DE102019100757B4

DE102019100757B4 - Verriegelungsvorrichtung sowie Verriegelungssystem

Info

Publication number: DE102019100757B4
Application number: DE102019100757.7A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Sessler
Original assignee: Kendrion (Donaueschingen/Engelswies) GmbH; Kendrion Donaueschingen/engelswies GmbH
Current assignee: Kendrion (Donaueschingen/Engelswies) GmbH; Kendrion Donaueschingen/engelswies GmbH
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2020-11-26
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: DE102019100757A1

Abstract

Verriegelungsvorrichtung (1) einer Verriegelungslasche (2) aufweisend:
- einen um ein Achse (5) drehbar gelagerten Sperrkörper (10),
- eine Überholkupplung (20), und
- einen elektromagnetischen Aktor (30) mit einem Stellglied (31),
- wobei die Überholkupplung (20) mindestens ein Sperrglied (21) umfasst,
- wobei das Sperrglied (21) einen Freilauf des Sperrkörpers (10) in eine erste Drehrichtung (6) erlaubt und eine Drehung des Sperrkörpers (10) in eine zweite Drehrichtung (7) sperrt,
- wobei das Stellglied des elektromagnetischen Aktors bei einer Aktivierung auf das Sperrglied einwirkt und einen Freilauf des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung zulässt, und
- wobei das Sperrglied (21) eine Schlingfeder (23) mit einem ersten Ende (26) und einem zweiten Ende (27) umfasst, und dass die Schlingfeder (23) wenigstens eine in eine Wickelrichtung (25) ausgebildete Wicklung (24) umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine Verriegelungslasche mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie ein Verriegelungssystem mit mindestens einer Verriegelungsvorrichtung und mindestens einer Verriegelungslasche mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15.
Verriegelungssysteme mit einer Verriegelungsvorrichtung sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen vorbekannt und werden immer dann verwendet, wenn ein Bereich vor einem unbefugten Eingriff oder Zutritt geschützt werden soll. Verriegelungssysteme werden in einer großen Anzahl von Anwendungen beispielsweise an Werkzeugmaschinen, Türen, Hallentoren usw. verwendet. Hierzu sind an den zu schließenden Bereichen oftmals Türen oder Tore angeordnet, wobei die Türen oder Tore mit mindestens einer Verriegelungslasche versehen sind, welche von der Tür oder dem Tor absteht und im geschlossenen Zustand der Tür oder des Tors in eine Verriegelungsvorrichtung ragt, durch welche die Verriegelungslasche im geschlossenen Zustand des Verriegelungssystems festgehalten wird. Sobald beispielsweise eine Tür einer Werkzeugmaschine geschlossen ist, kann die Werkzeugmaschine mit den auszuführenden Prozessen beginnen. Für die Dauer der Prozesse soll die Tür fest verriegelt bleiben, um unbefugten Zutritt oder Eingriff während der Durchführung der Prozesse in die Werkzeugmaschine und mögliche Folgeschäden daraus zu verhindern. Nach dem Abschluss der Prozesse kann die Tür wieder geöffnet werden.
In dem Stand der Technik erfolgt das Öffnen der Verriegelungsvorrichtungen oftmals über mechanische Hebel, die die Verriegelungsvorrichtungen in einen geöffneten Zustand überführen.
Nach dem Öffnen der Verriegelung kann die Verriegelungslasche aus der Verriegelungsvorrichtung beispielsweise durch ein Aufschwenken der Tür oder des Tors entnommen werden. Eine entsprechende Sensorik an der Verriegelungseinrichtung bzw. am Hebel stellt sicher, dass beim Öffnen der Tür der Prozess unterbrochen wird, um mögliche Beschädigungen oder Verletzung bei diversen Dingen oder bei dem Bedienpersonal zu verhindern.
Bei diesem Stand der Technik hat es sich als nachteilig erwiesen, dass die Betätigung der Türen oder Tore gelegentlich unbeabsichtigt erfolgt, wodurch die Prozesse der Werkzeugmaschinen unnötig unterbrochen werden. Weiterhin weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Verriegelungsvorrichtungen oftmals den Nachteil auf, dass das Entriegeln der Verriegelung durch eine komplexe und möglicherweise auch anfällige Mechanik erfolgt, welche teilweise erhebliche Kräfte bei dem Öffnen der Verriegelung durch den Anwender erfordert.
Weiteren Stand der Technik bilden DE 10 2014 205 239 A1 , DE 197 27 422 C1 und EP 2 175 166 A2 .
