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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Treibstangenschloss mit einem Schlossgehäuse und wenigstens einer Treibstange, die mittels eines elektrischen Antriebs aus einer geschlossenen Lage in eine Offenlage verfahrbar ist, in der die Treibstange auch bei stromlosem elektrischem Antrieb gehalten werden kann.
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Bei einem Treibstangenschloss der eingangs genannten Art wird eine Treibstange durch den elektrischen Antrieb aus ihrer geschlossenen Lage um zumindest 20 mm in die Offenlage verfahren, in der sie ohne weitere Einwirkung bzw. auch bei stromlosem elektrischem Antrieb gehalten werden kann.
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Gleichzeitig muss ein Freilauf existieren, so dass durch die übrige Schlossmechanik ohne Zutun des elektrischen Antriebs die Offenlage erreicht werden kann.
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Die
DE 20 2004 006 519 U1 offenbart ein Treibstangenschloss für eine Tür, ein Fenster oder dergleichen, mit einem Elektromotorantrieb, der aus einem Elektromotor und einem Mehrgeschwindigkeitsgetriebe besteht, das über eine Kupplungsvorrichtung mit einer Treibstange verbunden ist. Die Kupplungsvorrichtung ist als Verbindungselement ausgebildet, das sich beim Erreichen einer Endposition gegen einen Anschlag im Getriebe bewegt. Zusätzlich ist ein Dämpfungselement zwischen dem Verbindungselement und dem Anschlag angeordnet.
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Zur Kopplung des elektrischen Antriebs mit der Treibstange wurde bereits eine Mechanik auf der Basis einer Zahnstange und auf der Basis von Gleitwegen und schiefen Ebenen vorgeschlagen, die jedoch bei einem Betrieb unter Belastung eine relativ hohe Reibung mit sich bringt. Die derzeit zur Verfügung stehenden elektrischen Antriebe werden damit über Gebühr belastet und sind nicht dauerhaft in der Lage, eine solche Mechanik zu betätigen.
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Da bei einem Treibstangenschloss der eingangs genannten Art wie bei einem Motorschloss die Energie für eine jeweilige Betätigung bei einem Stromausfall von einem Energiespeicher wie beispielsweise einem Kondensator geliefert werden muss und nur mit relativ hohem Aufwand an Kosten und Bauraum erhöht werden kann, wird eine möglichst effektive Mechanik angestrebt.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Treibstangenschloss der eingangs genannten Art anzugeben, dessen Mechanik bei möglichst kompaktem Aufbau weniger Reibungsverluste mit sich bringt und entsprechend die Energieeffizienz erhöht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Treibstangenschloss mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses ergeben sich aus den Unteransprüchen, der vorliegenden Beschreibung sowie der Zeichnung.
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Das erfindungsgemäße Treibstangenschloss umfasst ein Schlossgehäuse und wenigstens eine Treibstange, die mittels eines elektrischen Antriebs aus einer geschlossenen Lage in eine Offenlage verfahrbar ist, in der die Treibstange auch bei stromlosem elektrischem Antrieb gehalten werden kann. Dabei ist die Treibstange über ein Zahnradgetriebe mittels des elektrischen Antriebs aus der geschlossenen Lage in die Offenlage verfahrbar, wobei die Übertragung der Kraft vom Zahnradgetriebe auf die Treibstange über ein Kniegelenk oder ein Kugellager erfolgt.
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Aufgrund dieser Ausbildung ergeben sich unter Aufrechterhaltung eines kompakten Aufbaus weniger Reibungsverluste, wodurch die Energieeffizienz entsprechend erhöht wird. Es muss keine Gleitbahn mit Kraft beaufschlagt werden. Indem die durch Reibung verursachten Energieverluste minimiert werden, ergibt sich eine höhere Energieeffizienz. Die Treibstange ist in den Endpunkten ist leicht arretierbar, da in den beiden Totpunkten des Kniegelenks die rückwirkende Drehkraft auf das Zahnradgetriebe zu Null wird. An den Totpunkten oder bei einer minimalen Bewegung über diese hinaus in Richtung eines Endanschlags ist das Treibstangenschloss in der betreffenden Position zuverlässig arretiert. Die betreffende Mechanik ist zumindest teilweise auf einfache Weise in einer Blech-Biege-Technik realisierbar. Es ist somit kein gefrästes oder gegossenes Gehäuse mehr erforderlich, was die Herstellungskosten entsprechend senkt. Das Getriebe ist unter ausschließlicher Verwendung von Zahnrädern herstellbar, bei denen es sich um Massenprodukte mit bekannten Eigenschaften handelt. Mithin entfallen auch wesentlich schwerer zu härtende Spezialteile wie Zahnstangen, Gleitebenen und dergleichen.
