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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Kupplung für ein elektromagnetisches Schloss, insbesondere für einen elektromagnetischen Schließzylinder.
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Stand der Technik
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Zum Schließen von Türen werden u.a. sogenannte Kastenschlösser verwendet, die im Fachjargon auch nur kurz als Schlösser bezeichnet werden. Kastenschlösser werden meist von der der Zarge zugewandet Längsseite in ein Türblatt eingeschoben und mit diesem verschraubt. Das Kastenschloss hat in der Regel eine Falle und einen Sperrriegel, die jeweils in komplementäre Ausnehmungen einer Türzarge eingreifen können. Die Falle kann durch einen Drücker die sogenannte Türklinke betätigt werden. Der Sperrriegel wird durch ein separates Bauteil, nämlich einen sogenannten Schließzylinder in die entsprechende Ausnehmung ausgefahren oder in das Kastenschloss eingezogen. Der Schließzylinder hat üblicherweise eine orthogonal zum Türblatt angeordnete Welle mit einem Vorsprung, der auch als Schließbart bezeichnet wird. Wird die Welle gedreht, z.B. durch einen mit der Welle drehfest verbundenen Schlüssel oder einen Schließknauf, dann greift der Vorsprung in eine Ausnehmung des Sperrriegels oder einer damit verbundenen Mechanik ein und je nach Drehrichtung der Welle zieht der Schließbart den Riegel zurück oder schiebt ihn vor. Zusätzlich kann meist auch die Falle zurückgezogen werden.
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Die Bezeichnung „Zylinder“ in Schließzylinder hat historische Gründe; heute haben Schließzylinder in Kontinentaleuropa ein Gehäuse mit einem zylindrischen Abschnitt an den ein sich parallel zur Zylinderachse erstreckender Steg angesetzt ist. In Großbritannien, den USA sowie Skandinavien sind andere Gehäuseformen für Schließzylinder anzutreffen. Der Begriff Schließzylinder bezeichnet im Zusammenhang dieser Patentanmeldung ein Schließsystem mit einem Gehäuse und einem Sperrorgan, z.B. einem Schließbart, der bei einer Autorisierung mittels eines ggf. elektronischen Schlüssels vom Benutzer gedreht und/oder verschoben werden kann, um einen Riegel und/oder eine Falle eines Schlosses zu betätigen und/oder einen Schalter zu betätigen.
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Elektromechanische Schließsysteme basieren auf einer elektronischen Identifikation eines Schlüssels. Der Schlüssel kann zum Beispiel ein aktiver oder passiver Transponder sein. Eine Schlosssteuerung wertet Daten des Schlüssels aus und gibt ggf. das Schloss frei. Zum Freigeben des Schlosses muss bei elektromagnetischen Schließzylindern der Schließbart mit einer Handhabe, z.B. mit einem Knauf drehfest verbunden, also gekuppelt werden. Im nicht freigegeben Zustand ist zumindest die an der Außenseite der Tür angeordnete Handhabe nicht drehfest mit dem Schließbart verbunden (entkuppelt). Zum Umschalten zwischen dem gekuppelten und dem entkuppelten Schließbart wird eine von der Steuerung des Schlosses schaltbare Kupplung benötigt, die zum einen so klein sein muss, dass sie in einen Schließzylinder integriert werden kann und zum anderen vergleichsweise hohe Drehmomente aufnehmen muss, damit auch schwergängige, z.B. klemmende Schlösser geöffnet werden können. Die Energieversorgung erfolgt meist über Batterien, deshalb muss der Energiebedarf der Kupplung für einen Schließ- und Öffnungsvorgang möglichst gering sein.