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Verriegelungen in zweckmäßigerweise zu verbessern und eine verbesserte Verriegelung sowie ein verbessertes Verriegelungssystem vorzuschlagen, welches einerseits einen kompakten und einfachen Aufbau aufweist, der eine zuverlässige und sichere Verriegelung eines Tors oder einer Tür, insbesondere einer Tür, die beispielsweise einen Arbeitsbereich einer Werkzeugmaschine sichert, zulässt, beim Betätigen insbesondere beim Entsperren der Verriegelung nur geringe Kräfte durch den Anwender benötigt und die sich vollständig in die Steuerung einer Werkzeugmaschine integrieren lässt, wodurch die Werkzeugmaschine beispielsweise ein Öffnen oder Entsperren der erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung kontrollieren kann.
Diese Aufgaben werden durch eine Verriegelung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verriegelungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 für eine Verriegelungslasche weist einen um eine Achse drehbar gelagerten Sperrkörper, eine Überholkupplung und einen elektromagnetischen Aktor mit einem Stellglied auf. Der Absperrkörper, die Überholkupplung und der elektromagnetische Aktor können in einem Gehäuse mit einer Aufnahmetasche angeordnet sein, wobei in die Aufnahmetasche die Verriegelungslasche eingeführt werden kann und dort in Wirkkontakt mit dem Sperrkörper kommt. Unter einer Überholkupplung wird gemäß dieser Offenbarung sowie im Stand der Technik eine Kupplung verstanden, welche nur in eine Drehrichtung wirkt und einen Freilauf in eine erste Drehrichtung aufweist und eine Drehung in die zweite Drehrichtung sperrt.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass die Überholkupplung mindestens ein Sperrglied umfasst, wobei das Sperrglied den Freilauf des Sperrkörpers in eine erste Drehrichtung erlaubt und eine Drehung des Sperrkörpers in eine zweite Drehrichtung sperrt. Die erste Drehrichtung entspricht der Drehrichtung, die aus einem Einführen oder Einstecken der Verriegelungslasche in die Aufnahmetasche durch den Wirkkontakt zwischen dem Sperrkörper und der Verriegelungslasche resultiert, währenddessen die zweite Drehrichtung der resultierenden Drehrichtung beim Herausziehen der Verriegelungslasche aus der Aufnahmetasche entspricht. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Stellglied des elektromagnetischen Aktors bei einer Aktivierung auf das Sperrglied einwirkt und einen Freilauf des Sperrkörpers auch in die zweite Drehrichtung zulässt. Demnach wird der einseitige Freilauf durch den elektromagnetischen Aktor aufgehoben und bei einer Aktivierung des elektromagnetischen Aktors kann die Verriegelungslasche aus der Aufnahmetasche des Gehäuses herausgenommen werden. Die Achse des drehbar gelagerten Sperrkörpers ist typischerweise parallel und beabstandet zu der Aufnahmetasche ausgebildet, so dass beim Einführen oder Herausziehen der Verriegelungslasche der Absperrkörper, unter der Maßgabe, dass der Freilauf auch in die jeweilige Drehrichtung freigegeben ist, wie ein Ritzel an einer Zahnstange rollen kann. Die Aktivierung des elektromagnetischen Aktors erfolgt typischerweise durch eine Bestromung des Aktors, währenddessen sich der elektromagnetische Aktor im nicht bestromten Zustand unbetätigt und in einer Anfangslage oder Hubanfangslage befinden kann.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Sperrglied der Überholkupplung eine Schlingfeder ist. Bevorzugt umfasst die Schlingfeder wenigstens eine in eine Wickelrichtung ausgebildete Wicklung. Unter der Wickelrichtung der Schlingfeder kann die Richtung bzw. Drehrichtung verstanden werden, in die ein zweites Ende der Schlingfeder zeigt. Die Schlingfeder kann beispielsweise eine Wickelfeder, eine Kegelstumpffeder oder eine herkömmliche Spiralfeder sein und um die Achse in der jeweiligen Wickelrichtung wenigstens eine Wicklung umfassen.
Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Schlingfeder an einem ersten Ende verdrehfest gehalten ist und wenn an dem zweiten Ende die wenigstens eine Wicklung der Schlingfeder in Wirkkontakt mit dem Sperrkörper steht. Das erste Ende der Schlingfeder kann, insbesondere an dem Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung, fest gehalten werden. Weiterhin kann im Bereich des zweiten Endes der Schlingfeder die Schlingfeder mit mindestens einer Schlinge an dem Sperrkörper anliegen, beispielsweise an einem Wellenabsatz des Sperrkörpers. Die Schlingfeder liegt folglich an dem Sperrkörper mit mindestens einer Schlaufe an, wodurch bei einer Drehung in die erste Drehrichtung durch die Reibung zwischen der Schlingfeder und dem Sperrkörper die Schlingfeder aufgeweitet wird und einen Freilauf in die erste Drehrichtung erlaubt. Bei einer Drehung in die zweite Drehrichtung wird die Schlingfeder aufgrund der Reibung zwischen der Schlingfeder und dem Sperrkörper bei einer Drehung in die zweite Drehrichtung zusammengewickelt. Ein Kraftschluss zwischen der Schlingfeder und dem Sperrkörper sperrt eine weitere Drehung des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Wickelrichtung der Schlingfeder an dem zweiten Ende entgegen der ersten Drehrichtung des Sperrkörpers bzw. in die zweite Drehrichtung ausgerichtet sein. Dementsprechend kann die Schlingfeder bei einer Drehung des Sperrkörpers in die erste Drehrichtung aufgeweitet werden und bei einer Drehung des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung kann die Schlingfeder durch die Drehung in die Wickelrichtung verengt bzw. zusammengewickelt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Stellglied bei einer Aktivierung des elektromagnetischen Aktors auf das zweite Ende der Schlingfeder entgegen der Wickelrichtung einwirkt. Das Stellglied des elektromagnetischen Aktors wirkt bevorzugt tangential zu der Achse, in welcher der Sperrkörper und die Schlingfeder angeordnet sind. Die Aktivierung des elektromagnetischen Aktors bewirkt durch eine Bewegung in der Tangentialrichtung die wenigstens eine Wicklung im Bereich des zweiten Endes der Schlingfeder aufzuweiten, wodurch das Mitnahmemoment zwischen der wenigstens einen Wicklung, welche in Wirkkontakt mit dem Sperrkörper steht, und dem Sperrkörper aufgehoben ist und der Absperrkörper ebenfalls in die zweite Drehrichtung freilaufen kann.
Vorteilhaft ist es, wenn der Sperrkörper ein Klinkenrad mit mindestens einer Sperrklinke umfasst, und wenn das Klinkenrad eingerichtet ist, formschlüssig in die Verriegelungslasche zu greifen. Das Klinkenrad kann beispielsweise nach Art eines Ritzels ausgebildet sein und mit der Form der Verriegelungslasche korrespondieren, wodurch ein Formschluss zwischen dem Klinkenrad unter der Verriegelungslasche eine klimatische Kopplung erzeugt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist wenigstens eine Sperrkörperfalle vorgesehen, die in den Sperrkörper greift. Bevorzugt erlaubt die Sperrkörperfalle den Freilauf des Sperrkörpers in die erste Richtung und sperrt weiterhin bevorzugt eine Drehung des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung. Die Sperrkörperfalle ist nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung ein redundantes Bauteil, welches zusätzlich zu der Überholkupplung eine mechanische Sperre gegen ein ungewolltes Verdrehen des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung bildet. Die Sperrkörperfalle greift bevorzugt in das Klinkenrad, wodurch ein Formschluss zwischen mindestens einer der Sperrklinken und der Sperrkörperfalle eine Drehung des Sperrkörpers in die zweite Richtung sperrt.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Stellglied des elektromagnetischen Aktors bei einer Aktivierung sowohl auf das Sperrglied der Überholkupplung als auch auf die Sperrkörperfalle wirkt und einen Freilauf des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung zulässt. Durch diese Anordnung ist eine besonders kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Verriegelung mit einer redundanten Sperrkörperfalle realisiert. Das Stellglied des elektromagnetischen Aktors wirkt folglich gleichermaßen sowohl auf das zweite Ende der Schlingfeder der Überholkupplung, als auch auf die Sperrkörperfalle und hebt diese derart an, dass der Formschluss zwischen der mindestens einen Sperrklinke und der Sperrkörperfalle aufgehoben ist.
Bevorzugt ist die Sperrkörperfalle vorgespannt, beispielsweise mittels einer Feder, der Schwerkraft oder dergleichen, wodurch sichergestellt ist, dass die Sperrkörperfalle im unbetätigten Zustand des elektromagnetischen Aktors stets eine Drehung des Sperrkörpers in die zweite Richtung verhindert.
Darüber hinaus sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung vor, dass der elektromagnetische Aktor ein Hubmagnet ist, oder dass der elektromagnetische Aktor ein Drehmagnet ist. Der Hubmagnet ist eingerichtet, das Stellglied bei einer Bestromung, also im aktivierten Zustand, aus einer Hubanfangslage in eine Hubendlage entgegen einer Rückstellfeder zu bewegen und im unbetätigten Zustand, also im spannungsfreien Zustand, wird das Stellglied von der Hubendlage durch die Rückstellfeder in die Hubanfangslage zurückgestellt. Der Drehmagnet ist analog hierzu aufgebaut, jedoch mit dem Unterschied, dass das Stellglied um eine Aktorachse um einen vorgegebenen Winkel verdrehbar ist, wobei die Aktorachse bevorzugt koaxial zu der Achse des Sperrkörpers angeordnet ist.
