DE102012110483A1 - Self-feeding door lock - Google Patents
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Abstract
Ein Türschloss für eine Tür mit einem ersten Betätigungselement, das mit einem Generator und mit einem Schließelement gekoppelt ist, um über das ersten Betätigungselement den Generator anzutreiben, während mit dem ersten Betätigungselement ein Schließelement zum Öffnen der Tür betätigt wird, ist besonders langlebig, wenn das erste Betätigungselement unter Zwischenschaltung einer elastischen Kupplung mit dem Generator gekoppelt ist, wobei die elastische Kupplung beim Überschreiten eines gegebenen zu übertragenen Drehmoments und/oder einer gegebenen zu übertragenden Kraft einen Teil der über das Betätigungselement eingebrachten kinetischen Energie in potentielle Energie umwandelt und beim Unterschreiten des zu übertragenden Drehmoments und/oder der zu übertragenden Kraft unter einen gegebenen Wert zumindest einen Teil der zuvor gespeicherten potentiellen Energie als kinetische Energie abgibt.A door lock for a door with a first actuating element, which is coupled to a generator and to a closing element in order to drive the generator via the first actuating element, while the first actuating element is used to actuate a closing element to open the door, is particularly durable if that the first actuating element is coupled to the generator with the interposition of an elastic coupling, the elastic coupling converting part of the kinetic energy introduced via the actuating element into potential energy when the torque to be transmitted and / or the force to be transmitted is exceeded and falling below the value transmits torque and / or the force to be transmitted below a given value at least a part of the previously stored potential energy as kinetic energy.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft ein Türschloss für eine Tür mit einem ersten Betätigungselement, das zumindest mittelbar mit einem Generator und mit einem Schließelement gekoppelt ist, um über das erste Betätigungselement den Generator anzutreiben, während mit dem ersten Betätigungselement ein Schließelement zum Öffnen der Tür betätigt wird. Ebenso kann ein zweites Betätigungselement mit dem Generator gekoppelt sein, um über das zweite Betätigungselement den Generator anzutreiben, während mit dem zweiten Betätigungselement ein Schließelement zum Öffnen der Tür betätigt wird The invention relates to a door lock for a door with a first actuating element, which is at least indirectly coupled to a generator and with a closing element to drive the generator via the first actuating element, while a closing element is actuated to open the door with the first actuating element. Likewise, a second actuating element may be coupled to the generator in order to drive the generator via the second actuating element, while a closing element for opening the door is actuated with the second actuating element
Stand der TechnikState of the art
Elektromechanische Türschlösser können in der Regel dadurch entsperrt werden, das ein meist elektronischer Schlüssel abgefragt wird und auf eine Zugangsberechtigung überprüft wird. Ergibt die Prüfung, dass eine Zugangsberechtigung vorliegt, wird in vielen Fällen eine elektronisch gesteuerte Kupplung geschlossen um so ein Betätigungselement mit einem Schließelement zu kuppeln. Nachdem über das Betätigungselement die Tür geöffnet wurde, kann die Kupplung wieder geöffnet werden, so dass zum erneuten Öffnen der Tür erneut ein Schlüssel abgefragt werden muss. Typische Schlüssel sind in RFID-Transpondern abgelegte Zeichenketten, die über eine kontaktlose Datenstrecke bevorzugt verschlüsselt abgefragt werden. Bei anderen Systemen wird ein elektrischer und/oder mechanischer Kontakt zwischen dem Schlüssel und dem Türschloss hergestellt. Bei wiederum anderen Systemen muss eine Code über ein HMI (Human Machine Interface) eingegeben werden. Typische HMIs sind Tastaturen, Fingerabdruck- oder Iriscanner. In all diesen Fällen müssen die elektrischen Komponenten der Türschlösser einschließlich der Kupplung mit elektrischer Energie versorgt werden. Dazu wurden in der Praxis bisher entweder Batterien verwendet, die in das Schloss und/oder in den Schlüssel eingesetzt werden. Alternativ werden die Schlösser über entsprechende Leitungen mit einem Stromnetz verbunden. Die Verbindung mit einem Stromnetz ist aufwändig und fehleranfällig. Das gilt insbesondere, wenn ein elektromechanisches Türschloss nachgerüstet werden soll und die notwendigen Leitungen neu verlegt werden müssen. Batterien haben den Nachteil, dass sie regelmäßig getauscht werden müssen. Alternativ wurden eine Vielzahl von Systemen beschrieben, bei denen bei der Betätigung des Türschlosses vom Nutzer abgegebene mechanische Energie bzw. Leistung mittels eines Generators in elektrische Energie bzw. Leistung umgewandelt wird. Electromechanical door locks can usually be unlocked by a mostly electronic key is queried and checked for access authorization. If the check reveals that an access authorization exists, in many cases an electronically controlled clutch is closed so as to couple an actuating element with a closing element. After the door has been opened via the actuating element, the coupling can be opened again so that a key has to be interrogated again to reopen the door. Typical keys are character strings stored in RFID transponders which are preferably encrypted via a contactless data link. Other systems provide electrical and / or mechanical contact between the key and the door lock. In other systems, a code must be entered via an HMI (Human Machine Interface). Typical HMIs are keyboards, fingerprint or iris scanners. In all these cases, the electrical components of the door locks, including the coupling, must be supplied with electrical energy. For this purpose, either batteries have been used in practice so far, which are used in the lock and / or in the key. Alternatively, the locks are connected via corresponding lines to a power grid. The connection to a power grid is complex and error-prone. This is especially true if an electromechanical door lock to be retrofitted and the necessary lines must be relocated. Batteries have the disadvantage that they must be replaced regularly. Alternatively, a variety of systems have been described in which when the door lock is actuated by the user, mechanical energy or power is converted into electrical energy or power by means of a generator.