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Darstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Kupplung für ein elektromechanisches Schließsystem bereit zu stellen, die besonders kompakt ist, dennoch zuverlässig öffnet und schließt, dabei ausreichend hohe Drehmomente (etwa 10 Nm oder mehr, vorzugsweise 20–30Nm) zuverlässig übertragen kann und bei der zum Umschalten vom entkuppelten Zustand in den gekuppelten Zustand nur wenig Arbeit verrichtet werden muss. Zudem soll die Kupplung mit nur geringen Kosten zu fertigen sein.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kupplung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Kupplung für ein elektromagnetisches Schloss hat erste Kupplungsscheibe. Auf wenigstens einer Seite der ersten Kupplungsscheibe ist wenigstens eine Vertiefung. Beispielsweise kann die erste Kupplungsscheibe eine Kreisscheibe sein. Dann können auf einer der beiden Stirnseiten der Kreisscheibe bevorzugt eine Vielzahl von Vertiefungen angeordnet sein. Die Vertiefungen sind bevorzugt auf wenigstens einer zur Symmetrieachse der Kreisscheibe angeordneten Kreislinie vorzugsweise äquidistant zueinander angeordnet. Die Vertiefungen können z.B. Sackbohrungen sein, alternativ können die Vertiefungen auch gefräst oder sonst wie in die Kupplungsscheibe eingebracht sein und/oder diese durchsetzen.
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Der wenigstens einen Vertiefung gegenüberliegend ist vorzugsweise eine zweite Kupplungsscheibe, z.B. in einem gegebenen Abstand koaxial zur ersten Kupplungsscheibe angeordnet. Die zweite Kupplungsscheibe hat wenigstens eine Ausnehmung, in der (je) ein rotationssymmetrischer Körper, beispielsweise eine Kugel, ein Kegel oder eine Rolle/Walze drehbar aufgenommen ist. Bevorzugt hat die zweite Kupplungsscheibe so viele Ausnehmungen mit darin angeordneten Körpern, wie die erste Kupplungsscheibe Vertiefungen hat. Die Körper werden bei einer Drehung der zweiten Kupplungsscheibe gegen die erste Kupplungsscheibe durch die Ausnehmungen geführt. Die Ausnehmungen und Vertiefungen sind vorzugsweise derart zueinander angeordnet, dass sich durch Verdrehen der beiden Kupplungsscheiben zueinander die Ausnehmungen mit den Körpern gegenüberliegend von je einer Vertiefung anordnen lassen.
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Durch einen Schieber, der auf der der ersten Kupplungsscheibe abgewandten Seite der Ausnehmung zwischen wenigstens zwei Stellungen relativ zur zweiten Kupplungsscheibe verschiebbar angeordnet ist, kann die Kupplung geschlossen (=gekuppelt) oder geöffnet werden (= entkuppelt) werden. In der ersten der beiden Stellungen verschiebt der Schieber den Körper in Richtung der ersten Kupplungsscheibe, so dass der Körper sowohl einer Vertiefung als auch der ihn führenden Ausnehmung sitzt, also in beide eingreift, wodurch die erste und die zweite Kupplungsscheibe drehfest miteinander verbunden werden. Sofern der Körper schon vor der Verschiebung in der ersten Stellung saß, wird der Körper in der ersten Stellung des Schiebers dort nur (zumindest vorübergehend) fixiert. Der Schieber kann z.B. ein Drehschieber sein.
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Wird der Schieber in die zweite der beiden Stellungen verschoben ist die Fixierung aufgehoben, folglich kann der Körper aus der Vertiefung heraus in Richtung der zweiten Kupplungsscheibe bewegt werde. Dadurch sind die beiden Kupplungsscheiben wieder gegeneinander drehbar, denn die zweite Kupplungsscheibe kann nun den Körper mitnehmen, ohne dass dieser in eine Vertiefung der ersten Kupplungsscheibe eingreift. Dabei kann der Körper bevorzugt zumindest teilweise in der Ausnehmung aufgenommen sein und an der der zweiten Kupplungsscheibe gegenüberliegenden Stirnseite der ersten Kupplungsscheibe abrollen.
