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Die Erfindung betrifft ein Motorschloss, insbesondere für eine Brandschutztür, mit einem Riegel und einem mit diesem koppelbaren elektrischen Motor.
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Brandschutztüren müssen im Ernstfall jederzeit sicher verschlossen werden, um eine Ausbreitung von Feuer oder Rauch durch die Türöffnung oder den Türspalt zu verhindern. Dazu werden Motorschlösser von Brandschutztüren in der Regel mit einer zusätzlichen Stromversorgung möglichst nahe am Schloss abgesichert. Dadurch soll sichergestellt werden, dass das Schloss auch dann noch motorisch verriegelt werden kann, wenn die Zuleitung zur Stromversorgung oder die Motorsteuerung durch den Brand zerstört wurde. Die zusätzliche Stromversorgung umfasst in der Regel Akkumulatoren, Kondensatoren oder eine Kombination davon, was relativ viel Platz in Anspruch nimmt. Schließlich besteht trotz des räumlichen Abstands der zusätzlichen Stromversorgung zum Motorschloss stets auch die Gefahr, dass auch die Notstromversorgung unterbrochen wird und somit das Motorschloss nicht mehr verriegelt werden kann.
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Die
DE 36 41 562 A1 offenbart ein Türschloss mit einem Schlosskörper, einem mit einer Feder belasteten Einschnappriegel und zwei Betätigungsachsen. Zusätzlich enthält der Schlosskörper eine Elektromagneteinrichtung zum Steuern einer Kupplungseinrichtung.
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Die
DE 10 2011 051 952 A1 offenbart ein Schloss mit einem Fallenriegel, einer Sperreinrichtung, einer Fallenbetätigungseinrichtung und einer Kupplungseinrichtung. Die Kupplungsbetätigungseinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass sie zum Öffnen oder Schließen schließblechseitig aktivierbar ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorschloss der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Gefahr, dass das Schloss im Notfall nicht mehr verriegelt, mit möglichst geringem Aufwand weiter minimiert wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Motorschloss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Motorschlosses ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung und der Zeichnung.
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Das insbesondere für eine Brandschutztür vorgesehenen Motorschloss umfasst einen Riegel und einen mit diesem koppelbaren elektrischen Motor. Dabei ist das Motorschloss so ausgeführt, dass der Riegel in seiner Öffnungsstellung durch eine vorgespannte Federeinheit in seine Schließstellung beaufschlagbar und der Motor
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über eine Kupplung mit dem Riegel koppelbar ist, die über einen Aktuator geschlossen gehalten wird, solange der Aktuator mit Strom versorgt wird und bei einem Ausfall der Stromversorgung vom Aktuator freigegeben wird.
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Aufgrund dieser Ausbildung wird die Gefahr, dass das Schloss im Notfall nicht mehr selbsttätig verriegelt, mit relativ geringem Aufwand auf ein Minimum reduziert. Nachdem die Verriegelung des Motorschlosses zumindest im Notfall nicht mehr durch den Motor sondern durch eine vorgespannte bzw. aktivierte Federeinheit erfolgt, kann die bisher in der Regel erforderliche zusätzliche Stromversorgung entfallen. Die betreffende Federeinheit wird bei einem Ausfall der Stromversorgung automatisch ausgelöst, so dass selbst bei einer Trennung der Versorgungsleitung oder einer aktiven Unterbrechung der Stromversorgung durch die Brandschutzanlage das Schloss noch zuverlässig verriegelt werden kann. Während des normalen Betriebs wird die Kupplung durch den Aktuator geschlossen, um den Riegel mit dem Motor zu koppeln. Bei einem Ausfall der Stromversorgung wird die Kupplung vom Aktuator freigegeben. Mit der sich öffnenden Kupplung wird der Riegel vom Motor getrennt und die vorgespannte Federeinheit ausgelöst, woraufhin der Riegel durch diese Federeinheit in seine Schließstellung überführt wird. Dabei kann sich die vorgespannte Federeinheit mit dem Öffnen der Kupplung zusammenziehen oder ausdehnen.
