DE19714612B4

DE19714612B4 - Elektromechanisches Schloß

Info

Publication number: DE19714612B4
Application number: DE1997114612
Authority: DE
Inventors: Friedrich Schmid
Original assignee: Insys Microelectronics GmbH
Current assignee: Insys Microelectronics GmbH
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2017-04-10
Also published as: DE19714612A1

Abstract

Elektromechanisches Schloss mit wenigstens einem an einem Schlossgehäuse (2) bewegbaren Riegel (4) sowie mit einem Antrieb, der wenigstens zwei Elektromotoren (15, 16) aufweist, die über ein wenigstens ein erstes Zahnrad (7) aufweisendes Antriebsglied auf den wenigstens einen Riegel (4) einwirken, und zwar jeweils über ein mit dem ersten Zahnrad (7) zusammenwirkendes zweites Zahnrad (17, 18), wobei das Antriebsglied ein die Bewegung des Riegels (4) bewirkender Kurbelantrieb (8) ist, und wobei das erste Zahnrad (7) durch die Motoren (15, 16) beim Öffnen und Schließen des Riegels jeweils in ein und derselben Drehrichtung (A) gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass jedes mit dem ersten Zahnrad (7) zusammenwirkende zweite Zahnrad (17, 18) gegen die Wirkung von Federmittel (20, 22; 25, 26) zumindest in einer ersten Achsrichtung verschiebbar ist, die tangential oder in etwa tangential zur Umfangsfläche des ersten Zahnrades (7) in derjenigen Richtung verläuft, die der Drehrichtung (A) des ersten Zahnrades (7) an dem...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromechanisches Schloß gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.
Ein elektromechanisches Schloß dieser Art ist bekannt ( DE 44 07 912 ). Bei der Ausbildung des bekannten Schlosses mit zwei Elektromotoren, die auf ein gemeinsames Antriebsglied für den Schieber einwirken, geht es darum, ein Schloß aufzuzeigen, welches eine hohe Redundanz aufweist, d.h. selbst bei Ausfall eines Elektromotors weiterhin voll funktionsfähig bleibt, zumindest soweit, daß das Schloß bzw. eine mit diesem Schloß versehene Tür (beispielsweise Tresortür) mit dem anderen funktionsfähigen Motor ohne Probleme geöffnet werden kann.
In der Druckschrift DE 9011080 U1 ist ein zweimotoriger Riegelantrieb beschrieben, bei welchem die Ankopplung der Motoren an den Riegel, zur Vermeidung unsicherer Betriebszustände, mit einer Entkopplung zwischen Antriebsrad und Abtriebsrad versehen ist und somit eine Trennung des Kraftflusses zwischen Motor und Riegel eintritt. In der Druckschrift EP 0325813 A1 ist ein Zahnradgetriebe für ein Schluss beschrieben, welches ein axialverschiebbares Zahnrad umfasst, mittels dessen axialer Verschiebung eine Kopplung/Entkopplung erzielt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektromechanisches Schloß aufzuzeigen, welches sich durch eine besonders einfache und dennoch betriebssichere Konstruktion auszeichnet, d.h. eine Konstruktion, die im Notfall das Öffnen auch mit nur einem der wenigstens zwei Elektromotoren gestattet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein elektromechanisches Schloß entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.
Bei dem erfindungsgemäßen Schloß wirken die beiden Elektromotoren über jeweils ein antreibendes, zweites Zahnrad auf wenigstens ein angetriebenes Zahnrad des Betätigungs- oder Antriebsgliedes ein, mit welchem der Schieber zwischen der Schließ- und Offenstellung bewegt wird. Dieses Antriebsglied ist ein Kurbelantrieb, der nur eine einzige Drehrichtung für die Elektromotoren erfordert; d.h. diese werden zum Öffnen und Schließen stets in gleicher Richtung angetrieben.