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Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses ist ein Schenkel des Kniegelenks durch eine fest mit dem letzten Zahnrad des Zahnradgetriebes verbundene Lasche gebildet und ein weiterer Schenkel des Kniegelenks an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Schlossgehäuses geführt. Dabei beaufschlagt der weitere Schenkel des Kniegelenks eine fest mit der Treibstange verbundene Mitnehmerlasche.
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Besonders bevorzugt ist das Treibstangenschloss mit einem Freilauf versehen, der bei stromlosem elektrischem Antrieb auch eine Betätigung der Treibstange über eine Schlossmechanik ermöglicht.
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Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die Treibstange bei stromlosem elektrischem Antrieb in der Offenlage gehalten wird, indem das Kniegelenk eine Position in einem Totpunkt oder leicht darüber hinaus einnimmt. Damit wird die Treibstange auch ohne zusätzlichen Kraftaufwand bzw. auch bei stromlosem elektrischem Antrieb zuverlässig in der Offenlage gehalten.
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Die Kraft vom Kniegelenk ist beispielsweise über eine fest mit der Treibstange verbundene Mitnehmerlasche auf die Treibstange übertragbar.
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Es ist jedoch beispielsweise auch eine solche Ausführung des Treibstangenschlosses denkbar, bei der das Kniegelenk zur Kraftübertragung auf die Treibstange einen sich bis zur Treibstange verlängerten, direkt mit der Treibstange in Eingriff bringbaren Hebel umfasst.
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Die Treibstange kann insbesondere auch außerhalb des Schlossgehäuses angeordnet sein.
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Gemäß einer weiteren zweckmäßigen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses umfasst das Kniegelenk zur Kraftübertragung auf die Treibstange ein die fest mit der Treibstange verbundene Mitnehmerlasche direkt beaufschlagendes Kugellager. Auch durch ein solches Kugellager werden die auftretenden Reibungskräfte wieder auf ein Minimum reduziert.
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Das Treibstangenschloss umfasst eine Elektronik, die bevorzugt auf der Kabeleinführungsseite sowie auf der Seite des elektrischen Antriebs untergebracht ist. Indem die Elektronik einschließlich der Leistungselektronik direkt beim elektrischen Antrieb angeordnet ist und die Anschlussleitungen entsprechend kurz gehalten werden können, ergibt sich eine geringere Störstrahlung. Filter zum Motor können somit zumindest im Wesentlichen entfallen.
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Die jeweilige Position der Treibstange ist zweckmäßigerweise über Positionssensoren erfassbar.
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Von Vorteil ist insbesondere, wenn zur Erfassung der jeweiligen Position der Treibstange die fest mit dieser verbundene Mitnehmerlasche mittels eines Dauermagneten magnetisierbar und die jeweilige Position der magnetisierten Mitnehmerlasche mittels Hall-Sensoren von der Elektronik erfassbar ist.
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Gemäß einer zweckmäßigen alternativen Ausführungsform ist zur Erfassung der jeweiligen Position der Treibstange das letzte Zahnrad des Zahnradgetriebes mit einer Nockenscheibe gekoppelt und ein auf die Flanke der Nockenscheibe ansprechender Sensor vorgesehen.
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Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn zur Erfassung der jeweiligen Position der Treibstange das letzte Zahnrad des Zahnradgetriebes mit einem Magneten versehen ist, über den Sensoren, insbesondere Hall-Sensoren ansteuerbar sind.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses ist zur Unterstützung der durch den elektrischen Antrieb bewirkten Überführung der Treibstange aus der geschlossenen Lage in die offene Lage eine Federeinrichtung vorgesehen.