Bevorzugt kann das Stellglied des elektromagnetischen Aktors ein Stößel und oder eine Drehhülse sein. Der Stößel kann ein freies Ende aufweisen, welches mit dem Sperrglied der Überholkupplung gekoppelt ist oder kann das Sperrglied der Überholkupplung mittelbar, beispielsweise mittels der Drehhülse betätigen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die Drehhülse koaxial zu der Achse des Sperrkörpers angeordnet sein und eine stirnseitige Aussparung aufweisen, welche das zweite Ende der Schlingfeder bereichsweise umgreift. Bei einer Aktivierung des elektromagnetischen Aktors mit einer Drehhülse ist das zweite Ende der Schlingfeder mit der Aussparung gekoppelt, wodurch die Schlingfeder bei einer Betätigung des elektromagnetischen Aktors aufgeweitet wird und eine Drehung des Sperrkörpers im die zweite Drehrichtung zulässt.
Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die stirnseitige Aussparung der Drehhülse eine Keilfläche zum Betätigen der Sperrkörperfalle aufweist. Die Keilfläche kann bei einer Aktivierung des elektromagnetischen Aktors derart mit der Sperrkörperfalle zusammenwirken, dass bei einer Verschiebung der Keilfläche an der Drehhülse der Formschluss zwischen der Sperrkörperfalle und der wenigstens einen Sperrklinke an dem Sperrklinkenrad bzw. an dem Sperrkörper aufgehoben wird.
Dadurch kann die Sperrkörperfalle eine Drehung des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung zulassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann es von Vorteil sein, wenn die Verriegelungsvorrichtung ein Gehäuse umfasst. Das Gehäuse weist weiterhin bevorzugt eine Aufnahmetasche auf, in die der Sperrkörper ragt. Die Aufnahmetasche ist bevorzugt an die Form der Verriegelungslasche angepasst, wodurch die Verriegelungslasche beim Einführen der Verriegelungslasche in die Aufnahmetasche und beim Entnehmen der Verriegelungslasche aus der Aufnahmetasche in dieser mit einem geringen Spiel gehalten ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verriegelungssystem, aufweisend mindestens eine erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung und mindestens eine Verriegelungslasche, welche eingerichtet ist, formschlüssig mit dem Sperrkörper der Verriegelungsvorrichtung zusammenzuwirken.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen zwei erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung des Verriegelungssystems mit einer Verriegelungsvorrichtung gemäß eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
2 eine vereinfachte perspektivische Darstellung des Verriegelungssystems gemäß 1,
3 eine stark vereinfachte Seitenansicht, wobei das Sperrglied einen Freilauf des Sperrkörpers in eine erste Drehrichtung erlaubt und eine Drehung des Sperrkörpers in eine zweite Drehrichtung sperrt,
4 eine stark vereinfachte Seitenansicht des Verriegelungssystems gemäß 1, wobei ein elektromagnetischer Aktor mit einem Stellglied aktiviert ist und das Stellglied auf das Sperrglied einwirkt und den Freilauf des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung ebenfalls zulässt,
5 eine perspektivische Darstellung des Verriegelungssystems mit der Verriegelungsvorrichtung gemäß eines zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
6 eine perspektivische Darstellung des Verriegelungssystems gemäß 5,
7 eine perspektivische Darstellung des Verriegelungssystems gemäß 5, und
8 eine stark vereinfachte perspektivische Darstellung des Verriegelungssystems gemäß 5, wobei der elektromagnetische Aktor aktiviert ist und auf das Stellglied einwirkt, den Freilauf des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung freizugeben.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 zwei Ausführungsbeispiele eines Verriegelungssystems 3 erläutert. Gleiche bzw. funktional gleiche Teile sind in den Figuren und Ausführungsbeispielen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt das erfindungsgemäße Verriegelungssystem 3, aufweisend eine Verriegelungsvorrichtung 1 und eine Verriegelungslasche 2. Die Verriegelungsvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 50 mit einer Aufnahmeöffnung 55 und kann beispielsweise an einem (nicht dargestellten) Türrahmen angeordnet sein, währenddessen die Verriegelungslasche 2 an einer (nicht dargestellten) Tür angeordnet sein kann oder vice versa. Beim Verschließen der Tür wird die Verriegelungslasche 2 in die Aufnahmeöffnung 55 eingeführt und kann dort, wie nachfolgend im Detail erläutert wird, festgelegt und wieder freigegeben werden.
In 2 sowie in den 3-8 sind für das bessere Verständnis das Gehäuse 50 und die Aufnahmeöffnung 55 nicht dargestellt.
