DE102022124569A1

DE102022124569A1 - Schlüsselbetätigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102022124569A1
Application number: DE102022124569.1A
Authority: DE
Inventors: Oliver Wilhelm Oligmüller; Norman Dix
Original assignee: Griffwerk GmbH
Current assignee: Griffwerk GmbH
Priority date: 2022-09-23
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2024-03-28
Also published as: EP4353927A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) zum Drehen eines in einem Türschloss (2) einer Tür (3), insbesondere Haus- oder Wohnungstür befindlichen Schlüssels (8) um eine Rotationsachse (RA) umfassend eine Drehaufnahmeeinheit (7) zur drehfesten Aufnahme des freien Endes des Schlüssels (8), zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9"), eine mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) zur antriebsmäßigen Kupplung der steuerbaren Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9") mit der Drehaufnahmeeinheit (7), ein Gehäuse (5) und eine Steuereinheit (11) zur Ansteuerung der zumindest einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9''). Besonders vorteilhaft sind die Drehaufnahmeeinheit (7) und die mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) relativ zueinander um die Rotationsachse (RA) drehbar gelagert, wobei die Drehaufnahmeeinheit (7) zur drehbaren Lagerung um die Rotationsachse (RA) zumindest abschnittsweise in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung (10) aufgenommen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schlüsselbetätigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Schlüsselbetätigungsvorrichtungen zur Drehen eines in einem Türschloss einer Tür, insbesondere Haus- oder Wohnungstür befindlichen Schlüssels sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, und zwar beispielsweise aus der DE 10 2004 021 704 B3 oder der DE 10 2017 127 982 A1 .
Derartige Schlüsselbetätigungsvorrichtungen sind üblicherweise zum Nachrüsten von bestehenden Türanlagen vorgesehen und dienen zur elektronischen Steuerung des Schließmechanismus der Tür durch entsprechendes, vorzugsweise ferngesteuertes Betätigen des im Türschloss befindlichen Schlüssels im oder gegen den Uhrzeigersinn.
Hierzu sind die Schlüsselbetätigungsvorrichtungen häufig modulartig ausgebildet und weisen ein geschlossenes Modulgehäuse auf, in dem alle für den Betrieb und die automatisierte Steuerung der Schlüsselbetätigung erforderlichen Komponenten, insbesondere auch die Energieversorgung aufgenommen sind. Dieses Modulgehäuse wird an dem Türschild und/oder dem freien Ende des Schließzylinders drehfest montiert, vorzugsweise verklebt und/oder geklemmt. Die Ansteuerung der Schlüsselbetätigungsvorrichtung erfolgt manuell und/oder drahtlos unter Verwendung geeigneter Funkschnittstellen, welche beispielsweise in den gängigen mobilen Kommunikationsgeräten standardmäßig verbaut sind.
Nachteilig benötigen bekannte Schlüsselbetätigungsvorrichtungen aufgrund der in das Modulgehäuse zu integrierenden Antriebskomponenten einen hohen Bauraum, insbesondere aufgrund eines zwingend erforderlichen Drehkörpers zur Aufnahme und drehfesten Kupplung des Schlüssels, der üblicherweise über eine Kupplungs- und/oder Getriebeeinheit mit einem ebenfalls im Gehäuse aufgenommenen Aktuator, vorzugsweise einem elektromotorischen Antrieb in mechanischer Wirkverbindung steht. Besonders nachteilig weisen bekannte Schlüsselbetätigungsvorrichtungen deshalb eine im Vergleich zu den Abmessungen der Türgarnitur erhebliche Bauhöhe und Gesamtlänge auf. Es entsteht dadurch ein voluminöses bzw. klotzartiges optisches Erscheinungsbild.
Ausgehend vom aufgezeigten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schlüsselbetätigungsvorrichtung anzugeben, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile beseitigt und insbesondere einen im Vergleich zum Stand der Technik eine kompakte Bauweise mit reduzierter Bauhöhe ermöglicht.
Die Aufgabe wird ausgehend von einer Schlüsselbetätigungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung ist darin zu sehen, dass die Drehaufnahmeeinheit und die mehrteilige Kupplungseinrichtung relativ zueinander um die Rotationsachse drehbar im Gehäuse gelagert sind, wobei die Drehaufnahmeeinheit zur drehbaren Lagerung um die Rotationsachse zumindest abschnittsweise in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung aufgenommen ist. Besonders vorteilhaft ermöglicht die erfindungsgemäße Integration der Drehaufnahmeeinheit in die mehrteilige Kupplungseinrichtung eine deutliche Reduzierung der Bauhöhe und des für die Integration der Antriebsmechanik erforderlichen Bauraums. Die erfindungsgemäße Schlüsselbetätigungsvorrichtung weist damit eine besonders kompakte Bauweise auf. Auch ist dadurch eine Reduzierung der zur Realisierung der Kupplungseinrichtung erforderlichen Bauteile möglich.
Weiterhin vorteilhaft ist die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit zur Erzeugung einer Antriebsbewegung um eine radial zur Rotationsachse orientierten Antriebsachse ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der steuerbaren Antriebsmotoreinheit, insbesondere mehrerer Antriebseinheiten ist eine weitere Reduzierung der Bauraumhöhe möglich.
In eine bevorzugten Ausführungsform weist die mehrteilige Kupplungseinrichtung zumindest ein ringförmiges Kronenzahnrad und zumindest ein im ringförmigen Kronenzahnrad aufgenommene Kupplungshülse zur Herstellung einer drehfesten, mechanischen Wirkverbindung zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad und der zumindest abschnittsweise in der Kupplungshülse aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit auf. Durch die Kombination eines Kronenzahnrades mit integrierter Kupplungshülse ist eine platzsparende und zuverlässige steuerbare Kupplung mit der Drehaufnahmeeinheit möglich, die hierzu in der Kupplungshülse zumindest teilweise aufgenommen ist.