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Durch eine solche Federeinrichtung kann die die Treibstange in die Offenlage überführende Kraft bei gleichbleibender Leistung des elektrischen Antriebs sowie unter Beibehaltung der sonstigen Dimensionierung der Komponenten annähernd verdoppelt werden.
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Dabei wird die Federeinrichtung zweckmäßigerweise während des im Anschluss an die Überführung der Treibstange in die Offenlage erfolgenden Rücklaufs des elektrischen Antriebs gespannt.
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Bevorzugt ist die Treibstange während des im Anschluss an die Überführung der Treibstange in die Offenlage erfolgenden Rücklaufs des elektrischen Antriebs vom elektrischen Antrieb entkoppelt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
- 1 bis 16 schematische Darstellungen beispielhafter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses, bei denen die Übertragung der Kraft vom Zahnradgetriebe auf die Treibstange über ein Kniegelenk erfolgt, wobei ein Schenkel des Kniegelenks durch eine fest mit dem letzten Zahnrad des Zahnradgetriebes verbundene Lasche gebildet und ein weiterer Schenkel des Kniegelenks an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Schlossgehäuses geführt ist und eine fest mit der Treibstange verbundene Mitnehmerlasche beaufschlagt,
- 17 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses, bei der das Kniegelenk zur Kraftübertragung auf die Treibstange einen sich bis zur Treibstange verlängerten, direkt mit der Treibstange in Eingriff bringbaren Hebel umfasst,
- 18 bis 31 schematische Darstellungen beispielhafter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses, bei denen das Kniegelenk zur Kraftübertragung auf die Treibstange ein die fest mit der Treibstange verbundene Mitnehmerlasche direkt beaufschlagendes Kugellager umfasst, und
- 32 bis 36 schematische Darstellungen beispielhafter Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses, bei denen zur Unterstützung der durch den elektrischen Antrieb bewirkten Überführung der Treibstange aus der geschlossenen Lage in die Offenlage eine Federeinrichtung vorgesehen ist.
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Die 1 bis 36 zeigen unterschiedliche beispielhafte Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Treibstangenschlosses 10 mit einem Schlossgehäuse 12 und wenigstens einer Treibstange 14, die mittels eines elektrischen Antriebs 16 aus einer geschlossenen Lage, bei der es sich beispielsweise um eine obere Lage handeln kann, in eine Offenlage verfahrbar ist, in der die Treibstange 14 auch bei stromlosem Antrieb 16 gehalten werden kann.
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Dabei ist die Treibstange 14 über ein Zahnradgetriebe 18 mittels des elektrischen Antriebs 16 aus der geschlossenen Lage in die Offenlage verfahrbar, wobei die Übertragung der Kraft vom Zahnradgetriebe 18 auf die Treibstange 14 über ein Kniegelenk 20 oder Kugellager 22 erfolgt.
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Dabei sind in den verschiedenen Figuren einander entsprechenden Teilen gleiche Bezugszeichen zugeordnet.
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1 bis 16 zeigen schematische Darstellungen beispielhafter Ausführungsformen des Treibstangenschlosses 10, bei denen die Übertragung der Kraft vom Zahnradgetriebe 18 auf die Treibstange 14 über ein Kniegelenk 20 erfolgt, wobei ein Schenkel des Kniegelenks 20 durch eine fest mit dem letzten Zahnrad 24 des Zahnradgetriebes 18 verbundene Lasche 26 gebildet und ein weiterer Schenkel des Kniegelenks 20 an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Schlossgehäuses 12 geführt ist und eine über Klemmringe 114 fest mit der Treibstange 14 verbundene Mitnehmerlasche 28 beaufschlagt.
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Das Treibstangenschloss 10 ist mit einem Freilauf versehen, der bei stromlosem elektrischem Antrieb auch eine Betätigung der Treibstange 14 über die Schlossmechanik ermöglicht.
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Die Treibstange 14 wird bei stromlosem elektrischem Antrieb 16 in der Offenlage gehalten, indem das Kniegelenk 20 eine Position in einem Totpunkt oder leicht darüber hinaus einnimmt. Bei den in den 1 bis 16 dargestellten Ausführungsformen ist die Kraft vom Kniegelenk 20 über die fest mit der Treibstange 14 verbundene Mitnehmerlasche 28 auf die Treibstange 14 übertragbar.