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Vorzugsweise ist der Körper magnetisch, (z.B. paramagnetisch) und wird durch wenigstens einen Ferromagneten, vorzugsweise wenigstens einen Permanentmagneten in die Vertiefung gezogen. Dazu kann beispielsweise auf der der Vertiefung abgewandten Seite der ersten Kupplungsscheibe und/oder am Boden der Vertiefung ein Magnet angeordnet ist, um den Körper in der Vertiefung zu ziehen, wenn er über die Kupplungsscheibe abrollt. Dadurch muss der Schieber, wenn die Ausnehmung und die Vertiefung einander gegenüberliegen den Körper nicht bewegen. Es wird folglich weniger Arbeit beim Verschieben des Schiebers von der zweiten in die erste Stellung verrichtet, d.h. die Batterielebensdauer des Schlosses wird entsprechend verlängert. Zudem wird insbesondere bei einem Schieber, der nicht Richtung der Vertiefung sonder beispielsweise orthogonal dazu verschoben wird ein Verkanten von Schieber und Körper verhindert. Natürlich kann auch der Körper aus einem permanentmagnetischen Material sein. Dann ist anstelle des Magneten auf der der Vertiefung abgewandten Seite der ersten Kupplungsscheibe und/oder am Boden der Vertiefung vorzugsweise ein paramagnetisches Material angeordnet. Alternativ könnten auch der wenigstens eine Körper und das entsprechende Gegenstück auf der der Vertiefung abgewandten Seite der ersten Kupplungsscheibe und/oder am Boden der Vertiefung permanentmagnetisch sein, jedoch würde dadurch ein abrollen des Körpers an der ersten Kupplungsscheibe erschwert.
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Wenigstens eine, vorzugsweise beide Kupplungsscheiben können in einem beispielsweise ringartigen Hohlprofil angeordnet sein, an dessen Außenseite ein Schließbart angeordnet ist, wobei wenigstens eine der beiden Kupplungsscheiben fest mit dem Schließbart gekoppelt sein kann. Wenigstens eine der beiden Kupplungsscheiben ist folglich in einem Schließbartring angeordnet. Das ermöglicht eine besonders kompakte Anordnung der notwendigen Komponenten, wodurch der Platz für Sicherungsmaßnahmen wie Aufbohrschutz und dgl. die zwischen der Kupplung und der Türaußenseite angeordnet werden, erhöht werden kann. Vorzugsweise lagert der Schließbartring wenigstens einer der beiden Kupplungsscheiben. Die andere kann starr mit dem Schließbartring verbunden sein. Dadurch kann eine besonders kompakte Kupplung realisiert werden.
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Die Kupplung hat vorzugsweise eine Führung für den Schieber, die mit der zweiten Kupplungsscheibe verbunden ist. Dadurch wird der Schieber vorzugsweise auch an der dem Körper abgewandten Seite abgestützt, um ein Ausweichen des Schiebers zu verhindern, auch wenn die Kupplung höhere Drehmomente übertragen muss. Dadurch kann der Schieber dennoch vergleichsweise leicht und dünn, also wenig massiv realisiert werden. Dadurch wird bei nur geringem Materialeinsatz für dem Schieber ein hohes übertragbares Drehmoment erreicht. Zudem genügen auch sehr „flache“ Vertiefungen, die z.B. nur wenige zehntel mm tief sind, wenn der Schieber gut abgestützt ist, so dass er selbst bei einer hohen Kraft, die durch den Körper auf ihn ausgeübt wird nicht oder zumindest nicht nennenswert ausweicht. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein leichter Schieber mit weniger Arbeit zwischen den beiden Stellungen verstellt werden kann.
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Vorzugsweise wirkt ein Aktuator über ein Federelement auf den Schieber, um ihn von der ersten in die zweite Stellung und/oder umgekehrt zu verstellen. Dadurch können Sensoren zur Erfassung der Relativposition der Ausnehmung und der Vertiefung zueinander entfallen. Ein Festlegen des Körpers in der Vertiefung mit dem Schieber ist nur möglich, wenn die Vertiefung und die Ausnehmung miteinander zumindest näherungsweise fluchten, also z.B. sich gegenüberliegen. Wenn aber wie vorgeschlagen der Aktuator über ein Federelement auf den Schieber wirkt, dann kann der Aktuator auch dann von der Steuerung angesteuert werden, um den Schieber von der zweiten Stellung in die erste Stellung zu verschieben, wenn die Vertiefung und die Ausnehmung einander nicht gegenüberliegen. In diesem Fall wird der Schieber durch das Federelement in Richtung der ersten Stellung vorgespannt. Wird nun die Handhabe betätigt, werden die Kupplungsscheiben gegeneinander verdreht, bis die wenigstens eine Vertiefung und die wenigstens eine Ausnehmung miteinander zumindest näherungsweise fluchten, so dass der Körper in die Vertiefung eingreifen und in dieser Stellung durch den Schieber fixiert werden kann.