Besonders vorteilhaft ist die mehrteilige Kupplungseinrichtung durch gesteuertes Drehen des ringförmigen Kronenzahnrades im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Rotationsachse von einem ersten oder zweiten gekoppelten Zustand in einen entkoppelten Zustand und vice versa überführbar. Im ersten gekoppelten Zustand ist die Drehaufnahmeeinheit bei einer Drehung im Uhrzeigersinn drehfest mit dem ringförmigen Kronenzahnrad verbunden. Im zweiten gekoppelten Zustand ist die Drehaufnahmeeinheit bei einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn drehfest mit dem ringförmigen Kronenzahnrad verbunden. Dagegen ist im entkoppelten Zustand die Drehaufnahmeeinheit vom ringförmigen Kronenzahnrad derart entkoppelt, dass die Drehaufnahmeeinheit frei um die Rotationsachse drehbar ist. Die erfindungsgemäße mehrteilige Kupplungseinrichtung ermöglicht damit sowohl ein gesteuertes, motorisches Drehen des in der Drehaufnahmeeinheit aufgenommenen Schlüssels um die Rotationsachse als auch ein freies Drehen dessen unabhängig von der bestehenden Kupplungsmechanik.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit ein Antriebszahnrad auf, welches in antriebsmäßigen Eingriff mit dem ringförmigen Kronenzahnrad steht bzw. bringbar ist. Das Antriebszahnrad ist vorzugsweise durch ein Antriebsritzel oder ein zylinderförmiges Kammrad gebildet. Besonders vorteilhaft bildet das ringförmige Kronenzahnrad und das Antriebszahnrad ein Winkelgetriebe aus.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante sind drei steuerbare Antriebsmotoreinheit in der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung vorgesehen, die zum synchronen Antrieb des ringförmigen Kronenzahnrades eingerichtet sind. Dadurch können Antriebsmotoreinheiten mit reduzierter Leistung verwendet werden, die einen geringeren Bauraum erfordern, so dass bei radialer Ausrichtung dessen eine weitere Reduzierung der Höhe des Bauraums im Bereich der Antriebsmechanik möglich ist.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist das ringförmige Kronenzahnrad auf der senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Oberseite einen umlaufenden Zahnkranz mit einer Vielzahl von Zähnen auf. Das ringförmige Kronenzahnrad schließt ferner eine im Querschnitt kreisförmige Durchgangsöffnung ein, in welcher die Kupplungshülse derart aufgenommen ist, dass der umlaufende Zahnkranz weiterhin frei zugänglich ist. Über den umlaufenden Zahnkranz kann besonders vorteilhaft der Antrieb mittels der radial angeordneten steuerbaren Antriebseinheiten erfolgen.
Weiterhin vorteilhaft weist die Drehaufnahmeeinheit auf der Oberseite einen ebenen, im Querschnitt kreisförmigen Aufnahmeabschnitt, einen daran entlang der Rotationsachse unmittelbar anschließenden Übergangsabschnitt sowie einen daran anschließenden Kupplungsabschnitt auf, wobei der Querschnitt des Übergangsabschnittes im Vergleich zum Aufnahmeabschnitt reduziert ist sowie der Querschnitt des Kupplungsabschnittes im Vergleich Übergangsabschnitt ebenfalls reduziert ist. Der kreisförmige Aufnahmeabschnitt besitzt ferner eine schlitzförmige Aussparung bzw. einen schlitzförmigen Durchbruch zur Aufnahme des freien Endes des Schlüssels.
Weiterhin vorteilhaft bildet der kreisförmige Aufnahmeabschnitt an einem stirnseitigen Rand einen umlaufenden Zahnkranz aus, der zur Bestimmung der Drehposition der Drehaufnahmeeinheit bezogen auf die Rotationsachse mit einer in Wirkverbindung steht. Die Positionssensoreinheit umfasst hierzu ein Zahnrad, welches in Eingriff mit dem umlaufenden Zahnkranz des kreisförmigen Aufnahmeabschnittes der Drehaufnahmeeinheit bringbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kupplungsabschnitt zumindest abschnittsweise hülsenartig ausgebildet und verläuft konzentrisch zur Rotationsachse, wobei der Querschnitt des Kupplungsabschnittes derart eingerichtet ist, dass dieser vollständig in die von der Kupplungshülse freigegebenen Bereich der Durchgangsöffnung der Kupplungseinrichtung eingreift. Dadurch ergibt sich eine Reduzierung der Bauhöhe.
Weiterhin vorteilhaft weist der Kupplungsabschnitt eine äußere Umfangsfläche mit einer Vielzahl an teilkugelförmige Ausnehmungen auf, wobei die teilkugelförmigen Ausnehmungen jeweils beanstandet zueinander angeordnet und gleichmäßig über die gesamte äußere Umfangsfläche verteilt sind. Eine teilkugelförmige Ausnehmung ist dabei zur Aufnahme einer Kupplungskugel ausbildet.
Weiterhin vorteilhaft sind zur Führung einer Kupplungskugel in der Kupplungshülse entsprechend eingerichtete Führungsöffnungen eingebracht, die beispielsweise einen rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Bei einem in der Kupplungshülse aufgenommen Kupplungsabschnittes befinden sich besonders vorteilhaft die Führungsöffnungen auf Höhe der teilkugelförmigen Ausnehmungen, und zwar derart, dass eine in einer der teilkugelförmigen Ausnehmungen aufgenommene Kupplungskugel sich durch eine gegenüberliegende Führungsöffnung erstreckt und über diese in Richtung der Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades aus der Führungsöffnung radial absteht.
In vorteilhafter Ergänzung weist das ringförmige Kronenzahnrad zumindest eine nutförmige Führungsbahn auf, die in eine Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades eingebracht ist und sich dort konzentrisch um die Rotationsachse erstreckt. Zur Realisierung einer steuerbaren Kupplungsverbindung greift der aus der Führungsöffnung radial herausragende Kugelabschnitt der Kupplungskugel in die zumindest eine nutförmige Führungsbahn des ringförmigen Kronenzahnrades ein und wird darin geführt. Besonders vorteilhaft erstreckt sich die nutförmige Führungsbahn nur über einen Ringabschnitt des ringförmigen Kronenzahnrades und wird durch Anschlagbereiche begrenzt. Durch die Anlage der in der nutförmigen Führungsbahn geführten Kupplungskugel entsteht vorteilhaft eine drehfeste Wirkverbindung über die Kupplungskugel zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad und dem Kupplungsabschnitt der Drehaufnahmeeinheit in oder entgegen dem Uhrzeigersinn.