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Bevorzugt ist der elektrische Motor über ein selbsthemmendes Getriebe mit einer den Riegel umfassenden Riegelmechanik koppelbar und die Kupplung so angeordnet, dass mit einem Öffnen der Kupplung der Motor unter Aufhebung der Selbsthemmung des Getriebes von der Riegelmechanik trennbar ist.
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Dabei kann die Kupplung insbesondere im Getriebe angeordnet sein. Die Riegelmechanik kann außer dem Riegel insbesondere verschiedene Zahnräder sowie eine Schaltkulisse umfassen, über die der Riegel verschiebbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motorschlosses umfasst die Kupplung zwei axial relativ zueinander verstellbare Zahnräder, die über den Aktuator zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen den beiden Zahnrädern entgegen der Kraft einer Federeinheit zusammendrückbar und bei einem Ausfall der Stromversorgung durch den Aktuator freigebbar sind, um durch die Federeinheit unter Aufhebung der drehfesten Verbindung voneinander getrennt zu werden.
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Dabei kann eines der beiden Zahnräder beispielsweise als Ritzel der betreffenden Zahnradpaarung vorgesehen sein.
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Zwischen den beiden Zahnrädern der Kupplung ist bevorzugt zumindest eine insbesondere in einer Ausnehmung einer der beiden Zahnräder sitzende Druckfeder angeordnet. Dabei kann diese Druckfeder insbesondere eine konische Form besitzen.
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Bevorzugt sind die beiden Zahnräder der Kupplung form- oder kraftschlüssig miteinander verbindbar. Bei Ausfall der Stromversorgung werden die Zahnränder axial voneinander getrennt und die Kupplung wird entsprechend geöffnet.
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Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausführungsform sind die beiden Zahnräder der Kupplung über wenigstens einen, vorzugsweise über mehrere Stifte lösbar miteinander verbindbar. Zweckmäßigerweise ist dabei ein jeweiliger Stift einerseits in einem der beiden Zahnräder fest verankert und andererseits mit dem Zusammendrücken der beiden Zahnräder in eine im anderen Zahnrad vorgesehene Öffnung einführbar.
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Bei mit Strom versorgtem aktiviertem Aktuator sind die beiden Zahnräder der Kupplung somit über die Stifte formschlüssig bzw. drehfest miteinander verbunden. Dagegen werden die beiden Zahnräder bei einem Ausfall der Stromversorgung vom Aktuator freigegeben und durch die der Kupplung zugeordnete Federeinheit axial voneinander getrennt, wodurch die jeweils in einem der beiden Zahnräder fest verankerten Stifte aus dem jeweils anderen Zahnrad gelöst werden und die Kupplung entsprechend geöffnet wird.
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Bevorzugt sind die beiden Zahnräder der Kupplung durch eine mit dem Aktuator verbundene Kupplungsklaue entgegen der Kraft der die Kupplung in Öffnungsrichtung beaufschlagenden Federeinheit zusammendrückbar.
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Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn eines der beiden Zahnräder der Kupplung axial im Schlossgehäuse fixiert und das andere Zahnrad relativ dazu axial verschiebbar ist und das axial verschiebbare Zahnrad durch die Kupplungsklaue beaufschlagbar ist.
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Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Motorschlosses ist die Kupplungsklaue durch den mit Strom versorgten Aktuator entgegen der Kraft einer vorgespannten Federeinheit in der Position gehalten, in der die beiden Zahnräder der Kupplung zusammengedrückt werden, während die Kupplungsklaue bei einem Ausfall der Stromversorgung durch die vorgespannte Federeinheit in eine Freigabeposition bewegbar ist, in der sie das axial verschiebbare Zahnrad der Kupplung freigibt.