Aus 2 ist ersichtlich, dass die Verriegelungsvorrichtung 1 einen um eine Achse 5 drehbar gelagerten Sperrkörper 10, eine Überholkupplung 20 mit einem Sperrglied 21 und einen elektromagnetischen Aktor 30 mit einem Stellglied 31 umfasst.
Der Sperrkörper 10 ist um die Achse 5 drehbar gelagert und kann als ein Klinkenrad 12 ausgebildet sein, welches mindestens eine Sperrklinke 13 aufweist, die radial von der Achse 5 des Klinkenrads 12 absteht. Der Sperrkörper 10 kann koaxial auf der Achse 5 ausgerichtet sein.
Die Achse 5 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel und beabstandet zu der Aufnahmeöffnung 55 angeordnet, und der der Sperrkörper 10 ragt bereichsweise, insbesondere die mindestens eine Sperrklinke 13, in die Aufnahmeöffnung 55.
Der Sperrkörper 10 steht im Wirkkontakt mit der Überholkupplung 20. Die Überholkupplung 20 ist einenends mit dem Sperrkörper 10 gekoppelt und anderenends fest mit der Verriegelungsvorrichtung 1, beispielsweise dem Gehäuse 50, gekoppelt. Die Überholkupplung 20 ermöglicht einen Freilauf des Sperrkörpers 10 in eine erste Drehrichtung 6, welche durch einen Pfeil in 2 kenntlich gemacht ist. In die entgegengesetzte zweite Drehrichtung 7 um die Achse 5 sperrt dagegen das Sperrglied 21 der Überholkupplung 20 den Sperrkörper 10. Die zweite Drehrichtung 7 ist ebenfalls mittels eines Pfeils in 2 kenntlich gemacht.
Das Sperrglied 21 der Überholkupplung 20 kann wie im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Schlingfeder 23 sein, welche bevorzugt als eine Spiralfeder ausgebildet ist und koaxial zu der Achse 5 angeordnet ist. Die Schlingfeder 23 kann eine Vielzahl von Wicklungen 24 aufweisen, welche in einer Wickelrichtung 25 schraubenförmig angeordnet sind. Ein erstes Ende 26 und ein zweites Ende 27 der Schlingfeder 23 sind in der Achse 5 beabstandet angeordnet. Die Ausrichtung des zweiten Endes 27 der Schlingfeder 23 gibt die Wickelrichtung 25 vor. Diese Anordnung ist beispielsweise in 5 ersichtlich.
Das erste Ende 26 und das zweite Ende 27 sind jeweils auf einem Wellenabschnitt 14, 54 angeordnet, wobei der eine Wellenabschnitt 14 mit dem Sperrkörper 10 verbunden ist und der andere Wellenabschnitt 54 fest an dem Gehäuse 50 angeordnet ist. Das erste Ende 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel auf den feststehenden Wellenabschnitt 54 angeordnet, währenddessen das zweite Ende 27 auf den Wellenabschnitt 14 angeordnet bzw. aufgewickelt ist. Die Schlingfeder 23 liegt sowohl auf dem einen Wellenabschnitt 54 und dem anderen Wellenabschnitt 14 mit mindestens einer Wicklung 24 auf. Die durch die Schlingfeder 23 gebildete Überholkupplung 20 beruht auf dem Mitnahmeeffekt. Die Schlingfeder 23 liegt hierzu reibschlüssig auf dem jeweiligen Wellenabschnitt 14, 54 auf, wobei die Reibungskräfte zwischen den Wicklungen 24 und den Wellenabschnitten 14, 54 in Abhängigkeit von der Drehrichtung 6, 7 und der Wickelrichtung 25 die Schlingfeder 23 „zusammenwickeln“ oder die Schlingfeder 23 „aufweiten“. Hierzu ist die Wickelrichtung 25 an dem zweiten Ende 27 der Schlingfeder 23 entgegen der ersten Drehrichtung 6 ausgerichtet, wodurch die Schlingfeder 23 bei einer Drehung des Wellenabschnitts 14 bzw. des Sperrkörpers 10 in die erste Drehrichtung 6 aufgeweitet wird und einen Freilauf ermöglicht. Bei einer Drehung des Wellenabschnitts 14 bzw. des Sperrkörpers 10 in die zweite Drehrichtung 7 wird die Schlingfeder 23 zusammengewickelt , der Durchmesser der Schlingfeder 23 wird reduziert, wodurch das Mitnahmemoment selbsttätig verstärkt wird und die Schlingfeder 23 eine weitere Drehung in die zweite Drehrichtung 7 blockiert.
Im Bereich des zweiten Endes 27 ist das freie Ende 28 der Schlingfeder 23 abgewinkelt und steht radial von der Achse 5 bzw. von dem Wellenabschnitt 14 ab.