In einer Ausführungsvariante kann zur Verhinderung eines Mitdrehens der Kupplungshülse mit dem ringförmigen Kronenzahnrad bei einem Drehrichtungswechsel eine Bremse vorgesehen sein, die die Kupplungshülse mit einer vorgegebenen Bremskraft beaufschlagt. Besonders bevorzugt ist die Bremse einteilig mit einer Schutzabdeckung ausgebildet.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer an einer Tür montierten erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung,
2 eine schematische Frontansicht einer erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung,
3 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung gemäß der 2,
4 eine perspektivische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung mit abgenommener Gehäusevorderseite und Gehäuseseitenwandung,
5 eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung gemäß 4,
6 eine schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung gemäß 5 ohne Schutzabdeckung,
7 eine schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung gemäß 5 ohne Schließzylinder, Schlüssel, Drehaufnahmeeinheit und Energieversorgungseinheit,
8 eine schematische Draufsicht auf die freigestellte mehrteilige Kupplungseinrichtung und die daran angebundenen steuerbaren Antriebsmotoreinheiten,
9 eine perspektivische Ansicht der freigestellten mehrteiligen Kupplungseinrichtung und die daran angebundenen steuerbaren Antriebsmotoreinheiten gemäß 8,
10 eine perspektivische Ansicht der freigestellten mehrteiligen Kupplungseinrichtung mit darin aufgenommener Drehaufnahmeeinheit,
11 eine schematische Draufsicht auf die freigestellte Drehaufnahmeeinheit,
12 eine schematische Seitenansicht der freigestellten Drehaufnahmeeinheit gemäß 11,
13 eine perspektivische Ansicht der Unterseite der der freigestellten Drehaufnahmeeinheit gemäß 11 und 12,
14 eine perspektivische Ansicht einer freigestellten Kupplungshülse mit Kupplungskugeln,
15 eine perspektivische Ansicht eines freigestellten ringförmigen Kronenzahnrades mit Kupplungskugeln,
16 eine schematische Draufsicht auf das freigestellte ringförmige Kronenzahnrad mit Kupplungskugeln gemäß 15,
17a-c schematische Schnittdarstellungen durch die mehrteilige Kupplungseinrichtung in einem ersten und zweiten gekoppelten Zustand und einem entkoppelten Zustand,
18 eine schematische Draufsicht auf die freigestellte mehrteilige Kupplungseinrichtung und die zugeordnete Schutzabdeckung mit integrierter Bremse und
19. eine perspektivische Ansicht der freigestellten mehrteiligen Kupplungseinrichtung mit zugeordneter Schutzabdeckung mit integrierter Bremse gemäß 18.

Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur erforderlich sind. Auch ist die Erfindung in den Figuren anhand schematischer Ansichten zur Erläuterung des grundlegenden Prinzips der Erfindung beispielhaft dargestellt.
In 1 ist in eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 zum Betätigen bzw. Drehen eines in einem Türschloss 2 befindlichen Schlüssels 8 einer Tür, insbesondere Haus- oder Wohnungstür beispielhaft in einer üblichen Montagesituation dargestellt, und zwar ist die in 1 dargestellte Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 bespielhaft an der Innenseite der Tür 3 montiert. Zur Montage der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 an der Tür 3 kann beispielhaft eine Montageplatte 4 verwendet werden. Unter einer Tür 3 im erfindungsgemäßen Sinne wird insbesondere das Türblatt oder der Flügel einer Tür 3 verstanden, welcher üblicherweise in einer Türzarge aufgenommen ist.
Derartige Schlüsselbetätigungsvorrichtungen 1 sind hinsichtlich ihres Aufbaus und ihrer Funktionsweise grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, und zwar sind diese vorzugsweise modulartig ausgebildet und weisen ein entsprechendes Gehäuse 5 auf.
In 2 ist beispielshaft eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1, insbesondere dessen Gehäusevorderseite 5.1 mit einer Abdeckhaube 5.2 gezeigt. Die Abdeckhaube 5.2 dient zur Abdeckung einer kreisförmigen Öffnung in der Gehäusevorderseite 5.1, über welche der Zugang zur Antriebsmechanik und den darin und im Schließzylinder 2.1 aufgenommenen Schlüssel 8 ermöglicht. Die Abdeckhabe 5.2 weist hierzu beispielsweise einen ebenen, kreisförmigen Abdeckabschnitt auf, von dem ein quaderförmiger Haubenabschnitt nach außen hervorsteht. Der quaderförmige Haubenabschnitt schließt einen schlitzförmigen Aufnahmeraum zur Aufnahme des freien Endes des Schlüssels 8 ein, der in Richtung der Unterseite der Abdeckhaube 5.2 geöffnet ist. Die Abdeckhaube 5.2 ist vorzugsweise lösbar mit der Antriebsmechanik verbunden, dass ein Mitdrehen der Abdeckhaube 5.2 um die Rotationsachse RA beim Betrieb erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 möglich ist. Vorzugsweise ist eine Steckverbindung vorgesehen. Dabei zeigt der quaderförmige Haubenabschnitt zugleich auch die aktuelle Drehposition des Schlüssels 8 optisch an.
Das Gehäuse 5 dient zur Aufnahme aller wesentlichen Bauteile bzw. Komponenten der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 einschließlich der Energieversorgung, so dass ein autarker Betrieb ohne zusätzliche Leitungsverbindungen möglich ist. Die Montage der Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 an der Tür 3 bzw. an Teilen dessen Türbeschlages 6 erfolgt über das Gehäuse 5 direkt oder eine in 1 gezeigte Montageplatte 4. Der Türbeschlag 6 umfasst neben einem Türdrücker 6.1 auch ein zugehöriges Lang- oder Kurzschild (nicht in den Figuren gezeigt) oder zwei Rosetten 6.2, wobei die eine Rosette 6.2 einen Abschnitt des Türdrückers 6.1 aufnimmt und die weitere Rosette (nicht in 1 dargestellt) zur Aufnahme des freien Endes des Schließzylinders 2.1 eingerichtet ist.
3 zeigt eine Seitenansicht der Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 gemäß 2 mit einem angedeuteten Schließzylinder 2.1 des Türschlosses 2, dessen freies Ende im Gehäuse 5 aufgenommen ist. Das Gehäuse 5 umfasst eine Gehäuserückseite 5.3 mit einer Aussparung bzw. einem Durchbruch, wobei die Aussparung bzw. der Durchbruch zur formschlüssigen Aufnahme des Schließzylinders 2.1 ausgebildet ist, um eine drehfeste Aufnahme des Schließzylinders 2.1 im Gehäuse 5 zu gewährleisten. Die Gehäusevorderseite 5.1 und die Gehäuserückseite 5.3 sind über eine umlaufende Gehäuseseitenwandung 5.4 miteinander verbunden, so dass ein im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse 5 entsteht. Besonders bevorzugt sind die Gehäusevorderseite 5.1 und die Gehäuseseitenwandung 5.4 einteilig bzw. einstückig ausgebildet und bilden eine haubenartige Gehäuseabdeckung aus, welche lösbar mit der eine formstabile Trägerplatte bildenden Gehäuserückseite 5.3 verbindbar ist.
