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Die Erfindung betrifft eine Schließvorrichtung nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist, wie in der
DE 10 2008 028 256 A1 beschrieben, eine Schließvorrichtung mit zwei Sperrklinken und einem motorisch angetriebenen Stellantrieb bekannt. Die Schließvorrichtung umfasst zumindest ein Gesperre mit einer Drehfalle, einer verschwenkbaren ersten Sperrklinke sowie einer zweiten Sperrklinke, mit der das Verschwenken der ersten Sperrklinke blockierbar ist. Die Schließvorrichtung hat des Weiteren einen motorisch angetriebenen Stellantrieb, der zumindest einen Auslösehebel so bewegt, dass der Auslösehebel während seiner Bewegung mit beiden Sperrklinken nacheinander zusammenwirkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Schließvorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schließvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Schließvorrichtung umfasst eine Rotationsfalle, welche drehbar in einem Gehäuse gelagert ist und eine Aufnahmeausnehmung zur Aufnahme eines Schließbügels oder Schließbolzens aufweist. Vorteilhafterweise umfasst die Schließvorrichtung auch diesen Schließbügel oder Schließbolzen.
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Erfindungsgemäß ist zum Drehen der Rotationsfalle aus einer offenen Position in eine geschlossene Position und aus der geschlossenen Position in die offene Position ein mit der Rotationsfalle gekoppelter Spindelantrieb, insbesondere mit einem Elektromotor, vorgesehen. Da die Rotationsfalle vorteilhafterweise ständig, insbesondere auch in der geschlossenen Position, mit dem Spindelantrieb gekoppelt ist, ist sie in der geschlossenen Position vorteilhafterweise durch diesen Spindelantrieb gegen ein unbeabsichtigtes Zurückdrehen in die offene Position, insbesondere gegen ein nicht von dem Spindelantrieb angetriebenes Zurückdrehen, insbesondere bei einer Krafteinwirkung über den Schließbügel oder Schließbolzen auf die Rotationsfalle, gesichert. Das Zurückdrehen der Rotationsfalle in die offene Position erfolgt somit vorteilhafterweise nur durch den Antrieb der Rotationsfalle mittels des Spindelantriebs.
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Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung ermöglicht eine große Zuhaltekraft. Insbesondere ermöglicht sie im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Schließvorrichtungen, welche eine Sperrhebelmechanik aufweisen, eine deutlich größere Zuhaltekraft, insbesondere bei im Vergleich zu diesen aus dem Stand der Technik bekannten Schließvorrichtungen gleicher oder kleinerer Größe und bei ähnlichen Kosten der erfindungsgemäßen Schließvorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Schließvorrichtung kann insbesondere als ein klein bauendes elektromechanisches Schloss ausgebildet werden, welches dennoch einfach und kostengünstig herstellbar ist und sehr hohe Zuhaltekräfte, insbesondere deutlich höhere Zuhaltekräfte als die aus dem Stand der Technik bekannten Schließvorrichtungen, ermöglicht.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten klein bauenden elektromechanischen Schließvorrichtungen verfügen nur über geringe Zuhaltekräfte von beispielsweise 1500 N bis 6000 N. Dies resultiert aus dem generellen Prinzip dieser Schließvorrichtungen, bei welchen eine Sperrhebelmechanik vorgesehen ist und eine Sperrklinke einrastet. Wird die Zuhaltekraft überschritten, dann verliert die Sperrhebelmechanik ihre Hemmung und die Schließvorrichtung öffnet.
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Dies wird bei der erfindungsgemäßen Lösung vermieden, indem anstelle der Sperrhebelmechanik die Rotationsfalle verwendet wird, welche von einem Spindelmotor, d. h. von dem Spindelantrieb mit Elektromotor, in eine Drehbewegung versetzt wird. Je nach Stellung der Rotationsfalle ist die Schließvorrichtung entweder offen, d. h. entriegelt, oder geschlossen, d. h. verriegelt.