Wird die Verriegelungslasche 2, so wie in den 1 und 2 dargestellt, in die Aufnahmeöffnung 55 des Gehäuses 50 hineinsteckt, greift der Sperrkörper 10 in eine entsprechende korrespondierende Ausnehmung 65 in die Verriegelungslasche 2. Die Verriegelungslasche 2 kann nach Art einer Zahnstange ausgebildet sein, die mit dem Sperrkörper 10 korrespondiert, so dass sich beim Einstecken der Verriegelungslasche 2 in die Aufnahmeöffnung 55 ein Formschluss zwischen dem Sperrkörper 10 und der Verriegelungslasche 2 hergestellt wird und der Sperrkörper 10 in die erste Drehrichtung 6 gedreht wird. Sobald ein Formschluss zwischen der Verriegelungslasche 2 und dem Sperrkörper 10 hergestellt ist, kann die Verriegelungslasche 2 nicht mehr aus der Aufnahmeöffnung 55 herausgezogen werden und das Verriegelungssystem 3 befindet sich im verriegelten Zustand.
Um das Verriegelungssystem 3 aus dem verriegelten Zustand in den geöffneten Zustand zu überführen, ist der elektromagnetische Aktor 30 vorgesehen.
Der elektromagnetische Aktor 30 ist, wie den 1-4 zu entnehmen ist, ein elektromagnetischer Hubaktor mit einem Stellglied 31, welches als Stößel 32 ausgebildet ist, der entlang einer zweiten Achse 35 beweglich ausgebildet ist. Der elektromagnetische Aktor 30 kann durch eine Bestromung mit einer konstanten Spannung aktiviert werden, wobei bei der Aktivierung das Stellglied 31 aus einer Hubanfangslage, dargestellt in 4, in eine Hubendlage, dargestellt in 3, entlang der zweiten Achse 35 bewegt wird. Im deaktivierten Zustand, also im stromfreien Zustand, befindet sich das Stellglied 31 bzw. der Stößel 32 wieder in der Hubanfangslage, wobei das Zurückstellen des Stellglieds 31 bevorzugt durch eine (nicht dargestellte) Feder erfolgt.
Die zweite Achse 35 ist tangential zu dem Wellenabschnitt 14 bzw. der Schlingfeder 23 angeordnet und kann bevorzugt senkrecht zu der Achse 5. Weiterhin ist die zweite Achse 35 auf das freie radial abstehende Ende 28 der Schlingfeder 23 ausgerichtet, wodurch das Stellglied 31 des elektromagnetischen Aktors 30 entgegen der Wickelrichtung 25 auf das zweite Ende 27 bzw. das radial abstehende Ende 28 einwirken kann, um die Schlingfeder 23 aufzuweiten.
Im deaktivierten Zustand des elektromagnetischen Aktors 30 sind das freie und radial abstehende Ende 28 und das Stellglied 31 zueinander beabstandet angeordnet, so dass bei einer Drehung des Sperrkörpers 10 in die erste Drehrichtung 6 das radial abstehende Ende 28 frei entgegen der Wickelrichtung 25 der Schlingfeder 23 bewegt werden kann, wodurch der Durchmesser der Schlingfeder 23 aufgeweitet werden kann.
Im aktivierten Zustand des elektromagnetischen Aktors 30, dargestellt in 3, wirkt das Stellglied 31 auf das Sperrglied 21 bzw. die Schlingfeder 23 ein. Das Stellglied 31 bzw. der Stößel 32 drückt gegen die Wickelrichtung 25 der Schlingfeder 23 auf das radial abstehende Ende 28, wodurch die Schlingfeder 23 geringfügig aufgeweitet ist und der Wellenabschnitt 14 innerhalb der Schlingfeder 23 frei auch in die zweite Drehrichtung 7 beweglich ist. Durch die geringfügige Aufweitung der Schlingfeder 23 wird der reibungsbedingte Mitnahmeeffekt zwischen der Schlingfeder 23 und dem Wellenabschnitt 14 unterbrochen.
Darüber hinaus kann die Verriegelungsvorrichtung 1 eine Sperrkörperfalle 40 aufweisen, um den Sperrkörper 10 zusätzlich zu der Überholkupplung 20 gegen ein ungewolltes Verdrehen in die zweite Drehrichtung 7 zu sichern. Die Sperrkörperfalle 40 umfasst einen Schnapper 42, der einen Freilauf des Sperrkörpers 10 in die erste Drehrichtung 6 ermöglicht und eine Drehung in die zweite Drehrichtung 7 um die Achse 5 blockiert. Die Form des Schnappers 42 korrespondiert mit der Form der Sperrklinken 13 des Sperrkörpers 10 bzw. des Klinkenrads 12, wodurch der Schnapper 42 zum Sperren des Sperrkörpers 10 in einen Zwischenraum zwischen den Sperrklinken 13 greifen kann.
