenstellung entspricht der Darstellung in den 5 und 6.
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In den 9 und 10 ist eine abgewandelte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Es handelt sich lediglich um eine schematische Darstellung, wobei die Antriebseinheit sowie der Zahntrieb nicht dargestellt sind.
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Man erkennt wiederum das Betätigungselement 4 mit entsprechendem Langloch 7, in welchem über ein Gelenk 11 die beiden Hebel 10 angelenkt sind. Die Hebel 10 sind über Gelenke 12 mit den Sperrelementen 13 verbunden. Jedes Sperrelement ist in einem Drehpunkt 14 drehbar gelagert.
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Im Unterschied zur ersten Ausgestaltung der Erfindung ist hier kein separater Riegel vorgesehen, sondern der Riegel wird durch die beiden Sperrelemente 13 gebildet, die unmittelbar auf ein Schließelement in Form eines Schließbolzens 24 einwirken. Die Sperrelemente 13 weisen hierzu an ihrem freien Ende Krallen 15 auf, welche in eine Nut 25 des Schließbolzens 24 eingreifen und diesen Schließbolzen sicher halten, solange bis die Schließvorrichtung durch Betätigung des Betätigungshebels 4 geöffnet wird. Erst dann kommen die Krallen 15 außer Eingriff mit der Nut 25 des Schließbolzens 24 und geben diesen frei. Die Funktionsweise der Schließvorrichtung entspricht ansonsten der Funktionsweise der oben beschriebenen ersten Ausgestaltung der Erfindung.
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Die Schließvorrichtung gemäß den 9 und 10 eignet sich insbesondere als Diebstahlsicherung für Gegenstände aller Art, indem die Schließvorrichtung ortsfest beispielsweise an einem Gebäude montiert wird und der zu sichernde Gegenstand mit dem Schließbolzen 24 verbunden wird. Der Schließbolzen 24 kann dann in der Schließvorrichtung verriegelt werden und somit ist der Gegenstand vor Diebstahl geschützt, solange bis die Schließvorrichtung geöffnet und der Schließbolzen 24 freigegeben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schließvorrichtung
- 2
- Antrieb
- 3
- Ritzel
- 4
- Betätigungselement
- 5
- Zahnstange
- 6
- Druckfeder
- 7
- Langloch
- 8a
- Richtungspfeil (öffnen)
- 8b
- Richtungspfeil (Schließen)
- 9
- Anschlag
- 10
- Hebel
- 11
- Gelenk
- 12
- Gelenk
- 13
- Sperrelement
- 14
- Drehpunkt
- 15
- Haken
- 16
- Riegel
- 17
- Schwenkachse
- 18
- Schenkel
- 19
- Nase
- 20
- Nut
- 21
- Schließelement
- 22
- Nase
- 23
- Nut
- 24
- Schließbolzen
- 25
- Nut
