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Die Erfindung betrifft ein Koppelsystem für elektronische Schließsysteme. Derartige Systeme sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie werden insbesondere in Einsteckschlösser von Türen eingebaut. In der Version als Schließzylinder verfügen sie üblicherweise über zwei Wellen, über die in unterschiedlicher Weise die Schließnase des Schließzylinders betätigt werden kann, die ihrerseits Riegel und Falle des Einsteckschlosses antreibt. Die erste Welle trägt oft auf der Türaußenseite eine Handhabe, mit der sie in beide Richtungen gedreht werden kann. Im Ruhezustand des Systems dreht die erste Welle frei durch, so dass von außen keine Schlossbetätigung möglich ist. Nach Eingabe einer gültigen Berechtigung wird die erste Welle zeitbegrenzt über die Koppeleinheit mit einer zweiten Welle oder direkt mit der Schließnase verbunden und ermöglicht dadurch eine Betätigung des Schlosses. Die zweite Welle ist üblicherweise permanent drehfest mit der Schließnase verbunden und trägt auf der Türinnenseite eine Handhabe, mit der sie in beide Richtungen gedreht werden kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Tür von der Innenseite her immer geöffnet werden kann, während der Zutritt von außen nur nach Eingabe einer gültigen Berechtigung erfolgen kann.
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Stand der Technik
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In der
DE 199 23 786 A1 wird ein Beschlag für ein Schloss vorgestellt. Dieser enthält einen zum Anschluss an ein Schlossbetätigungsorgan bestimmten inneren Drehkörper mit einem eine Aufnahmeöffnung aufweisenden ersten Kupplungsabschnitt, einen zum Anschluss an eine Handhabe bestimmten äußeren Drehkörper mit einem zweiten Kupplungsabschnitt und eine auf der Seite des inneren Drehkörpers angeordnete schaltbare Kupplung zum drehfesten Verbinden der beiden Kupplungsabschnitte. Der zweite Kupplungsabschnitt ist drehbar in die Aufnahmeöffnung einführbar. Die Kupplung weist einen radial beweglichen Kupplungshebel auf, der zur direkten Verbindung der beiden Kupplungsabschnitte bestimmt ist. Der Kupplungshebel ist schwenkbar in einer den ersten Kupplungsabschnitt umschließenden Aufnahmehülse gelagert. Zur Steuerung des Kupplungshebels ist ein axial vor- und zurückbewegbar auf der Aufnahmehülse gelagerter Schieber vorgesehen.
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Der zweite Kupplungsabschnitt ist drehbar und axial verschiebbar in den ersten Kupplungsabschnitt einführbar. Der innere Drehkörper ist im Bereich des ersten Kupplungsabschnitts mit einem parallel zu seiner Achse verlaufenden Längsschlitz ausgestattet. Der äußere Drehkörper trägt im Bereich des zweiten Kupplungsabschnitts parallel zu seiner Achse eine Längsnut. Im eingekoppelten Zustand greift der Kupplungshebel zumindest teilweise in den Längsschlitz und die Längsnut ein.
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In der
WO 2004/020769 A1 wird ein elektronisches Fallenschloss vorgestellt. Ein Stellglied ist zwischen zwei Federn angeordnet, die von einem motorisch angetriebenen Verschiebeteil axial verschoben werden. Das Stellglied kann über Federn und Verschiebeteil axial in zwei Richtungen bewegt werden. Das Stellglied ist mit der Falle verbunden. Bei einer Drehrichtung des Motors wird das Stellglied über Feder und Verschiebeteil vom Motor weg geschoben und zieht damit die Falle in ihre Einzugsposition, in welcher sie Öffnung freigibt. Bei der anderen Drehrichtung des Motors wird das Stellglied in Richtung Motor gezogen und schiebt damit die Falle zurück in ihre Schließposition. Ist die Bewegung der Falle während des Öffnungs- oder Schließprozesses blockiert, wird die vom Motor aufgebrachte Kraft je nach Bewegungsrichtung in einer der beiden Federn zwischengespeichert. Sobald die Bewegungs-Blockade der Falle beendet ist, kann sich die betroffenen Feder wieder ausdehnen und den Öffnungs- oder Schließprozess der Falle beenden.
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In der
EP 1 953 314 A1 ist eine Koppeleinheit beschrieben, die über einen Steuerzapfen verfügt, der mit einer von zwei Wellen drehfest verbunden ist und der in eine Ausnehmung der anderen Welle einschiebbar ist. Dadurch sind die beiden Wellen drehfest koppelbar. Die Koppeleinheit verfügt außerdem über eine von einem Motor angetriebene drehbare Steuerscheibe, die einen ringsegmentförmigen oder ringförmigen Bereich mit Rampe trägt. Der Steuerzapfen wirkt mit der Rampe zusammen: wird die Steuerscheibe gedreht, so gleitet der Steuerzapfen die Rampe entlang und der Steuerzapfen wird entsprechend längsverschoben. Der Steuerzapfen ist in Richtung der Rampe federbelastet. Dadurch wird der Steuerzapfen durch Drehen der Steuerscheibe, in Abhängigkeit von der Drehrichtung, vor- oder zurück geschoben. Zur drehfesten Kopplung der beiden Wellen wird der Steuerzapfen durch eine entsprechende Rotation der Steuerscheibe in die Ausnehmung der Welle eingeschoben. Weil die Steuerscheibe die Rotationsbewegungen des Motors in eine Linearbewegung des Steuerzapfens umsetzt, ist eine kompakte Bauform des Schließsystems möglich.
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Diese Lösung kann allerdings nicht eingesetzt werden, wenn der Schließzylinder variabel an unterschiedliche Türstärken anpassbar sein soll und wenn deshalb die relative axiale Position der beiden Wellen zueinander variabel einstellbar sein muss.
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In der
DE 10 2007 040 356 B4 wird ein Koppelsystem beschrieben, in dem zwei Wellen unabhängig voneinander drehbar sind. In der ersten Welle ist ein Mitnahmestift in einem zylindrischen Teil gelagert, welches in einer Bohrung eines in die erste Welle eingefügten Teils radial verlagerbar gelagert ist. Durch radiale Verlagerung des zylindrischen Teils kann der Mitnahmestift zwischen einer Freilaufstellung und einer Mitnahmestellung, in welcher er in eine Aussparung der zweiten Welle eingreift, radial verlagert werden.
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In der ersten Welle ist axial ein Rotationsmotor angeordnet, der eine Spindel antreibt. In der Spindel läuft ein Stift, der fest mit einem Antriebsteil verbunden ist. Zwischen Antriebsteil und zylindrischem Teil ist ein Umlenkelement angeordnet, welches die Verlagerung des Antriebsteils in eine radiale Verlagerung des zylindrischen Teils umsetzt. Kann der Mitnahmestift wegen der aktuellen Drehposition der beiden Wellen zueinander nicht sofort in die Mitnahmestellung einrücken, wird die aufgebrachte Arbeit in einer ersten Feder zwischengespeichert. Sobald das Antriebsteil vom Motor wieder in seine Ausgangslage zurück gezogen wird, führt eine zweite Feder das zylindrische Teil und das Umlenkelement in seine Grundposition zurück. Kann der Mitnahmestift nicht sofort aus seiner Mitnahmestellung ausrücken, weil er eingeklemmt ist, wird die Rückstellkraft in einer zweiten Feder gespeichert, bis die Rückverlagerung möglich wird.
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Die beschriebene Lösung hat den Nachteil, dass wegen der axialen und radialen Verlagerungen relativ viele Teile benötigt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass zwei unterschiedlich starke Federn eingesetzt werden müssen, die für eine zuverlässige Funktion gut aufeinander abgestimmt sein müssen. Als weiterer Nachteil ist anzuführen, dass über den Mitnahmestift starke Mitnahmekräfte auf eine relativ kleine Fläche konzentriert werden und dort Verformungen auslösen können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Koppelsystem zu beschreiben, das eine Anpassung der Länge des Schließsystems an unterschiedliche Türstärken durch Auseinanderziehen der beiden Wellen toleriert. Weitere Aufgaben der Erfindung bestehen darin, die Anzahl der benötigten Teile – verglichen mit der vorgenannten Lösung – geringer zu halten, den Einsatz zweier unterschiedlich starker Federn, die aufeinander abgestimmt werden müssten, zu vermeiden und das Mitnahmeelement so breitflächig zu gestalten, dass die zu übertragenden Kräfte keine Verformungen bewirken.
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Das erfindungsgemäße Koppelsystem kann sowohl in elektronischen Schließzylindern wie auch in elektronischen Drücker-Beschlägen zum Einsatz kommen. Deshalb beginnen wir zunächst mit einer vergleichenden und abgrenzenden Betrachtung dieser beiden Schließsysteme.