Die
Die bisher bekannten Energieversorgungen von Türschlössern mittels Generatoren waren in der Praxis zu unzuverlässig und vergleichsweise teuer. Insbesondere ist keine technische Lösung bekannt, bei der zwei Betätigungselemente unabhängig voneinander einen Generator speisen. The previously known power supplies of door locks by means of generators were in practice too unreliable and relatively expensive. In particular, no technical solution is known in which two actuators feed a generator independently.
In Mitteleuropa werden in Türen zwischen zwei Räumen eines Gebäudes bzw. Gebäudeeingangstüren in der Regel sogenannte Kastenschlösser eingebaut. Diese Kastenschlösser haben in der Regel eine Falle und einen Riegel. Die Falle wird üblicherweise über einen Türdrücker betätigt. Der Türdrücker sitzt dazu meist auf einer Vierkantwelle, die durch einen Mitnehmer des Kastenschlosses gesteckt wurde. Der Riegel kann durch einen Schließbart eines austauschbaren Schließzylinders betätigt werden. Die Falle kann bei zurückgezogenem Riegel ebenfalls mittels des Schließzylinders betätigt werden. Dadurch kann z.B. an der Innenseite der Tür ein Türdrücker angebracht werden um die Falle zu betätigen. Dann lässt sich das nicht verriegelte Schloss von Innen ohne Schlüssel öffnen. An der Außenseite ist meist ein starrer Knauf angeordnet, der nicht mit dem Kastenschloss gekoppelt ist. Dann kann die Tür von außen nur mittels des Schließzylinders geöffnet werden. In Central Europe so-called box locks are usually installed in doors between two rooms of a building or building entrance doors. These box locks usually have a latch and a latch. The trap is usually operated via a door handle. The door handle sits mostly on a square shaft, which was inserted through a driver of the box lock. The latch can be actuated by a cam of a replaceable lock cylinder. The latch can also be operated by means of the lock cylinder when the latch is retracted. Thereby, e.g. On the inside of the door a door handle can be attached to operate the trap. Then the unlocked lock can be opened from the inside without a key. On the outside usually a rigid knob is arranged, which is not coupled with the box lock. Then the door can be opened from the outside only by means of the lock cylinder.
Bei manchen Türen kann von der Innenseite der Tür durch Betätigung des Türdrückers auch der Riegel zurückgezogen werden, das ist bei Fluchttüren sinnvoll. Solche Schlösser werden als Antipanikschlösser oder kurz Panikschlösser bezeichnet. In diesem Fall darf an der Außenseite kein Türdrücker ständig mit dem Kastenschloss verbunden ist, weil es dann keinen Sinn hat den Riegel vorzuschieben, denn er würde in jedem Fall beim Betätigen eines der beiden Türdrücker zurückgezogen. In some doors, the bolt can be pulled back from the inside of the door by pressing the door handle, which makes sense in escape doors. Such locks are referred to as anti-panic locks or panic locks. In this case, no door handle on the outside is constantly connected to the box lock, because then it makes no sense to advance the bolt, because he would in any case retracted when pressing one of the two door handle.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Türschloss bereitzustellen, das bei der Betätigung eines Türdrückers mechanische Leistung in elektrische Leistung umwandelt. The invention has for its object to provide a door lock that converts mechanical power into electrical power when operating a door handle.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. This object is achieved by a device according to claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung beruht auf mehreren Erkenntnissen: Zum einen ist der Winkelbereich in dem ein Türdrücker üblicherweise geschwenkt wird vergleichsweise klein (etwa 30°) und die Zeitspanne in der das erfolgt recht kurz. Daher treten an den Bauteilen mit denen der Generator mit dem Betätigungselement gekoppelt sind hohe (Dreh) Momente auf, die eine kräftige Dimensionierung dieser Bauelemente bedingen. Zudem ist die bei einer Betätigung eines Türdrückers gewinnbare elektrische Energie recht klein, daher sollte auch bei Panikschlössern jede Betätigung eines Türdrückers, also egal ob innen oder außen und egal ob vor oder nach einer erfolgten Berechtigungsprüfung einen Generator antreiben. Dabei darf aber der äußere Türdrücker den inneren nicht mitnehmen, denn dadurch würde die Tür ohne Berechtigungsprüfung geöffnet. The invention is based on several findings: Firstly, the angle range in which a door handle is usually pivoted is comparatively small (about 30 °) and the time span in which this takes place is quite short. Therefore occur on the components with which the generator coupled to the actuator are high (rotational) moments, which require a strong dimensioning of these components. In addition, the recoverable upon actuation of a door handle electrical energy is quite small, therefore, even with panic locks every actuation of a door handle, so whether inside or outside and whether driving before or after a successful authorization check a generator. However, the outer door handle must not take the inner, because this would open the door without authorization check.