Die mit dem wenigstens einen ersten Zahnrad zusammenwirkenden zweiten Zahnräder sind jeweils so ausgebildet und gelagert, daß jedes zweite Zahnrad das zum Öffnen oder Schließen notwendige Drehmoment auf das erste Zahnrad übertragen kann. Erfolgt über eines der zweiten Zahnräder tatsächlich keine Übertragung eines Drehmomentes, und zwar deswegen, weil der diesem zugeordnete Elektromotor ausgefallen ist, so wird dieses zweite nicht drehende Zahnrad durch das erste Zahnrad gegen die Wirkung der Federmittel so weit zur Seite bewegt, daß ein ungehindertes Drehen des ersten Zahnrades möglich ist.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung ein elektromechanisches Schloß mit einem von einem elektromechanischen Kurbelantrieb betätigten Schließer oder Riegel;
2 und 3 jeweils in vereinfachter Darstellung zwei unterschiedliche Ausführungsformen für den elektrischen Kurbel-Antrieb.
In der 1 ist 1 ein elektromechanisches Schloß, vorzugsweise Tresorschloß, welches in einem aus Stahlblech durch Biegen hergestellten Gehäuse 2 einen in Richtung einer Längsachse L verschiebbar geführten Schieber 3 aufweist, der an seinem einen Ende einen Schließer bzw. den Riegel 4 des Schlosses 1 bildet. Der Riegel 4 besitzt die jeweils gewünschte, übliche Ausbildung in der Weise, daß dieser Riegel 4 bei beispielsweise an einer Tresortür befestigten Schloß 1 mit einer am Türrahmen vorgesehenen Schließöffnung zusammenwirkt. Durch Zugfedern 5 ist der Schieber 3 in die Sperrstellung des Schlosses 1 vorgespannt, in der der Riegel 4 über die eine Schmalseite des Gehäuses 2 vorsteht.
Über einen Schlepphebel 6 ist der Schieber 3 entgegen der Wirkung der Federn 5 in die nichtsperrende Stellung bewegbar, und zwar durch einen Kurbelantrieb, von dem in der 1 lediglich das Zahnrad 7 und der an diesem Zahnrad exzentrisch vorgesehene Kurbelzapfen 8 dargestellt sind. Das Zahnrad 7 ist um eine Achse senkrecht zur Längsachse L drehbar. Ebenso ist die Achse des Kurbelzapfens 8 senkrecht zur Längsachse L orientiert. An einem Ende ist der Schlepphebel 6 am Kurbelzapfen 8 schwenkbar vorgesehen. Am anderen Ende weist der Schlepphebel 6 einen Mitnahmestift 9 auf, der in einem Mitnehmerschlitz 10 des Schiebers 3 eingreift.
Am Schieber 3 ist weiterhin ein Sperrhebel 11 vorgesehen, der unter der Wirkung einer Feder 12 steht und in der gesperrten Stellung des Schlosses 1 hinter eine Rast 13 einrastet. Beim Öffnen des Schlosses 1 wird dieser Sperrhebel 11 zunächst über einen mit dem Stift 9 zusammenwirkenden Ansatz 14 außer Eingriff mit der Rast 13 geschwenkt, so daß dann beim weiteren Betätigen des Kurbelantriebes bzw. Drehen des Zahnrades 7 der Schieber 3 und damit auch der Riegel 4 in die geöffnete Stellung bewegt werden können.
Eine Besonderheit des Kurbelantriebes besteht darin, daß das Zahnrad 7 beim Öffnen und Schließen des Schlosses 1 nur jeweils in einer Drehrichtung gedreht wird, die in der 1 mit dem Pfeil A angedeutet ist. Ein Umschalten der Drehrichtung für das Zahnrad 7 beim Öffnen und Schließen des Schlosses 1 ist somit nicht erforderlich. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Kurbelantriebes besteht darin, daß in den Endstellungen, d.h. bei dem Schloß 1 insbesondere in der Schließstellung bzw. in der Anfangsphase der Öffnungsbewegung besonders hohe Kräfte über den Schlepphebel 6 auf den Schieber 3 in Richtung der Achse L ausgeübt werden, und zwar bedingt durch die mit dem Kurbelantrieb erzielte Übersetzung, so daß auf jeden Fall ein zuverlässiges Öffnen des Schlosses 1 gewährleistet ist. Ist das Schloß so ausgebildet, daß das Bewegen des Riegels 4 in die Schließstellung ebenfalls über den Kurbelantrieb und nicht wie bei der in der 1 dargestellten Ausführung über die Feder 5 erfolgt, so gilt der vorgenannte Vorteil auch für die Schlußphase der Schließbewegung, d.h. auch in dieser Schlußphase wird durch die Übersetzung des Kurbelantriebes eine besonders hohe Kraft auf den Schieber 3 ausgeübt.