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Elektronische Schließzylinder werden in die Zylinderöffnung von Einsteckschlössern von Türen eingebaut. Sie verfügen üblicherweise über zwei Wellen, über die in unterschiedlicher Weise die Schließnase des Schließzylinders betätigt werden kann, die wiederum Riegel und Falle des Einsteckschlosses antreibt. Bei Knaufzylindern trägt die erste Welle auf der Türaußenseite eine Handhabe, mit der sie in beide Richtungen gedreht werden kann. Im Ruhezustand des Systems dreht die erste Welle frei durch, so dass von außen keine Schlossbetätigung möglich ist. Nach Eingabe einer gültigen Berechtigung wird die erste Welle zeitbegrenzt über das Koppelsystem mit einer zweiten Welle verbunden und ermöglicht dadurch eine Betätigung des Schlosses. Die zweite Welle ist üblicherweise permanent drehfest mit der Schließnase verbunden und trägt auf der Türinnenseite eine Handhabe, mit der sie in beide Richtungen gedreht werden kann. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Tür von der Innenseite her immer geöffnet werden kann, während der Zutritt von außen nur nach Eingabe einer gültigen Berechtigung erfolgen kann.
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Elektronische Drücker-Beschläge tragen auf Höhe der Schlossnuss des Einsteckschlosses auf beiden Seiten der Türe Drücker, die über die Schlossnuss auf die Falle des Einsteckschlosses wirken und diese über Drückerbetätigung zurückziehen können, so dass dann die Türe geöffnet werden kann, falls der Schlossriegel in seiner eingezogenen Position steht. Beim Schließen der Türe schnappt die Falle selbsttätig zurück in ihre Sperrstellung gegen das Schließblech. Der türinnenseitige Drücker ist üblicherweise direkt mit der Schlossnuss verbunden, so dass von der Türinnenseite her jederzeit die Falle durch Drückerbetätigung zurückgezogen werden kann. Der türaußenseitige Drücker hingegen soll bei elektronischen Drücker-Beschlägen nur nach Eingabe einer gültigen Berechtigung eine Betätigung der Schlossfalle ermöglichen. Deshalb ist ein erstes Element drehfest mit dem türaußenseitigen Drücker verbunden. Ein zweites Element wirkt auf die Schlossnuss. Nach Eingabe einer gültigen Berechtigung bewirkt das Koppelsystem eine drehfeste Kopplung beider Elemente, so dass dann Fallenbetätigung über den türaußenseitigen Drücker – zeitbegrenzt – möglich wird.
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Die Aufgabe wird grundsätzlich durch eine Kupplungsanordnung mit den folgenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Schwenk/Koppelelement ist drehfest mit einem ersten oder zweiten Element angeordnet. Das erste Element ist mit einer äußeren Handhabe drehfest verbunden: dies kann beispielsweise ein Drehknauf oder ein Drücker sein. Das zweite Element ist bei Einsatz in einem Schließzylinder mit der Schließnase und bei Einsatz in einem Drücker-Beschlag mit der Schlossnuss drehfest verbunden. Die wesentliche Aufgabe des Koppelsystems besteht darin, nach Eingabe einer gültigen Berechtigung erstes und zweites Element zeitbegrenzt drehfest zu koppeln, um dadurch eine Schlossbetätigung zu ermöglichen.
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Das Schwenk/Koppelelement ist um seine Drehachse schwenkbar angeordnet. Es wird vorzugsweise als scheibenförmiges Element gestaltet und kann als Schwenk/Koppelblech einfach hergestellt werden. Es kann zwischen einer Grundposition und einer Mitnahmeposition hin und her geschwenkt werden. In seiner Mitnahmeposition verbindet es mit seinem Mitnahmebereich erstes und zweites Element drehfest miteinander. Das Ausschwenken des Schwenk/Koppelelements in Richtung Mitnahmeposition wird durch Krafteinwirkung auf den Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements bewirkt. Das Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements in Richtung Grundposition wird durch Krafteinwirkung auf den Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements bewirkt. Die einwirkende Kraft kann vorzugsweise mechanisch oder magnetisch verursacht sein. Ist die einwirkende Kraft mechanischer Natur, soll die Kraft zwischengespeichert bleiben, falls zum Zeitpunkt der Krafteinwirkung ein Ausschwenken oder Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements wegen der Relativposition des ersten und zweiten Elements zueinander nicht möglich ist. Hat die einwirkende Kraft magnetische Ursachen, soll diese magnetisch verursachte Kraft bis zum endgültigen Ausschwenken oder Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements aufrechterhalten bleiben, falls zum Zeitpunkt der Krafteinwirkung ein Aus- oder Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements wegen der Relativposition von erstem und zweitem Element zueinander nicht möglich ist.
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Bei Einsatz in Schließzylindern werden erstes und zweites Element vorzugsweise in Form von zwei koaxialen Wellen ausgebildet. Das Schwenk/Koppelelement ist in der inneren Welle angeordnet. Beim Ausschwenken durchquert es mit seinem Mitnahmebereich erst eine Längsnut bzw. -schlitz der inneren und dann eine Längsnut bzw. -schlitz der äußeren Welle. In seiner Mitnahmeposition verbindet es innere und äußere Welle drehfest miteinander. Sind die beiden Nuten bzw. Schlitze und der Mitnahmebereich des Schwenk/-Koppelelements in vorteilhafter Weise relativ lang gestaltet, ergibt sich eine große Koppelfläche, so dass sich während der Koppelphase die auftretenden Verformungskräfte auf eine große Fläche verteilen können. Das Schwenk/Koppelelement kann nur dann in die äußere Welle eindringen, wenn sich die Längsnuten bzw. -schlitze gegenüberstehen. In einer vorteilhaften Gestaltung können in der äußeren Welle mehrere Langnuten bzw. Langschlitze angeordnet werden. In diesem Fall ergibt sich während einer Umdrehung der inneren Welle mehrfach die Situation, dass sich die Nuten bzw. Schlitze beider Wellen gegenüberstehen – d. h. die innere Welle muss weniger gedreht werden, bis eine potentielle Koppelsituation vorliegt.
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Bei Einsatz in Drücker-Beschlägen werden vorzugsweise abweichende Gestaltungen gewählt: als erstes Element kann hier vorzugsweise ein Drücker eingesetzt werden – und als zweites Element eine Welle, die mit der Schlossnuss drehfest verbunden ist. Hier kann es vorteilhaft sein, das Schwenk/Koppelelement und seinen zugehörigen Antrieb außerhalb vom ersten Element im zweitem Element anzuordnen. Die Kopplung geschieht durch Schwenken von außen nach innen: das Schwenk/Koppelelement durchquert von außen her mit seinem Mitnahmebereich eine Nut bzw. einen Schlitz des ersten (inneren) Elements und verbindet dann in seiner Mitnahmeposition zweites und erstes Element drehfest miteinander. Auch hier lassen sich die beteiligten Elemente so lang gestalten, dass sich eine vorteilhaft große Koppelfläche ergibt.
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Wir stellen in dieser Schrift vier voneinander unabhängige Lösungen A, B, C und D vor. Jede dieser vier Lösungen stellt ein Koppelsystem vor, welches den Aufgaben der Erfindung gerecht wird und welches sowohl in elektronischen Schließzylindern wie auch in elektronischen Drücker-Beschlägen eingesetzt werden kann.
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In der Lösung A wird die Aufgabe im wesentlichen durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein elektrischer Antrieb ist drehfest mit einem Hubteil verbunden und treibt dieses an. Das Hubteil ist mit mindestens einer Rampe und einer Senke ausgestattet. Die Rampe kommt von der Senke und läuft zu einer Erhebung, wobei die Rampe spiralförmig, linear oder in beliebiger Art und Weise von der Senke zur Erhebung führt. Senke und Erhebung sind beliebig gestaltet – z. Bsp. kugelförmig oder ebenförmig.
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Das Hubteil ist federnd gelagert. Das Schwenk/-Koppelelement kann durch Kraftausübung auf seinen Ausschwenkbereich so weit um seine Drehachse geschwenkt werden, bis sein Mitnahmebereich erstes und zweites Element drehfest miteinander verbindet. Durch Kraftausübung auf seinen Rückschwenkbereich kann das Schwenk/Koppelelement in Gegenrichtung geschwenkt werden.