Das Gehäuse 5 der Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 ist mit der zur Tür 2 gewandeten Gehäuserückseite 5.3 des Gehäuses 5 entweder mit der Tür 2 und/oder einem an Tür 2 montierten Lang- oder Kurzschild bzw. einer Rosette direkt verbunden, wobei das Lang- oder Kurzschild bzw. die entsprechende Rosette das freie Ende des Schließzylinder 2.1 des Türschlosses 2 umschließen. Zur Herstellung einer drehfesten, direkten Verbindung finden bevorzugt Klebe- und/oder Klemmverbindungen Anwendungen, und zwar beispielsweise durch Aufspenden einer Kleberbeschichtung auf der Gehäuserückseite 5.3 und/oder Vorsehen einer formschlüssigen Aussparung 5.3' in der Gehäuserückseite 5.3 zur Aufnahme des abstehenden freien Endes des Schließzylinders 2.1 des Türschlosses 2. Besonders bevorzugt ist hierzu auf der Gehäuserückseite 5.3 noch eine Klebeschicht 5.5 aufgebracht, welche zur Herstellung einer Klebeverbindung mit der den Schließzylinder 2.1 umgebenden Rosette oder mit einem den Schließzylinder 2.1 aufnehmenden Schild vorgesehen ist.
Das Türschloss 2 ist beispielsweise in Form eines Kastenschlosses ausgebildet und umfasst neben dem Schließzylinder 2.1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Falle 2.2 und einen Riegel 2.3. Bei herkömmlichen Türen 3 ist zur Aufnahme der Türschlosses 2 zumindest eine genormte, stirnseitig geöffnete Ausnehmung in der Tür 3 vorhanden. Analog dazu finden sich auch genormte Durchgangsbohrungen zur Montage der Türgarnitur 6, insbesondere der Rosetten 6.2. Der Schließzylinder 2.1 steht üblicherweise in Wirkverbindung mit der Falle 2.2 und dem Riegel 2.3 des Türschlosses 2, um ein Abschließen bzw. Absperren sowie Öffnen der Tür 3 zu ermöglichen. Im abgeschlossenen Zustand ist damit die Tür 3 auch nicht mehr durch eine entsprechende Betätigung der Falle 2.2 mittels Betätigung des Türdrückers 6.1 zu öffnen.
Erfindungsgemäß weist die Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 eine Drehaufnahmeeinheit 7 zur drehfesten Aufnahme des freien Endes des Schlüssels 8, zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9", eine mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 zur mechanischen, antriebsmäßigen Kupplung der zumindest einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" mit der Drehaufnahmeeinheit 7. Ferner ist eine Steuereinheit 11 zur Ansteuerung der zumindest einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9'' vorgesehen, die ebenfalls im Gehäuse 5 aufgenommen ist. Die Steuereinheit 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer Schaltplatine mit entsprechenden elektronischen Bauteilen, integrierten Schaltungen und ggf. Speicherbauteilen realisiert, die über eine ebenfalls im Gehäuse 5 aufgenommene Energieversorgungseinheit 13 mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen Energie versorgt wird.
In 4 ist beispielhaft eine perspektivische Frontansicht der Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 ohne Gehäusevorderseite 5.1, Abdeckhaube 5.2 und Gehäuseseitenwandung 5.4 gezeigt, wobei der im Schließzylinder 2.1 eingeführte Schlüssel 8 durch einen schlitzförmigen Durchbruch 7a in der Drehaufnahmeeinheit 7 geführt ist und mit seinen freien Ende über die Drehaufnahmeeinheit 7 hervorsteht, damit auch nach erfolgter Montage des erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 an der Tür 3 weiterhin der Schlüssel 8 vom Nutzer gegriffen und manuell aus dem Schließzylinder 2.1 gezogen werden kann. Parallel zum schlitzförmigen Durchbruch 7a sind beispielhaft zwei weitere schlitzförmige Ausnehmungen oder Durchbrüche 7b, 7c vorgesehen, die zur Herstellung einer Steckverbindung mit der Abdeckhaube 5.2 dienen. Die Abdeckhaube 5.2 weist hierzu entsprechende nasenartige Vorsprünge auf, die in die zwei weiteren schlitzförmigen Ausnehmungen oder Durchbrüche 7b, 7c eingreifen.
5 zeigt beispielhaft eine perspektivische Seitenansicht der Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 gemäß 3. In gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Schutzabdeckung 12 vorgesehen, mittels der die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9'' sowie die Steuereinheit 11 auch nach Abnehmen der Gehäusevorderseite 5.1 und der Gehäuseseitenwandung 5.3 weiterhin vor einem Zugriff von außen geschützt sind. Die Schutzabdeckung 12 ist vorzugsweise lösbar mit der Gehäuserückseite 5.3 verbunden, und zwar besonders bevorzugt mittels Schraubverbindungen.
Die im Gehäuse 5 aufgenommene Energieversorgungseinheit 13 ist beispielsweise in Form einer Batterie oder eines Akkus ausgebildet und unterhalb der Schutzabdeckung 12 angeordnet, und zwar vorzugsweise über entsprechende zwei, einander gegenüberliegende und von der Schaltplatine abstehende Kontaktelemente mit der Steuereinheit 11 verbunden. Die Schutzabdeckung 12 ist vorzugsweise entsprechend ausgespart, so dass die Batterie oder der Akku frei zugänglich ist, um einen Wechsel der Batterie oder des Akkus durch den Benutzer zu ermöglichen ohne das die Schutzabdeckung 12 abgenommen werden muss.
6 zeigt eine perspektivische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 gemäß 4 und 5, jedoch mit abgenommener Schutzabdeckung 12. Unterhalb der Schutzabdeckung 12 ist die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" angeordnet, welche in antriebsmäßiger Verbindung mit der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 steht, um entsprechend gesteuert, eine gesteuerte Drehung der Drehaufnahmeeinheit 7 und damit des darin aufgenommenen Schlüssels 8 um die Rotationsachse RA zu bewirken. Besonders bevorzugt weist die erfindungsgemäße Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 mehrere steuerbare Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" auf, die im Gehäuse aufgenommen sind und zum Antrieb der Drehaufnahmeeinheit 7 über die Kupplungseinrichtung 10 vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß ist die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" zur Erzeugung einer Antriebsbewegung um eine radial zur Rotationsachse RA orientierten Antriebsachse AR ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" radial zur Rotationsachse RA im Gehäuse angeordnet und darüber eine Drehbewegung um die Antriebsachse AR erzeugbar, die durch die Kupplungseinrichtung 10 in eine Drehbewegung der Drehaufnahmeeinheit 7 um die Rotationsachse RA übersetzt wird.
Weiterhin sind die Drehaufnahmeeinheit 7 und die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 relativ zueinander um die Rotationsachse RA drehbar gelagert, wobei die Drehaufnahmeeinheit 7 zur drehbaren Lagerung um die Rotationsachse RA zumindest abschnittsweise in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 aufgenommen ist. Durch die erfindungsgemäße Integration der Drehaufnahmeeinheit 7 in die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10, die zur Herstellung einer antriebsmäßigen Verbindung zwischen der Drehaufnahmeeinheit 7 und der zumindest einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" eingerichtet ist, wird die Bauhöhe der Antriebsmechanik deutlich reduziert, wodurch eine äußerst kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 entsteht.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung weist die Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 mehrere steuerbare Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9'' auf, und zwar eine erste, zweite und dritte steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9'', die jeweils radial zur Rotationsachse RA im Gehäuse angeordnet bzw. ausgerichtet und zur Erzeugung einer Antriebsbewegung um eine radial zur Rotationsachse RA orientierten Antriebsachse AR ausgebildet sind.