Nach der Erfindung hat das Türschloss zumindest ein erstes Betätigungselement. Das Betätigungselement ist typischerweise eine Türklinke oder ein drehbarer Knauf, die vereinfachend unter dem Begriff „Türdrücker“ oder „Drücker“ zusammengefasst werden und meist auf einer Vierkantwelle sitzen. Über den Türdrücker wird das Schloss betätigt. Diese Betätigung wird beispielsweise über eine Welle, z.B. über die bekannte Vierkantwelle übertragen. In diesem Sinne ist eine Welle zur Übertragung der Schwenkbewegung eines Türdrückers auch ein Betätigungselement. Das Betätigungselement ist vorzugsweise mit wenigstens einem Schließelement verbunden, z.B. über eine elektromechanische Kupplung zum Trennen und Kuppeln des ersten Betätigungselements mit dem Schließelement. According to the invention, the door lock has at least a first actuating element. The actuating element is typically a door handle or a rotatable knob, which are summarized by the term "door handle" or "pusher" and usually sit on a square shaft. The lock is actuated via the door handle. This operation is achieved, for example, via a shaft, e.g. transmitted via the well-known square shaft. In this sense, a shaft for transmitting the pivoting movement of a door handle is also an actuating element. The actuating element is preferably connected to at least one closing element, e.g. via an electromechanical coupling for separating and coupling the first actuating element with the closing element.
Das Schließelement weist meist zumindest eine Falle und/oder einen Riegel auf, die bzw. der bei einer Drehung der Welle zurückgezogen wird. Insbesondere bei Panikschlössern wird auch ein Riegel zurückgezogen, wenn ein Drücker an der Türinnenseite betätigt, also die Welle gedreht wird. The closing element usually has at least one latch and / or one latch, which is retracted during a rotation of the shaft. Especially in panic locks and a bolt is withdrawn when a pusher operated on the inside of the door, so the shaft is rotated.
Vorzugsweise ist das Betätigungselement zumindest mittelbar mit einem Generator gekoppelt. Gekoppelt bedeutet in Wirkverbindung stehend, hier also dass eine über das Betätigungselement in das Türschloss eingebrachte mechanische Leistung den Generator antreibt, so dass zumindest ein Teil der mechanischen Leistung vom Generator in elektrische Leistung gewandelt wird. Wenn folglich eine Person das Betätigungselement betätigt, um die Tür zu öffnen, kann ein Teil der dabei von der Person aufgebrachten kinetischen Energie in elektrische Energie umgewandelt werden, um damit eine Schaltung und ggf. einen Aktuator einer elektromechanischen Kupplung zu versorgen. Die Schaltung kann z.B. eine Berechtigung überprüfen und ggf. die Kupplung schließen und dadurch das entsprechende Betätigungselement und das Schließelement miteinander verbinden oder eine Sperrung des Schließelementes aufheben. Preferably, the actuating element is at least indirectly coupled to a generator. Coupled means standing in operative connection, here so that an introduced via the actuator in the door lock mechanical power drives the generator, so that at least part of the mechanical power is converted by the generator into electrical power. Consequently, when a person actuates the actuator to open the door, a portion of the kinetic energy applied thereby may be converted to electrical energy to provide circuitry and, optionally, an actuator of an electromechanical clutch. The circuit may e.g. check an authorization and if necessary close the coupling and thereby connect the corresponding actuating element and the closing element with each other or cancel a blocking of the closing element.
Beispielsweise kann das Türschloss einen ersten Rotor aufweisen, der zur Übertragung einer Betätigung eines ersten Betätigungselements auf einen Generator mit diesem gekoppelt ist. Zudem kann das Türschloss einen zweiten Rotor zur Übertragung einer Betätigung eines zweiten Betätigungselements aufweisen. Der erste und/oder der zweite Rotor kann bzw. können durch je eine Welle an deren der Tür abgewandten Seite ein Türdrücker sitzt, gebildet werden. Vorzugsweise hat das Türschloss einen dritten Rotor der einen Generator zur Speisung einer elektrischen Schaltung antreibt. Der dritte Rotor kann im einfachsten Fall ein Läufer des Generators sein. Die Speisung erfolgt vorzugsweise unter Zwischenschaltung wenigstens eines Speicherbausteins zur Speicherung elektrischer Energie, z.B. wenigstens eines Kondensators und/oder wenigstens eines Akkumulators. Der Generator ist über den dritten Rotor mit dem ersten und dem zweiten Rotor gekoppelt, um bei einer Drehung des ersten und/oder des zweiten Rotors jeweils den Generator anzutreiben, wobei der erste Rotor nicht den zweiten Rotor mitnimmt und/oder der zweite Rotor den ersten Rotor nicht mitnimmt. Dazu können der erste und/oder der zweite Rotor beispielsweise über je wenigstens einen Freilauf mit dem Dritten Rotor verbunden sein. Folglich können die beiden Betätigungselemente unabhängig voneinander betätigt werden, wobei jedes den Generator antreibt. Dadurch kann beispielsweise das erste (z.B. äußere) Betätigungselement über eine elektrisch gesteuerte Kupplung und das zweite (z.B. innere) Betätigungselement dauerhaft mit wenigstens einem Schließelement verbunden sein, wodurch bei Betätigung des zweiten Betätigungselementes die Tür ohne Prüfung eines Schlüssels geöffnet werden kann. Dadurch kann ein Notausgang realisiert werden, der jedoch von außen nur nach der Überprüfung eines Schlüssels geöffnet werden kann, d.h. eine Schaltung überprüft den Schlüssel und steuert die Kupplung entsprechend an. Das entspricht einem sogenannten Panikschloss oder Antipanikschloss. For example, the door lock may have a first rotor, which is coupled for transmitting an actuation of a first actuating element to a generator with this. In addition, the door lock may have a second rotor for transmitting an actuation of a second actuating element. The first and / or the second rotor may or may be formed by a respective shaft on the side facing away from the door, a door handle is formed. Preferably, the door lock has a third rotor which drives a generator for supplying an electrical circuit. The third rotor can be a runner of the generator in the simplest case. The feed is preferably carried out with the interposition of at least one memory module for storing electrical energy, for example at least one capacitor and / or at least one accumulator. The generator is coupled to the first and the second rotor via the third rotor in order to drive the generator during a rotation of the first and / or the second rotor, wherein the first rotor does not entrain the second rotor and / or the second rotor carries the first Rotor does not take along. For this purpose, the first and / or the second rotor can be connected, for example via at least one freewheel to the third rotor. Consequently, the two actuators can be actuated independently, each driving the generator. As a result, for example, the first (eg outer) actuating element via an electrically controlled coupling and the second (eg inner) actuating element permanently be connected to at least one closing element, whereby upon actuation of the second actuating element, the door can be opened without checking a key. This can realize an emergency exit be opened from the outside only after checking a key, ie a circuit checks the key and controls the clutch accordingly. This corresponds to a so-called panic lock or anti-panic lock.