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Bei jeder Bestromung wird das Hubteil durch den elektrischen Antrieb um einen definierten Winkelbereich gedreht – vorteilhaft immer in der gleichen Drehrichtung. Der Winkelbereich ist so bemessen, dass die Rampe des Hubteils nach Abschluss einer Drehung mechanisch auf den Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements und nach Abschluss der nächsten Drehung auf den Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements wirkt. Ist das Hubteil so gedreht, dass seine Rampe gegen den Ausschwenkbereich des Schwenk/-Koppelelements wirkt, wird dieses dadurch radial ausgeschwenkt und erreicht schließlich mit seinem Mitnahmebereich die Mitnahmeposition, in welcher es erstes und zweites Element drehfest verbindet. Dies ist nur dann möglich, wenn die Nuten bzw Schlitze beider Elemente einander gegenüber stehen. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Elemente dieses Ausschwenken in die Mitnahme-Position nicht zu, wird das Hubteil gegen seine federnde Lagerung verschoben und die aufgebrachte Kraft in der federnden Lagerung zwischengespeichert, bis nach weiterer Rotation des ersten oder des zweiten Elements beide Nuten schließlich einander gegenüber liegen. Erst dann kann das Schwenk/-Koppelelement endgültig in seine Mitnahmeposition ausrücken. Die federnde Lagerung entspannt sich und es herrscht nur noch die grundsätzliche Vorspannung der federnden Lagerung, welche die Lage des Schwenk/Koppelelements aufrecht erhält. Mit der nächsten Bestromung des elektrischen Antriebs wird das Hubteil in gleicher Richtung um einen definierten Winkelbereich weitergedreht. Die Rampe des Hubteils gleitet während der Drehbewegung über Bereiche des Schwenk/Koppelelements und wirkt am Ende der Drehung gegen den Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements. Dieses wird dadurch aus der Mitnahmeposition heraus in seine Grundposition zurück geschwenkt und die Mitnahme des einen Elements durch das andere beendet. Ist das Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements allerdings aktuell nicht möglich, weil das Schwenk/Koppelelement in einem noch laufenden Mitnahmevorgang durch die beiden Elemente eingeklemmt ist, wird das Hubteil gegen seine federnde Lagerung verschoben und die aufgebrachte Kraft in der federnden Lagerung zwischengespeichert. Sobald später die Einklemmung des Schwenk/Koppelelements zwischen beiden Elementen entfällt, kann es endgültig in seine Grundposition zurück schwenken. Die federnde Lagerung des Hubteils entspannt sich wieder und es herrscht nur noch die grundsätzliche Vorspannung der federnden Lagerung, welche die Lage des Schwenk/Koppelelements aufrecht erhält. Die in den letzten beiden Absätzen vorgestellten Abläufe gelten in jeweils angepasster Weise auch für die später vorzustellenden Lösungen B und C.
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Das Schwenk/Koppelelement ist mit seinem Drehpunkt in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass sowohl sein Ausschwenk- wie auch sein Rückschwenkbereich auf seiner dem Hubteil zugewandten Seite liegen. Somit genügt eine definierte Drehung des Hubteils, um mit der Rampe des Hubteils vom Ausschwenkbereich zum Rückschwenkbereich zu gelangen und umgekehrt.
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Der Koppelvorgang selbst erfolgt durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements, welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist außerdem, dass die Drehbewegung des Hubteils bzw. des Antriebs in einfacher Weise kontrolliert werden kann – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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Die geschilderte Lösung hat außerdem den Vorteil, dass der elektrische Antrieb immer nur in einer Richtung drehen muss. Die Anordnung des Antriebs kann je nach konstruktiver Gegebenheit axial, parallel oder schräg erfolgen. Auch die Art des elektrischen Antriebs erlaubt Alternativen: besonders zweckmäßig erscheint ein Getriebemotor oder ein Motor mit separatem Getriebe. Durch die geschilderte Zwischenspeicherung in der federnden Lagerung des Hubteils sind die Bewegungen des Schwenk/Koppelelements in vorteilhafter Weise zeitlich von der Ansteuerung des elektrischen Antriebs und der daraus resultierenden Drehbewegung des Hubteils entkoppelt.
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Die Zwischenspeicherung in der federnden Lagerung des Hubteils erfolgt in vorteilhafter Weise durch ein einziges Federelement, so dass keinerlei Abstimmung unterschiedlicher Federn benötigt wird.
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In bevorzugter Ausführung des Anspruchs 4 ist die Rampe als schräg angeordnetes Kugellager auf dem Hubteil ausgeführt. Dadurch wird die Gleitreibung zwischen Rampe und den Bereichen des Schwenk/Koppelelements vorteilhaft reduziert. Als vorteilhafte Folge kann ein elektrischer Antrieb mit einer geringeren Leistungsaufnahme eingesetzt werden und der Abrieb der bei der Gleitreibung beanspruchten Teile ist geringer.
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In einer bevorzugten Ausführung – gekennzeichnet in Anspruch 2 – ist ein Blockierelement mit dem Hubteil mitdrehend angeordnet. Das Blockierelement rückt bei Drehung des Hubteils in eine Ausnehmung des Schwenk/Koppelelements ein, sobald das Schwenk/-Koppelelement in seiner Grundposition steht. In dieser Position sind erstes und zweites Element bzw. beide Wellen unabhängig voneinander drehbar – es gibt keine Mitnahme. Aus Sicherheitsgründen soll das Verbleiben des Schwenk/Koppelelements in dieser Position gegen manipulative Einwirkung von außen geschützt werden: dies geschieht durch das beschriebene Blockierelement. Sobald das Blockierelement in die Ausnehmung des Schwenk/Koppelelements einrückt, begrenzt es die Verlagerungsmöglichkeit des federnd gelagerten Hubteils und damit manipulative Versuche, durch Schlag- oder Dreheinwirkung von außen ein Ausschwenken des Schwenk/Koppelelements in die Mitnahmeposition zu erreichen.
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Bei der nächsten Bestromung wird das Hubteil um einen definierten Winkelbereich weiter gedreht. Im Verlauf dieser Drehung wird das Blockierelement durch eine Ablaufbahn aus der Ausnehmung des Schwenk/Koppelelements wieder heraus bewegt. Dadurch kann das Schwenk/Koppelelement wieder ausschwenken und in seine Mitnahmeposition einrücken.
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In der Lösung B wird die Aufgabe im wesentlichen durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Ein elektrischer Antrieb, ein Hubteil und ein Schwenk/Koppelelement sind drehfest mit erstem oder zweitem Element angeordnet. Der elektrische Antrieb ist drehfest mit dem Hubteil verbunden und treibt das Hubteil an, das mit mindestens einer Rampe und Senke ausgestattet ist. Das Schwenk/Koppelelement kann durch Druck auf seinen Ausschwenkbereich so weit um seine Drehachse geschwenkt werden, bis sein Mitnahmebereich die Mitnahme-Position erreicht. Durch Kraftausübung auf seinen Rückschwenkbereich kann das Schwenk/Koppelelement in Gegenrichtung geschwenkt werden.
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Zwischen Hubteil und Schwenkelement ist ein erstes Federmodul angeordnet, das bei axialer Verschiebung auf den Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements wirkt. Zwischen Hubteil und Schwenkelement ist parallel zum ersten Federmodul ein zweites Federmodul angeordnet, das bei axialer Verschiebung auf den Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements wirkt. Bei Drehung des Hubteils gleitet die Rampe über die beiden Federmodule und bewirkt abhängig von der Drehposition des Hubteils axiale Verschiebungen und Anspannungen bzw. Entspannungen der Federmodule.
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Ist das Hubteil so gedreht, dass die Erhebung seiner Rampe gegen das erste Federmodul wirkt, überträgt dieses die Kraft auf den Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements. Dieses wird dadurch radial ausgeschwenkt und erreicht schließlich mit seinem Mitnahmebereich die Mitnahmeposition, in welcher es erstes und zweites Element drehfest verbindet. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Elemente dieses Ausschwenken in die Mitnahme-Position nicht zu, da die Schlitze bzw. Nuten von Element 1 und 2 sich nicht gegenüber stehen, wird die aufgebrachte Kraft im ersten Federmodul zwischengespeichert, bis nach weiterer Rotation des ersten oder zweiten Elements das Schwenk/-Koppelelement endgültig in seine Mitnahmeposition ausrücken kann.
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Mit der nächsten Bestromung des elektrischen Antriebs wird das Hubteil vorteilhafterweise in gleicher Richtung um einen definierten Winkelbereich weitergedreht. Die mitgedrehte Rampe wirkt nun mit ihrer Erhebung gegen das zweite Federmodul. Dieses überträgt die Kraft auf den Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements. Dieses wird dadurch aus der Mitnahmeposition heraus in seine Grundposition zurück geschwenkt und damit die Kopplung der beiden Elemente beendet. Ist das Rückschwenken des Schwenk/-Koppelelements allerdings aktuell nicht möglich, weil das Schwenk/Koppelelement in einem noch laufenden Mitnahmevorgang durch die beiden Elemente eingeklemmt ist, wird die Kraft im zweiten Federmodul zwischengespeichert. Sobald dann das Drehen an der äußeren Handhabe beendet wird, entfällt auch die Einklemmung des Schwenk/Koppelelements. Erst jetzt kann das Schwenk/-Koppelelement endgültig in seine Grundposition zurück schwenken.
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Das Schwenk/Koppelelement ist mit seinem Drehpunkt in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass sowohl sein Ausschwenk- wie auch sein Rückschwenkbereich auf seiner dem Hubteil zugewandten Seite liegen. Somit genügt eine definierte Drehung des Hubteils, um mit der Rampe des Hubteils vom Ausschwenkbereich zum Rückschwenkbereich zu gelangen und umgekehrt.
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Der Koppelvorgang selbst erfolgt durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements, welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist außerdem, dass die Drehbewegung des Hubteils bzw. Antriebs in einfacher Weise kontrolliert werden kann – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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Die geschilderte Lösung hat den Vorteil, dass der elektrische Antrieb immer nur in einer Richtung drehen muss. Jede Bestromung des elektrischen Antriebs bewirkt eine Drehung des Hubteils um einen definierten Winkelbereich – immer in der gleichen Drehrichtung. Hinsichtlich Anordnung und Art des elektrischen Antriebs gelten die gleichen Aussagen wie bei Lösung A.