Die 2 zeigt für ein Schloß 1a, welches die vorstehend beschriebene Ausbildung besitzt, näher im Detail den Kurbelantrieb bzw. den Antrieb für das Zahnrad 7.
Gefordert wird für das Schloß eine hohe Betriebssicherheit. Aus diesem Grund sind zwei Elektromotore 15 und 16 für den Kurbelantrieb vorgesehen. Im Normalbetrieb werden beide Elektromotoren 15 und 16 für den Antrieb verwendet. Der Kurbelantrieb ist aber so ausgelegt, daß im Notfall auch mit nur einem Elektromotor 15 zumindest ein Öffnen des Schlosses 1a möglich ist.
Wie die 2 zeigt, sind die beiden Elektromotoren 15 und 16 mit ihren Ausgangswellen 15' und 16' parallel zueinander und parallel zur Längsachse L in einer gemeinsamen Ebene beidseitig von dem Zahnrad 7 angeordnet, die (Ebene) die Achse des Zahnrades 7 senkrecht schneidet. Die Ausgangswellen 15' und 16' besitzen jeweils den gleichen Abstand von der Achse des Zahnrades 7. Auf jeder Ausgangswelle 15' und 16' ist ein mit der Verzahnung des Zahnrades 7 in Eingriff stehendes Schneckenrad 17 bzw. 18 vorgesehen. Die Wellen 15' und 16' und die zugehörigen Schneckenräder 17 und 18 sind so ausgebildet, daß letztere jeweils axial verschiebbar auf der betreffenden Welle angeordnet sind, aber drehfest mit der Welle verbunden sind, so daß eine Übertragung eines Drehmomentes von der jeweiligen Welle über das Schneckenrad auf das Zahnrad 7 möglich ist.
Bei der in der 2 mit dem Pfeil A angedeuteten Drehrichtung des Zahnrades 7 ist an der Welle 15' ein Anschlag 19 für das Schneckenrad 17 vorgesehen. Der Anschlag 19 befindet sich an der dem Motor 15 abgewandten Seite des Schneckenrades 17 und ist so ausgebildet, daß bei gegen diesen Anschlag 19 anliegendem Schneckenrad 17 dieses in optimaler Weise in die Verzahnung des Zahnrades 7 eingreift. Mit 20 ist eine Druckfeder bezeichnet, die das Schneckenrad 17 für eine Anlage gegen den Anschlag 19 vorspannt.
Auf der Welle 16' ist ein dem Anschlag 19 entsprechender Anschlag 21 vorgesehen, gegen den allerdings die den Motor 16 zugewandte Seite des Schneckenrades 18 anliegt. Weiterhin ist auf der Welle 16' eine Feder 22 vorgesehen, die das Schneckenrad 18 zur Anlage gegen den Anschlag 21 vorspannt. Wie die 2 zeigt, liegt bei jedem Schneckenrad 17 bzw. 18 in Drehrichtung A des Zahnrades 7 die erste Seite des Schneckenrades jeweils gegen den Anschlag 19 bzw. 21 und die dann folgende Seite des Schneckenrades gegen die Feder 20 bzw. 22 an.
Die beschriebene Ausbildung hat den Vorteil, daß bei einem normalen Antrieb über beide Elektromotoren 15 und 16 und bei gleichem oder in etwa gleichem von diesem Elektromotoren erzeugten Drehmoment die Schneckenräder 17 und 18 durch die Gegenkräften, die bei der Übertragung des Drehmomentes auf das Zahnrad 7 an den Schneckenrädern auftreten und tangential zum Umfang des Zahnrades 7 und damit in Achsrichtung der Wellen 15' und 16' wirken, gegen den jeweiligen Anschlag 19 bzw. 21 angedrückt werden. Fällt ein Elektromotor 15 bzw. 16 aus, so wird aufgrund des Antriebes des Zahnrades 7 durch den anderen Elektromotor 16 bzw. 15 das Schneckenrad auf der nicht angetriebenen Welle gegen die jeweilige Feder 20 bzw. 22 axial verschoben, und zwar soweit, daß sich das Zahnrad 7 an dem nicht drehenden Schneckenrad 17 bzw. 18 vorbeibewegen kann, und zwar in einer Art Ratschenbewegung.