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1 zeigt eine Gesamtübersicht aller Komponenten des Treibstangenschlosses 10. Ein Betätigungsablauf des Treibstangenschlosses 10 kann den 2 bis 6 entnommen werden. 7 zeigt den Freilauf, der eine Betätigung durch die Schlossmechanik anstatt durch den elektrischen Antrieb 16 ermöglicht. 9 bis 11 zeigen, wie durch ein kleineres letztes Zahnrad 24 des Zahnradgetriebes 18 Platz für eine größere Lasche 26 bzw. Hebel geschaffen und damit eine größere Wegstrecke erhalten wird. Zudem wird aus diesen Figuren ersichtlich, dass durchaus noch Teile über die Gehäuseschale hinausragen können. In der Darstellung gemäß 12 ist die auf einer Platine 62 angeordnete Elektronik 30 des Treibstangenschlosses 10 auf der Kabeleinführungsseite sowie auf der Seite des elektrischen Antriebs 16 untergebracht, womit sich eine geringere Störstrahlung ergibt und ein Störfilter für den elektrischen Antrieb 16 zumindest im Wesentlichen entfallen können. Gemäß den Darstellungen in den 14 und 15 umfasst das Treibstangenschloss 10 einen zusätzlichen Sperrriegel 32, der einrastet, wenn die Treibstange 14 ihre untere Stellung erreicht hat. Erst nachdem der elektrische Antrieb 16 nach einer vorgebbaren Zeit von beispielsweise zwei Sekunden einen einen weiteren Schenkel des Kniegelenks 20 bildenden Hebel 34 wieder in die obere Position gebracht hat, kann die Treibstange 14 beispielsweise durch Federn schnell nach oben springen und mit Schwung die betreffende Tür zuziehen. 16 zeigt die fest mit der Treibstange 14 verbundene Mitnehmerlasche 28 in Abkanttechnik. Dabei können für eine druckgesteuerte hydraulische Abkantpresse alle Abkantlängen gleich lang gewählt werden, womit nur eine Einstellung erforderlich ist.
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Wie anhand der 1 zu erkennen ist, kann der elektrische Antrieb 16 über eine Antriebsbefestigung 36 mit dem Schlossgehäuse 12 oder Bodenwanne verbunden sein. Elektrische Antriebe 16 der betreffenden Größe besitzen in der Regel auf der Austrittsseite der Welle zwei Gewindelöcher zur Befestigung. Auf der Motorwelle ist eine Schnecke 38 aufgepresst, die direkt auf das erste Zahnrad 40 des Zahnradgetriebes 18 wirkt. Die Lager des elektrischen Antriebs 16 nehmen sowohl die axialen als auch die radialen Kräfte der Schnecke 38 mit auf. Durch Verschieben der Antriebsbefestigung kann die optimale Position eingestellt werden. Zudem kann sehr leicht auf eine geänderte Antriebsbauform reagiert werden, da nur die Antriebshalterung anzupassen ist.
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Das Zahnradgetriebe 18 untersetzt die Rotationsbewegung des elektrischen Antriebs 16 in geeigneter Weise zur Betätigung des letzten Zahnrads 24 beispielsweise um eine halbe Umdrehung.
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Mit dem letzten Zahnrad 24 ist die Lasche 26 fest verbunden, die einen Teil des Kniegelenks 20 darstellt.
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In dem letzten Zahnrad 24 befinden sich ein oder mehrere Löcher (in einem Abstand zu gehärteten Zahnreihen), in die ein Stift oder Niet 42 der Lasche 26 hineinragt. Die einen Hebel des Kniegelenks 20 bildende Lasche 26 trägt auch einen umgebogenen Abstandshalter, der das letzte Zahnrad 24 des Zahnradgetriebes 18 auf den Boden des Schlossgehäuses 12 niederdrückt. Auf der anderen Seite der Lasche 26 ragt ein Stift vom Zahnrad 20 weg, der das das eigentliche Kniegelenk 20 darstellt.
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Der zweite Schenkel des Kniegelenks 20 ist durch den Hebel 34 gebildet, der an zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Schlossgehäuses 12 geführt ist und die fest mit der Treibstange 14 verbundene Mitnehmerlasche 28 beaufschlagt.