Vorzugsweise ist zumindest das erste und/oder das zweite Betätigungselement unter Zwischenschaltung zumindest einer elastischen Kupplung mit dem Generator gekoppelt, wobei die elastische Kupplung beim Überschreiten eines gegebenen zu übertragenen Drehmoments bzw. einer gegebenen zu übertragenden Kraft einen Teil der über wenigstens eines der Betätigungselemente eingebrachten kinetischen Energie in potentielle Energie umwandelt und beim Unterschreiten des zu übertragenden Drehmoments, bzw. der zu übertragenden Kraft unter einen gegebenen Wert zumindest einen Teil der potentiellen Energie als kinetische Energie bevorzugt an den Generator abgibt. Das kann beispielsweise durch die Zwischenschaltung einer Spiral und/oder Schraubenfeder als elastische Kupplung erreicht werden. Das Drehmoment ist zu betrachten, wenn die von der elastischen Kupplung zu übertragende Bewegung eine Drehbewegung ist und die Kraft ist zu betrachten, wenn die von dem Federelement zu übertragende Bewegung eine translatorische, z.B. lineare Bewegung ist. Preferably, at least the first and / or the second actuating element is coupled with the interposition of at least one elastic coupling with the generator, the elastic coupling when exceeding a given torque to be transmitted or a given force to be transmitted part of the introduced via at least one of the actuators kinetic Converts energy into potential energy and preferably falls below the torque to be transmitted, or the force to be transmitted below a given value at least a portion of the potential energy as kinetic energy outputs to the generator. This can be achieved for example by the interposition of a spiral and / or coil spring as an elastic coupling. The torque is to be considered when the movement to be transmitted by the elastic coupling is a rotary movement and the force is to be considered when the movement to be transmitted by the spring element is translational, e.g. is linear motion.
Durch eine zwischengeschaltete elastische Kupplung können Belastungsspitzen, die bei der Übertragung der mechanischen Leistung entstehen abgeflacht werden. Solche Belastungsspitzen können beispielsweise bei sehr schneller und/oder abrupter Betätigung des Betätigungselementes entstehen. Beim „Abflachen“ der Belastungsspitzen wird zumindest ein Teil der über das Betätigungselement vom Nutzer in das Türschloss eingebrachten kinetischen Energie in der elastischen Kupplung gespeichert, d.h. es wird Bewegungsenergie in potentielle Energie umgewandelt. Später, also bevorzugt wenn die entsprechende Belastungsspitze abklingt, wird diese gespeicherte, potentielle Energie als kinetische Energie an den Generator abgegeben. Dies erfolgt anders als im Stand der Technik nicht erst nach dem Erreichen eines Mindestwertes der gespeicherten potentiellen Energie, sondern sobald die Last kleiner ist als die durch die Spannung der elastischen Kupplung, z.B. eines Federelements resultierende Kraft. Dadurch kann eine besonders sichere und langlebige Funktion des Türschlosses erreicht werden. Man könnte auch (alternativ oder zusätzlich) eine Rutschkupplung vorsehen um zu verhindern, dass die Bauelemente überbeansprucht werden. Dadurch erhielte man aber einen schlechteren Wirkungsgrad. An intermediate elastic coupling can be used to flatten load peaks that occur during the transmission of mechanical power. Such load peaks can arise, for example, in the case of very rapid and / or abrupt actuation of the actuating element. When "flattening" the load peaks, at least a portion of the kinetic energy introduced into the door lock by the user via the actuator is stored in the flexible coupling, i. It transforms kinetic energy into potential energy. Later, so preferably when the corresponding peak stress subsides, this stored potential energy is released as kinetic energy to the generator. This is done, unlike in the prior art, not only after reaching a minimum value of the stored potential energy, but as soon as the load is less than that due to the tension of the elastic coupling, e.g. a spring element resulting force. This allows a particularly secure and durable function of the door lock can be achieved. You could also (alternatively or additionally) provide a slip clutch to prevent the components are overstressed. This would give you a worse efficiency.