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Eine bevorzugte Ausführung der Federmodule ist durch die Merkmale des Anspruchs 5 gekennzeichnet. Zum Einsatz kommen vorzugsweise Druckfedern, wobei es vorteilig ist, in beiden Federmodulen identische Federn mit gleicher Federrate und gleichen Abmessungen einzusetzen. Ist das eine Federmodul gespannt, entspannt sich das andere und umgekehrt. Hubteil und Köpfe beider Federmodule, gegen die das Hubteil wirkt, sollten vorzugsweise aus abriebfestem Material mit Gleiteigenschaften hergestellt werden.
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In bevorzugter Ausführung des Anspruchs 4 ist die Rampe als schräg angeordnetes Kugellager auf dem Hubteil ausgeführt. Dadurch wird die Gleitreibung zwischen Rampe und den Köpfen der Federmodule vorteilhaft reduziert. Als Folge kann ein elektrischer Antrieb mit einer geringeren Leistungsaufnahme eingesetzt werden und der Abrieb der bei der Gleitreibung beanspruchten Teile ist geringer.
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In der Lösung C wird die Aufgabe im wesentlichen durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Ein elektrischer Antrieb, ein Verschiebeteil und ein Schwenk/Koppelelement sind drehfest mit erstem oder zweitem Element angeordnet. Mit Hilfe des elektrischen Antriebs kann das Verschiebeteil axial verlagert werden. Das Schwenk/Koppelelement ist so angeordnet, dass es durch Druck auf seinen Ausschwenkbereich so weit um seine Drehachse geschwenkt werden kann, bis sein Mitnahmebereich die Mitnahmeposition erreicht. Durch Druck auf seinen Rückschwenkbereich kann das Schwenk/Koppelelement in Gegenrichtung geschwenkt werden.
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Zwischen Verschiebeteil und Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements ist ein erstes Federmodul axial angeordnet, das bei axialer Verlagerung des Verschiebeteils in Richtung Schwenk/-Koppelelement auf den Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements wirkt. Zwischen Verschiebeteil und Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements ist ein zweites Federmodul axial angeordnet ist, das bei axialer Verlagerung des Verschiebeteils weg vom Schwenk/Koppelelement auf den Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements wirkt. Werden in beiden Federmodulen identische Federn eingesetzt, hat dies den Vorteil, dass keine Anpassung der Federn untereinander nötig wird. Zweckmäßigerweise werden Druckfedern bzw. Federelemente mit Hülsen verwendet.
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Nach Eingabe einer gültigen Berechtigung wird der elektrische Antrieb angesteuert. Dieser verlagert das Verschiebeteil axial in Richtung Schwenk/Koppelelement. Durch diese Bewegung wird das erste Federmodul gespannt und das zweite Federmodul entspannt. Dadurch drückt das erste Federmodul gegen den Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements. Dieses wird dadurch radial ausgeschwenkt und erreicht schließlich mit seinem Mitnahmebereich die Mitnahmeposition, in welcher es die beiden Elemente drehfest verbindet. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Elemente dieses Ausschwenken in die Mitnahme-Position nicht zu, wird die Kraft im ersten Federmodul zwischengespeichert, bis nach weiterer Betätigung der äußeren Handhabe beide Elemente schließlich eine Drehposition erreichen, in der das Schwenk/Koppelelement endgültig in seine Mitnahmeposition ausrücken kann und das erste Federmodul sich entspannen kann. Anzumerken ist, dass in beiden Positionen des Schwenk/Koppelelements die Federvorspannung der Federmodule immer erhalten bleibt.
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Mit der nächsten Bestromung ändert der elektrische Antrieb seine Wirkrichtung: das Verschiebeteil wird nun weg vom Schwenk/Koppelelement verlagert. Das erste Federmodul wird dadurch entspannt. Das zweite Federmodul wird durch die Verlagerung des Verschiebeteils gegen den Rückschwenkbereich des axial fixierten Schwenk/Koppelelements gedrückt. Dieses wird dadurch aus seiner Mitnahmeposition heraus in seine Grundposition zurück geschwenkt und dadurch die Mitnahme eines Elements durch das andere beendet. Ist das Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements allerdings aktuell nicht möglich, weil das Schwenk/Koppelelement in einem noch laufenden Mitnahmevorgang durch die beiden Elemente eingeklemmt ist, wird die Kraft im zweiten Federmodul zwischengespeichert. Sobald die Betätigung der äußeren Handhabe beendet wird, entfällt auch die Einklemmung des Schwenk/Koppelelements. Erst jetzt kann das Schwenk/Koppelelement endgültig in seine Grundstellung zurück schwenken und das zweite Federmodul entspannt sich wieder. Es herrscht nur noch die grundsätzliche Vorspannung des Federmoduls.
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Auch bei dieser Lösung erfolgt der Koppelvorgang selbst durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements, welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist auch hier, dass die Linearbewegung des Verschiebeteils in einfacher Weise kontrolliert werden kann – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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Nachteilig verglichen mit den vorher beschriebenen Lösungen A und B ist, dass bei Lösung C der elektrische Antrieb abwechselnd im Rechts- und im Linkslauf arbeiten muss. Das Verschiebeteil wird über eine Spindel oder ähnliches bewegt. Dies ist vergleichsweise teuer und aufwändig, da mit einem Anschlag oder Begrenzungsschalter gearbeitet werden muss, falls keine Lichtschranken oder ähnliches eingesetzt werden können. Für Anordnung und Art des Antriebs gelten die gleichen Aussagen wie bei den Lösungen A und B.
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In der Lösung D wird die Aufgabe im wesentlichen durch eine Kupplungsanordnung mit den folgenden Merkmalen gelöst: ein elektrischer Antrieb, ein drehendes Element und ein Schwenk/Koppelelement sind drehfest mit erstem oder zweitem Element angeordnet. Der elektrische Antrieb treibt das drehende Element an. Am drehenden Element ist mindestens ein Permanentmagnet und am Schwenk/Koppelelement sind mindestens zwei Permanentmagnete angeordnet. Oder umgekehrt sind am drehenden Element mindestens zwei Permanentmagnete und am Schwenk/Koppelelement mindestens ein Permanentmagnet angeordnet.
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Es werden Standard-Permanentmagnete eingesetzt – vorzugsweise Neodym-Magnete. Unterschiedliche Formen können gewählt werden: Stab, Quader, Scheibe, Ringe usw. Die Anordnung der Permanentmagnete auf dem drehenden Teil und auf dem Schwenk/Koppelelement kann in unterschiedlichen Anordnungen gewählt werden. Bei jeder der möglichen Anordnungen muss lediglich gewährleistet sein, dass in der einen Drehposition des drehenden Elements die magnetische Kraft in Ausschwenkrichtung auf das Schwenk/Koppelelement ausgeübt wird und dass in der anderen Drehposition des drehenden Elements die magnetische Kraft in Rückschwenkrichtung auf das Schwenk/-Koppelelement ausgeübt wird.
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Das drehende Element kann zwei unterschiedliche Drehpositionen einnehmen:
- • Grundposition:
In der Grundposition des drehenden Elements liegen sich die Permanentmagneten von drehendem Teil und von Schwenk/Koppelsystem in einer solchen Konstellation gegenüber, dass es zu einer Abstoßung zwischen drehendem Teil und Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements und/oder zu einer Anziehung zwischen drehendem Teil und Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements kommt.
- • Mitnahmeposition:
In der Mitnahmeposition des drehenden Elements liegen sich die Permanentmagneten von drehendem Teil und von Schwenk/Koppelsystem in einer solchen Konstellation gegenüber, dass es zu einer Abstoßung zwischen drehendem Teil und Ausschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements und/oder zu einer Anziehung zwischen drehendem Teil und Rückschwenkbereich des Schwenk/Koppelelements kommt.
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Nach Eingabe einer gültigen Berechtigung wird der elektrische Antrieb angesteuert. Dieser dreht das drehende Element um einen definierten Winkelbereich in seine Mitnahmeposition. In dieser Position wirkt die magnetische Kraft derart, dass das Schwenk/Koppelelement radial ausgeschwenkt wird und schließlich mit seinem Mitnahmebereich die Mitnahmeposition erreicht. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Elemente dieses Ausschwenken in die Mitnahmeposition nicht zu, bleibt die magnetische Kraft erhalten, bis nach weiterer Betätigung der äußeren Handhabe beide Elemente schließlich eine Drehposition erreichen, in der das Schwenk/Koppelelement endgültig in seine Mitnahmeposition ausrücken kann.
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Bei der nächsten Bestromung wird der elektrische Antrieb erneut angesteuert. Dieser dreht das drehende Element um einen definierten Winkelbereich in seine Grundposition. In dieser Position wirkt die magnetische Kraft derart, dass das Schwenk/Koppelelement zurück geschwenkt wird und schließlich seine Grundposition erreicht, in welcher die beiden Elemente unabhängig voneinander drehen können. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Elemente zueinander wegen Einklemmens des Mitnahmebereichs des Schwenk/Koppelelements dieses Rückschwenken in die Grundposition nicht zu, bleibt die magnetische Kraft erhalten, bis die Klemmung beendet ist und das Schwenk/Koppelelement endgültig in seine Grundposition zurück schwenken kann.