Der Schnapper 42 kann, wie in 3 mittels eines Pfeils dargestellt ist, radial in den Sperrkörper 10 in einen Formschluss eintauchen und entgegen einer Rückstellkraft aus dem Formschluss angehoben bzw. verschwenkt werden, um einen Freilauf ebenfalls in die zweite Drehrichtung 7 zuzulassen. Hierfür wird der Schnapper 42 um eine Achse 45, welche parallel und beabstandet zu der Achse 5 ausgerichtet ist, verschwenkt, und zwar in die der zweiten Drehrichtung 7 entgegengesetzte Drehrichtung.
Die perspektivische Darstellung in 2 zeigt, dass der Schnapper 42 in der Achse 5 sowohl über dem Sperrkörper 10 als auch dem Wellenabschnitt 14 bzw. dem zweiten Ende 27 der Schlingfeder 23 angeordnet ist. Durch diese Anordnung wirkt der elektromagnetische Aktor 30 im aktivierten Zustand nicht nur auf die Überholkupplung 20, sondern ebenfalls auf die Sperrkörperfalle 40, wodurch diese aus dem Formschluss mit dem Sperrkörper 10 gehoben wird. Ein Gleiter 43 an dem Stellglied 31 wird im aktivierten Zustand an dem Schnapper 42 entlanggeführt.
Das in den 5-8 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der 1-4 in der Ausgestaltung des elektromagnetischen Aktors 30 und der Sperrkörperfalle 40. Zur besseren Veranschaulichung ist das Gehäuse 50 mit der Aufnahmeöffnung 55 in den 5 bis 8 ebenfalls nicht dargestellt.
Der elektromagnetische Aktor 30 ist ein Drehmagnet, wobei das Stellglied 31 als Drehhülse 33 ausgebildet ist. Die Drehhülse 33 ist koaxial zu der Achse 5 ausgerichtet und umgibt den Wellenabschnitt 54, die Überholkupplung 20 bzw. die Schlingfeder 23 und bereichsweise den Sperrkörper 10 bzw. dessen Wellenabschnitt 14. Der elektromagnetische Aktor 30 weist einen deaktivierten Zustand auf, dargestellt in den 5-7. Der deaktivierte Zustand entspricht dem stromlosen Zustand des elektromagnetischen Aktors 30. Die Drehhülse 33 befindet sich in diesem deaktivierten Zustand stets in einer Anfangslage, wobei die Drehhülse 33 durch eine (nicht dargestellte) Federeinrichtung stets in die Anfangslage zurückgestellt wird. Darüber hinaus weist der elektromagnetische Aktor 30 einen aktivierten Zustand auf, welcher in 8 dargestellt ist. Im aktivierten Zustand wird der elektromagnetische Aktor 30 bevorzugt mit einer konstanten Spannung bestromt und das Stellglied 31 ist um die Achse 5 in die erste Drehrichtung 6 verdreht.
Insbesondere der 5 ist zu entnehmen, dass die Drehhülse 33 auf der dem Sperrkörper 10 zugewandten Seite eine Aussparung 36 aufweist. Durch die Aussparung 36 ist die Sicht auf den Wellenabschnitt 14 mit dem zweiten Ende 27 und dem radial abstehenden freien Ende 28 der Schlingfeder 23 freigegeben und ersichtlich.
In dem deaktivierten Zustand des elektromagnetischen Aktors 30 steht das radial abstehende freie Ende der Schlingfeder 23 frei beweglich in der Aussparung 36, so dass insbesondere das radial abstehende freie Ende 28 bei einer Drehung des Sperrkörpers 10 in die erste Drehrichtung 6 ein Aufweiten der Schlingfeder 23 ermöglicht.
Im aktivierten Zustand des elektromagnetischen Aktors 30, siehe 8, wirkt das Stellglied 31 bzw. die Drehhülse 33 mit der Aussparung 36 entgegen der Wickelrichtung 25 auf die Schlingfeder 23 ein und weitet dieses auf, wodurch ein Freilauf ebenfalls in die zweite Drehrichtung 7 des Sperrkörpers 10 freigegeben ist.
Innerhalb der Aussparung 36 ist eine Keilfläche 37 - siehe 5 - ausgebildet, welche eingerichtet ist, mit der Sperrkörperfalle 40 zusammenzuwirken. Die Sperrkörperfalle 40 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Schnapper 42, welcher analog zu dem in dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellten Schnapper ausgebildet ist. Um den Schnapper 42 aus dem Formschluss mit dem Sperrkörper 10 zu erheben, kann der Schnapper 42 eine Rolle 44 oder einen (nicht dargestellten) Gleiter aufweisen, der mit der Keilfläche 37 in der Aussparung 36 zusammen wirkt. Bei einem Verdrehen der Drehhülse 33 um die Achse 5 wirkt die Keilfläche 37 auf die Rolle 44 und hebt den Schnapper 42 aus dem Formschluss mit dem Sperrkörper 10.