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Wie bereits beschrieben, wird dabei das unbeabsichtigte Zurückdrehen der Rotationsfalle aus der geschlossenen Position in die offene Position durch den mit der Rotationsfalle gekoppelten Spindelantrieb vermieden, vorteilhafterweise ausschließlich durch den Spindelantrieb, da dieser ständig, insbesondere auch in der geschlossenen Position, mit der Rotationsfalle gekoppelt ist und sie somit in der geschlossenen Position gegen das unbeabsichtigte Zurückdrehen in die offene Position sichert. Sperrhebel oder Sperrklinken zum Halten der Rotationsfalle in der geschlossenen Position sind somit nicht erforderlich. Die Gefahr des unbeabsichtigten Zurückdrehens der Rotationsfalle in die offene Position resultiert insbesondere aus Krafteinwirkungen über den Schließbügel oder Schließbolzen auf die Rotationsfalle, welche gegen diese Gefahr durch den Spindelantrieb gesichert ist. Das Zurückdrehen der Rotationsfalle in die offene Position erfolgt somit nur durch den Antrieb der Rotationsfalle mittels des Spindelantriebs.
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Alternativ zu diesem Spindelantrieb können beispielsweise auch andere Aktoren vorgesehen sein. Bei dem jeweiligen anderen Aktor kann zusätzlich eine Federrückstellung vorgesehen sein, insbesondere zum Drehen der Rotationsfalle aus der geschlossenen Position zurück in die offene Position.
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Die Rotationsfalle ist insbesondere als eine runde Scheibe ausgebildet, wobei die Aufnahmeausnehmung von einem äußeren Scheibenumfang ausgehend in der Rotationsfalle ausgebildet ist. Die Rotationsfalle weist dabei vorteilhafterweise in Axialrichtung ihrer (imaginären) Fallenrotationsachse einen runden mittleren Scheibenbereich und beidseits des mittleren Scheibenbereichs jeweils einen runden äußeren Scheibenbereich auf. Dabei ist vorteilhafterweise ein Durchmesser der beiden äußeren Scheibenbereiche geringer als ein Durchmesser des mittleren Scheibenbereichs. Die Durchmesser der beiden äußeren Scheibenbereiche sind vorteilhafterweise gleich groß. Die drei Scheibenbereiche sind insbesondere koaxial angeordnet. Die (imaginären) Fallenrotationsachse gilt somit für alle drei Scheibenbereiche. Die Rotationsfalle ist vorteilhafterweise mittels des mittleren Scheibenbereichs zumindest abschnittsweise umfangsseitig in einem Gehäusemittelteil drehbar gelagert und vorteilhafterweise mittels der äußeren Scheibenbereiche zumindest abschnittsweise umfangsseitig in einer jeweiligen Lagerungsausnehmung zweier an gegenüberliegenden Seiten des Gehäusemittelteils angeordneter Gehäusedeckel drehbar gelagert.
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Dadurch wird erreicht, dass eine über den in der Rotationsfalle angeordneten Schließbügel oder Schließbolzen auf die Rotationsfalle einwirkende Zugkraft, wenn sich die Rotationsfalle in der geschlossenen Position befindet, aufgeteilt wird und, insbesondere über den Durchmesser der Rotationsfalle, in die Gehäusedeckel und den Gehäusemittelteil abgeleitet wird. Über diese Kraftverteilung können sehr große Zuhaltekräfte erreicht werden. Die Höhe der erreichbaren Zuhaltekräfte ist dann beispielsweise abhängig von einer Dicke und einem Werkstoff der Gehäusedeckel und des Gehäusemittelteils.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine perspektivische Darstellung einer Schließvorrichtung,
- 2 schematisch eine perspektivische Darstellung der Schließvorrichtung in einem geöffneten Zustand und mit entferntem Schließbügel,
- 3 schematisch eine perspektivische Darstellung der Schließvorrichtung in einem geschlossenen Zustand,
- 4 schematisch die Schließvorrichtung im geschlossenen Zustand in Draufsicht, und
- 5 schematisch die Schließvorrichtung im geöffneten Zustand mit noch nicht entferntem Schließbügel.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 bis 5 zeigen schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels einer Schließvorrichtung 1, auch als Schloss bezeichnet. Diese Schließvorrichtung 1 ist beispielsweise für Fahrzeuge vorgesehen, zum Beispiel für eine jeweilige Fahrzeugtür oder Klappe des Fahrzeugs. Es sind jedoch auch andere Verwendungszwecke für diese Schließvorrichtung 1 möglich.
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Die Schließvorrichtung 1 umfasst eine Rotationsfalle 2, auch als Drehfalle oder Rotationsschlossfalle oder Schlossfalle bezeichnet, welche drehbar in einem Gehäuse 3 der Schließvorrichtung 1 gelagert ist. Bei der Schließvorrichtung 1 handelt es sich somit um ein Rotationsfallenschloss.