Da der Antrieb mit nur einem Elektromotor 15 bzw. 16 nur im Notfall erfolgt und diese Ratschenbewegung somit nur kurzzeitig für das Öffnen des Schlosses 1a erfolgt und dieses dann repariert werden kann, ist die geforderte Standzeit gegeben.
Die 3 zeigt als weitere, mögliche Ausführungsform den Kurbelantrieb eines Schlosses 1b. Dieser Kurbelantrieb unterscheidet sich von dem Kurbelantrieb des Schlosses 1a im wesentlichen nur dadurch, daß die auf den Wellen der Elektromotoren 15 und 16 angeordneten Schneckenräder 17 und 18 nicht axial verschiebbar sind, sondern bei fest an diesen Wellen vorgesehenen Schneckenrädern die Elektromotoren 15 und 16 jeweils insgesamt jeweils auf einem Schieber 24 (für den Elektromotor 15) bzw. auf einen Schieber 25 (für den Elektromotor 16) vorgesehen sind. Beide Schieber 23 und 24 sind jeweils durch eine Zugfeder 25 (Schieber 23) bzw. 26 (Schieber 24) in eine Ausgangsstellung vorgespannt, in der die Schneckenräder 17 und 18 auf zwei sich am Umfang des Zahnrades 7 gegenüberliegenden Bereichen in die Verzahnung dieses Zahnrades eingreifen.
Aus dieser Ausgangsstellung ist der Schieber 23 bei der für die 3 gewählten Darstellung schräg nach oben verschiebbar, und zwar derart, daß das Schneckenrad 17 außer Eingriff mit dem Zahnrad 7 kommt. Der Schieber 24 ist aus dieser Ausgangsstellung gegen die Wirkung der Zugfeder 26 schräg nach unten verschiebbar, und zwar wiederum derart, daß das Schneckenrad 18 außer Eingriff mit dem Zahnrad 7 kommt. Bezogen auf die in der 3 wiederum mit A angegebene Drehrichtung erfolgt dieses Verschieben also jeweils in etwa in dieser Drehrichtung.
Jeder Schieber 23 und 24 besitzt drei Langlöcher 27, 28 und 29. Das Langloch 27, welches sich an dem dem jeweiligen Schneckenrad 17 bzw. 18 entferntliegenden Ende des Schiebers 23 bzw. 24 befindet, liegt mit seiner Längserstreckung parallel zur Drehachse des jeweiligen Schneckenrades 17 bzw. 18.
Die Achsen der Langlöcher 28 und 29 sind an jedem Schieber parallel zueinander vorgesehen und schließen mit der Achse des jeweiligen Schneckenrades 17 bzw. 18 einen spitzen Winkel ein, der sich bei der für die 3 gewählten Darstellung bei dem Schieber 23 nach oben und bei dem Schieber 24 nach unten öffnet, d.h. jeweils in derjenigen Richtung, die der Drehrichtung des Zahnrades an dem jeweiligen Schneckenrad 17 bzw. 18 entspricht. In jedem Führungsschlitz 27–29 greift ein Führungsstift ein, der am Gehäuse 2 vorgesehen ist.
Die Funktionsweise des Kurbelantriebes des Schlosses 1b entspricht der oben für das Schloß 1a beschriebenen Funktionsweise, d.h. im normalen Betrieb erfolgt der Antrieb über beide Elektromotoren 15 und 16, so daß beide Schneckenräder 17 und 18 mit dem Zahnrad 7 in Eingriff stehen und dieses antreiben. Fällt ein Elektromotor aus, beispielsweise der Elektromotor 16 und erfolgt der Antrieb ausschließlich über den Elektromotor 15, so wird durch das von dem Schneckenrad 17 angetriebene, sich drehende Zahnrad 7 das nicht drehende Schneckenrad 18 bzw. der diesem zugeordnete Schieber 24 gegen die Wirkung der Feder 26 soweit zur Seite gedrückt, bis sich das Zahnrad 7 ratschenartig an dem Schneckenrad 18 vorbeidrehen kann. Gleiches gilt in umgekehrter Weise bei einem Ausfall des Elektromotors 15.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke verlassen wird. Es versteht sich, daß anstelle der Schneckenräder 17 und 18 auch andere Antriebsräder, beispielsweise schräg verzahnte Zahnräder verwendet werden können, die dann mit dem ebenfalls eine Schrägverzahnung aufweisenden Zahnrad 7 zusammenwirken. Weiterhin kann der Kurbelantrieb auch so ausgeführt sein, daß für jeden Elektromotor 15 bzw. 16 ein eigenes Zahnrad 7 vorgesehen ist und diese Zahnräder an einem gemeinsamen Antriebsstrang des Kurbelantriebs vorgesehen sind.