Vorteilhaft können aufgrund der erfindungsgemäßen radialen Anordnung zur Rotationsachse steuerbare Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" mit geringer Antriebsleistung Verwendung finden, deren Raumbedarf im Vergleich zu Antriebsmotoreneinheiten mit höherer Antriebsleistung deutlich geringer ist, so dass auch dadurch der Bauraumbedarf nochmal erheblich reduziert werden kann. Vorzugsweise sind die erste, zweite und dritte steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9'' zum synchronen Antrieb der Drehaufnahmeeinheit 7 über die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 ausgebildet. Die steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9'' sind vorzugsweise durch Elektromotoreinheiten, beispielsweise Servomotoren oder Schrittmotoren gebildet, die gemeinsam über die Steuereinheit 11 ansteuerbar sind. Die Versorgung mit elektrischer Energie erfolgt über die im Gehäuse aufgenommene Energieversorgungseinheit 13.
Die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 weist zumindest ein ringförmiges Kronenzahnrad 10.1 und zumindest eine im ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 aufgenommene Kupplungshülse 10.2 zur Herstellung einer drehfesten, mechanischen Wirkverbindung zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 und der zumindest abschnittsweise in der Kupplungshülse 10.2 aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit 7 auf. Das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 ist durch eine entsprechende Ausgestaltung der Innenseite der Gehäuserückseite 5.3 drehbar gelagert und vorzugsweise seitlich geführt.
Das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 besitzt auf der senkrecht zur Rotationsachse RA verlaufenden Oberseite einen umlaufenden Zahnkranz 10.11 mit einer Vielzahl von Zähnen, die vorzugsweise schräg zu einer radial zur Rotationsachse RA orientierten Linie verlaufen. Ferner bildet das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 eine im Querschnitt kreisförmige Durchgangsöffnung 10.12 aus, in welcher die Kupplungshülse 10.2 derart aufgenommen ist, dass der umlaufende Zahnkranz 10.11 weiterhin frei zugänglich ist und mit zumindest einem mit einer Antriebswelle einer steuerbaren Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" verbundenen Antriebszahnrad 14, 14'. 14" in Eingriff gebracht werden kann. Das jeweilige Antriebszahnrad 14, 14'. 14" der steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" umfasst ebenfalls eine Vielzahl an Zähnen, die an hinsichtlich Form, Abmessungen und Ausrichtung an die Zähne des umlaufenden Zahnkranz 10.11 des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 angepasst sind.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die erste steuerbare Antriebsmotoreinheit 9 ein erstes Antriebszahnrad 14, die zweite steuerbare Antriebsmotoreinheit 9' ein zweites Antriebszahnrad 14' und die dritte steuerbare Antriebsmotoreinheit 9" ein drittes Antriebszahnrad 14" auf, die jeweils an einer radial zur Rotationsachse RA verlaufenden Antriebswelle der jeweiligen steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" montiert sind. Das Antriebszahnrad 14, 14'. 14" ist vorzugsweise durch ein Antriebsritzel oder ein zylinderförmiges Kammrad gebildet. Damit bilden das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 und das jeweilige Antriebszahnrad 14, 14'. 14" ein Winkelgetriebe mit einem vorgegebenen Übersetzungsverhältnis aus. Bei einer synchronen Ansteuerung der drei steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" erfolgt eine entsprechende Drehung des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 um die Rotationsachse RA.
In 7 ist beispielhaft eine schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 gemäß 6 ohne die Drehaufnahmeeinheit 7, den Schließzylinder 2.1 sowie den darin aufgenommenen Schlüssel 8 als auch ohne die Energieversorgungseinheit 13 dargestellt. Das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 und die in dessen kreisförmige Durchgangsöffnung 10.12 aufgenommene Kupplungshülse 10.2 sowie die in Eingriff mit dem Zahnkranz 10.11 des ringförmige Kronenzahnrad 10.1 stehenden Antriebszahnrad 14, 14'. 14" sind der 6 zu entnehmen. Die kreisförmige Durchgangsöffnung 10.12 gibt ebenfalls die Sicht frei auf das in der Gehäuserückseite 5.3 vorgesehen formschlüssige Aussparung 5.3' zur Durchführung und formschlüssigen Aufnahme des Schließzylinders 2.1, wobei sowohl das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 als auch die Kupplungshülse 10.2 konzentrisch um die Rotationsachse RA verlaufen.
8 zeigt eine weitere schematische Draufsicht auf die freigestellte mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 sowie die zugeordneten drei steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9". In 9 ist eine perspektivische Ansicht der in 8 gezeigten Anordnung dargestellt, aus der sowohl die Ausgestaltung der Antriebszahnräder 14, 14'. 14" als auch deren Eingriff in den umlaufenden Zahnkranz 10.11 des ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 zu entnehmen ist.
In 9 ist eine perspektivische Seitenansicht der in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit 7 dargestellt. Die Drehaufnahmeeinheit 7 greift zur Herstellung der antriebsmäßigen Verbindung zwischen der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 und der Drehaufnahmeeinheit 7 in die nach Einbringen der Kupplungshülse 10.2 verbleibende kreisförmige Durchgangsöffnung 10.12 bzw. die von der Kupplungshülse 10.2 umschlossene Durchgangsöffnung ein.
Die Drehaufnahmeeinheit 7 weist auf der Oberseite einen ebenen, im Querschnitt kreisförmigen Aufnahmeabschnitt 7.1 auf, der die schlitzförmige Aussparung 7a zur Aufnahme des freien Endes des Schlüssels 8 und die parallel dazu angeordneten Montageschlitze 7b, 7c zur Montage der Abdeckhaube 5.2 umfasst. Ferner ist am stirnseitigen Rand des kreisförmigen Aufnahmeabschnittes 7.1 ein umlaufender Zahnkranz 7.11 ausgebildet, der zur Bestimmung der Drehposition der Drehaufnahmeeinheit 7 bezogen auf die Rotationsachse RA mit einer Positionssensoreinheit 15 in Wirkverbindung steht, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Zahnrad 15.1 aufweist, welches in Eingriff mit dem umlaufenden Zahnkranz 7.11 der Drehaufnahmeeinheit 7 steht. An den flanschartig ausgebildeten kreisförmigen Aufnahmeabschnitt 7.1 schließt sich ein im Vergleich zum Aufnahmeabschnitt 7.1 querschnittsreduzierter Übergangsabschnitt 7.2 an, der in einem wiederum noch weiter querschnittsreduzierten Kupplungsabschnitt 7.3 übergeht, der zumindest abschnittsweise hülsenartig ausgebildet ist und konzentrisch zur Rotationsachse RA verläuft. Damit ergibt sich ausgehend vom kreisförmigen Aufnahmeabschnitt 7.1 bis zum Kupplungsabschnitt 7.3 ein entlang der Rotationsachse RA gestuft ausgebildeter Querschnittsverlauf, wobei der Querschnitt des Kupplungsabschnittes 7.3 derart eingerichtet ist, dass dieser vollständig in den von Kupplungshülse 10.2 freigegeben Durchgangsöffnung 10.12 der Kupplungseinrichtung 10 eingreift.