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Die Bewegungen des Schwenk/-Koppelelements sind zeitlich von der Ansteuerung des elektrischen Antriebs und der daraus resultierenden Drehung des drehenden Teils entkoppelt, da die jeweilige magnetische Kraft in der Grundposition bzw. in der Mitnahmeposition erhalten bleibt, bis das Schwenk/Koppelelement endgültig die beabsichtigte Schwenkbewegung durchgeführt hat.
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Das Schwenk/Koppelelement ist mit seinem Drehpunkt in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass sowohl sein Ausschwenk- wie auch sein Rückschwenkbereich auf seiner dem drehenden Element zugewandten Seite liegen. Somit genügt eine definierte Drehung des drehenden Elements, um mit dem jeweils benötigten Magneten vom Ausschwenkbereich zum Rückschwenkbereich zu gelangen und umgekehrt.
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Auch bei dieser Lösung erfolgt der Koppelvorgang selbst durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements, welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist auch hier, dass die Drehbewegung des drehenden Elements bzw. des Antriebs in einfacher Weise kontrolliert werden kann – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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Die geschilderte Lösung D hat den Vorteil, dass der elektrische Antrieb immer nur in einer Richtung drehen muss. Jede Bestromung des elektrischen Antriebs bewirkt eine Drehung des drehenden Elements um einen definierten Winkelbereich – immer in der gleichen Drehrichtung. Hinsichtlich Anordnung und Art des elektrischen Antriebs gelten die gleichen Aussagen wie bei den Lösungen A und B.
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Die geschilderte Lösung D hat außerdem den Vorteil, dass – im Gegensatz zu den Lösungen A und B – keine Gleitreibung zwischen drehendem Teil und Schwenk/Koppelelement auftritt.
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Eine bevorzugte Ausführung aller vier Lösungen A, B, C und D bezieht sich auf den Einsatz in elektronischen Schließzylindern und besteht darin, dass die Ausnehmungen der jeweils zweiten Wellen in Form mindestens eines Langschlitzes oder einer Langnut ausgebildet sind. Unser erfindungsgemäßes Koppelsystem wird für Schließzylinder entwickelt, die vor Ort bei der Montage an der Tür flexible Anpassung an unterschiedliche Türstärken ermöglichen sollen. Um diesen gesuchten und marktrelevanten Einsatzzweck realisieren zu können, muss es möglich sein, die beiden Wellen des Koppelsystems so weit auseinander zu ziehen, dass die resultierende Gesamtlänge des Zylinders zur jeweiligen individuellen Türstärke passt. Beim Ausschwenken in die Mitnahmeposition muss das Schwenk/Koppelelement in allen vier Lösungen erst die Ausnehmung der inneren Welle durchdringen und dann durch die Ausnehmung der äußeren Welle in die äußere Welle eindringen. Da die Ausnehmung der inneren Welle in ihrer Position innerhalb der inneren Welle fixiert ist und somit beim Auseinanderziehen der beiden Wellen nach außen wandert, muss die Ausnehmung der äußeren Welle als langer Schlitz oder als lange Nut ausgeführt sein, damit sie in jeder möglichen Auszugsposition der Ausnehmung der inneren Welle gegenüber liegen kann.
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Einige beispielhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen:
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1a bis 1b: Zwei Wellen mit Koppelsystem in zwei verschiedenen Zuständen in geschnittener Seitenansicht
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2a bis 2d: Koppelsystem gemäß Anspruch 1 in vier verschiedenen Zuständen in Seitenansicht – in 2a und 2b ergänzt um ein Blockierelement.
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3: Koppelsystem gemäß Anspruch 3 in Seitenansicht
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4a bis 4c: Koppelsystem gemäß Anspruch 6 in drei verschiedenen Zuständen in Seitenansicht.
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5a und 5b: Koppelsystem in zwei verschiedenen Zuständen in geschnittener Seitenansicht.
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6a und 6b: Koppelsystem zur Kopplung eines Drehknaufs mit einer Welle in zwei verschiedenen Zuständen in geschnittener Seitenansicht.
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1a und 1b und 2a bis 2d zeigen ein erfindungsgemäßes Koppelsystem mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen. 1a und 1b zeigen das Koppelsystem angeordnet in zwei koaxialen Wellen zum Einsatz innerhalb eines elektronischen Schließzylinders. 2a bis 2d zeigen das detaillierte Koppelsystem in vier verschiedenen Zuständen.
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Ein Schwenk/Koppelelement (6a) ist zusammen mit einem elektrischen Antrieb (8), und einem Hubteil (9) drehfest in der inneren Welle (1a) eines Schließzylinders angeordnet. Die innere Welle (1a) ist mit einer – nicht dargestellten – außenseitigen Handhabe des Schließzylinders drehfest verbunden. Die äußere Welle (2a) ist mit der – nicht dargestellten – Schließnase des Schließzylinders drehfest verbunden. Innere Welle (1a) und äußere Welle (2a) sind koaxial angeordnet. Die wesentliche Aufgabe des Koppelsystems besteht darin, nach Eingabe einer gültigen Berechtigung innere Welle (1a) und äußere Welle (2a) zeitbegrenzt drehfest zu koppeln, um dadurch eine Schlossbetätigung zu ermöglichen.
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Das Schwenk/Koppelelement (6a) ist um seine Drehachse (7) schwenkbar angeordnet. Es kann zwischen einer Grundposition und einer Mitnahmeposition hin und her geschwenkt werden. In seiner Mitnahmeposition verbindet es mit seinem Mitnahmebereich (18) innere Welle (1a) und äußere Welle (2a) drehfest miteinander. Das Ausschwenken des Schwenk/Koppelelements (6a) in Richtung Mitnahmeposition wird durch Krafteinwirkung auf den Ausschwenkbereich (12) des Schwenk/Koppelelements (6a) bewirkt. Das Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements (6a) in Richtung Grundposition wird durch Krafteinwirkung auf den Rückschwenkbereich (13) des Schwenk/Koppelelements (6a) bewirkt.
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Der elektrische Antrieb (8) treibt ein Hubteil (9) an, das zwischen Antrieb (8) und Schwenk/Koppelelement (6a) angeordnet und mit einer Rampe (10) ausgestattet ist. Das Hubteil (9) ist gegen ein federndes Element (11) axial verlagerbar. Das Schwenk/Kopppelelement (6a) kann durch Kraftausübung auf seinen Ausschwenkbereich (12) so weit um seine Drehachse (7) geschwenkt werden, bis sein Mitnahmebereich (18) innere Welle (1a) und äußere Welle (2a) drehfest miteinander verbindet. Beim Ausschwenken dreht sich das Schwenk/Koppelelement (6a) durch eine Ausnehmung (19) der inneren Welle (1a) und eine Ausnehmung (16) der äußeren Welle (2a) in die äußere Welle (2a) hinein, bis es mit seinem Mitnahmebereich (18) die Mitnahme-Position erreicht und in dieser Position beide Wellen drehfest verbindet. Das Schwenk/Koppelelement (6a) kann durch Kraftausübung auf seinen Rückschwenkbereich (13) in Gegenrichtung geschwenkt werden.
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Bei jeder Bestromung wird das Hubteil (9) durch den elektrischen Antrieb (8) um einen definierten Winkelbereich gedreht – immer in der gleichen Drehrichtung. Bei Drehung des Hubteils (9) gleitet dessen Rampe (10) über die dem Hubteil (9) zugewandte Seite des Schwenk/Koppelelements. Nach Abschluss einer Drehung wirkt die Rampe (10) abhängig von der jeweiligen Drehposition des Hubteils (9) auf den Ausschwenkbereich (12) oder den Rückschwenkbereich (13) des Schwenk/Koppelelements (6a) ein. Ist das Hubteil (9) so gedreht, dass seine Rampe (10) gegen den Ausschwenkbereich (12) des Schwenk/-Koppelelements (6a) wirkt, wird dieses dadurch radial ausgeschwenkt, durchdringt die Ausnehmung (19) der inneren Welle (1a) und dann – falls die Relativpositionen der beiden Wellen dies zulassen – die Ausnehmung (16) der äußeren Welle (2a) und erreicht schließlich mit seinem Mitnahmebereich (18) die Mitnahmeposition, in welcher es die beiden Wellen drehfest verbindet. Dies ist nur dann möglich, wenn die Ausnehmungen beider Wellen einander gegenüber stehen. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Wellen dieses Ausschwenken in die Mitnahme-Position nicht zu, wird das Hubteil (9) gegen das federnde Element (11) in Richtung Antrieb (8) verlagert und die Kraft im federnden Element (11) zwischengespeichert (diese Situation ist in 2b dargestellt), bis nach weiterer Rotation der inneren Welle (1a) beide Ausnehmungen (16, 19) schließlich gleiche Drehposition erreichen. Erst dann kann das Schwenk/Koppelelement (6a) endgültig in seine Mitnahmeposition ausrücken und das federnde Element (11) entspannt sich. Diese Situation ist in der 1b und in der 2c dargestellt. In der Mitnahmeposition bewirkt nun ein weiteres Drehen der inneren Welle (1a) – über die außenseitige Handhabe des Schließzylinders – eine Mitnahme der äußeren Welle (2a) und damit eine Mitnahme der Schließnase zur Betätigung von Riegel und/oder Falle.