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Die Schließvorrichtung 1 umfasst des Weiteren vorteilhafterweise einen Schließbügel 4, auch als Schlossbügel bezeichnet, oder einen Schließbolzen. Im hier dargestellten Beispiel ist der Schließbügel 4 vorgesehen. Die im Folgenden im Zusammenhang mit diesem Schließbügel 4 getätigten Beschreibungen treffen jedoch in analoger Weise auch auf den Schließbolzen zu. Zur Aufnahme des hier dargestellten Schließbügels 4 oder alternativ des Schließbolzens weist die Rotationsfalle 2 eine Aufnahmeausnehmung 5 auf.
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Die Rotationsfalle 2 ist aus einer in den 1, 2 und 5 dargestellten offenen Position, in welcher der hier dargestellte Schließbügel 4 oder der alternativ verwendete Schließbolzen in die Rotationsfalle 2 einführbar oder aus dieser entfernbar ist, in eine in den 3 und 4 dargestellte geschlossene Position drehbar, in welcher der hier dargestellte Schließbügel 4 oder der alternativ verwendete Schließbolzen durch die Rotationsfalle 2 gehalten ist, und aus der geschlossenen Position zurück in die offene Position drehbar.
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Das Gehäuse 3 weist eine Durchführungsöffnung 13 auf, um den Schließbügel 4 oder Schließbolzen durch diese Durchführungsöffnung 13 hindurch in die Aufnahmeausnehmung 5 der Rotationsfalle 2 einführen oder aus dieser entfernen zu können, wenn sich die Rotationsfalle 2 in der offenen Position befindet. Durch Drehen der Rotationsfalle 2 in die geschlossene Position mit in der Aufnahmeausnehmung 5 angeordnetem Schließbügel 4 oder Schließbolzen wird der Schließbügel 4 oder Schließbolzen gegen ein Entfernen aus der Aufnahmeausnehmung 5 der Rotationsfalle 2 gesichert.
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Durch dieses Drehen der Rotationsfalle 2 wird die Aufnahmeausnehmung 5 der Rotationsfalle 2, insbesondere eine Einführungsöffnung der Aufnahmeausnehmung 5, von der Durchführungsöffnung 13 im Gehäuse 3 weggedreht, wodurch die Durchführungsöffnung 13 im Gehäuse 3 von der Rotationsfalle 2 überdeckt und somit geschlossen ist und die Aufnahmeausnehmung 5 der Rotationsfalle 2, insbesondere deren Einführungsöffnung, durch das Gehäuse 3 überdeckt und somit geschlossen ist. Die Aufnahmeausnehmung 5 der Rotationsfalle 2 ist somit in der geschlossenen Position der Rotationsfalle 2 verschlossen, so dass der Schließbügel 4 oder Schließbolzen nicht aus der Aufnahmeausnehmung 5 der Rotationsfalle 2 entfernbar ist.
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Zum Drehen der Rotationsfalle 2 aus der offenen Position in die geschlossene Position und aus der geschlossenen Position zurück in die offene Position ist ein mit der Rotationsfalle 2 gekoppelter Spindelantrieb 6, insbesondere mit einem Elektromotor 7, vorgesehen. Dieser Spindelantrieb 6 wird auch als Spindelmotor bezeichnet. Die Schließvorrichtung 1 ist somit eine elektromechanische Schließvorrichtung 1, auch als elektromechanisches Schloss bezeichnet.
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Die Rotationsfalle 2 ist im dargestellten Beispiel als eine runde Scheibe ausgebildet. Die Aufnahmeausnehmung 5 zur Aufnahme des Schließbügels 4 oder des Schließbolzens ist von einem äußeren Scheibenumfang ausgehend in der Rotationsfalle 2 ausgebildet. Im dargestellten Beispiel verläuft sie, ausgehend von der breiten Einführungsöffnung am äußeren Scheibenumfang, sich trichterförmig verengend in Richtung des Zentrums der Rotationsfalle 2. Der Boden dieser trichterförmigen Aufnahmeausnehmung 5 befindet sich somit, zumindest im Wesentlichen, im Zentrum der Rotationsfalle 2.