1: Schloß
2: Gehäuse
3: Schieber
4: Riegel
5: Feder
6: Schlepphebel
7: Zahnrad
8: Kurbelzapfen
9: Mitnehmerstift
10: Schlitz
11: Sperrklinke
12: Feder
13: Rast
14: Mitnehmerfinger
15, 16: Elektromotor
15', 16': Motorwelle
17, 18: Schneckenrad
19: Anschlag
20: Feder
21: Anschlag
22: Feder
23, 24: Schieber
25, 26: Feder
27, 28, 29: Führungsschlitz
30: Führungszapfen

Claims

Elektromechanisches Schloss mit wenigstens einem an einem Schlossgehäuse (2) bewegbaren Riegel (4) sowie mit einem Antrieb, der wenigstens zwei Elektromotoren (15, 16) aufweist, die über ein wenigstens ein erstes Zahnrad (7) aufweisendes Antriebsglied auf den wenigstens einen Riegel (4) einwirken, und zwar jeweils über ein mit dem ersten Zahnrad (7) zusammenwirkendes zweites Zahnrad (17, 18), wobei das Antriebsglied ein die Bewegung des Riegels (4) bewirkender Kurbelantrieb (8) ist, und wobei das erste Zahnrad (7) durch die Motoren (15, 16) beim Öffnen und Schließen des Riegels jeweils in ein und derselben Drehrichtung (A) gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass jedes mit dem ersten Zahnrad (7) zusammenwirkende zweite Zahnrad (17, 18) gegen die Wirkung von Federmittel (20, 22; 25, 26) zumindest in einer ersten Achsrichtung verschiebbar ist, die tangential oder in etwa tangential zur Umfangsfläche des ersten Zahnrades (7) in derjenigen Richtung verläuft, die der Drehrichtung (A) des ersten Zahnrades (7) an dem Eingriffsort des zweiten Zahnrades (17, 18) entspricht.
Schloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige zweite Zahnrad (17, 18) gegen die Wirkung der Federmittel (20, 22) in Richtung seiner Achse verschiebbar ist, und daß die Achse jedes zweiten Zahnrades (17, 18) in einer Ebene liegt, die die Achse des ersten Zahnrades (7) senkrecht schneidet oder einen spitzen Winkel mit dieser Achse einschließt.
Schloß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Zahnräder (17, 18) auf ein gemeinsames, erstes Zahnrad (7) einwirken.
Schloß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Zahnräder (17, 18) auf zwei Seiten einer die Achse des ersten Zahnrades (7) einschließenden Mittelebene vorgesehen sind.
Schloß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der zweiten Zahnräder (17, 18) parallel zu der Mittelebene angeordnet sind.
Schloß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Zahnräder (17, 18) jeweils auf einer diese Zahnräder tragenden Welle, vorzugsweise auf der Welle des Antriebsmotors (15, 16) axial verschiebbar sind.
Schloß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Welle ein Anschlag (19, 21) für die eine Seite jedes antreibenden Zahnrades (17, 18) vorgesehen ist.
Schloß nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Welle auf der dem Anschlag (19, 21) gegenüberliegenden Seite wenigstens eine Druckfeder (20, 22) vorgesehen ist, mit der das antreibende Zahnrad (17, 18) in eine Stellung gegen den Anschlag (19, 21) vorgespannt ist.
Schloß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige zweite Zahnrad (17, 18) vorzugsweise mit dem zugehörigen Elektromotor (15, 16) auf einem gegen die Wirkung von Federmitteln (25, 26) verschiebbaren Träger (23, 24) gelagert bzw. vorgesehen ist.
Schloß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Zahnräder Schnecken sind.
Schloß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Zahnräder solche mit Schrägverzahnung sind.
Schloß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (4) an einem Schieber (3) vorgesehen ist.