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Vorzugsweise hat das Federelement zwei elastisch miteinander verbundene Enden, die einen Zwischenraum begrenzen, wobei in dem Zwischenraum sowohl ein Mitnehmer des Aktuators als auch ein Fortsatz des Schiebers angeordnet sind. Dadurch wird bei einer Bewegung des Mitnehmers in Richtung eines der beiden Enden dieses eine (erste) Ende mitgenommen und dabei das andere Ende gegen den Schieber verspannt und bei einer Bewegung des Mitnehmers in Richtung des anderen Endes wird dieses mitgenommen und das eine (erste) Ende in Richtung des anderen Endes gegen den Schieber verspannt. Dadurch wirkt sowohl eine Verschiebung des Schiebers von der ersten in die zweite Stellung als auch umgekehrt der Aktuator immer über das Federelement auf den Schieber. Auch dadurch können ansonsten notwendige Sensoren für die Steuerung des Aktuators auf einfache Weise reduziert werden, denn auch bei einer Verschiebung von der ersten in die zweite Stellung kann der Schieber blockiert sein, z.B. wenn die Kupplung ein Drehmoment überträgt und der Schieber sich dabei an einer Führung abstützt um den Körper sicher in der Vertiefung zu halten. Der Schieber wird dabei zwischen einer Anlagefläche der Führung und dem Körper verspannt. Im einfachsten Fall ist das Federelement eine Schenkelfeder mit im entspannten Zustand zumindest näherungsweise parallel zueinander stehenden (±30°) Schenkeln.
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Alternativ kann ein Ende des Federelements in eine Ausnehmung des Mitnehmers und dass andere in eine Ausnehmung des Schiebers eingreifen, wodurch eine Kraftübertragung zwischen Schieber bzw. Mitnehmer über das Federelement in mindestens zwei Richtungen möglich ist.
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Beispielsweise kann der Aktuator einen Motor aufweisen, der über ein Schneckengetriebe eine Welle antreibt, dabei ist das Schneckengetriebe vorzugsweise selbsthemmend, d.h. bei einem auf die Welle wirkenden Drehmoment wird die Motorwelle nicht gedreht. Die Welle läuft beispielsweise in einem Lager und hat ein Gewinde, in das der Mitnehmer eingreift, so dass der Mitnehmer auf der Welle verschoben wird, wenn der Motor die Welle antreibt.
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Vorzugsweise kann die Welle über das Gewinde überstehen, wobei die Länge des Gewindes an den maximalen Weg des Mitnehmers angepasst ist, bzw. diesen bestimmt. Wenn nun die Welle durch Ansteuern des Motors angetrieben wird, verläßt der Mitnehmer das Gewinde, wenn er den maximal vorgesehen Weg erreicht hat, z.B. der Schieber von der ersten in die zweite Stellung verschoben wurde (oder umgekehrt). Dabei wird er aber vorzugsweise von einem das Gewinde überstehenden Teils der Welle weiter geführt und spannt vorzugsweise ein Federelement, d.h. er ist in Richtung des Gewindes vorgespannt. Der gleiche Effekt wird erreicht, wenn der Gewindedurchmesser in einem Teil der Welle reduziert ist. Soll nun der Schieber zurückverschoben werden, treibt der Motor die Welle anders herum an, der Mitnehmer wird z.B. von dem Federelement in Richtung des Gewindes gedrückt und greift wieder in dieses ein, bis es das Gewinde auf der anderen Seite verlässt, wobei er wieder in Richtung des Gewindes, z.B. durch das (oder ein anderes) Federelement vorspannt wird. Dadurch greift der Mitnehmer bei einem erneuten Richtungswechsel der durch den Motor angetriebenen Welle erneut in das Gewinde ein. Durch diese Anordnung kann auf einen Positionssensor für den Mitnehmer verzichtet werden. Um den Schieber von einer in die andere Stellung zu verschieben, genügt es sicherzustellen, dass der Motor ausreichend lange läuft, um den Mitnehmer auf das Gewinde „einzufädeln“, über das Gewinde zu verschieben, bis es der anderen Seite wieder „aus fädelt“ und die Welle folglich freiläuft. Solch eine Zeitsteuerung ist viel günstiger durch, z.B. durch einen Mikroprozessor des Schlosses realisierbar als ein Positionssensor zur Erfassung der Endstellungen des Schiebers und/oder des Mitnehmers.