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In hier nicht dargestellten anderen Ausführungsformen dieser Schließvorrichtung 1 kann beispielsweise alternativ vorgesehen sein, dass die Aufnahmeausnehmung 5 in der Rotationsfalle 2 bogenförmig, d. h. in einer Bogenform, ausgebildet ist. Dadurch wird während des Drehens der Rotationsfalle 2 in die geschlossene Position mit in der Aufnahmeausnehmung 5 angeordnetem Schließbügel 4 oder Schließbolzen ein aktives Zuziehen des Schließbügels 4 bzw. Schließbolzens ermöglicht. Die Bogenform der Aufnahmeausnehmung 5, d. h. insbesondere ihre Krümmung, ist dann zweckmäßigerweise entsprechend ausgebildet, um dies zu ermöglichen.
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Die Rotationsfalle 2 ist vorteilhafterweise zumindest abschnittsweise umfangsseitig drehbar im Gehäuse 3 gelagert, d. h. sie ist nicht, insbesondere nicht mit ihrem Zentrum, auf einer physisch vorhandenen Fallenrotationsachse im Gehäuse 3 drehbar gelagert, sondern sie ist, zumindest abschnittsweise, über ihren Umfang im Gehäuse 3 drehbar gelagert, liegt somit zumindest abschnittsweise mit ihrem Umfang am Gehäuse 3 an. Dadurch wird eine bessere Abstützung der Rotationsfalle 2 im Gehäuse 3 und somit eine bessere Kraftableitung von der Rotationsfalle 2 auf das Gehäuse 3 ermöglicht. Die Drehung der Rotationsfalle 2 erfolgt somit um eine imaginäre, d. h. nur virtuell vorhandene, Fallenrotationsachse.
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Das Gehäuse 3 der Schließvorrichtung 1 umfasst im dargestellten Beispiel einen Gehäusemittelteil 3.1 und zwei an gegenüberliegenden Seiten des Gehäusemittelteils 3.1 angeordnete Gehäusedeckel 3.2. Zur Darstellung der sich im Gehäuse 3 befindenden Komponenten der Schließvorrichtung 1 ist in den 2 bis 5 einer der beiden Gehäusedeckel 3.2 nicht dargestellt.
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Vorteilhafterweise ist die Rotationsfalle 2 sowohl in dem Gehäusemittelteil 3.1 als auch in den beiden Gehäusedeckeln 3.2 drehbar gelagert, insbesondere, wie oben beschrieben, jeweils zumindest abschnittsweise umfangsseitig drehbar gelagert. Dies wird im dargestellten Beispiel dadurch ermöglicht, dass die Rotationsfalle 2 in Axialrichtung ihrer (imaginären) Fallenrotationsachse einen runden mittleren Scheibenbereich 2.1 und beidseits des mittleren Scheibenbereichs 2.1 jeweils einen runden äußeren Scheibenbereich 2.2 aufweist. Dabei ist im dargestellten Beispiel ein Durchmesser der beiden äußeren Scheibenbereiche 2.2 geringer als ein Durchmesser des mittleren Scheibenbereichs 2.1. Der Durchmesser der beiden äußeren Scheibenbereiche 2.2 ist zweckmäßigerweise gleich groß. Die Rotationsfalle 2 ist mittels des mittleren Scheibenbereichs 2.1 zumindest abschnittsweise umfangsseitig in dem Gehäusemittelteil 3.1 drehbar gelagert und mittels der äußeren Scheibenbereiche 2.2 zumindest abschnittsweise umfangsseitig in einer jeweiligen Lagerungsausnehmung 8 der beiden an den gegenüberliegenden Seiten des Gehäusemittelteils 3.1 angeordneten Gehäusedeckel 3.2 drehbar gelagert. Die imaginäre Fallenrotationsachse gilt dabei sowohl für den mittleren Scheibenbereich 2.1 als auch für die äußeren Scheibenbereiche 2.2, d. h. die drei Scheibenbereiche 2.1, 2.2 sind koaxial angeordnet. Der Außenumfang der beiden äußeren Scheibenbereiche 2.2 weist somit in jedem Punkt den gleichen radialen Abstand zum Außenumfang des mittleren Scheibenbereichs 2.1 auf.