Zur Ausbildung einer steuerbaren Kupplungsmechanik sind an der äußeren Umfangsfläche des Kupplungsabschnittes 7.3 eine Vielzahl an teilkugelförmige Ausnehmungen 7.31 jeweils beanstandet zueinander angeordnet. Diese sind gleichmäßig über die gesamte äußere Umfangsfläche verteilt und bilden jeweils eine Aufnahme für eine Kupplungskugel 16 aus. Der Radius bzw. Durchmesser der teilkugelförmigen Ausnehmungen 7.31 ist derart gewählt, dass eine zumindest teilweise formschlüssige Aufnahme der Kupplungskugel 16 in einer teilkugelförmige Ausnehmungen 7.31 möglich ist.
Analog dazu sind in der Kupplungshülse 10.2 zur Führung einer Kupplungskugel 16 eingerichtete Führungsöffnungen 10.21 eingebracht, die beispielsweise einen rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Ist der Kupplungsabschnittes 7.3 in der Kupplungshülse 10.2 aufgenommen, dann befinden sich die Führungsöffnungen 10.21 auf Höhe der teilkugelförmigen Ausnehmungen 7.31, so dass eine in einer der teilkugelförmigen Ausnehmungen 7.31 aufgenommene Kupplungskugel 16 sich durch eine gegenüberliegende Führungsöffnung 10.21 erstreckt und über diese in Richtung der Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 aus der Führungsöffnung 10.21 radial absteht. Der aus der Führungsöffnung 10.21 herausragende Kugelabschnitt der Kupplungskugel 16 greift zur Realisierung einer steuerbaren Kupplungsverbindung in eine nutförmige Führungsbahn 10.13 der ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 ein, welche in die Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 eingebracht ist und sich dort konzentrisch um die Rotationsachse RA erstreckt, und zwar über einen Ringabschnitt des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1. An den gegenüberliegenden Enden der nutförmige Führungsbahn 10.13 sind Anschlagbereiche 10.13a, 10.13b ausgebildet, über welche eine drehfeste Wirkverbindung über die Kupplungskugel 16 zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 und dem Kupplungsabschnittes 7.3 der Drehaufnahmeeinheit 7 in oder entgegen dem Uhrzeigersinn erzeugt wird. Die Kupplungskugel 16 ist teilweise in der teilkugelförmigen Ausnehmungen 7.31 aufgenommen und erstreckt sich durch die damit durch die Führungsöffnung 10.21 der Kupplungshülse 10.2 in die nutförmige Führungsbahn 10.13 des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1. Erreicht die Kupplungskugel 16 einen der Anschlagbereiche 10.13a, 10.13b am Ende der nutförmigen Führungsbahn 10.13, so wird über die Kupplungskugel 16 eine antriebsmäßige Verbindung zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 und der Drehaufnahmeeinheit 7 hergestellt. Zum Lösen dieser antriebsmäßigen Verbindung wird das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 zumindest über einen vorgegebenen Drehwinkelbereich in gegenläufiger Drehrichtung über die steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" gedreht und damit die antriebsmäßige Verbindung wieder gelöst.
10 zeigt eine schematische Ansicht der in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit 7. Der äußere Durchmesser des Aufnahmeabschnittes 7.1 der Drehaufnahmeeinheit 7 entsprich näherungsweise dem äußeren Durchmesser des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1, wobei der Durchmesser des Kupplungsabschnittes 7.3 der Drehaufnahmeeinheit 7 derart reduziert ist, dass dieser in der Kupplungshülse 10.2 vollständig aufgenommen ist und der äußere Durchmesser der Kupplungshülse 10.2 wiederum näherungsweise mit dem Durchmesser des im Vergleich zum Aufnahmeabschnitt 7.1 querschnittsreduzierten Übergangsabschnitt 7.2 übereinstimmt. Dadurch wird ein umlaufender Freiraum zwischen dem Zahnkranz 10.11 und der Unterseite des Aufnahmeabschnittes 7.1 geschaffen, in dem die Antriebszahnrad 14, 14'. 14" der steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" aufgenommen sind. Dadurch ist eine bauhöhenoptimierte antriebsmäßige Verbindung zwischen den Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" und dem ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 bzw. der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 gewährleistet.
11 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Drehaufnahmeeinheit 7 und 12 eine schematische Seitenansicht der Drehaufnahmeeinheit 7 gemäß 11. Eine perspektivische Ansicht der der Drehaufnahmeeinheit 7 gemäß der 11 und 12 ist schließlich der 13 zu entnehmen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind drei Kupplungskugel 16 zur Herstellung der Kupplungsverbindung vorgesehen, die gleichmäßig beanstandet zueinander vorgesehen sind.
In 14 ist eine perspektivische Darstellung der Kupplungshülse 10.2 gezeigt, aus der die Anordnung und Ausgestaltung der Führungsöffnungen 10.21 im Verhältnis zur Kupplungskugel 16 hervorgeht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Führungsöffnungen 10.21 gleichmäßig entlang des Umfanges der Kupplungshülse 10.2 verteilt angeordnet, über welche jeweils eine Kupplungskugel 16 seitlich geführt wird. Analog dazu weist der in 15 in einer perspektivischen Ansicht dargestellte ringförmige Kronenzahnrades 10.1 ebenfalls drei nutförmige Führungsbahn 10.13 auf, die sich jeweils näherungsweise über ein Drittel des Umfangs erstrecken und jeweils über einen Anschlagbereich 10.13a, 10.13b, 10.13c voneinander getrennt sind. Aus der schematischen Draufsicht auf den ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 gemäß 16 sind die dadurch entstehenden Führungsbahnen für die Kupplungskugeln 16 deutlich ersichtlich. Hierbei sind die drei nutförmigen Führungsbahnen 10.13 näherungsweise identisch zueinander ausgebildet.