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Mit der nächsten Bestromung des elektrischen Antriebs (8) wird das Hubteil (9) in gleicher Richtung wie bisher um einen definierten Winkelbereich weitergedreht. Die mitgedrehte Rampe (10) gleitet während der Drehbewegung über die dem Hubteil (9) zugewandte Seite des Schwenk/Koppelelements (6a) und wirkt am Ende der Drehbewegung gegen den Rückschwenkbereich (13) des Schwenk/Koppelelements (6a). Dieses wird dadurch aus der Mitnahmeposition heraus in seine Grundposition zurück geschwenkt und die Mitnahme der äußeren Welle (2a) durch die innere Welle (1a) beendet. Diese Situation ist in 1a und 2a dargestellt. Ist das Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements (6a) allerdings aktuell nicht möglich, weil das Schwenk/Koppelelement (6a) in einem noch laufenden Mitnahmevorgang durch die beiden Wellen eingeklemmt ist, wird das Hubteil (9) gegen das federnde Element (11) in Richtung Antrieb (8) verlagert und die Kraft im federnden Element (11) zwischengespeichert. Diese Situation ist in 2d dargestellt. Sobald dann das Drehen der inneren Welle (1a) beendet wird, entfällt auch die Einklemmung des Schwenk/Koppelelements (6a) zwischen beiden Wellen. Erst jetzt kann es endgültig in seine Grundposition zurück schwenken und das federnde Element (11) entspannt sich wieder. Diese Situation ist in den Figuren 1a und 2a dargestellt.
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Die geschilderte Lösung hat den Vorteil, dass der elektrische Antrieb (8) immer nur in einer Richtung drehen muss. Jede Bestromung des Antriebs (8) bewirkt eine Drehung des Hubteils (9) um einen definierten Winkelbereich – immer in der gleichen Drehrichtung. Um die benötigte Kraft zu erreichen, wird vorzugsweise mit einem Getriebemotor gearbeitet.
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Das Hubteil (9) kann federbelastet axial verlagert werden. Dadurch kann die Rampe (10) des Hubteils (9) über die Bereiche des Schwenk/Koppelelements (6a) gleiten, ohne dass gleich das Schwenk/Koppelelement (6a) aus- bzw. rückgeschwenkt werden muss. Erlaubt z. Bsp. die aktuelle Relativposition der beiden Wellen zueinander nicht das sofortige Ausschwenken oder Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements (6a), wird das Hubteil (9) verlagert und die jeweils empfangene Kraft im federnden Element (11) zwischengespeichert. Diese Zwischenspeicherung ermöglicht eine Ansteuerung des elektrischen Antriebs (8) ohne die Relativpositionen der beiden Wellen (1a, 2a) kennen zu müssen. Die Bewegungen des Schwenk/Koppelelements (6a) sind somit zeitlich von der Ansteuerung des elektrischen Antriebs (8) und der daraus resultierenden Drehbewegung des Hubteils (9) entkoppelt.
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Das Schwenk/Koppelelement (6a) ist mit seinem Drehpunkt (7) in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass sowohl sein Ausschwenkbereich (12) wie auch sein Rückschwenkbereich (13) auf seiner dem Hubteil (9) zugewandten Seite liegen. Somit genügt eine definierte Drehung des Hubteils (9), um mit der Rampe (10) des Hubteils (9) vom Ausschwenkbereich (12) zum Rückschwenkbereich (13) zu gelangen und umgekehrt.
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Der Koppelvorgang selbst erfolgt durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements (6a), welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist außerdem, dass die Drehbewegungen des Hubteils (9) oder Antriebs (8) in einfacher Weise kontrolliert werden können – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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2a und 2b zeigen zusätzlich ein Blockierelement (14), das mit Welle (1a) mitdrehend und axial fixiert angeordnet ist. Das Blockierelement (14) rückt bei Drehung des Hubteils (9) in eine Ausnehmung (15) des Schwenk/Koppelelements (6a) ein, sobald das Schwenk/Koppelelement (6a) in seiner Grundposition steht. Diese Situation ist in 2a dargestellt. In dieser Position sind beide Wellen (1a, 2a) unabhängig voneinander drehbar – es gibt keine Mitnahme. Aus Sicherheitsgründen soll das Verbleiben des Schwenk/Koppelelements (6a) in dieser Position gegen manipulative Einwirkung von außen geschützt werden: dies geschieht durch das beschriebene Blockierelement (14). Sobald dieses in die Ausnehmung (15) des Schwenk/Koppelelements (6a) einrückt, begrenzt es die axiale Verlagerungsmöglichkeit des federbelasteten Hubteils (9) und damit manipulative Versuche, durch Schlag- oder Dreheinwirkung von außen ein Ausschwenken des Schwenk/Koppelelements (6a) in die Mitnahmeposition zu erreichen.
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Bei der nächsten Bestromung wird der elektrische Antrieb (8) erneut angesteuert. Dies bewirkt eine erneute Drehung des Hubteils (9) um einen definierten Winkelbereich. Im Verlauf dieser Drehung wird das Blockierelement (14) durch eine Ablaufbahn aus der Ausnehmung (15) des Schwenk/-Koppelelements (6a) heraus bewegt. Das Schwenk/-Koppelelement (6a) kann wieder ausschwenken und in seine Mitnahmeposition einrücken.
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3 zeigt ein erfindungsgemäßes Koppelsystem mit den in Anspruch 3 gekennzeichneten Merkmalen. Ein elektrischer Antrieb (20), ein Hubteil (21) und ein Schwenk/Koppelelement (6b) sind – in der Abbildung nicht dargestellt – drehfest in der inneren der beiden koaxialen Wellen angeordnet. Der elektrische Antrieb (20) treibt das Hubteil (21) an, das zwischen Antrieb (20) und Schwenk/Koppelelement (6b) angeordnet und mit einer Rampe (29) ausgestattet ist. Das Schwenk/Koppelelement (6b) kann durch Druck auf seinen Ausschwenkbereich (23) so weit um seine Drehachse (7) geschwenkt werden, bis sein Mitnahmebereich (26) die Mitnahme-Position erreicht und dort die beiden koaxialen Wellen drehfest verbindet. Durch Kraftausübung auf seinen Rückschwenkbereich (25) kann das Schwenk/Koppelelement (6b) in Gegenrichtung geschwenkt werden.
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Zwischen Hubteil (21) und Schwenk/Koppelelement (6b) ist ein erstes Federmodul (22) axial angeordnet, das bei axialer Verschiebung auf den Ausschwenkbereich (23) des Schwenk/Koppelelements (6b) wirkt. Zwischen Hubteil (21) und Schwenk/Koppelelement (6b) ist parallel zum ersten Federmodul (22) ein zweites Federmodul (24) axial angeordnet, das bei axialer Verschiebung auf den Rückschwenkbereich (25) des Schwenk/Koppelelements (6b) wirkt. Beide Federmodule (22, 24) bestehen aus jeweils einem Federstift, auf dem eine Druckfeder angeordnet ist. Bei Drehung des Hubteils (21) gleitet die Rampe (29) über die Stiftköpfe der beiden Federmodule (22, 24) und bewirkt abhängig von der jeweiligen Drehposition des Hubteils (21) axiale Verschiebungen der Federmodule (22, 24). Zum Einsatz kommen Druckfedern, wobei es vorteilhaft ist, in beiden Federmodulen (22, 24) identische Federn mit gleicher Federrate und gleichen Abmessungen einzusetzen. Ist das eine Federmodul gespannt, entspannt sich das andere und umgekehrt. Hubteil (21) und Köpfe beider Federmodule (22, 24), gegen die das Hubteil (21) wirkt, werden vorzugsweise aus abriebfestem Material mit Gleiteigenschaften hergestellt.
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Ist das Hubteil (21) so gedreht, dass seine Rampe (29) gegen das erste Federmodul (22) wirkt, überträgt dieses die Kraft auf den Ausschwenkbereich (23) des Schwenk/Koppelelements (6b). Dieses wird dadurch radial ausgeschwenkt und erreicht schließlich mit seinem Mitnahmebereich (26) die Mitnahmeposition, in welcher es die beiden koaxialen Wellen drehfest verbindet. Lassen die relativen Drehpositionen der beiden Wellen dieses Ausschwenken in die Mitnahme-Position nicht zu, wird die aufgebrachte Kraft im ersten Federmodul (22) zwischengespeichert, bis nach weiterer Rotation der inneren Welle das Schwenk/Koppelelement (6b) endgültig in seine Mitnahmeposition ausrücken kann. In dieser Position bewirkt – bei Einsatz in Schließzylindern – ein weiteres Drehen an der äußeren Handhabe eine Mitnahme der Schließnase zur Betätigung von Riegel und/oder Falle (in der Zeichnung nicht dargestellt).