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Zweckmäßigerweise weisen sowohl der Gehäusemittelteil 3.1 als auch die beiden Gehäusedeckel 3.2, insbesondere in deren jeweiliger Lagerungsausnehmung 8, die Durchführungsöffnung 13 zum Durchführen des Schließbügels 4 oder Schließbolzens in die Aufnahmeausnehmung 5 der sich in der offenen Position befindenden Rotationsfalle 2 hinein oder aus dieser heraus auf. Insbesondere aufgrund dieser Durchführungsöffnung 13 ist im dargestellten Beispiel keine vollumfänglich umfangsseitige Lagerung der Rotationsfalle 2 im Gehäuse 3 gegeben, sondern nur eine abschnittsweise umfangsseitige Lagerung.
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Insbesondere bezüglich der beiden Gehäusedeckel 3.2 und deren jeweiliger Lagerungsausnehmung 8 bildet diese Durchführungsöffnung 13 jedoch vorteilhafterweise die einzige Abweichung von der vollumfänglichen umfangsseitigen Lagerung der Rotationsfalle 2 über ihre beiden äußeren Scheibenbereiche 2.2 in den beiden Gehäusedeckeln 3.2, d. h. in deren Lagerungsausnehmungen 8. D. h. die beiden Gehäusedeckel 3.2, insbesondere deren Lagerungsausnehmungen 8, sind vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass ohne diese Durchführungsöffnung 13 eine vollumfänglich umfangsseitige Lagerung der Rotationsfalle 2 über ihre beiden äußeren Scheibenbereiche 2.2 in den beiden Gehäusedeckeln 3.2, d. h. in deren Lagerungsausnehmungen 8, vorliegen würde.
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Die Durchmesser der beiden äußeren Scheibenbereiche 2.2 und des mittleren Scheibenbereichs 2.1 sind dabei größer, insbesondere wesentlich größer, insbesondere um ein Vielfaches größer, als die Durchführungsöffnung 13 im Gehäuse 3, insbesondere im Gehäusemittelteil 3.1 und in den beiden Gehäusedeckel 3.2, insbesondere in deren jeweiliger Lagerungsausnehmung 8, so dass die drehbare Lagerung der Rotationsfalle 2 im Gehäuse 3 sichergestellt ist und insbesondere ein Herausgleiten der Rotationsfalle 2 durch die Durchführungsöffnung 13 aus dem Gehäuse 3 verhindert ist.
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Durch diese Lagerung der Rotationsfalle 2 im Gehäuse 3, insbesondere sowohl im Gehäusemittelteil 3.1 als auch in den beiden Gehäusedeckeln 3.2, wird erreicht, dass eine über den sich in der Rotationsfalle 2 befindenden Schließbügel 4 oder Schließbolzen auf die Rotationsfalle 2 einwirkende Zugkraft F, wenn sich die Rotationsfalle 2 in der geschlossenen Position befindet, aufgeteilt wird und, insbesondere über den Durchmesser der Rotationsfalle 2, in die Gehäusedeckel 3.2 und den Gehäusemittelteil 3.1 abgeleitet wird, insbesondere radial von der Rotationsfalle 2 in die Gehäusedeckel 3.2 und den Gehäusemittelteil 3.1 abgeleitet wird, wie in 4 mittels der beiden Kraftaufteilungspfeile P schematisch dargestellt. Über diese Kraftverteilung können sehr große Zuhaltekräfte erreicht werden. Die Höhe der erreichbaren Zuhaltekräfte ist dann beispielsweise abhängig von einer Dicke und einem Werkstoff der Gehäusedeckel 3.2 und des Gehäusemittelteils 3.1.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 3 vorteilhafterweise aus Metall ausgebildet. Beispielsweise sind die Gehäusedeckel 3.2 jeweils aus Stahl, zum Beispiel 1.4301, ausgebildet und der Gehäusemittelteil 3.1 ist beispielsweise aus Aluminium ausgebildet. Beispielsweise weisen die beiden Gehäusedeckel 3.2 jeweils eine Dicke von 3 mm auf und der Gehäusemittelteil 3.1 weist beispielsweise eine Dicke von 10 mm auf. Die hier beispielhaft dargestellte Schließvorrichtung 1, insbesondere deren Gehäuse 3, hat beispielsweise eine Länge von 80 mm, beispielsweise eine Breite von 58 mm und beispielsweise eine Dicke von 16 mm. Diese Dicke resultiert aus der Summe der Dicke des Gehäusemittelteils 3.1 und des jeweiligen Gehäusedeckels 3.2.