Die Grenze bei deren Überschreiten die elastische Kupplung potentielle Energie speichert, kann durch die Wahl einer Vorspannung eingestellt werden, z.B. durch eine Federvorspannung. Nachfolgend wird lediglich der Einfachheit halber der Begriff „Federelement“ als Synonym für eine elastische Kupplung verwendet. Die Grenze bei deren Unterschreiten diese potentielle Energie abgegeben wird, ist bevorzugt abhängig von der jeweiligen Federspannung und im einfachsten und damit bevorzugten Fall die Rückstellkraft des Federelements bzw. das rückstellende Drehmoment des Federelements bei der gegeben gespeicherten potentiellen Energie. The limit beyond which the elastic coupling stores potential energy can be adjusted by the selection of a bias, e.g. by a spring preload. Hereinafter, for the sake of simplicity, the term "spring element" is used as a synonym for a flexible coupling. The limit below which this potential energy is delivered is preferably dependent on the respective spring tension and in the simplest and thus preferred case, the restoring force of the spring element or the restoring torque of the spring element in the given stored potential energy.
Die vom Generator erzeugte elektrische Energie wird vorzugsweise zumindest zum Teil gespeichert, z.B. in wenigstens einem Kondensator und/oder in einem Akkumulator. Deren Kapazität sollte vorzugsweise genügen um die für mindestens eine Berechtigungsprüfung notwendige Energie zu speichern. Bevorzugt wird ausreichend Energie für mehrere Berechtigungsprüfungen gespeichert. Der Begriff Berechtigungsprüfung umfasst vorzugsweise alle Teilschritte die zur Überprüfung eines Schlüssels und ggf. zum Schließen und/oder Öffnen der Kupplung und/oder zum Entsperren und/oder Sperren des Schließelements notwendig sind. The electrical energy generated by the generator is preferably stored at least in part, e.g. in at least one capacitor and / or in an accumulator. Their capacity should preferably be sufficient to store the energy required for at least one authorization check. Preferably enough energy is stored for multiple authorization checks. The term authorization check preferably includes all sub-steps that are necessary for checking a key and possibly for closing and / or opening the clutch and / or for unlocking and / or locking the closing element.
Vorzugsweise hat das Türschloss ein zweites Betätigungselement, das über das erste Federelement und/oder ein zweites Federelement mit dem Generator gekoppelt ist. Jedes der beiden Betätigungselemente ist vorzugsweise auf je einer der beiden Seiten der Tür angeordnet, also das erste Betätigungselement auf der einen (ersten) Seite des Türschlosses und das zweite Betätigungselement auf der anderen (zweiten) Seite des Türschlosses. Dadurch kommt es nicht darauf an, auf welcher Seite der Tür das Betätigungselement betätigt wird, in jedem Fall wird der Generator aktiviert. Das klingt zunächst trivial, ist es aber nicht, weil die beiden Betätigungselemente anders als bei elektromechanischen Türschlössern üblich nicht starr miteinander gekoppelt, sondern unabhängig voneinander betätigbar sind. Preferably, the door lock has a second actuating element, which is coupled via the first spring element and / or a second spring element with the generator. Each of the two actuating elements is preferably arranged on each of the two sides of the door, that is, the first actuating element on one (first) side of the door lock and the second actuating element on the other (second) side of the door lock. Thus, it does not matter on which side of the door the actuator is actuated, in each case the generator is activated. This sounds trivial at first, but it is not, because the two actuators unlike electromechanical door locks usually not rigidly coupled together, but are independently operable.
Vorzugsweise ist zwischen dem ersten und/oder zweiten Betätigungselement und dem Generator ein Freilauf angeordnet, der zumindest das erste Betätigungselement vom Generator entkoppelt, wenn das erste Betätigungselement von einer Endstellung in eine Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Dieser Freilauf hat zwei Effekte: Zum einen wird die mechanische Belastung der Bauteile des Türschlosses reduziert, weil die beweglichen Bauteile des Generators und eventuell vorgesehene Zahnräder oder dergleichen mit Erreichen des Endanschlags des Betätigungselements nicht schlagartig abgebremst werden. Zudem können der Generator ebenso wie dem Freilauf nachgeordnete optionale Zahnräder oder andere rotierende Bauteile nachlaufen bis sie ihre kinetische Energie an den Generator abgegeben haben. Die entsprechende kinetische Energie wird daher auch zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt. Preferably, a freewheel is arranged between the first and / or second actuating element and the generator, which decouples at least the first actuating element from the generator when the first actuating element is moved back from an end position to an initial position. This freewheel has two effects: First, the mechanical stress on the components of the door lock is reduced because the moving components of the generator and possibly provided gears or the like are not abruptly decelerated upon reaching the end stop of the actuator. In addition, the generator as well as the freewheel downstream optional gears or other rotating components can run until they have given their kinetic energy to the generator. The corresponding kinetic energy is therefore also used to generate electrical energy.
Als Ausgangsstellung wird die Position des Betätigungselements bezeichnet, in der das Betätigungselement sich befindet bevor ein Nutzer es betätigt. Meist wird es durch eine Rückstellfeder in diese Ausgangsstellung rückgesetzt, wenn das Betätigungselement losgelassen wird. In der Regel ist die Position durch einen Anschlag definiert. Wird das Betätigungselement betätigt, hat es in der Regel eine Endstellung, die meist durch einen zweiten Anschlag definiert ist. Bei den üblichen Türdrückern entspricht ein waagrechter Türdrücker einem Betätigungselement in der Ausgangsstellung. Ein Türdrücker in Endstellung ist etwa um 30° (meist 25–35°) gegen die Horizontale nach unten geschwenkt. Den Winkel zwischen der Ausgangsstellung und der Endstellung bezeichnet man auch als maximalen Betätigungswinkel. The starting position is the position of the actuating element in which the actuating element is located before a user actuates it. It is usually reset by a return spring in this initial position when the actuator is released. As a rule, the position is defined by a stop. If the actuator is actuated, it usually has an end position, which is usually defined by a second stop. In the usual door handles corresponds to a horizontal door handle an actuator in the starting position. A door handle in the end position is about 30 ° (usually 25-35 °) pivoted against the horizontal down. The angle between the starting position and the end position is also referred to as the maximum operating angle.