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Vorzugsweise ist die zweite Kupplungsscheibe drehfest mit einem Träger verbunden, wobei zwischen dem Träger und der zweiten Kupplungsscheibe ein Ringspalt als Führung für den Schieber sitzt. Der Schieber kann dann in dem Ringspalt verschoben, z.B. gegen die zweite Kupplungsscheibe verdreht werden und sich bei Belastung durch ein von dem Körper zu übertragendes Drehmoment an dem Träger abstützen. Dies ermöglicht insbesondere einen Ring an dem z.B. eine Vielzahl von Schiebern angeordnet sind, in dem Ringspalt zu drehen, um dabei die Schieber zu verschieben. Jedem der Schieber ist vorzugsweise eine Ausnehmung zugeordnet. In einer der ersten Stellung des Rings bzw. der Schieber ist eine Verschiebung des Körpers bzw. der Körper aus der jeweiligen Ausnehmung in den Ringspalt heraus begrenzt, wodurch der Körper, bzw. die Körper von dem jeweiligen Schieber in der jeweiligen Vertiefung fixiert wird bzw. werden. Die Kupplung ist nun geschlossen. In der zweiten Stellung des bzw. der Schieber können die Körper zumindest zum Teil in den Ringspalt eindringen wodurch die Vertiefungen freigeben werden. Die Kupplung ist nun geöffnet.
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Beschreibung der Zeichnungen
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Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
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1 zeigt eine Explosionszeichnung einer Kupplung für ein elektromechanisches Schließsystem
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2 zeigt ein Detail einer teilmontierten Kupplung aus 1,
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3 zeigt die geöffnete Kupplung im Schnitt und ein Detail der geöffneten Kupplung.
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4 zeigt die geschlossene Kupplung im Schnitt und ein Detail der geschlossenen Kupplung im Schnitt.
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Die Figuren zeigen eine Kupplung, und sind bei der Zeichnungsbeschreibung in der Zusammenschau zu betrachten. Die Schnittebene der 3 und 4 ist etwas gegen die Vertikale rotiert, um die Funktion der Kupplung zu veranschaulichen:
Die Kupplung 1 hat eine erste Kupplungsscheibe 30, die in montiertem Zustand auf einem Zapfen 61 eines Trägers 60 drehbar gelagert ist (vgl. 1, 3 und 4). Ebenfalls und unmittelbar benachbart zu der ersten Kupplungsscheibe 30 sitzt eine zweite Kupplungsscheibe 40 auf dem Zapfen 61. Die zweite Kupplungsscheibe ist drehfest mit dem Zapfen 61 und somit mit dem Träger 60 verbunden. Zwischen dem zumindest näherungsweise scheibenförmigen Träger 60 und der zweiten Kupplungsscheibe 40 ist ein Ringspalt 62 (vgl. 2, 3 und 4), dessen der zweiten Kupplungsscheibe 40 gegenüberliegende Seite Begrenzung zum Teil auch von einer weiter unten näher beschriebenen Halterung 90 gebildet wird. In dem Ringspalt 62 ist eine Steuerscheibe 50 auf dem Zapfen 61 drehbar angeordnet. Die Steuerscheibe 50 hat mehrere, im gezeigten Beispiel sechs (mindestens einen) radial von einem Ring der Steuerscheibe nach außen weisende Schieber 57 (vgl. 1, 3 und 4). Ein Fortsatz 58 der Steuerscheibe durchsetzt ein ringsegmentförmiges Langloch 68 des Trägers 60 und dient als Steuerstift (vgl. 1 und 2).