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Wie insbesondere anhand der 1 zu erkennen ist, ist der Weg des Hebels 34 auf einer Seite dadurch begrenzt, dass er gegen die Achse 46, um die das letzte Zahnrad 24 des Zahnradgetriebes 18 drehbar gelagert ist, als Endanschlag trifft, während auf der anderen Seite ein Anschlag 48 dessen Weg begrenzt.
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In der betreffenden Position befindet sich das Kniegelenk 20 im Totpunkt oder in einer Position leicht in Richtung Anschlag darüber hinaus, so dass das Zahnradgetriebe 18 auch ohne Hilfe des elektrischen Antriebs 16 bei Belastung durch die Mitnehmerlasche 28 in dieser Einposition verbleibt.
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Wie insbesondere dem rechten Teil der 1 entnommen werden kann, ist der Hebel 34 mit zwei hohen Laschen 50 versehen, die ihn gegen die Seitenwände des Schlossgehäuses 12 führen und in der Position nahe eines Deckels 52 halten. Eine weitere, halbhohe zentrale Lasche 54 vergrößert die Auflagefläche und sorgt dafür, dass die Mitnehmerlasche 28 sicher aufliegt.
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Die Mitnehmerlasche 28 ist im Schlossgehäuse 12 ebenfalls umgebogen, wobei eine erste Hälfte als Gegenstück zu der zuvor erwähnten halbhohen zentralen Lasche 54 dient, während die andere Hälfte nochmals um 45° gebogen ist und als Führung bei der Montage dient, wenn die Lasche in das Schlossgehäuse 12 eingeführt wird, was blind im Schlosskasten geschieht, da die Mitnehmerlasche 28 sich an der Treibstange 14 befindet, die zuvor eingebaut wurde.
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Zur Erfassung der jeweiligen Position der Treibstange 14 ist beispielsweise die fest mit dieser verbundene Mitnehmerlasche 28 mittels eines Dauermagneten 56 magnetisierbar und die jeweilige Position der magnetisierten Mitnehmerlasche 28 mittels Hall-Sensoren 58, 60 von der Elektronik 30 erfassbar. Dabei wird im vorliegenden Fall der verriegelte Zustand durch den Sensor 58 und der entriegelte Zustand durch den Sensor 60 erfasst.
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2 zeigt das Treibstangenschloss 10 in der verriegelten Position, in der die Treibstange 14 sich in ihrer geschlossenen Lage befindet. In den Darstellungen gemäß den 3 und 4 wird die Treibstange 14 in deren Offenlage bewegt. Wie insbesondere 4 entnommen werden kann, ergibt sich mit einem längeren Schenkel des Hebels 34 ein kleinerer Winkel α, was eine bessere Kraftübertragung zur Folge hat.
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In der Darstellung gemäß 5 befindet sich das Treibstangenschloss 10 in der Offen-Position. In der Darstellung gemäß 6 erfolgt eine Arretierung in der Offen-Position. In 7 ist das Treibstangenschloss 10 in der Phase Offen/Freilauf wiedergegeben. In 8 ist die mit der Elektronik 30 versehene Platine 62 deutlicher zu erkennen. Diese Platine 62 kann beispielsweise mit flexiblen Leiterbahnen versehen sein.
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Wie den 9 bis 11 entnommen werden kann, erlaubt ein kleineres letztes Zahnrad 24 des Zahnradgetriebes 18 bei gleichem Bauraum einen größeren Betätigungsweg. Wie in 11 dargestellt, kann ein Bolzen 64 auch etwas nach außen ragen, nachdem Platz vorhanden ist, da die Treibstange 14 rund ist.
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12 zeigt, wie bereits erwähnt, eine sowohl auf der Kabeleinführungsseite sowie auf der Seite des elektrischen Antriebs 16 untergebrachte Elektronik 30.
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13 zeigt eine Variante des Treibstangenschlosses, bei der der Schlosskasten einfach von oben auf die Mitnehmerlasche 28 aufsteckbar ist, womit die Montage vereinfacht wird. Wie dieser 13 zudem entnommen werden kann, fährt der Dauermagnet 56 mit der Mitnehmerlasche 28 mit.