Beispielsweise kann der Freilauf eine selbstklemmende Rollenkupplung aufweisen. Diese hat den Vorteil, dass sie sehr zuverlässig ist, weil sie keine Rastnasen aufweist. Zudem können mit einer Rollenkupplung sehr einfach kleine Schlupfwinkel realisiert werden. Als Schlupfwinkel wird der Winkel bezeichnet, um den Ein- und Ausgang des Freilaufs maximal in Sperrrichtung gegeneinander verdreht werden können. For example, the freewheel may have a self-locking roller clutch. This has the advantage that it is very reliable because it has no locking lugs. In addition, very small slip angles can be realized with a roller clutch. As a slip angle of the angle is referred to the input and output of the freewheel maximum in the reverse direction against each other can be rotated.
Vorzugsweise ist der Freilauf in einer Ausnehmung eines Zahnrads eines Getriebes angeordnet, welches das Betätigungselement mit dem Generator bzw. mit dem Federelement koppelt. Die Abtriebsseite des Freilaufs ist vorzugsweise das Zahnrad. Dadurch wirkt es wie ein Schwungrad, also als kinetischer Energiespeicher. Zudem hat es dadurch bevorzugt einen möglichst großen Umfang, so dass, es im Zusammenwirken mit einem kleinere Zahnrad, das zumindest mittelbar mit dem Läufer des Generator gekoppelt ist, die Anzahl der Umdrehungen des Läufers pro Grad Auslenkung des Betätigungselements (bei einem schwenkbaren Betätigungselement) erhöht, wodurch die gespeicherte kinetische Energie weiter erhöht wird. Zudem kann die vom Generator gelieferte Spannung erhöht werden. Preferably, the freewheel is arranged in a recess of a gear of a transmission, which couples the actuating element with the generator or with the spring element. The output side of the freewheel is preferably the gear. As a result, it acts like a flywheel, so as a kinetic energy storage. In addition, it thereby preferably has the largest possible circumference, so that, in conjunction with a smaller gear, which is at least indirectly coupled to the rotor of the generator, the number of revolutions of the rotor per degree of deflection of the actuating element (at a pivotable actuating element) increases , whereby the stored kinetic energy is further increased. In addition, the voltage supplied by the generator can be increased.
Vorzugsweise ist der Freilauf koaxial zu einer Rotationsachse des Betätigungselementes angeordnet, das ermöglicht eine besonders platzsparende Anordnung. Beispielsweise kann der Freilauf den dritten Rotor aufweisen, z.B. als insbesondere scheibenförmigen dritten Rotor, der einen Innenkörper des Freilaufs bildet. Der Innenkörper ist auf einer ersten Seite mit dem ersten Betätigungselement gekoppelt. Auf der anderen (der ersten abgewandten, zweiten) Seite kann der erste Rotor mit einem zweiten Betätigungselement gekoppelt sein, das die Funktion des oben genannten zweiten Rotors hat. Gekoppelt meint hier, dass das erste und zweite Betätigungselement jeweils den dritten Rotor mitnehmen, wenn sie betätigt werden. Koaxial zu dem dritten Rotor kann auf dem dritten Rotor z.B. ein Außenkörper eines Freilaufs als vierter Rotor sitzen, der gegen den dritten und somit auch gegen den ersten und den zweiten Rotor in nur einer Richtung frei drehbar ist. In der entgegengesetzten Richtung sind der dritte Rotor und der Außenkörper drehfest miteinander gekoppelt. Dies kann beispielsweise über eine selbstklemmende Rollenkupplung, einen Sperrklinkenfreilauf, einen Klemmkörperfreilauf oder dgl. erfolgen. Preferably, the freewheel is arranged coaxially to a rotational axis of the actuating element, which allows a particularly space-saving arrangement. For example, the freewheel may include the third rotor, e.g. as a particular disc-shaped third rotor, which forms an inner body of the freewheel. The inner body is coupled on a first side with the first actuating element. On the other (the first remote, second) side, the first rotor may be coupled to a second actuator having the function of the above-mentioned second rotor. Coupled here means that the first and second actuator each take the third rotor when they are operated. Coaxially with the third rotor, on the third rotor, e.g. an outer body of a freewheel sitting as a fourth rotor, which is freely rotatable against the third and thus also against the first and the second rotor in only one direction. In the opposite direction, the third rotor and the outer body are rotatably coupled together. This can be done for example via a self-locking roller clutch, a pawl freewheel, a sprag freewheel or the like.