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Auf der der zweiten Steuerscheibe 40 abgewandten Seite hat die erste Steuerscheibe Nocken 34, über die ein Drehmoment in die erste Kupplungsscheibe 30 einleitbar ist (1). Auf der der zweiten Steuerscheibe 40 zugewandten Stirnseite hat die Steuerscheibe 30 hier beispielhaft sacklochartige Vertiefungen 37, die im gezeigten Beispiel nur wenige Zehntel Millimeter tief sind. Die Vertiefungen 37 sind bevorzugt wie dargestellt kreisförmig und besonders bevorzugt äquidistant um die Rotationsachse 110 der ersten Kupplungsscheibe 30 angeordnet (1 und 4). Die zweite Kupplungsscheibe 40 hat eine der Anzahl der Vertiefungen 37 entsprechende Anzahl von Ausnehmungen 47, die in gleicher Weise wie die Vertiefungen angeordnet sind, d.h. durch ein Verdrehen der beiden Kupplungsscheiben 30, 40 um die gemeinsame Rotationsachse 110 zueinander können die Vertiefungen den Ausnehmungen gegenüberliegend angeordnet werden. Dann liegt folglich wie dargestellt (2, 3) jeder Vertiefung 37 eine Ausnehmung 47 gegenüber, anders formuliert diese fluchten. In den Ausnehmungen 47 ist je ein rotationssymmetrischer Körper 20, im gezeigten Beispiel je eine Kugel 20 angeordnet (1, 3 und 4). Der Durchmesser der Kugeln 20 ist etwas größer als die Dicke der zweiten Kupplungsscheibe (3, 4). Wenn die Ausnehmungen 47 und die Vertiefungen 37 fluchten, können die Kugeln 20 über die der ersten Kupplungsscheibe 30 zugewandten Stirnseite der zweiten Kupplungsscheibe 40 überstehen und in die Vertiefungen 37 eingreifen (4). Wenn nun die Steuerscheibe 50 so gedreht wird, dass die Schieber 57 die der ersten Steuerscheibe 30 abgewandte Seite der Ausnehmungen 47 verschließen, dann sind die Kugeln 20 in den Vertiefungen 37 fixiert (4). Wird nun ein Drehmoment in die erste Steuerscheibe 30 eingebracht, wird dieses über die Körper 20 von der ersten Kupplungsscheibe 30 auf die zweite Kupplungsscheibe 40 übertragen und vice versa (4). Die Kupplung ist geschlossen, d.h. die erste und die zweite Kupplungsscheibe 30, 40 sind nun drehfest miteinander verbunden, also gekuppelt. Wird nun ein Drehmoment übertragen, wird dabei eine Kraft auf die Kugeln 20 ausgeübt, von der eine Komponente parallel zur Rotationsachse 110 in Richtung der zweiten Kupplungsscheibe weist. Diese Komponente wird von den Schiebern 57 abgefangen, die sich dazu an einer Führung abstützen, im gezeigten Beispiel von der zweiten Kupplungsscheibe gegenüberliegenden Begrenzung des Ringspalts 62 gebildet wird. Dadurch werden die Schieber 57 zwischen dem Träger 60 und den Kugeln 20 eingespannt (4). Wird nun die Steuerscheibe 50 in die 2 und 3 gezeigte Stellung gedreht, nehmen die Schieber 57 eine zweite Stellung ein, bei der sie die der ersten Steuerscheibe 30 abgewandten Seiten der Öffnungen 47 freigeben. Wenn nun ein Drehmoment auf eine der beiden Kupplungsscheiben wirkt, werden die Körper 20 durch die von der ersten Steuerscheibe 30 wegweisende Komponente der oben beschriebenen Kraft aus den Vertiefungen 37 herausgedrückt (3). Deshalb können die beiden Steuerscheiben 30, 40 zumindest näherungsweise frei gegeneinander verdreht werden. Vorzugsweise ist auf der der zweiten Kupplungsscheibe 30 abgewandten Seite der Vertiefungen und/oder der Steuerscheibe wenigstens ein Magnet 17, der die Körper 20 in die Vertiefungen 37 zieht, sobald die Vertiefungen 37 und die Ausnehmungen 47 zumindest in etwa fluchten. Im gezeigten Beispiel ist jeder Vertiefung ein Magnet zugeordnet (4). Die Dicke des Ringspalts 62 zwischen dem Träger 60 und der zweiten Kupplungsscheibe 40 ist vorzugsweise kleiner als die Dicke der Körper 20, bevorzugt kleiner als die Hälfte der Dicke bzw. des Durchmessers, damit die Körper 20 nicht aus den Ausnehmungen 47 herausfallen können, wenn die Schieber 57 in der zweiten Position sind (3).