Die beschriebene mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 ermöglicht durch ein gesteuertes Drehen des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Rotationsachse RA die Auswahl unterschiedlicher Kupplungszustände, und zwar von einem ersten oder zweiten gekoppelten Zustand und einem entkoppelten Zustand.
Die unterschiedlichen Kupplungszustände sind in 17 (a) bis (c) dargestellt, wobei 17 jeweils einen schematischen Schnitt entlang einer senkrecht zur Rotationsachse RA verlaufenden Schnittebene durch die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 zeigt.
17 (a) zeigt den ersten gekoppelte Zustand, bei dem bei einem Antrieb des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 im Uhrzeigersinn eine entsprechende Betätigung des Schlüssels 8 über die Drehaufnahmeeinheit 7 bewirkt wird.
Der zweite gekoppelte Zustand ist in 17 (b) dargestellt, bei dem bei einem Antrieb des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 im Gegenuhrzeigersinn der in der Drehaufnahmeeinheit 7 aufgenommene Schlüssel 8 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn um die Rotationsachse RA gesteuert gedreht wird.
17 (c) zeigt den entkoppelten Zustand, in dem keine Verbindung zwischen Drehaufnahmeeinheit 7 und der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 bzw. den steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" mehr besteht, d.h. der in der Drehaufnahmeeinheit 7 aufgenommene Schlüssel 8 kann frei sowohl im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden.
Um ein Mitdrehen der Kupplungshülse 10.2 beim Wechsel zwischen den Kupplungszuständen zu unterbinden, ist ein Bremse 17 vorgesehen, welche die Kupplungshülse 10.2 mit einer vorgegebene Bremskraft beaufschlagt, die derart bemessen ist, dass ein Überführen der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 in die drei genannten Kupplungszustände durch entsprechende Ansteuerung der steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" gewährleistet ist, jedoch bei einem Wechsel der Drehrichtung die Kupplungshülse 10.2 durch die Bremse 17 ein Mitdrehen mit der ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 verhindert wird. Dann befindet sich die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 im Leerlauf, d.h. der in der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 aufgenommene Schlüssel 8 kann frei gedreht werden, und zwar durch entsprechendes Drehen der Abdeckhaube 5.2. um die Rotationsachse RA. Die Kupplungshülse 10.2 dreht sich somit nur im ersten oder zweiten gekoppelten Zustand mit, im entkoppelten Zustand wird diese durch die Bremse 15 gehalten.
Die Bremse 17 wirkt in einer bevorzugten Ausführungsvariante auf die obere Stirnfläche der Kupplungshülse 10.2 ein und erzeugt dort eine Reibkraft, welche das Mitdrehen verhindert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Bremse 17 Teil der Schutzabdeckung 12 und erstreckt sich von dieser radial zur Rotationsachse RA. Die Bremse 17 ist beispielsweise einstückig mit der Schutzabdeckung 12 ausgebildet, wobei die Schutzabdeckung 12 aus einem zumindest teilelastischen Material, beispielsweise Kunststoff hergestellt ist. Im Bereich des die Bremse 12 bildenden radial abstehenden Abdeckungsabschnittes ist dann eine Montageschraube vorgesehen, um darüber die erzeugte Bremskraft manuell einstellen zu können, und zwar durch entsprechendes Anziehen der Montageschraube. In 18 ist eine schematische Draufsicht und in 19 eine perspektivische Ansicht einer entsprechend ausgebildeten Schutzabdeckung 12 und der damit in Wirkverbindung stehenden mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 beispielhaft da rgestel lt.
In eine bevorzugten Ausführungsvariante ist die Positionssensoreinheit 15 durch eine Hall-Sensoreinheit gebildet, welche einen geringen Bauraum benötigt. Das Zahnrad 15.1 der Positionssensoreinheit 15 steht in Eingriff mit dem Zahnkranz 7.11 des Aufnahmeabschnittes der Drehaufnahmeeinheit 7 und ermöglicht dadurch eine relative Winkelmessung. Die dadurch erhaltene aktuelle Drehposition der Drehaufnahmeeinheit 7 bzw. des Schlüssels 8 bezogen auf die Rotationsachse RA wird durch die Steuereinheit 11 zur Ansteuerung der steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" ausgewertet.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrundeliegend Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1: Schlüsselbetätigungsvorrichtung
2: Türschloss
2.1: Schließzylinder
2.2: Falle
2.3: Riegel
3: Tür bzw. Türblatt
4: Montageplatte
5: Gehäuse
5.1: Gehäusevorderseite
5.2: Abdeckhaube
5.3: Gehäuserückseite
5.3': formschlüssige Aussparung
5.4: Gehäuseseitenwandung
5.5: Klebeschicht
6: Türgarnitur bzw. Türbeschlag
6.1: Türdrücker
6.2: Rosette
7: Drehaufnahmeeinheit
7a: schlitzförmige Aussparung
7b: Montageschlitz
7c: Montageschlitz
7.1: Aufnahmeabschnitt
7.11: Zahnkranz
7.2: Übergangsabschnitt
7.3: Kupplungsabschnitt
7.31: teilkugelförmige Ausnehmung
8: Schlüssel
9, 9', 9'': steuerbare Antriebsmotoreinheiten
10: mehrteilige Kupplungseinrichtung
10.1: ringförmiges Kronenzahnrad
10.13: nutförmige Führungsbahn
10.13a: Anschlagbereich
10.13b: Anschlagbereich
10.13c: Anschlagbereich
10.11: Zahnkranz
10.12: Durchgangsöffnung
10.2: Kupplungshülse
10.21: Führungsöffnungen
11: Steuereinheit
12: Schutzabdeckung
13: Energieversorgungseinheit
14, 14', 14": Antriebszahnrad
15: Positionssensoreinheit
16: Kupplungskugeln
17: Bremse
AR: Antriebsachse
RA: Rotationsachse

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 102004021704 B3 [0002]
DE 102017127982 A1 [0002]

Claims

Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) zum Drehen eines in einem Türschloss (2) einer Tür(3), insbesondere Haus- oder Wohnungstür befindlichen Schlüssels (8) um eine Rotationsachse (RA) umfassend eine Drehaufnahmeeinheit (7) zur drehfesten Aufnahme des freien Endes des Schlüssels (8), zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9"), eine mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) zur antriebsmäßigen Kupplung der steuerbaren Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9") mit der Drehaufnahmeeinheit (7), ein Gehäuse (5) und eine Steuereinheit (11) zur Ansteuerung der zumindest einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9"), dadurch gekennzeichnet, dass die Drehaufnahmeeinheit (7) und die mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) relativ zueinander um die Rotationsachse (RA) drehbar gelagert sind, wobei die Drehaufnahmeeinheit (7) zur drehbaren Lagerung um die Rotationsachse (RA) zumindest abschnittsweise in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung (10) aufgenommen ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9") zur Erzeugung einer Antriebsbewegung um eine radial zur Rotationsachse (RA) orientierte Antriebsachse (AR) ausgebildet ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) zumindest ein ringförmiges Kronenzahnrad (10.1) und zumindest ein im ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) aufgenommene Kupplungshülse (10.2) zur Herstellung einer drehfesten, mechanischen Wirkverbindung zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) und