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Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Kupplungsklaue in der Position, in der sie die beiden Zahnräder der Kupplung zusammendrückt, zwischen das axial verschiebbare Zahnrad der Kupplung und einen mit einer Schräge versehenen Vorsprung des Schlossgehäuses gehalten ist, wodurch sie gegen das betreffende Zahnrad gepresst wird.
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Dabei ist die Kupplungsklaue bevorzugt mit einer Biegung oder Auswölbung versehen, in der der Vorsprung des Schlossgehäuses aufgenommen wird, wenn die Kupplungsklaue ihre Freigabeposition einnimmt.
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Die Kupplungsklaue ist bevorzugt gelenkig mit einem linear bewegbaren Anker des Aktuators verbunden.
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Der Aktuator kann insbesondere einen Elektromagneten, ein Piezoelement und/oder dergleichen umfassen.
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Die Riegelmechanik kann insbesondere eine Schaltkulisse umfassen, über die der Riegel beaufschlagbar ist.
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Eines der beiden Zahnräder der Kupplung, insbesondere das axial im Schlossgehäuse fixierte Zahnrad, kann insbesondere mit einer vom elektrischen Motor angetriebenen Schnecke in Wirkverbindung stehen. Das andere Zahnrad der Kupplung kann insbesondere mit einem ersten Zahnrad des Getriebes der Riegelmechanik des Motorschlosses wirkverbunden sein. Am letzten Zahnrad dieses Getriebes kann beispielsweise ein Bolzen oder dergleichen angeordnet sein, über den die Schaltkulisse verschiebbar ist, um den Riegel zu verstellen. Dabei kann die Schaltkulisse durch eine vorgespannte Federeinheit in Schließstellung beaufschlagt sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motorschlosses, wobei der Gehäusedeckel entfernt ist,
- 2 eine vergrößerte schematische Teilansicht des Motorschlosses gemäß 1,
- 3 eine vergrößerte perspektivische, auseinandergezogene Ansicht der Kupplung sowie des Aktuators des Motorschlosses,
- 4 eine mit der 3 vergleichbare perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Kupplung und des Aktuators, wobei auch die zwischen den Zahnrädern der Kupplung vorgesehene Federeinheit zu erkennen ist,
- 5 eine mit der 4 vergleichbare perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Kupplung und des Aktuators aus einem anderen Blickwinkel,
- 6 eine schematische Seitenansicht der geschlossenen Kupplung mit zugeordnetem Aktuator und
- 7 eine schematische Seitenansicht der geöffneten Kupplung mit zugeordnetem Aktuator.
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Die 1 bis 7 zeigen in schematischer Darstellung eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Motorschlosses 10, das insbesondere bei einer Brandschutztür einsetzbar ist.
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Das Motorschloss 12 umfasst einen Riegel 12, zumindest eine Falle 14 sowie eine Hilfsfalle 16. Zudem umfasst das Motorschloss 10 einen mit dem Riegel 12 koppelbaren elektrischen Motor 18.
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Der Riegel 12 ist in seiner Öffnungsstellung durch eine vorgespannte Federeinheit in seine Schließstellung beaufschlagt. Der elektrische Motor 18 ist über eine Kupplung 20 mit dem Riegel 12 koppelbar. Die Kupplung 20 wird über einen Aktuator 22 geschlossen, solange der Aktuator 22 mit Strom versorgt wird. Bei einem Ausfall der Stromversorgung wird die Kupplung 20 vom Aktuator 22 freigegeben und öffnet. Ist die Kupplung 20 offen, so wird die Selbsthemmung des Getriebes aufgehoben und der Riegel 12 in Schließstellung überführt.
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Dabei ist der elektrische Motor 18 über ein selbsthemmendes Getriebe mit einer den Riegel 12 umfassenden Riegelmechanik koppelbar, die zudem eine Schaltkulisse 24 umfasst, über die der Riegel 12 bewegbar ist. Dabei ist die Kupplung 20 so angeordnet, dass mit einem Öffnen der Kupplung 20 der elektrische Motor 18 unter Aufhebung der Selbsthemmung des Getriebes von der Riegelmechanik trennbar ist.