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Die Schieber 57 haben folglich eine ersten Stellung (4s), in der sie die Öffnungen der Ausnehmungen 57 auf der der ersten Steuerscheibe 30 abgewandten Seite der zweiten Steuerscheibe 40 zumindest partiell verschließen, wodurch die Körper 20 in den Vertiefungen 37 gehalten werden (Kupplung geschlossen). Zudem haben die Schieber 57 eine zweiten Stellung (4), in der sie die Öffnungen zumindest soweit freigeben, dass die Körper 20 aus den Vertiefungen 37 zumindest soweit heraus können, dass eine Verdrehung der beiden Kupplungsscheiben 30, 40 möglich ist.
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Um die Schieber 57 von der ersten Stellung in die zweite Stellung und zurück verschieben zu können, hat die Steuerscheibe einen Fortsatz 58, der zwischen zwei Enden 71, 72 eines Federelements 70 angeordneten ist (vgl. 1 und 2). Das Federelement 70 ist im gezeigten Beispiel eine Schenkelfeder mit zwei zumindest näherungsweise parallelen Enden, bzw. Schenkeln 71, 72. Die Schenkel 71, 72 können in der gezeigten Stellung gegeneinander vorgespannt sein. Ein Mitnehmer 88 eine Aktuators 80 greift ebenfalls zwischen die beiden Enden ein. Wird der Mitnehmer 88 gegen eines der beiden Enden gedrückt, nimmt er den Fortsatz 58 der Steuerscheibes 50 und damit die Schieber 57 mit. Für den Fall, dass die Schieber 57 blockiert sind, wird das Federelement 70 gegen den Fortsatz 58 verspannt. Sobald die Blockade aufgehoben ist, weicht der Fortsatz 58 der Verspannung aus und die Schieber 57 werden entsprechend verschoben. Zwei Arten von Blockaden sind denkbar: Die Vertiefungen 37 fluchten nicht mit den Ausnehmungen 47, daher blockiert der aus den Ausnehmungen 47 hervorstehende Teil der Körper 20 die Schieber 57 oder die Schieber 57 sind durch eine Belastung der Kupplung mit einem Drehmoment zwischen den Körpern 20 und dem Träger 60, der als Führung für die Schieber 57 dient, eingespannt. Weil der Aktuator 80 über das Federelement 70 auf die Schieber 57 wirkt, führt eine Blockade der Schieber 57 nicht zu einer Blockade des Aktuators 80, d.h. die Ansteuerung des Aktuators 80 über ein Steuerung der Kupplung 1 kann erfolgen, ohne dass Sensoren vorgesehen sein müssen, mittels der die beiden oben beschriebenen Blockaden erfasst werden können.
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Die Funktionsweise des Aktuators 80 ist in 2 zu erkennen: Der Aktuator 80 hat einen Motor 81 mit einer Motorwelle, die über eine Schnecke 82, welche ein Zahnrad 83 kämmt, eine Welle 84 antreibt. Auf der Welle 84 ist ein Gewinde 85, mit einem Mittelabschnitt. Beidseits des Mittelabschnitts verjüngt sich der Durchmesser des Gewindes (alternativ: Entfall des Gewindes). Auf dem Gewinde 85 sitzt der Mitnehmer 88. Im Mittelabschnitt greift der Mitnehmer 88 in das Gewinde 85 ein und wird so bezogen je nach Drehrichtung axial auf der Welle verschoben. Wenn der Mitnehmer 88 durch eine Drehung der Welle 84 über den Mittelabschnitt hinaus verschoben wird, dann greift er wegen der Verjüngung des Gewindedurchmessers nicht mehr in das Gewinde ein, wird aber noch durch die Welle 84 bzw. den verjüngten Gewindeabschnitt geführt. Der Mitnehmer hat folglich eine Endposition erreicht, über die er nicht hinaus verschoben werden kann, selbst wenn der Motor endlos die Welle antreiben würde. Vorzugsweise ist der Mitnehmer 88 durch das Federelement 70 in Richtung des Mittelabschnitts vorgespannt, dadurch genügt es die Drehrichtung des Motors 81 umzukehren, um den Mitnehmer 88 in die andere Richtung zu verschieben, bis er die dortige Endposition erreicht, d.h. bis der Gewindedurchmesser soweit verjüngt ist, dass der Mitnehmer nicht mehr in das Gewinde 85 eingreift. Vorzugsweise ist der Mitnehmer 88 auch in dieser Endposition in Richtung des Mittelabschnitts federbelastet.