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Mit der nächsten Bestromung des elektrischen Antriebs (20) wird das Hubteil (21) in gleicher Richtung wie bisher um 180° weitergedreht. Die mitgedrehte Rampe (29) wirkt nun gegen das zweite Federmodul (24). Dieses überträgt die empfangene Kraft nun auf den Rückschwenkbereich (25) des Schwenk/Koppelelements (6b). Dieses wird dadurch aus der Mitnahmeposition heraus in seine Grundposition zurück geschwenkt und dadurch die Kopplung der beiden Wellen beendet. Ist das Rückschwenken des Schwenk/-Koppelelements (6b) allerdings aktuell nicht möglich, weil das Schwenk/Koppelelement (6b) in einem noch laufenden Mitnahmevorgang durch die beiden Wellen eingeklemmt ist, wird die Kraft im zweiten Federmodul (24) zwischengespeichert. Sobald dann das Drehen an der äußeren Handhabe beendet wird, entfällt auch die Einklemmung des Schwenk/Koppelelements (6b). Erst jetzt kann das Schwenk/Koppelelement (6b) endgültig in seine Grundposition zurück schwenken.
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Die geschilderte Lösung hat den Vorteil, dass der elektrische Antrieb (20) immer nur in einer Richtung drehen muss. Jede Bestromung des elektrischen Antriebs (20) bewirkt eine Drehung des Hubteils (21) um 180° – immer in der gleichen Drehrichtung. Um die benötigte Kraft zu erreichen, wird vorzugsweise mit einem Getriebemotor gearbeitet.
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Durch die zwischenspeichernde Wirkung der Federmodule (22, 24) kann die Rampe (29) über die Köpfe der beiden Federmodule gleiten, ohne dass sofort das Schwenk/Koppelelement (6b) geschwenkt werden muss. Dies ermöglicht eine Ansteuerung des elektrischen Antriebs (20), ohne die Relativpositionen der beiden Wellen kennen zu müssen. Die Bewegungen des Schwenk/Koppelelements (6b) sind somit zeitlich von der Ansteuerung des elektrischen Antriebs (20) und der daraus resultierenden Drehbewegung des Hubteils (21) entkoppelt.
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Das Schwenk/Koppelelement (6b) ist mit seinem Drehpunkt (7) in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass sowohl sein Ausschwenkbereich (23) wie auch sein Rückschwenkbereich (25) auf seiner dem Hubteil (21) zugewandten Seite liegen. Somit genügt eine definierte Drehung des Hubteils (21), um mit der Rampe (29) des Hubteils (21) vom Ausschwenkbereich (23) zum Rückschwenkbereich (25) zu gelangen und umgekehrt.
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Der Koppelvorgang selbst erfolgt durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements (6b), welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist außerdem, dass die Drehbewegung des Hubteils (21) oder des Antriebs (20) in einfacher Weise kontrolliert werden kann – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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4a bis 4c zeigen ein erfindungsgemäßes Koppelsystem mit den in Anspruch 6 gekennzeichneten Merkmalen in drei verschiedenen Zuständen. Ein elektrischer Antrieb (30), ein Verschiebeteil (31) und ein Schwenk/Koppelelement (6c) sind – in der Abbildung nicht dargestellt – drehfest in der inneren der beiden koaxialen Wellen angeordnet. Der elektrische Antrieb (30) treibt das Verschiebeteil (31) direkt oder indirekt – z. Bsp. über eine Schnecke oder eine Spindel – an und kann dieses axial verlagern. Das Schwenk/Koppelelement (6c) ist so angeordnet, dass es durch Druck auf seinen Ausschwenkbereich (33) so weit um seine Drehachse (7) geschwenkt werden kann, bis sein Mitnahmebereich die Mitnahmeposition erreicht und dort beide Wellen drehfest verbindet. Durch Druck auf seinen Rückschwenkbereich (34) kann das Schwenk/-Koppelelement (6c) in Gegenrichtung geschwenkt werden. Zwischen der Fläche (36) des Verschiebeteils (31) und dem Ausschwenkbereich (33) des Schwenk/Koppelelements (6c) ist ein erstes Federmodul (32) angeordnet, das bei axialer Verlagerung des Verschiebeteils (31) in Richtung Schwenk/Koppelelement (6c) auf den Ausschwenkbereich (33) des Schwenk/Koppelelements (33) wirkt. Zwischen Fläche (37) des Verschiebeteils (31) und Rückschwenkbereich (34) des Schwenk/Koppelelements (6c) ist ein zweites Federmodul (35) angeordnet, das bei axialer Verlagerung des Verschiebeteils (31) in Richtung elektrischer Antrieb (30) auf den Rückschwenkbereich (34) des Schwenk/Koppelelements (6c) wirkt.
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In der Grundposition des Koppelsystems steht das Schwenk/Koppelelement (6c) in eingeschwenkter Position (dargestellt in 4a): beide Wellen sind unabhängig voneinander drehbar – es gibt keine Mitnahme. Nach Eingabe einer gültigen Berechtigung wird der elektrische Antrieb (30) angesteuert. Dieser verlagert das Verschiebeteil (31) axial in Richtung Schwenk/Koppelelement (6c). Durch diese Verlagerung wird das erste Federmodul (32) gespannt und das zweite Federmodul (35) entspannt. Dadurch übt das erste Federmodul (32) Kraft aus gegen den Ausschwenkbereich (33) des Schwenk/Koppelelements (6c). Dieses wird dadurch radial ausgeschwenkt und erreicht schließlich mit seinem Mitnahmebereich die Mitnahmeposition (dargestellt in 4c), in welcher es die beiden Wellen drehfest verbindet. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Wellen dieses Ausschwenken in die Mitnahme-Position nicht zu, wird die Kraft im ersten Federmodul (32) zwischengespeichert (dargestellt in 4b), bis nach weiterer Betätigung der äußeren Handhabe beide Wellen schließlich eine Drehposition erreichen, in der das Schwenk/Koppelelement (6c) endgültig in seine Mitnahmeposition ausrücken kann und das erste Federmodul (32) sich entspannen kann. In der Mitnahmeposition bewirkt ein weiteres Drehen an der äußeren Handhabe eine Mitnahme der zweiten Welle und damit – bei Einsatz in einem Schließzylinder – eine Mitnahme der Schließnase zur Betätigung von Riegel und/oder Falle. Die Vorspannung der Federmodule hält das Schwenk/Koppelelement (6c) in der Grundposition bzw. in der Mitnahme-Position.
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Mit der nächsten Bestromung ändert der elektrische Antrieb (30) seine Wirkrichtung: das Verschiebeteil (31) wird nun axial in Richtung Antrieb (30) verlagert. Das erste Federmodul (32) wird dadurch entspannt. Das zweite Federmodul (35) wird durch die Verlagerung des Verschiebeteils (31) gegen den Rückschwenkbereich (34) des axial fixierten Schwenk/-Koppelelements (6c) gedrückt. Dieses wird dadurch aus seiner Mitnahmeposition heraus in seine Grundposition zurück geschwenkt und die Mitnahme der zweiten Welle durch die erste Welle beendet. Ist das Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements (6c) allerdings aktuell nicht möglich, weil das Schwenk/Koppelelement (6c) in einem noch laufenden Mitnahmevorgang durch die beiden Wellen eingeklemmt ist, wird die aufgebrachte Kraft im zweiten Federmodul (35) zwischengespeichert. Sobald die Betätigung der äußeren Handhabe beendet wird, entfällt auch die Einklemmung des Schwenk/Koppelelements (6c). Erst jetzt kann das Schwenk/-Koppelelement (6c) endgültig in seine Grundstellung zurück schwenken und das zweite Federmodul (35) entspannt sich wieder zurück in seine Vorspannung. Im Grundzustand des Schwenk/Koppelelements (6c) hat das zweite Federmodul (35) eine größere Vorspannung als das erste Federmodul (32) – im Mitnahme-Zustand des Schwenk/Koppelelements ist es genau umgekehrt.
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Durch die Zwischenspeicherungen in den beiden Federmodulen (32, 35) können die Verlagerungen des Verschiebeteils (31) jeweils durchgeführt werden, ohne dass gleich das Schwenk/-Koppelelement (6c) aus- bzw. rückgeschwenkt werden muss. Die Bewegungen des Schwenk/-Koppelelements (6c) sind somit zeitlich von der Ansteuerung des elektrischen Antriebs (30) und der daraus resultierenden Verlagerung des Verschiebeteils (31) entkoppelt.
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Vorteilhaft ist, dass bei axialer Verlagerung des Verschiebeteils (31) sich immer ein Federmodul entspannen kann, wenn das andere Federmodul gespannt wird. Das wird dadurch erreicht, dass das Verschiebeteil (31) gleichzeitig auf beide Federmodule (32, 35) einwirkt. Dadurch können beide Federmodule vorteilhafterweise identisch ausgeführt werden, sie müssen nicht aufeinander abgestimmt werden und es wird insgesamt weniger Kraft zur Durchführung der Schwenkbewegungen des Schwenk/Koppelelements (6c) benötigt. Für das Aus- und Rückschwenken des Schwenk/Koppelelements (6c) wird dieselbe Kraft benötigt.
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Der Koppelvorgang selbst erfolgt durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements (6c), welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist außerdem, dass die Axialbewegung des Verschiebeteils (31) in einfacher Weise kontrolliert werden kann – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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Nachteilig verglichen mit den vorher beschriebenen Lösungen der 1 bis 3 ist, dass bei der Lösung der 4 der elektrische Antrieb abwechselnd im Rechts- und im Linkslauf arbeiten muss.
