DE102020124367A1

DE102020124367A1 - Schloss-Schlüssel-System

Info

Publication number: DE102020124367A1
Application number: DE102020124367.7A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Assa Abloy Sicherheitstechnik GmbH
Current assignee: Assa Abloy Sicherheitstechnik GmbH
Priority date: 2020-09-18
Filing date: 2020-09-18
Publication date: 2022-03-24
Also published as: EP3971372A1

Abstract

Schloss - Schlüssel - System, umfassend ein Schließzylindergehäuse (10) mit einem drehbar darin gelagerten Zylinderkern (4,16), der durch einen in einen Schlüsselkanal im Zylinderkern eingeführten Schlüssel (1) drehbar ist und eine Kupplung (6,9a), die die Drehung des Zylinderkerns auf einen Schließbart (8,15) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinderkern (4,16) ein Piezoaktuator (10,11) angeordnet ist, der im inaktiven Zustand eine Drehung des Schließbartes (8,15) verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schloss - Schlüssel - System, umfassend ein Schließzylindergehäuse mit einem drehbar darin gelagerten Zylinderkern, der durch einen in einen Schlüsselkanal im Zylinderkern eingeführten Schlüssel drehbar ist und eine Kupplung, die die Drehung des Zylinderkerns auf einen Schließbart überträgt.
Piezo-Aktuatoren sind auch als Biegewandler bekannt. Da die Biegung, bzw. Auslenkung sehr gering ist und von der Baulänge abhängt, wurde schon ein Hebelprinzip verwendet um eine größere Auslenkung zu erzielen ( DE 20 2007 004 763 U1 ).
Wird nun eine elektrische Spannung angelegt, so verbiegt sich das Piezoelement und verrichtet eine Arbeit, die wie das Spannen einer Feder wirkt. Wird die elektrische Spannung weggenommen, geht das Element wieder in seine ursprüngliche Form zurück und verrichtet dabei auch eine Arbeit.
Die Erfindung nutzt diese Wirkungsweise eines Piezoaktuators für ein Schloss - Schlüssel - System, umfassend ein Schließzylindergehäuse mit
einem drehbar darin gelagerten Zylinderkern, der durch einen in einen Schlüsselkanal im Zylinderkern eingeführten Schlüssel drehbar ist und eine Kupplung, die die Drehung des Zylinderkerns auf einen Schließbart überträgt, dadurch aus,
dass im Zylinderkern ein Piezoaktuator angeordnet ist, der im inaktiven Zustand eine Drehung des Schließbartes verhindert.
Vorzugsweise Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden nachfolgend beschrieben.
Mit der vorliegenden Erfindung wird der Piezo-Aktuator zum direkten Sperren oder Kuppeln verwendet. Es sind dadurch nur wenige Bauteile nötig und der Aktuator lässt sich nur schwierig manipulieren (im Vergleich zu DC Motoren).
Sperrendes System:

1 zeigt den Schließzylinder 2 mit elektronischem Schlüssel 1.
2 zeigt eine Schnittansicht, mittig. Der Zylinderkern 4 beinhaltet eine Steuerungselektronik (nicht abgebildet), den Piezoaktuator 10 mit Gehäuse, den Kupplungsstift 6, der bei eingestecktem Schlüssel die Verbindung mit dem Kupplungselement 7 und dem Schließbart 8 herstellt, sowie auch den Sperrstift 9 oder Kernstift des Piezoaktuators. Der Sperrstift oder Kernstift 9 sperrt die Zylinderkerndrehung an der Trennebene, indem er - bei inaktivem Piezoaktuator - in eine Gehäusestiftbohrung des Zylindergehäuses 2 eintaucht. Wird der Piezoaktuator aktiviert, wird der Kernstift über die Trennebene in den Zylinderkern zurück gezogen, so dass der Zylinderkern mit dem Schlüssel und über den Kupplungsstift der Schließbart gedreht werden kann. Zusätzlich dient der gefederte Gehäusestift 5 als Blockierelement bei abgezogenem Schlüssel.