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Durch die oben beschriebene Ausbildung der Rotationsfalle 2 mit dem mittleren Scheibenbereich 2.1 mit großem Durchmesser und den beiden äußeren Scheibenbereichen 2.2 mit geringerem Durchmesser und der oben beschriebenen Lagerung mittels des mittleren Scheibenbereichs 2.1 im Gehäusemittelteil 3.1 und mittels des jeweiligen äußeren Scheibenbereichs 2.2 in der Lagerungsausnehmung 8 des jeweiligen Gehäusedeckels 3.2 wird des Weiteren vorteilhafterweise auf einfache Weise auch eine Halterung der Rotationsfalle 2 in Axialrichtung ihrer imaginären Fallenrotationsachse im Gehäuse 3 erreicht, da sich der mittlere Scheibenbereich 2.1, insbesondere dessen über die beiden äußeren Scheibenbereiche 2.2 in Radialrichtung überstehender Außenbereich, beispielsweise seitlich, d. h. in Axialrichtung der imaginären Fallenrotationsachse, an einer Innenseite des jeweiligen Gehäusedeckels 3.2 abstützen kann, beispielsweise durch eine direkte Anlage an der Innenseite des jeweiligen Gehäusedeckels 3.2 oder über eine dazwischen angeordnete andere, beispielsweise reibungsreduzierende, Komponente.
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Der Spindelantrieb 6 weist im dargestellten Beispiel eine auf einer Gewindespindel 9 angeordnete Spindelmutter 10 auf. Diese Spindelmutter 10 ist im dargestellten Beispiel über einen Verbindungshebel 11 mit der Rotationsfalle 2 gekoppelt, welcher zweckmäßigerweise schwenkbar an der Spindelmutter 10 angeordnet ist. An der Rotationsfalle 2 ist dieser Verbindungshebel 11 zweckmäßigerweise feststehend angeordnet, insbesondere an einem Abschnitt des äußeren Scheibenumfangs des mittleren Scheibenbereichs 2.1 der Rotationsfalle 2, insbesondere davon radial abstehend, wie im dargestellten Beispiel, insbesondere in den 2 bis 5, gezeigt.
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Die Spindelmutter 10 weist ein Spindelmuttergewinde auf, welches in ein korrespondierendes Spindelgewinde der Gewindespindel 9 eingreift. Die Gewindespindel 9 ist mit dem Elektromotor 7 gekoppelt, insbesondere über ein Getriebe 12, und mittels des Elektromotors 7 um eine Spindelrotationsachse drehbar.
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Zum Drehen der Rotationsfalle 2 in die geschlossene Position ist die Spindelmutter 10 durch Drehen der durch den Elektromotor 7 angetriebenen Gewindespindel 9 um ihre Spindelrotationsachse entlang der Gewindespindel 9, d. h. in Axialrichtung der Gewindespindel 9, in eine erste axiale Endlage E1 bewegbar, hier in eine obere axiale Endlage, wie in den 3 und 4 gezeigt, und zum Drehen der Rotationsfalle 2 in die offene Position ist die Spindelmutter 10 durch ein entgegengesetztes Drehen der durch den Elektromotor 7 angetriebenen Gewindespindel 9 um ihre Spindelrotationsachse entlang der Gewindespindel 9, d. h. in Axialrichtung der Gewindespindel 9, in eine von der ersten axialen Endlage E1 abweichende zweite axiale Endlage E2 bewegbar, hier in eine untere axiale Endlage, wie in den 2 und 5 gezeigt. Diese Bewegung der Spindelmutter 10 entlang der Gewindespindel 9, d. h. in Axialrichtung der Gewindespindel 9, wird über den Verbindungshebel 11, mittels welchem die Spindelmutter 10 auf die oben beschriebene Weise mit der Rotationsfalle 2 gekoppelt ist, auf die Rotationsfalle 2 übertragen und führt aufgrund der drehbaren Lagerung der Rotationsfalle 2 im Gehäuse 3 zu der beschriebenen Drehung der Rotationsfalle 2.
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Vorteilhafterweise sind zwei hier nicht näher dargestellte Endschalter oder ist eine Leistungsüberwachung für den Elektromotor 7 zum Erkennen eines Erreichens der jeweiligen axialen Endlage E1, E2 der Spindelmutter 10 und zum Abschalten des Elektromotors 7 bei erkanntem Erreichen der jeweiligen axialen Endlage E1, E2 der Spindelmutter 10 vorgesehen.