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Am Ende der Abtriebswelle des elektrischen Antriebs 16 kann ein Drehzahlgeber wie insbesondere ein Magnet 66 oder dergleichen vorgesehen sein, dem ein Sensor 68, beispielsweise ein Hall-Sensor und/oder magneto-optischer Sensor, zugeordnet ist.
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17 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform des Treibstangenschlosses 10, bei der das Kniegelenk 20 zur Kraftübertragung auf die Treibstange 14 einen sich bis zur Treibstange 14 verlängerten, direkt mit der Treibstange 14 in Eingriff bringbaren Hebel 34 umfasst. Bei dieser Ausführungsform entfällt somit die in das Schlossgehäuse 12 hineinragende Mitnehmerlasche 28.
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Die 18 bis 31 zeigen schematische Darstellungen beispielhafter Ausführungsformen des Treibstangenschlosses 10, bei denen das Kniegelenk 20 zur Kraftübertragung auf die Treibstange 14 ein eine fest mit der Treibstange 14 verbundene Mitnehmerlasche 70 direkt beaufschlagendes Kugellager 22 umfasst. Bei dieser Ausführungsform kann somit einer der Hebel des Kniegelenks entfallen. Stattdessen drückt das Kugellager 22 direkt auf die Mitnehmerlasche 70.
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Ein U-förmiges Profil der Treibstange 14 verschafft den notwendigen Platz, um trotz des zusätzlichen Platzbedarfs des Kugellagers 22 auf einen hinreichenden Hub von beispielsweise etwa 20 mm zu kommen.
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Als Wegbegrenzung trifft das Kugellager 22 in beiden Endlagen auf einen Anschlag 74, so dass sich das Zahnradgetriebe 18 auch hier in den jeweiligen Totpunkt oder etwas darüber hinaus bringen lässt.
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Das U-Profil trägt auf der einen Seite ein Gewinde 76, in das die Treibstange 14 wie bisher eingeschraubt werden kann. Auf der anderen Seite kann zunächst eine Schraube oder ein ähnlich geformtes Teil in das bisherige Schloss geschraubt werden, das vom U-Profil an zwei Seiten umschlossen wird.
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Bei der Montage kann das Treibstangenschloss bzw. der Antrieb nacheinander eingebaut werden. Die Verbindung der U-förmigen Treibstange 14 und der Schraube können durch seitliches Einschieben erfolgen.
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18 zeigt eine Gesamtübersicht der betreffenden Ausführungsform. Dabei sind insbesondere die in das Gewinde 76 eingeschraubte Treibstange 14 mit in das U-Profil eingesetzter Mutter, eine U-Führung 78, eine im U-Profil vorgesehene Aussparung 80 für den Freilauf, das Kugellager 22, das große letzte Zahnrad 24 des Zahnradgetriebes 18, ein Kugellager 82 für das letzte Zahnrad 24, die am U-Profil vorgesehene Mitnehmerlasche 70, der Anschlag 74, der Dauermagnet 56, die das U-Profil umschließende breite Bodenwanne 84 des Schlossgehäuses 12, eine U-Führung 78, eine formschlüssige Aufnahme 86 für einen seitlich einfahrbaren Schraubenkopf sowie die über eine Gewindeschraube fixierbare Treibstange 14 zu erkennen. 19 zeigt losgelöst die Details des U-förmigen Zwischenstücks zur Treibstange, wobei der Anschlag 74 gegenüber dem in 18 dargestellten Anschlag 74 leicht abgewandelt ist. Dabei ist im linken Teil der 19 eine Frontansicht und im rechten Teil der 19 eine Seitenansicht wiedergegeben. 20 zeigt Details des Zahnradgetriebes 18 ohne die U-Stange. In den 21 bis 24 sind die einzelnen Phasen während einer Betätigung durch den elektrischen Antrieb 16 wiedergegeben. Dabei zeigt 21 das Treibstangenschloss 10 in der verriegelten Phase. In den 22 und 23 ist das Treibstangenschloss 10 jeweils in einer Übergangsphase dargestellt. In der Darstellung gemäß 24 befindet sich das Treibstangenschloss 10 in der arretierten Offen-Phase. In 25 ist das Treibstangenschloss 10 in seiner Phase Offen/Freilauf wiedergegeben. 26 zeigt eine Ausführungsform des Treibstangenschlosses 10 mit obenliegender, auf der Kabel-Einlassseite vorgesehener Elektronik 30.