Der Piezoaktuator besteht aus dem Gehäuse 10, welches fest mit dem Zylinderkern 4 verbunden ist. Der Biegewandler 11 ist im Gehäuse 10 einseitig fixiert. Die andere Seite des Biegewandlers ist mit einer Klammer des Hebels 12 verbunden. Die Achse 13 des Hebels 12 ist im Gehäuse 10 gelagert.
Die Stromversorgung des Piezoaktuators erfolgt durch eine in der Schlüsselreide angeordnete Batterie 3.
3 stellt das System in einer isometrischen Ansicht dar. Hier sind das Zylindergehäuse und der Zylinderkern zur Hälfte geschnitten; alle anderen Bauteile nicht. Diese Darstellung soll die Wirkungsweise des Aktuator - Hebels 12 mit dem Sperrstift 9 erläutern; dieser ist „schwimmend“ mit dem Hebel 12 verbunden. Der Sperrstift 9 hat ein Langloch zur Durchführung für den Kupplungsstift 6.
Kuppelndes System:
4 zeigt im Prinzip den gleichen Piezoaktuator in einem kuppelnden System. Der Aktuator funktioniert „umgekehrt“, d. h. im elektrisch spannungslosen oder inaktiven Zustand ist der Hebel 12 parallel zum Biegewandler 11. Der Kupplungsstift 9a kuppelt nicht in die Bohrung vom Schließbart 15. Das gesamte System ist frei drehend, d. h. der Zylinderkern 16 kann in jeder Position stehen, damit nach Schlüsselabzug keine Kräfte mehr auf den Schließbart wirken können und der Kupplungsstift 9a aus dem Schließbart entkuppeln kann.
Wird der Piezoaktuator durch den eingeführten Schlüssel aktiviert, drückt der Hebel 12 den Kupplungsstift 9a in die Bohrung im Schließbart und stellt somit die Drehverbindung zwischen Zylinderkern und Schließbart her.
Es sei erwähnt, dass der Hebel bei den beiden beschriebenen Varianten unterschiedlich ist bzw. agiert. Da aber der hier zur Anwendung kommende Piezoaktuator über zwei Beschichtungen verfügt, also je eine auf der Oberseite bzw. Unterseite der Trägerschicht, kann er einfach durch eine andere Ansteuerung (obere Beschichtung aktiv, bzw. Polarität gedreht) in die andere Richtung gebogen werden.
Ein weiterer Vorteil des Piezoaktuators in dieser Ausführung ist, dass die im Biegewandler erzeugte Arbeit in beiden Endlagen wie eine gespannte Feder wirkt und dadurch der Sperrstift, bzw. der Kupplungsstift zur jeder Zeit sperren / entsperren, bzw. kuppeln /entkuppeln kann, auch wenn die jeweiligen Positionen nicht exakt erreicht sind. Der Benutzer wird dann durch leichte Drehbewegungen des Schlüssels immer in der Lage sein das Schließsystem erfolgreich zu bedienen, ohne den Schlüssel erneut herausziehen und erneut stecken zu müssen .
Bezugszeichenliste

1: Elektronischer Schlüssel
2: Zylindergehäuse mit Bohrungen

2: Mittiger Schnitt durch das sperrende Schließsystem

3

Batterie im Schlüssel

4

Zylinderkern sperrend

5

federbelasteter Kernstift / Gehäusestift

6

Kupplungsstift

7

Kupplungselement

8

Schließbart

9

Sperrstift Piezoaktuator

10

Gehäuse Piezoaktuator

11

Piezo - Biegewandler

12

Hebel Piezoaktuator

13

Achse vom Hebel
3: Schnitt durch Zylinderkern und Zylindergehäuse in Isometrischer Ansicht

14

Schlüssel - Abzugsscheibe
4: Mittiger Schnitt durch das kuppelnde Schließsystem

9a: Kupplungsstift Piezoaktuator
15: Schließbart mit Kupplungsbohrung
16: Zylinderkern freidrehend, kuppelnd

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202007004763 U1 [0002]

Claims

Schloss - Schlüssel - System, umfassend ein Schließzylindergehäuse (10) mit einem drehbar darin gelagerten Zylinderkern (4,16), der durch einen in einen Schlüsselkanal im Zylinderkern eingeführten Schlüssel (1) drehbar ist und eine Kupplung (6,9a), die die Drehung des Zylinderkerns auf einen Schließbart (8,15) überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass im Zylinderkern (4,16) ein Piezoaktuator (10,11) angeordnet ist, der im inaktiven Zustand eine Drehung des Schließbartes (8,15) verhindert.
Schloss - Schlüssel - System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Piezoaktuator (10,11) ein Kernstift (9) verbunden ist, der im aktivierten Zustand des Piezoaktuators aus einer Gehäusebohrung über die Trennebene zwischen Zylinderkern und Schließzylindergehäuse bewegt wird, um die Drehung des Zylinderkerns (4) zu ermöglichen.
Schloss - Schlüssel - System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Piezoaktuator (10,11) ein Kupplungsstift (9a) verbunden ist, der im inaktiven Zustand des Piezoaktuators die Kupplung zwischen Zylinderkern (16) und Schließbart (15) verhindert.
Schloss - Schlüssel - System nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Piezoaktuator ein Gehäuse (10) aufweist, welches fest mit dem Zylinderkern (4) verbunden ist und in dem es einseitig fixiert ist, während die andere Seite des Piezoaktuators mit einem Hebel (12) verbunden ist, dessen Drehachse (13) im Gehäuse (10) gelagert ist und dessen freies Ende mit dem Kernstift (9) oder Kupplungsstift (9a) in Eingriff ist.
Schloss - Schlüssel - System nach Anspruch 1 ,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsstift (9a) vom aktivierten Piezoaktuator in eine Bohrung im Schließbart (15) bewegbar ist, um dessen Drehung zu ermöglichen.
Schloss - Schlüssel - System nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinderkern ohne Zuhaltungen frei drehbar im Zylindergehäuse gelagert ist, damit auch ausgekuppelt werden kann, wenn der Schlüssel abgezogen wird, obwohl der Schließbart noch belastet ist.
Schloss - Schlüssel - System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsstift (6) durch eine Ausnehmung im Sperrstift des Piezoaktuators geführt ist, um ein mit dem Schließbart verbundenes Kupplungselement (7) zu betätigen.