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Die Kupplung 20 kann beispielsweise im Getriebe angeordnet sein, und die Riegelmechanik kann außer dem Riegel 12 und der Schaltkulisse 24 mit verschiedenen Zahnrädern versehen sein.
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Wie insbesondere anhand der 3 bis 7 zu erkennen ist, umfasst die Kupplung 20 zwei axial relativ zueinander verstellbare Zahnräder 26, 28, die über den Aktuator 22 zur Herstellung einer drehfesten Verbindung zwischen den beiden Zahnrädern 26, 28 entgegen der Kraft einer Federeinheit 30 (vgl. insbesondere die 4, 5 und 7) zusammendrückbar und bei einem Ausfall der Stromversorgung durch den Aktuator 22 freigebbar sind, um durch die Federeinheit 30 unter Aufhebung der drehfesten Verbindung voneinander getrennt zu werden. Dabei kann zwischen den beiden Zahnrädern 26, 28 der Kupplung 20 beispielsweise wenigstens eine insbesondere in einer Ausnehmung einer der beiden Zahnräder 26, 28 sitzende Druckfeder angeordnet sein. Im vorliegenden Fall ist die Federeinheit 30 durch eine solche Druckfeder gebildet. Dabei kann die Druckfeder beispielsweise eine konische Form besitzen.
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Wie insbesondere anhand der 4 und 5 zu erkennen ist, können die beiden Zahnräder 26, 28 der Kupplung 20 form- oder kraftschlüssig miteinander verbindbar sein, insbesondere über wenigstens einen, vorzugsweise über mehrere Stifte 32 können die Zahnräder 26, 28 der Kupplung 20 lösbar miteinander verbindbar sein. Dabei kann ein jeweiliger Stift 32 insbesondere einerseits in einem der beiden Zahnräder 26, 28 fest verankert und andererseits mit dem Zusammendrücken der beiden Zahnräder 26, 28 in eine im anderen Zahnrad vorgesehene Öffnung 34 einführbar sein.
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Im vorliegenden Fall sind die beiden Zahnräder 26, 28 der Kupplung 20 durch eine mit dem Aktuator 22 verbundene Kupplungsklaue 36 entgegen der Kraft der die Kupplung 20 in Öffnungsrichtung beaufschlagenden Federeinheit 30 zusammendrückbar.
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Dabei kann insbesondere eines der beiden Zahnräder 26, 28 der Kupplung 20 axial im Schlossgehäuse 38 fixiert und das andere Zahnrad relativ dazu axial verschiebbar sein, wobei das axial verschiebbare Zahnrad durch die Kupplungsklaue 36 beaufschlagbar ist. Im vorliegenden Fall ist beispielsweise das Zahnrad 26 axial im Schlossgehäuse 38 fixiert und das Zahnrad 28 relativ dazu axial verschiebbar und durch die Kupplungsklaue 36 beaufschlagbar.
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Die Kupplungsklaue 36 ist durch den mit Strom versorgten Aktuator 22 entgegen der Kraft einer weiteren vorgespannten Federeinheit in der Position gehalten, in der die beiden Zahnräder 26, 28 der Kupplung 20 zusammengedrückt werden. Dagegen ist die Kupplungsklaue 36 bei einem Ausfall der Stromversorgung durch die vorgespannte weitere Federeinheit in eine Freigabeposition bewegbar, in der sie das axial verschiebbare Zahnrad 28 der Kupplung 20 freigibt. Mit der Freigabe des axial verschiebbaren Zahnrads 28 wird dieses Zahnrad 28 durch die die Kupplung 20 in Öffnungsrichtung beaufschlagende Federeinheit 30 axial von dem anderen, axial im Schlossgehäuse 38 fixierten Zahnrad 26 getrennt, wodurch die Kupplung 20 geöffnet wird.