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5a und 5b zeigen ein erfindungsgemäßes Koppelsystem in zwei verschiedenen Zuständen. Ein elektrischer Antrieb (40), ein drehendes Element (41) und ein Schwenk/Koppelelement (6d) sind – in der Abbildung nicht dargestellt – drehfest in der inneren der beiden koaxialen Wellen angeordnet. Der elektrische Antrieb (40) treibt das drehende Element (41) an und kann dieses in zwei unterschiedliche Positionen drehen. Am drehenden Element (41) sind zwei Permanentmagnete (42) und am Schwenk/Koppelelement (6d) sind ebenfalls zwei Permanentmagnete (43) angeordnet. Die Permanentmagnete (42, 43) sind örtlich und in ihrer magnetischen Ausrichtung so angeordnet, dass bei der einen Drehposition des drehenden Elements (41) magnetische Kraft in Ausschwenkrichtung auf das Schwenk/-Koppelelement (6d) ausgeübt wird und dass bei der anderen Drehposition des drehenden Elements (41) magnetische Kraft in Rückschwenkrichtung auf das Schwenk/Koppelelement (6d) ausgeübt wird.
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Das drehende Element (41) kann zwei unterschiedliche Drehpositionen einnehmen:
- • 5a: Grundposition:
In der Grundposition liegen sich die Permanentmagnete (42, 43) von drehendem Teil (41) und vom Schwenk/Koppelsystem (6d) in einer solchen Konstellation gegenüber, dass es zu einer Abstoßung zwischen drehendem Teil (41) und Rückschwenkbereich (45) des Schwenk/Koppelelements (6d) und gleichzeitig zu einer Anziehung zwischen drehendem Teil (41) und Ausschwenkbereich (44) des Schwenk/Koppelelements (6d) kommt.
- • 5b: Mitnahme-Position:
In der Mitnahmeposition liegen sich die Permanentmagnete (42, 43) von drehendem Teil (41) und vom Schwenk/Koppelsystem (6d) in einer solchen Konstellation gegenüber, dass es zu einer Abstoßung zwischen drehendem Teil (41) und Ausschwenkbereich (44) des Schwenk/Koppelelements (6d) und gleichzeitig zu einer Anziehung zwischen drehendem Teil (41) und Rückschwenkbereich (45) des Schwenk/Koppelelements (6d) kommt.
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Nach Eingabe einer gültigen Berechtigung wird der elektrische Antrieb (40) angesteuert. Dieser dreht das drehende Element (41) um einen definierten Winkelbereich in seine Mitnahme-Position. In dieser Konstellation wirkt die magnetische Kraft derart, dass das Schwenk/Koppelelement (6d) radial ausgeschwenkt wird und schließlich mit seinem Mitnahmebereich die Mitnahmeposition erreicht, in welcher es die beiden Wellen drehfest verbindet. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Wellen dieses Ausschwenken in die Mitnahme-Position nicht zu, bleibt die magnetische Kraft erhalten, bis nach weiterer Betätigung der äußeren Handhabe beide Wellen schließlich eine Drehposition erreichen, in der das Schwenk/Koppelelement (6d) endgültig in seine Mitnahmeposition ausrücken kann. In der Mitnahmeposition bewirkt ein weiteres Drehen an der äußeren Handhabe eine Mitnahme der zweiten Welle und damit – bei Einsatz in einem Schließzylinder – eine Mitnahme der Schließnase zur Betätigung von Riegel und/oder Falle.
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Nach erneuter Bestromung dreht der elektrische Antrieb (40) das drehende Element (41) um einen definierten Winkelbereich in seine Grundposition. In dieser Konstellation wirkt die magnetische Kraft derart, dass das Schwenk/Koppelelement (6d) zurück geschwenkt wird und schließlich seine Grundposition erreicht, in welcher die beiden Wellen unabhängig voneinander drehen können. Lassen die aktuellen Drehpositionen der beiden Wellen zueinander wegen Einklemmens des Mitnahmebereichs (46) des Schwenk/Koppelelements (6d) dieses Rückschwenken in die Grundposition nicht zu, bleibt die magnetische Kraft erhalten, bis die Klemmung beendet ist und das Schwenk/Koppelelement (6d) endgültig in seine Grundposition zurück schwenken kann.
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Die Bewegungen des Schwenk/-Koppelelements (6d) sind zeitlich von der Ansteuerung des elektrischen Antriebs (40) und der daraus resultierenden Drehung des drehenden Teils (41) entkoppelt, da die magnetische Kraft in der Grundposition bzw. in der Mitnahmeposition so lange erhalten bleibt, bis das Schwenk/Koppelelement (6d) endgültig die beabsichtigte Schwenkbewegung durchgeführt hat.
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Das Schwenk/Koppelelement (6d) ist mit seinem Drehpunkt (7) in vorteilhafter Weise so gestaltet, dass sowohl sein Ausschwenkbereich (44) wie auch sein Rückschwenkbereich (45) auf seiner dem drehenden Element (41) zugewandten Seite liegen. Somit genügt eine definierte Drehung des drehenden Elements (41), um mit dem jeweils benötigten Magneten vom Ausschwenkbereich (44) zum Rückschwenkbereich (45) zu gelangen und umgekehrt.
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Auch bei dieser Lösung erfolgt der Koppelvorgang selbst durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements (6d), welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist auch hier, dass die Drehbewegung des drehenden Elements (41) in einfacher Weise kontrolliert werden kann – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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Die geschilderte Lösung der 5 hat weiterhin den Vorteil, dass der elektrische Antrieb (40) immer nur in einer Richtung drehen muss. Jede Bestromung des elektrischen Antriebs (40) bewirkt eine Drehung des drehenden Elements (41) um einen definierten Winkelbereich – immer in der gleichen Drehrichtung.
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Die magnetische Lösung der 5 hat außerdem den Vorteil, dass – im Gegensatz zu den Lösungen der 2 und 3 – keine Gleitreibung zwischen drehendem Teil (41) und Schwenk/Koppelelement (6d) auftritt.
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6a und 6b zeigen ein Koppelsystem zur Kopplung eines Drehknaufs mit einer Welle in zwei verschiedenen Zuständen in geschnittener Seitenansicht.
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In der gezeigten Anordnung könnte das Koppelsystem beispielsweise türinnenseitig an einem Schließzylinder mit beidseitiger elektronisch kontrollierter Betätigung eingesetzt werden. Der türinnenseitige Drehknauf (50) ist drehfest mit den Elementen des Koppelsystems angeordnet. Welle (57) ist drehfest mit der Schließnase des Schließzylinders verbunden. Das Koppelsystem muss also Drehknauf (50) und Welle (57) zeitbegrenzt drehfest miteinander verbinden, um eine zeitbegrenzte Schlossbetätigung über den innenseitigen Drehknauf (50) zu erreichen. In 6a und 6b ist ein magnetbasiertes Koppelsystem der Lösung D beispielhaft dargestellt. In der gezeigten Anordnung der 6 könnten allerdings die Koppelsysteme der Lösungen A, B und C genauso Verwendung finden. Das Koppelsystem der Lösung D ist bereits in 5 ausführlich erläutert worden und soll deshalb im Zusammenhang der 6 nicht erneut beschrieben werden.
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Wesentlich an der Darstellung der 6a und 6b ist, dass Antrieb (8) und Koppelsystem inclusive Schwenk/Koppelelement (6e) drehfest mit dem äußeren Element (50) der beiden zu verbindenden Elemente (50) und (57) angeordnet sind. Das Schwenk/Koppelelement (6e) dringt also – sobald es ausgeschwenkt wird – von außen her durch die Ausnehmung (58) in die Welle (57) ein und stellt – sobald es mit seinem Mitnahmebereich (56) seine Mitnahme-Position erreicht hat – eine drehfeste Verbindung zwischen Drehknauf (50) und Welle (57) her.
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Auch bei dieser Anordnung lassen sich die an der Kopplung direkt beteiligten Elemente so lang und stabil gestalten, dass sich eine vorteilhaft große Koppelfläche ergibt, so dass die auftretenden Verformungskräfte sich auf eine größere Fläche verteilen können.
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Wie bei allen anderen vorgestellten Anordnungen erfolgt der Koppelvorgang selbst durch eine einfache Dreh- bzw. Schwenkbewegung des Schwenk/Koppelelements (6e), welches deshalb einfach gelagert werden kann und beim Schwenkvorgang nur geringer Reibung unterworfen ist. Vorteilhaft ist außerdem, dass die Drehbewegung von Antrieb (8) in einfacher Weise kontrolliert werden kann – z. Bsp. durch Magnetschalter, Lichtschranken oder ähnliche Maßnahmen.
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Zum Vergleich: in 1 sind Antrieb und Koppelsystem drehfest mit der inneren der beiden zu verbindenden koaxialen Wellen angeordnet. Dort bewegt sich das Schwenk/Koppelelement von innen nach außen. In 6 hingegen sind Antrieb und Koppelsystem drehfest mit dem äußeren der beiden zu verbindenden Elemente angeordnet. In dieser Anordnung bewegt sich das Schwenk/Koppelelement von außen nach innen – verfügt aber ansonsten über die gleichen Vorteile wie in der Anordnung der 1.