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In den Darstellungen gemäß den 27 bis 29 ist der Anschlag 74 entfernt. Der elektrische Antrieb 16 kann das Zahnrad 24 nunmehr aus dem unteren Totpunkt drehen, bis die Lasche 26 nicht mehr gehalten wird. Die Treibstange 14 kann nach oben springen (Bypass für „Endschlag“). Da kein mechanischer Anschlag im Totpunkt mehr angefahren werden kann, muss die Position elektrisch/elektronisch erfasst werden, um das letzte Zahnrad in dieser Position zu stoppen. Der elektrische Antrieb 16 dreht nur noch in einer Richtung.
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Bei der Ausführungsform gemäß 27 wird die Position der Treibstange 14 durch eine Nockenscheibe 88 an einen Mikroschalter 90 gemeldet. Da nur ein Sensor auf die Flanke der Nockenscheibe anspricht, könnte nach einem Stromausfall das letzte Zahnrad 24 einen Zwischenzustand annehmen, so dass ein Initialisierungslauf erforderlich wäre.
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Bei der Ausführungsform gemäß 28 sind zur Erfassung der Position der Nockenscheibe 28 zwei Sensoren 92, 94 vorgesehen, bei denen es sich insbesondere um Hall-Sensoren handeln kann. Anhand der Ausgangssignale dieser Sensoren kann ermittelt werden, ob die Nockenscheibe 88 sich korrekt im Totpunkt befindet, oder in einem Zwischenbereich. Wie anhand der 28 zudem zu erkennen ist, ist zwischen den beiden Sensoren 92, 94 ein Magnet 96 vorgesehen.
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Bei der in der 29 wiedergegebenen Ausführungsform des Treibstangenschlosses 10 kann die Nockenscheibe entfallen. Im vorliegenden Fall steuert ein am letzten Zahnrad 24 des Zahnradgetriebes 18 befestigter mitlaufender Magnet Hall-Sensoren 100, 102 im oberen bzw. unteren Totpunkt an. Wenn nach einem Stromausfall keiner der Sensoren aktiv ist, muss der elektrische Antrieb 16 mit seiner einen Drehrichtung zur Initialisierung sowie solange aktiv werden, bis einer der Totpunkte erreicht ist.
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Während bei einer einreihigen Anschlussleiste der bisherigen Ausführungen die Breite des Treibstangenschlosses und damit die Polzahl begrenzt ist, zeigt 30 eine beispielhafte Ausführungsform des Treibstangenschlosses 10, bei der sich der für den Anschloss eines Kabels vorgesehene Anschlussblock 104 bei minimalem Platzbedarf auf eine beliebige Polzahl erweitern lässt. Bei dieser Ausführungsform ist zudem ein Sensor 106 zur Erfassung der Temperatur des elektrischen Antriebs 16 vorgesehen.
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Bei der in der 31 dargestellten Ausführungsform des Treibstangenschlosses 10 ist zur Montage die Verbindungsschraube zum Schloss frei zugänglich und kann durch zusätzliche Befestigungselemente, wie insbesondere Schrauben, fixiert werden, bevor der eigentliche Antrieb aufgesteckt wird. Damit die Laschen den Weg ins Schlossgehäuse 12 finden, besitzt der Deckel 52 eine Führungslasche 108, die zusammen mit der Einfädelhilfe 110 einen Trichter bilden und die Mitnehmerlasche 28 bei der Montage ins Schlossgehäuse 12 führt.
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Während bei den vorangegangenen Ausführungsformen die angeforderte Kraft für das Öffnen zu 100% durch den elektrischen Antrieb 16 geliefert werden kann, zeigen 32 bis 36 schematische Darstellungen von beispielhaften Ausführungsformen des Treibstangenschlosses 10, bei denen zur Unterstützung der durch den elektrischen Antrieb 16 bewirkten Überführung der Treibstange 14 aus der geschlossenen Lage in die Offenlage eine Federeinrichtung 112 vorgesehen ist. Damit wird bei gleichem elektrischen Antrieb 16 und unter Beibehaltung der übrigen Komponenten-Dimensionierung eine annähernde Verdopplung der aufgebrachten Kraft bei der Überführung der Treibstange 14 in die Offenlage erreicht. Wie in 32 gezeigt, wird dies im vorliegenden Fall durch den Einsatz einer vorgespannten Federeinrichtung 112 erreicht.