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Wie insbesondere anhand der 6 zu erkennen ist, ist die Kupplungsklaue 36 in der Position, in der sie die beiden Zahnräder 26, 28 der Kupplung 20 zusammendrückt, d.h. im vorliegenden Fall das axial verschiebbare Zahnrad 28 gegen das axial fixierte Zahnrad 26 presst, zwischen das axial verschiebbare Zahnrad 28 der Kupplung 20 und einen mit einer Schräge 40 versehenen Vorsprung 42 des Schlossgehäuses 38 gehalten ist, wodurch sie gegen das axial verschiebbare Zahnrad 28 gepresst wird. Dabei kann der Vorsprung 42 beispielsweise an einem Gehäusedeckel vorgesehen sein.
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Die Kupplungsklaue 36 ist mit einer Biegung oder Auswölbung 44 versehen, in der der Vorsprung 42 des Schlossgehäuses 38 aufgenommen wird, wenn die Kupplungsklaue 36 ihre Freigabeposition einnimmt (vgl. 7).
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Dabei ist die Kupplungsklaue 36 im vorliegenden Fall beispielsweise gelenkig mit einem linear bewegbaren Anker 46 des Aktuators 22 verbunden. Bei einem Ausfall der Stromversorgung und entsprechend deaktiviertem Aktivator 22 wird der Anker 46 durch die (nicht gezeigte) vorgespannte Federeinheit ein Stück weiter ausgefahren (vgl. 7), womit die Biegung oder Auswölbung 44 der Kupplungsklaue 36 in den Bereich des Vorsprungs 42 gelangt, woraufhin die Kupplungsklaue 36 relativ zum Anker 46 um die Achse 48 verschwenkt wird, um den Vorsprung in der Biegung oder Auswölbung 44 aufzunehmen, so dass das axial verschiebbare Zahnrad 28 durch die Federeinheit 30 von dem axial fixierten Zahnrad 26 getrennt werden kann. Die Kupplung 20 ist wird damit geöffnet. Wie insbesondere anhand der 7 zu erkennen ist, wird die Aufnahme des Vorsprungs 42 in der Biegung oder Auswölbung 44 der Kupplungsklaue 36 durch die am Vorsprung 42 vorgesehene Schräge 40 erleichtert, nachdem diese eine mit der Neigung der einen Flanke 50 der Biegung oder Auswölbung 44 vergleichbare Neigung gegenüber der Achse der beiden Zahnräder 26, 28 besitzt.
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Der Aktuator kann beispielsweise einen Elektromagneten, ein Piezoelement und/oder dergleichen umfassen.
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Eines der beiden Zahnräder 26, 28 der Kupplung 20 kann mit einer durch den elektrischen Motor 18 angetriebenen Schnecke in Wirkverbindung stehen, wobei im vorliegenden Fall das axial im Schlossgehäuse 38 fixierte Zahnrad 26 mit der Schnecke wirkverbunden ist.
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Wie insbesondere anhand der 4 und 5 zu erkennen ist, können die beiden Zahnräder 26, 28 beispielsweise über drei Stifte 32 miteinander lösbar verbunden werden, wobei im vorliegenden Fall zwei Stifte 32 fest im axial verschiebbaren Zahnrad 28 verankert sind und ein Stift im axial fixierten Zahnrad 26 fest verankert ist.
- 1 zeigt das Motorschloss 10 in einer schematischen Seitenansicht, wobei der Gehäusedeckel entfernt ist. Dabei sind unter anderem auch ein Schließzylinder 52, eine insbesondere mit einem Türgriff versehene Nuss 54 sowie verschiedene Zahnräder 56 der Riegelmechanik zu erkennen. Am letzten Zahnrad 56 des Getriebes der Riegelmechanik kann ein Bolzen 58 oder dergleichen angeordnet sein, der die Schaltkulisse 24 verschiebt und damit den Riegel 12 des Motorschlosses 10 entsprechend bewegt.