Bevorzugt erfolgt die Kopplung zwischen dem ersten und/oder zweiten Betätigungselement bzw. Rotor und dem dritten Rotor über wenigstens einen Koppelfortsatz der in eine komplementäre Ausnehmung eingreift, um den dritten Rotor mitzunehmen, d.h. in der Drehrichtung bildet die Begrenzung der Ausnehmung einen Anschlag. Entgegen der Drehrichtung ist die Begrenzung der Ausnehmung vorzugsweise soweit zurückgesetzt, dass der dritte Rotor in der Betätigungsrichtung zumindest um den maximalen Betätigungswinkel gedreht werden kann, ohne das erste und/oder zweite Betätigungselement mitzunehmen. Beispielsweise kann dies durch eine vorzugsweise ringsegmentförmige Ausnehmung realisiert sein. Wenn beispielsweise die Ausnehmung in dem dritten Rotor ist, kann z.B. das erste Betätigungselement von einer ersten Seite aus in die Ausnehmung eingreifen und das zweite Betätigungselement von einer zweiten, gegenüberliegenden Seite aus in die Ausnehmung eingreifen. Alternativ kann jeder Koppelfortsatz in eine eigene Ausnehmung eingreifen. Alternativ könnte natürlich auch der dritte Rotor auf seinen beiden Stirnseiten je zumindest einen Koppelfortsatz aufweisen, die jeweils in eine ringsegmentförmige Ausnehmung des ersten bzw. des zweiten Rotors eingreifen. The coupling between the first and / or second actuating element or rotor and the third rotor preferably takes place via at least one coupling extension which engages in a complementary recess in order to take along the third rotor, i. in the direction of rotation, the boundary of the recess forms a stop. Contrary to the direction of rotation, the boundary of the recess is preferably set back so far that the third rotor can be rotated in the actuating direction at least by the maximum operating angle, without taking along the first and / or second actuating element. For example, this can be realized by a preferably annular segment-shaped recess. For example, if the recess is in the third rotor, e.g. engage the first actuating element from a first side into the recess and engage the second actuating element from a second, opposite side into the recess. Alternatively, each coupling extension can engage in a separate recess. Alternatively, of course, the third rotor on each of its two end faces could each have at least one coupling extension, each engaging in a ring-segment-shaped recess of the first and the second rotor.
Durch die Kombination von vorzugsweise starren Koppelfortsätzen, die in wenigstens eine ringsegmentförmige Ausnehmung eingreifen, wird ein einfachster, und somit günstiger aber zudem sehr zuverlässiger Freilauf realisiert. Dieser Freilauf funktioniert nur deshalb, weil der Betätigungswinkel so klein ist. Dadurch kann jedes der beiden Betätigungselemente den dritten Rotor mitnehmen ohne das jeweils andere Betätigungselement mitzunehmen. Auch der Kraftaufwand für den Benutzer und auch die Verletzungsgefahr wird minimiert. Zudem lässt sich dadurch auf sehr einfache Weise ein Panikschloss realisieren, bei dem ein erstes (z.B. türaußenseitiges) Betätigungselement über eine elektromechanische Kupplung mit dem Schließelement verbunden und in diesem Sinne gekoppelt und das zweite (türinnenseitige) Betätigungselement ständig mit dem Schließelement verbunden ist. Alternativ könnte man auch zwei dritte, voneinander unabhängige Rotoren vorsehen, die beide über einen Freilauf mit einem gemeinsamen Außenkörper gekoppelt sind. Jeder der beiden dritten Rotoren kann dann mit genau einem der beiden Betätigungselemente mitgenommen werden, also mit genau einem der beiden Betätigungselemente gekoppelt sein. The combination of preferably rigid coupling projections, which engage in at least one annular segment-shaped recess, a simplest, and thus cheaper but also very reliable freewheel is realized. This freewheel only works because the operating angle is so small. As a result, each of the two actuating elements can take along the third rotor without taking along the respective other actuating element. The effort required for the user and also the risk of injury is minimized. In addition, a panic lock can thereby be realized in a very simple manner in which a first (eg outside door) actuating element is connected to the closing element via an electromechanical coupling and coupled in this way and the second (inside door) actuating element is permanently connected to the closing element. Alternatively, one could also provide two third, independent rotors, which are both coupled via a freewheel with a common outer body. Each of the two third rotors can then with exactly one of the two actuators be taken, so coupled with exactly one of the two actuators.
Um ein Panikschloss zu realisieren, kann beispielsweise der erste Rotor über eine elektromechanische Kupplung zum Trennen und Verbinden mit dem zweiten Betätigungselement und/oder dem Schließelement zumindest mittelbar drehfest verbindbar sein. Bei einem Panikschloss kann dann beispielsweise das zweite (z.B. türinnenseitige) Betätigungselement ständig in Wirkverbindung mit dem Schließelement stehen, wohingegen das erste (z.B. türaußenseitige) Betätigungselement erst nach einer erfolgreichen Berechtigungsprüfung z.B. mit dem Schließelement mittels der elektromechanischen Kupplung mit dem Schließelement gekuppelt wird. Gekuppelt bedeutet, dass zwei Bauelemente kraft- und/oder drehmomentübertragend miteinander verbunden sind, z.B. drehfest miteinander verbunden sind. Im entkuppelten Zustand ist die kraft- und/oder drehmomentübertragende Verbindung aufgehoben. To realize a panic lock, for example, the first rotor via an electromechanical coupling for separating and connecting to the second actuating element and / or the closing element at least indirectly rotatably connected. For example, in a panic lock, the second (e.g., inside door) actuator may be constantly in operative communication with the closure member, whereas the first (e.g., outside) actuator may only be actuated after a successful authorization check e.g. is coupled with the closing element by means of the electromechanical coupling with the closing element. Coupled means that two components are connected to one another in a force- and / or torque-transmitting manner, e.g. rotatably connected to each other. In the uncoupled state, the force and / or torque transmitting connection is canceled.
Im Rahmen dieser Patentanmeldung bedeutet gekoppelt in Wirkverbindung miteinander stehend. Miteinander gekoppelte Bauteile können z.B. eine Welle und ein Zahnrad unter Zwischenschaltung einer Kupplung sein. In the context of this patent application means coupled in operative connection with each other standing. Coupled components may e.g. a shaft and a gear with the interposition of a clutch.