der zumindest abschnittsweise in der Kupplungshülse (10.2) aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit (7) aufweist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) durch gesteuertes Drehen des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Rotationsachse (RA) von einem ersten oder zweiten gekoppelten Zustand in einen entkoppelten Zustand und vice versa überführbar ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten gekoppelten Zustand die Drehaufnahmeeinheit (7) bei einer Drehung im Uhrzeigersinn drehfest mit dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) verbunden ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten gekoppelten Zustand die Drehaufnahmeeinheit (7) bei einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn drehfest mit dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) verbunden ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im entkoppelten Zustand die Drehaufnahmeeinheit (7) vom ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) entkoppelt und damit frei um die Rotationsachse (RA) drehbar ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9'. 9") ein Antriebszahnrad (14, 14', 14') aufweist, welches in antriebsmäßigen Eingriff mit dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) steht.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebszahnrad (14, 14', 14') durch ein Antriebsritzel oder ein zylinderförmiges Kammrad gebildet ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Kronenzahnrad (10.1) und das Antriebszahnrad (14, 14', 14') ein Winkelgetriebe ausbilden.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise drei steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9'. 9") vorgesehen sind.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbaren Antriebsmotoreinheiten (9, 9'. 9") zum synchronen Antrieb des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) eingerichtet sind.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Kronenzahnrad (10.1) auf der senkrecht zur Rotationsachse (RA) verlaufenden Oberseite einen umlaufenden Zahnkranz (10.11) mit einer Vielzahl von Zähnen aufweist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Kronenzahnrad (10.1) eine im Querschnitt kreisförmige Durchgangsöffnung (10.12) einschließt, in welcher die Kupplungshülse (10.2) derart aufgenommen ist, dass der umlaufende Zahnkranz (10.11) weiterhin frei zugänglich ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehaufnahmeeinheit (7) auf der Oberseite einen ebenen, im Querschnitt kreisförmigen Aufnahmeabschnitt (7.1), einen daran entlang der Rotationsachse (RA) unmittelbar anschließenden Übergangsabschnitt (7.2) sowie einen daran anschließenden Kupplungsabschnitt (7.3) aufweist, wobei der Querschnitt des Übergangsabschnitt (7.2) im Vergleich zum Aufnahmeabschnitt (7.1) reduziert ist sowie der Querschnitt des Kupplungsabschnittes (7.3) im Vergleich Übergangsabschnitt (7.2) noch weiter reduziert ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisförmige Aufnahmeabschnitt (7.1) eine schlitzförmige Aussparung bzw. einen schlitzförmigen Durchbruch (7a) zur Aufnahme des freien Endes des Schlüssels (8) aufweist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisförmige Aufnahmeabschnitt (7.1) an seinem stirnseitigen Rand einen umlaufenden Zahnkranz (7.11) ausbildet, der zur Bestimmung der Drehposition der Drehaufnahmeeinheit (7) bezogen auf die Rotationsachse (RA) mit einer Positionssensoreinheit (15) in Wirkverbindung steht.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensoreinheit (15) ein Zahnrad (15.1) aufweist, welches in Eingriff mit dem umlaufenden Zahnkranz (7.11) des kreisförmigen Aufnahmeabschnittes (7.1) der Drehaufnahmeeinheit (7) steht.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (7.3) zumindest abschnittsweise hülsenartig ausgebildet ist und konzentrisch zur Rotationsachse (RA) verläuft.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Kupplungsabschnittes (7.3) derart eingerichtet ist, dass dieser vollständig in den von der Kupplungshülse (10.2) freigegebenen Bereich der Durchgangsöffnung (10.12) der Kupplungseinrichtung (10) eingreift.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (7.3) eine äußere Umfangsfläche mit einer Vielzahl an teilkugelförmige Ausnehmungen (7.31) aufweist, wobei die teilkugelförmigen Ausnehmungen (7.31) jeweils beanstandet zueinander angeordnet und gleichmäßig über die gesamte äußere Umfangsfläche verteilt sind.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine teilkugelförmige Ausnehmung (7.31) eine Aufnahme für eine Kupplungskugel (16) ausbildet.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung einer Kupplungskugel (16) in der Kupplungshülse (10.2) entsprechend eingerichtete Führungsöffnungen (10.21) eingebracht sind, die beispielsweise einen rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in der Kupplungshülse (10.2) aufgenommen Kupplungsabschnittes (7.3) die Führungsöffnungen (10.21) sich auf Höhe der teilkugelförmigen Ausnehmungen (7.31) befinden, und zwar derart, dass eine in einer der teilkugelförmigen Ausnehmungen (7.31) aufgenommene Kupplungskugel (16) sich durch eine gegenüberliegende Führungsöffnung (10.21) erstreckt und über diese in Richtung der Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) aus der Führungsöffnung (10.21) radial absteht.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Kronenzahnrad (10.1) zumindest eine nutförmige Führungsbahn (10.13) aufweist, die in eine Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) eingebracht ist und sich dort konzentrisch um die Rotationsachse (RA) erstreckt.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Ansprüche 25, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung einer steuerbaren Kupplungsverbindung der aus der Führungsöffnung (10.21) radial herausragende Kugelabschnitt der Kupplungskugel (16) in die zumindest eine nutförmige Führungsbahn (10.13) des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) eingreift und darin geführt ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass sich die nutförmige Führungsbahn (10.13) nur über einen Ringabschnitt des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) erstreckt und durch Anschlagbereiche (10.13a, 10.13b, 10.3c) begrenzt ist.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Ansprüche 27, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Anlage der in der nutförmigen Führungsbahn (10.13) geführten Kupplungskugel (16) eine drehfeste Wirkverbindung über die Kupplungskugel (16) zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) und dem Kupplungsabschnitt (7.3) der Drehaufnahmeeinheit (7) in oder entgegen dem Uhrzeigersinn entsteht.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung eines Mitdrehens der Kupplungshülse (10.2) mit dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) bei einem Drehrichtungswechsel eine Bremse (17) vorgesehen ist, die die Kupplungshülse (10.2) mit einer vorgegebenen Bremskraft beaufschlagt.
Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse (17) einteilig mit einer Schutzabdeckung (12) ausgebildet ist.