- 2 zeigt einen Teil des Motorschlosses 10 nochmals in einer vergrößerten Seitenansicht.
- In 3 sind die Kupplung 2 sowie der Aktuator 22 in einer vergrößerten perspektivischen, auseinandergezogenen Ansicht wiedergegeben.
- 4 zeigt eine mit 3 vergleichbare perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Kupplung 20 und des Aktuators 22, wobei im vorliegenden Fall auch die zwischen den Zahnrädern 26, 28 der Kupplung 20 vorgesehene Federeinheit 30 zu erkennen ist.
- 5 zeigt eine mit der 4 vergleichbare perspektivische, auseinandergezogene Darstellung der Kupplung 20 und des Aktuators 22 aus einem anderen Blickwinkel.
- 6 zeigt die geschlossene Kupplung 20 mit zugeordnetem Aktuator 22 in einer schematischen Seitenansicht. Demgegenüber ist in der schematischen Seitenansicht gemäß 7 die geöffnete Kupplung 20 mit zugeordnetem stromlosem Aktuator 22 wiedergegeben.
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Fällt in einem Notfall die Stromversorgung aus, so wird der Aktuator 22 stromlos, woraufhin dieser die Kupplungsklaue 36 freigibt. Daraufhin wird die Kupplungsklaue 36 durch die sich entspannende (nicht gezeigte) vorgespannte Federeinheit verschoben. Demzufolge wird der mit der Schräge 40 versehene Vorsprung 42 des Schlossgehäuses 38 bzw. des Gehäusedeckels von der Biegung oder Auswölbung 44 der Kupplungsklaue 36 aufgenommen, womit das axial verschiebbare Zahnrad 38 durch die Kupplungsklaue 36 freigegeben wird. Indem sich die zwischen den beiden Zahnrädern 26, 28 angeordnete Federeinheit 30 entspannt, wird das axial bewegliche Zahnrad 28 vom axial fixierten Zahnrad 26 getrennt, wodurch die Kupplung 20 geöffnet wird. Wie bereits erwähnt, kann die Federeinheit 30 wenigstens eine Druckfeder umfassen, die beispielsweise in einer Ausnehmung einer der beiden Zahnräder 26, 28 sitzen kann, die beispielsweise durch eine Aussparung oder Tasche im betreffenden Zahnrad gebildet sein kann. Wie bereits erwähnt, kann eine solche Druckfeder insbesondere konisch geformt sein. Damit wird die Kupplung 20 in ihren geöffneten Zustand (vgl. 7) überführt.
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Eines der beiden Zahnräder 26, 28, hier insbesondere das axial im Motorgehäuse 38 fixierte Zahnrad 26, kann mit einer durch den elektrischen Motor 18 angetriebenen Schnecke 60 (vgl. 1 und 2) in Wirkverbindung stehen. Mit dem Öffnen der Kupplung 20 wird die Riegelmechanik dann von dem elektrischen Motor 18 mit zugeordneter Schnecke 60 getrennt, woraufhin der Riegel 12 durch die den Riegel 12 in Schließrichtung beaufschlagende vorgespannte Federeinheit in dessen Schließstellung überführt wird, da die Selbsthemmung des Getriebes aufgehoben wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Motorschloss
- 12
- Riegel
- 14
- Falle
- 16
- Hilfsfalle
- 18
- elektrischer Motor
- 20
- Kupplung
- 22
- Aktuator
- 24
- Schaltkulisse
- 26
- Zahnrad
- 28
- Zahnrad
- 30
- Federeinheit
- 32
- Stift
- 34
- Öffnung
- 36
- Kupplungsklaue
- 38
- Schlossgehäuse
- 40
- Schräge
- 42
- Vorsprung
- 44
- Biegung, Auswölbung
- 46
- Anker
- 48
- Achse
- 50
- Flanke
- 52
- Schließzylinder
- 54
- Nuss
- 56
- Zahnrad
- 58
- Bolzen
- 60
- Schnecke