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Alternativ zu diesem Spindelantrieb 6 können in hier nicht dargestellten anderen Ausführungsformen der Schließvorrichtung 1 beispielsweise auch andere Aktoren vorgesehen sein. Bei dem jeweiligen anderen Aktor kann zusätzlich eine Federrückstellung vorgesehen sein, insbesondere zum Drehen der Rotationsfalle 2 aus der geschlossenen Position zurück in die offene Position.
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Anhand der 4 und 5 wird nun nochmals kurz die Funktionsweise der Schließvorrichtung 1 zusammenfassend beschrieben.
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4 zeigt die Schließvorrichtung 1 mit der Rotationsfalle 2 in der geschlossenen Position mit in der Aufnahmeausnehmung 5 angeordnetem Schließbügel 4 oder Schließbolzen. Die mit der Rotationsfalle 2 gekoppelte Spindelmutter 10 wurde mittels des Spindelantriebs 6, d. h. durch ein entsprechendes Drehen der Gewindespindel 9 mittels des Elektromotors 7, in die erste axiale Endlage E1 bewegt. Der Spindelantrieb 6, insbesondere der Elektromotor 7, wurde dann anhand der Leistungsüberwachung oder des für diese erste axiale Endlage E1 vorgesehenen Endschalters in der ersten axialen Endlage E1 abgeschaltet. Die Aufnahmeausnehmung 5 in der Rotationsfalle 2, insbesondere deren Einführungsöffnung, befindet sich nun nicht mehr im Bereich der Durchführungsöffnung 13 des Gehäuses 3, sondern auf einer davon weggedrehten Position, die im dargestellten Beispiel entsprechend einer Uhrzifferblatteinteilung etwas weiter als 3 Uhr positioniert ist, im dargestellten Beispiel, ausgehend von der Senkrechten, im Uhrzeigersinn um ca. 48° geschwenkt.
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Wirkt nun über den Schließbügel 4 oder Schließbolzen die Zugkraft F auf die Rotationsfalle 2 ein, beispielsweise weil versucht wird, den Schließbügel 4 oder Schließbolzen mit dieser Zugkraft F aus dem Schloss, insbesondere aus der Rotationsfalle 2, herauszuziehen, dann wird diese Zugkraft F aufgeteilt und über den Durchmesser der Rotationsfalle 2 in die Gehäusedeckel 3.2 und den Gehäusemittelteil 3.1 abgeleitet, wie mittels der beiden Kraftaufteilungspfeile P schematisch dargestellt. Über diese Kraftverteilung können, insbesondere abhängig von der Dicke und dem Werkstoff der Gehäusedeckel 3.2 und des Gehäusemittelteils 3.1, sehr große Zuhaltekräfte erreicht werden.
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5 zeigt die Schließvorrichtung 1 mit der Rotationsfalle 2 in der offenen Position. Die mit der Rotationsfalle 2 gekoppelte Spindelmutter 10 wurde mittels des Spindelantriebs 6, d. h. durch ein entsprechendes Drehen der Gewindespindel 9 mittels des Elektromotors 7, in die zweite axiale Endlage E2 bewegt. Der Spindelantrieb 6, insbesondere der Elektromotor 7, wurde dann anhand der Leistungsüberwachung oder des für diese zweite axiale Endlage E2 vorgesehenen Endschalters in der zweiten axialen Endlage E2 abgeschaltet.
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Die Aufnahmeausnehmung 5 in der Rotationsfalle 2, insbesondere deren Einführungsöffnung, befindet sich nun im Bereich der Durchführungsöffnung 13 des Gehäuses 3, d. h. die Aufnahmeausnehmung 5 in der Rotationsfalle 2, insbesondere deren Einführungsöffnung, und die Durchführungsöffnung 13 des Gehäuses 3 überdecken sich. Im dargestellten Beispiel ist dies der Fall, wenn die Aufnahmeausnehmung 5 in der Rotationsfalle 2, insbesondere deren Einführungsöffnung, entsprechend der Uhrzifferblatteinteilung auf 12 Uhr positioniert ist, d. h. auf der Senkrechten. Wirkt nun auf den Schließbügel 4 oder Schließbolzen die Zugkraft Fein, insbesondere weil versucht wird, den Schließbügel 4 oder Schließbolzen mit dieser Zugkraft F aus dem Schloss, insbesondere aus der Rotationsfalle 2, herauszuziehen, dann ist dies bestimmungsgemäß möglich, d. h. der Schließbügel 4 oder Schließbolzen wird aus dem Schloss, insbesondere aus der Rotationsfalle 2, herausgezogen.