Zwischen dem ersten und/oder zweiten Betätigungselement und dem Generator kann vorzugsweise ein kinetischer Energiespeicher, z. B. ein Schwungrad, angeordnet sein. Dadurch kann der Zeitraum in dem der Generator bei einer Betätigung des Betätigungselements elektrische Leistung zur Verfügung stellt verlängert werden. Between the first and / or second actuating element and the generator can preferably be a kinetic energy storage, for. As a flywheel, be arranged. Thereby, the period in which the generator provides electrical power upon actuation of the actuator can be extended.
Das erste Betätigungselement und das zweite Betätigungselement können über ein Koppelelement mit dem Generator gekoppelt sein, wobei das Koppelelement wenigstens eine Ausnehmung aufweist, in die ein Koppelfortsatz des ersten Betätigungselements und ein Koppelfortsatz des zweiten Betätigungselementes eingreifen, wodurch bei einer Betätigung des ersten und/oder des zweiten Betätigungselements das Koppelelement mitgenommen wird. Der oben beschriebene dritte Rotor kann beispielsweise ein solches Koppelelement sein. In grundsätzlich gleicher Weise kann auch ein linearbetätigtes Koppelelement verwirklicht werden. The first actuating element and the second actuating element may be coupled via a coupling element with the generator, wherein the coupling element has at least one recess into which a coupling extension of the first actuating element and a coupling extension of the second actuating element engage, whereby upon actuation of the first and / or second actuator, the coupling element is taken. The third rotor described above may for example be such a coupling element. In basically the same way, a linear actuated coupling element can be realized.
Beschreibung der Zeichnungen Description of the drawings
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. The invention will now be described by way of example without limitation of the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings.
Die
Die Baugruppe hat eine erste Drückerwelle
Über einen Adapter
Das erste Bedienelement
Der Mitnehmer
Der Innenkörper
Die Kopplung des Freilaufs mit dem Generator
Um das erste Bedienelement drehfest mit einem Schließelement eines Türschlosses verbinden zu können, hat die Baugruppe eine elektromechanische Kupplung, also eine elektrisch gesteuerte Kupplung. Dazu sitzt der Adapter
Die Kupplung kann wie folgt verkürzt und verallgemeinert beschrieben werden: Ein Rotor der Kupplung übergreift einen anderen koaxial dazu angeordneten Rotor der Kupplung. In einem der beiden Rotoren sitzt ein in Richtung des verbleibenden Rotors vorgespanntes Kupplungselement. Der verbleibende Rotor hat eine zum Kupplungselement komplementäre Öffnung in der im geöffneten Zustand der Kupplung ein Sperrelement, z.B. eine Kugel oder eine Rolle angeordnet ist. Wird ein Kanal auf der dem Kupplungselement abgewandten Seite freigegeben, drückt das Kupplungselement das Sperrelement in den Kanal und kann dadurch in die Öffnung eingreifen, wodurch die beiden Rotoren drehfest miteinander gekuppelt werden. Zum Öffnen der Kupplung genügt es, das Sperrelement in die Öffnung zurückzuschieben, dabei wird das Kupplungselement in seinen Sitz in dem einen Rotor zurückverschoben und die drehfeste Kupplung des einen mit dem verbleibenden Rotor aufgehoben. In der Zeichnung entspricht der Adapter
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 10 10
- Träger carrier
- 11 11
- Abdeckung cover
- 12 12
- Anschlag attack
- 13 13
- Anlagefläche contact surface
- 15 15
- Kanal channel
- 20 20
- erste Welle/erstes Bedienelement first shaft / first control element
- 21 21
- Mitnehmer/erster Rotor Driver / first rotor
- 22 22
- Rückstellfeder Return spring
- 24 24
- Anschlag attack
- 25 25
- Anlagefläche contact surface
- 23 23
- Koppelfortsatz Coupling extension
- 31 31
- Innenkörper/dritter Rotor Inner body / third rotor
- 32 32
- Rolle role
- 33 33
- Ausnehmung recess
- 40 40
- Außenkörper/vierter Rotor Outer body / fourth rotor
- 41 41
- Aufnahme/Freiraum für Innenkörper Recording / free space for inner body
- 42 42
-
Begrenzung des Freiraums
41 Limiting thefree space 41 - 43 43
- Längsschlitz longitudinal slot
- 45 45
- Öffnung opening
- 46 46
- Kugel (alternativ Rolle) Ball (alternatively roll)
- 48 48
- Wandung der Ausnehmung Wall of the recess
- 49 49
- Ausnehmung für Adapter Recess for adapters
- 51 51
- Zahnkranz sprocket
- 52 52
- Zahnrad gear
- 53 53
- Zahnrad gear
- 54 54
- Zahnrad z.B. Kegelrad Gear e.g. bevel gear
- 55 55
- Zahnrad z.B. Kegelrad Gear e.g. bevel gear
- 56 56
- elastische Kupplung/Federelement elastic coupling / spring element
- 57 57
- Lager/Lagerhülse Bearing / bearing sleeve
- 58 58
- Generator/Getriebemotor Generator / gear motor
- 60 60
- Adapter/zweiter Rotor Adapter / second rotor
- 61 61
- Feder feather
- 62 62
- Kupplungselement z.B. Kupplungsbolzen Coupling element e.g. coupling pin
- 63 63
- Koppelfortsatz Coupling extension
- 64 64
- Aufnahme admission
- 65 65
- Ausnehmung recess
- 70 70
- Aktuatorbaugruppe actuator assembly
- 71 71
- Steuerschieber spool
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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