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Der Aktuator 80 sitzt in einer durch den Träger 60 und einer komplementären Halterung 90 gebildeten Gehäuse (1 und 2). Das Gehäuse bietet den notwendigen Raum 91 um darin zumindest eine Ansteuerelektronik für den Aktuator unterzubringen (1 bis 4). Die Energieversorgung und Kommunikation der Ansteuerelektronik mit anderen elektrischen Komponenten wie z.B. Sende und/oder Empfangseinheiten kann z.B. über eine Zweidrahtleitung erfolgen. Dazu hat die Kupplung beidseits je einen koaxial zur Rotationsachse 110 angeordneten Kontakt 92, die über Isolierstoffstützen 93 am Halter 90 bzw. am Zapfen 61 des Trägers 60 (also am Gehäuse der Kupplung) angeordnet sind. Die beiden Kontakte 92 sind vorzugsweise über eine Leitung, die beispielsweise über einen koaxial Hohlraum geführt sein kann miteinander verbunden (1 bis 4). Die Zweite „Ader“ der Zweidrahtleitung kann z.B. von einem in der Regel metallischen Gehäuse des Schließzylinders gebildet werden.
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In der gezeigten Ausführungsform sitzt die Kupplung vollständig in einem Schließbartring 10, der ein hier zylindrisches Hohlprofil 11 aufweist an dem ein Schließbart 12 angeordnet ist. Über einen den Schließbart 12 radial durchsetzenden Bolzen 19 sind der Träger 60, die Halterung 90 und der Schließbart zusammengefügt und kraftschlüssig miteinander verbunden (1). Dieser Teil der Kupplung 1 wird daher vorzugsweise mit einer Handhabe an eine Türinnenseite drehfest verbunden. Eine Handhabe an der Türaußenseite ist dann vorzugsweise mit der Ersten Kupplungsscheibes 30 drehfest verbunden. Je nach Stellung der Schieber 57, die durch eine Steuerung über den Aktuator 80 einstellbar ist, kann dann der Schließbart 12 mittels der äußeren Handhabe betätigt werden oder nicht. Die innere Handhabe ist dann dauerhaft mit dem Schließbart 12 verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kupplung
- 10
- Schließbartring
- 11
- Hohlprofil
- 12
- Schließbart
- 17
- Magnet
- 19
- Bolzen
- 20
- Körper, z.B. Kugel
- 30
- erste Kupplungsscheibe
- 34
- Nocke
- 40
- zweite Kupplungsscheibe
- 50
- Ring /Steuerscheibe
- 57
- Schieber
- 58
- Fortsatz/Steuerstift
- 60
- Träger
- 61
- Zapfen
- 62
- Ringspalt
- 63
- Sicherungsring /Sprengring
- 68
- Langloch /Ausnehmung für Fortsatz 58
- 70
- Federelement z.B. Schenkelfeder
- 71
- Ende des Federelements / Schenkel der Schenkelfeder
- 72
- Ende des Federelements / Schenkel der Schenkelfeder
- 80
- Aktuator
- 81
- Motor
- 82
- Schnecke
- 83
- Zahnrad
- 84
- Welle
- 85
- Gewinde
- 88
- Mitnehmer
- 90
- Halterung /Motoraufnahme
- 91
- Raum für Elektronik
- 92
- Kontakt
- 93
- Isolierstoffstütze
- 94
- Nocke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007005214 [0005]
- EP 0995864 [0005]
- DE 102008001693 [0005]