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Dabei kann die Federeinrichtung 112 während des im Anschluss an die Überführung der Treibstange 14 in die Offenlage erfolgenden Rücklaufs des elektrischen Antriebs 16 gespannt werden. Bei der Überführung der Treibstange 14 in deren Offenlage entsprechend den Darstellungen in den 33 bis 35 unterstützt die vorgespannte Federeinrichtung 112 den elektrischen Antrieb 16. In der Darstellung gemäß 35 hat die Federeinrichtung 112 ihre Vorspannung erreicht.
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In der Darstellung gemäß 36 ist die Treibstange 14 in die geschlossene Lage nach oben geschnappt, und die Federeinrichtung 12 wird aufgeladen bzw. erneut gespannt.
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Während des im Anschluss an die Überführung der Treibstange 14 in die Offenlage erfolgenden Rücklaufs des elektrischen Antriebs 16 ist die Treibstange 14 vom elektrischen Antrieb 16 entkoppelt.
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Eine entsprechende Federkraftunterstützung kann auch bei den restlichen Ausführungsformen vorgesehen sein. Dabei könnte die Federeinrichtung 112 beispielsweise direkt an dem Hebel 34 des Kniegelenks 20 eingehängt sein und diesen nach unten ziehen.
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Mit der erfindungsgemäßen Treibstange 10 wird die Reibung auf ein Minimum reduziert. Da Gleitbahnen unter Belastung bzw. Anpressdruck entfallen, ist ein geringerer Antriebsstrom erforderlich. Mit einem Kniegelenk zur Arretierung ist der Kraftaufwand entsprechend minimiert. Es sind kostengünstige Blech-Bodenwannenkonstruktionen realisierbar. An allen Stellen des Getriebes sind Standard-Zahnräder mit gehärteten Zähnen einsetzbar. Es ist ein sinusförmiger Verlauf der Getriebeuntersetzung möglich. Dabei ergibt sich jeweils eine hohe Kraft sowohl beim Anlauf als auch am Ende. Es sind hohe Kräfte sowohl gegen Riefen in der Ruhestellung als auch gegen die Federeinrichtung möglich. Dazwischen sind schnelle Bewegungen zugelassen. An sensitiven Stellen sind Kugellager einsetzbar. Durch einen Federspeicher kann eine Kraftverdopplung erreicht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Treibstangenschloss
- 12
- Schlossgehäuse
- 14
- Treibstange
- 16
- elektrischer Antrieb
- 18
- Zahnradgetriebe
- 20
- Kniegelenk
- 22
- Kugellager
- 24
- letztes Zahnrad
- 26
- Lasche
- 28
- Mitnehmerlasche
- 30
- Elektronik
- 32
- Sperrriegel
- 34
- Hebel, weiterer Schenkel des Kniegelenks
- 36
- Antriebsbefestigung
- 38
- Schnecke
- 40
- erstes Zahnrad
- 42
- Stift, Niet
- 44
- Abstandshalter
- 46
- Achse
- 48
- Anschlag
- 50
- Lasche
- 52
- Deckel
- 54
- Lasche
- 56
- Dauermagnet
- 58
- Hai-Sensor
- 60
- Hall-Sensor
- 62
- Elektronik-Platine
- 64
- Bolzen
- 66
- Magnet
- 68
- Sensor
- 70
- Mitnehmerschraube
- 74
- Anschlag
- 76
- Gewinde
- 78
- U-Führung
- 80
- Aussparung
- 82
- Kugellager
- 84
- Bodenwanne
- 86
- Aufnahme
- 88
- Nockenscheibe
- 90
- Mikroschalter
- 92
- Sensor
- 94
- Sensor
- 96
- Magnet
- 98
- mitlaufender Magnet
- 100
- Hall-Sensor
- 102
- Hall-Sensor
- 104
- Anschlussblock
- 106
- Sensor
- 108
- Führungslasche
- 110
- Einfädelhilfe
- 112
- Federeinrichtung
- 114
- Klemmring
- α
- Winkel