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Die beschriebene Schließvorrichtung 1 ermöglicht eine große Zuhaltekraft. Insbesondere ermöglicht sie im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Schließvorrichtungen, welche eine Sperrhebelmechanik aufweisen, eine deutlich größere Zuhaltekraft, insbesondere bei im Vergleich zu diesen aus dem Stand der Technik bekannten Schließvorrichtungen gleicher oder kleinerer Größe und bei ähnlichen Kosten der hier beschriebenen Schließvorrichtung 1.
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Die Schließvorrichtung 1 kann insbesondere als ein klein bauendes elektromechanisches Schloss ausgebildet werden, welches dennoch einfach und kostengünstig herstellbar ist und sehr hohe Zuhaltekräfte, insbesondere deutlich höhere Zuhaltekräfte als die aus dem Stand der Technik bekannten Schließvorrichtungen, ermöglicht.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten klein bauenden elektromechanischen Schließvorrichtungen verfügen nur über geringe Zuhaltekräfte von beispielsweise 1500 N bis 6000 N. Dies resultiert aus dem generellen Prinzip dieser Schließvorrichtungen, bei welchen eine Sperrhebelmechanik vorgesehen ist und eine Sperrklinke einrastet. Wird die Zuhaltekraft überschritten, dann verliert die Sperrhebelmechanik ihre Hemmung und die Schließvorrichtung öffnet.
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Dies wird bei der hier beschriebenen Lösung vermieden, indem anstelle der Sperrhebelmechanik die Rotationsfalle 2 verwendet wird, welche von dem Spindelmotor, d. h. von dem Spindelantrieb 6 mit Elektromotor 7, in eine Drehbewegung versetzt wird. Je nach Stellung der Rotationsfalle 2 ist die Schließvorrichtung 1 entweder offen, d. h. entriegelt, oder geschlossen, d. h. verriegelt.
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Dabei wird das unbeabsichtigte Zurückdrehen der Rotationsfalle 2 aus der geschlossenen Position in die offene Position durch den mit der Rotationsfalle 2 gekoppelten Spindelantrieb 6 vermieden, vorteilhafterweise ausschließlich durch den Spindelantrieb 6, da dieser ständig, insbesondere auch in der geschlossenen Position, mit der Rotationsfalle 2 gekoppelt ist und sie somit in der geschlossenen Position gegen das unbeabsichtigte Zurückdrehen in die offene Position sichert. Sperrhebel oder Sperrklinken zum Halten der Rotationsfalle 2 in der geschlossenen Position sind somit nicht erforderlich.
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Die Gefahr des unbeabsichtigten Zurückdrehens der Rotationsfalle 2 in die offene Position resultiert insbesondere aus Krafteinwirkungen über den Schließbügel 4 oder Schließbolzen auf die Rotationsfalle 2, welche gegen diese Gefahr durch den Spindelantrieb 6 gesichert ist. Das Zurückdrehen der Rotationsfalle 2 in die offene Position erfolgt somit nur durch den Antrieb der Rotationsfalle 2 mittels des Spindelantriebs 6.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schließvorrichtung
- 2
- Rotationsfalle
- 2.1
- mittlerer Scheibenbereich
- 2.2
- äußerer Scheibenbereich
- 3
- Gehäuse
- 3.1
- Gehäusemittelteil
- 3.2
- Gehäusedeckel
- 4
- Schließbügel
- 5
- Aufnahmeausnehmung
- 6
- Spindelantrieb
- 7
- Elektromotor
- 8
- Lagerungsausnehmung
- 9
- Gewindespindel
- 10
- Spindelmutter
- 11
- Verbindungshebel
- 12
- Getriebe
- 13
- Durchführungsöffnung
- E1
- erste axiale Endlage
- E2
- zweite axiale Endlage
- F
- Zugkraft
- P
- Kraftaufteilungspfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008028256 A1 [0002]