Bezugszeichenliste

1: Verriegelungsvorrichtung
2: Verriegelungslasche
3: Verriegelungssystems
5: Achse
6: erste Drehrichtung
7: zweite Drehrichtung
10: Sperrkörper
12: Klinkenrad
13: Sperrklinke
14: Wellenabschnitt
20: Überholkupplung
21: Sperrglied
23: Schlingfeder
24: Wicklung
25: Wickelrichtung
26: erstes Ende
27: zweites Ende
28: Ende
30: Aktor
31: Stellglied
32: Stößel
33: Drehhülse
35: zweite Achse
36: Aussparung
37: Keilfläche
40: Sperrkörperfalle
42: Schnapper
43: Gleiter
44: Rolle
45: Achse
50: Gehäuse
54: Wellenabschnitt
55: Aufnahmeöffnung
65: Ausnehmung

Claims

Verriegelungsvorrichtung (1) einer Verriegelungslasche (2) aufweisend: - einen um ein Achse (5) drehbar gelagerten Sperrkörper (10), - eine Überholkupplung (20), und - einen elektromagnetischen Aktor (30) mit einem Stellglied (31), - wobei die Überholkupplung (20) mindestens ein Sperrglied (21) umfasst, - wobei das Sperrglied (21) einen Freilauf des Sperrkörpers (10) in eine erste Drehrichtung (6) erlaubt und eine Drehung des Sperrkörpers (10) in eine zweite Drehrichtung (7) sperrt, - wobei das Stellglied des elektromagnetischen Aktors bei einer Aktivierung auf das Sperrglied einwirkt und einen Freilauf des Sperrkörpers in die zweite Drehrichtung zulässt, und - wobei das Sperrglied (21) eine Schlingfeder (23) mit einem ersten Ende (26) und einem zweiten Ende (27) umfasst, und dass die Schlingfeder (23) wenigstens eine in eine Wickelrichtung (25) ausgebildete Wicklung (24) umfasst.
Verriegelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlingfeder (23) an dem ersten Ende (26) drehfest gehalten ist, und dass an dem zweiten Ende wenigstens eine der Wicklungen (24) in Wirkkontakt mit dem Sperrkörper (10) ist.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a durc h g e k e n n z e ich n e t, dass die Wickelrichtung (25) der Schlingfeder (23) an dem zweiten Ende (27) in die zweite Drehrichtung (7) ausrichtet ist.
Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (31) bei der Aktivierung des elektromagnetische Aktors (30) auf das zweite Ende (27) der Schlingfeder (23) entgegen der Wickelrichtung (25) einwirkt.
Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (10) ein Klinkenrad (12) mit mindestens einer Sperrklinke (13) umfasst, und dass das Klinkenrad (12) eingerichtet ist, formschlüssig in die Verriegelungslasche (2) zu greifen.
Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sperrkörperfalle (40) vorgesehen ist, die in den Sperrkörper (10) greift und den Freilauf des Sperrkörpers (10) in die erste Drehrichtung (6) erlaubt und eine Drehung des Sperrkörpers (10) in die zweite Drehrichtung (7) sperrt.
Verriegelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrkörperfalle (40) in das Klinkenrad (12) greift.
Verriegelungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (31) des elektromagnetischen Aktors (30) bei einer Aktivierung auf das Sperrglied (21) und die Sperrkörperfalle (40) wirkt und ein Freilauf des Sperrkörpers (10) auch in die zweite Drehrichtung (7) zulässt.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrkörperfalle (40) vorgespannt ist.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elektromagnetische Aktor (30) ein Hubmagnet ist oder dass der elektromagnetische Aktor (30) ein Drehmagnet ist.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (31) ein Stößel (32) ist und/oder dass das Stellglied (31) eine Drehhülse (33) umfasst.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehhülse (33) koaxial zu der Achse (5) angeordnet ist und eine stirnseitige Aussparung (36) aufweist, die das zweite Ende (27) der Schlingfeder (23) umgreift.
Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 12, d a durc h g e k e n n z e ich n e t, dass die stirnseitige Aussparung (36) eine Keilfläche (37) zum Betätigen der Sperrkörperfalle (40) aufweist.
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, d a durc h g e k e n n z e ich n e t, dass ein Gehäuse (50) vorgesehen ist und dass das Gehäuse (50) eine Aufnahmeöffnung (55) aufweist, in die der Sperrkörper (10) ragt.
Verriegelungssystem (3), aufweisend mindestens eine Verriegelungsvorrichtung (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche und mindestens eine Verriegelungslasche.