DE19809346C5

DE19809346C5 - Elektromechanische Schließvorrichtung, insbesondere Schloß

Info

Publication number: DE19809346C5
Application number: DE19809346.2A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Schmid
Original assignee: Insys Microelectronics GmbH
Current assignee: Insys Microelectronics GmbH
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1998-03-05
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2018-03-06
Also published as: DE19809346B4; DE19809346A1

Abstract

Elektromechanische Schließvorrichtung mit wenigstens einem in einem Gehäuse (2) in einer ersten Achsrichtung (X-Achse) mit einem Hub zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbaren Sperrriegel (22), der antriebsmäßig mit einem im Gehäuse verschiebbaren Schieber (15) verbunden ist, sowie mit einem wenigstens zwei Elektromotore (3) aufweisenden Antrieb, mit dem der Schieber (15) und mit diesem der Sperrriegel (22) zwischen Schließstellung und Offenstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrriegel (22) mittels einer sich in Richtung der ersten Ausrichtung (X-Achse) längserstreckenden Einstellschraube (25) gegenüber einem an einem Kopf (12) entfernt liegenden Ende am Schieber (15) angebrachten Führungsstück (21) am Schieber (15) in der ersten Ausrichtung (X-Achse) für eine Einstellung des Hubes verstellbar ist, wobei der Antrieb ein Kurbelantrieb ist, der ein Kurbelrad (10) umfasst und der über eine Schubstange (11) wirkungsmäßig mit dem Schieber (15) verbunden ist, am Kurbelrad (10) exzentrisch zu dessen Achse ein Ende (11') einer Schubstange (11) schwenkbar, und zwar um eine Achse parallel zur Achse des Kurbelrads (10), gelagert ist, und an einem anderen Ende (11'') der Schubstange (11) der im Gehäuse in Richtung der ersten Achsrichtung verschiebbarer Kopf (12) vorgesehen ist, der Führungsfunktion für das Ende (11'') der Schubstange (11) hat und der über die Schubstange (11) mit weiteren Elementen der Schließvorrichtung (1) antriebsmäßig verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Schließvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus der DE 195 26 660 A1 bekannt.
Des Weiteren sind aus der Literaturstelle DE 94 07 505 U1 und CH 24 279 A Schließvorrichtungen bekannt, welche Verstellvorrichtungen/Einstellvorrichtungen für den Hub der Riegelauslenkung aufweisen. Aus den Literaturstellen DE 44 13 904 A1 und DE 94 03 769 U1 sind Schließvorrichtungen bekannt, welche eine Kupplung zwischen Antrieb und Schieber/Riegel vorsehen bzw. Sensoren zur Erfassung der Riegelposition.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schließvorrichtung mit verbesserten Eigenschaften aufzuzeigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung den Gegenstand des Anspruchs 1.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung und in Rückansicht eine elektromechanische Schließvorrichtung mit doppeltem Motorantrieb, entsprechend einer ersten möglichen Ausführungsform der Erfindung;
2 in vereinfachter Darstellung einen Schnitt entsprechend der Linie I-I der 1;
3 in vergrößerter Teildarstellung die Schubstange der Schließvorrichtung mit einem Überlastungsschutz;
4 und 5 in sehr vereinfachter Darstellung ähnlich den 1 und 2 eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung;
6 schematisch die Anordnung von einem Lichtschrankenpaar.
Die in den 1–3 allgemein mit 1 bezeichnete Schließvorrichtung besitzt ein aus Stahlblech durch Biegen hergestelltes quaderförmiges Gehäuse 2, welches die für derartige Schließeinrichtungen, beispielsweise für Tresore übliche Normgröße aufweist. Zur einfacheren Orientierung sind in den 1 und 2 drei senkrecht zueinander verlaufenden Raumachsen, nämlich die X-Achse, y-Achse und Z-Achse angegeben.
Im Inneren des Gehäuses 2 sind zur Betätigung der Schließvorrichtung 1 zwei Elektromotore 3 angeordnet, und zwar jeweils einer benachbart der in der X-Y-Ebene liegenden Oberseite 4 und einer benachbart der ebenfalls in der X-Y-Ebene liegenden Unterseite 5. Beide Elektromotoren 3 sind so ausgebildet bzw. angesteuert, daß sie jeweils nur eine einzige Drehrichtung aufweisen. An den Ausgangswellen der Motoren 3 ist jeweils eine Schnecke 6 vorgesehen, die in Eingriff mit einem Schneckenrad 7 eines Freilauf-Getriebes 8 steht. Für jeden Motor 3 ist ein eigenes Freilauf-Getriebe 8 vorgesehen. Das jeweilige Schneckenrad 7 ist eingangsseitig vorgesehen. Ausgangsseitig weist jedes Freilauf-Getriebe 8 ein Zahnrad 9 auf, welches in die Außenverzahnung eines Kurbelrades 10 eingreift. Das Schneckenrad 7, das Zahnrad 9 und das Zahn- bzw. Kurbelrad 10 sind jeweils um Y-Achsen drehbar gelagert.
Die beiden Schneckenräder 7 sind über den jeweiligen Freilauf 8 antriebsmäßig derart mit ihrem Zahnrad 9 und damit mit dem Kurbelrad 10 verbunden, das ein Drehen des Kurbelrades 10 wahlweise durch beide oder aber auch nur durch einen Elektromotor 3 möglich ist, wobei der andere Elektromotor 3 abgeschaltet ist. Die Elektromotoren 3 sind weiterhin so angesteuert, daß sie im eingeschalteten bzw. aktivierten Zustand die gleiche Drehrichtung des Kurbelrades 10, beispielsweise in Richtung des Pfeiles A der 1 bewirken.
Am Kurbelrad 10 ist exzentrisch zu dessen Achse das eine Ende 11' einer Schubstange 11 schwenkbar gelagert, und zwar um eine Achse parallel zur Achse des Kurbelrades 10. Am anderen Ende 11'' der Schubstange 11 ist ein im Gehäuse 2 in Richtung der X-Achse verschiebbarer Kopf 12 vorgesehen, der u. a. Führungsfunktion für das Ende 11'' der Schubstange 11 hat und über den die Schubstange 11 mit weiteren Elementen der Schließvorrichtung 1 antriebsmäßig verbunden ist. Der Kopf 12 durchgreift mit einem hülsenartigen, sich in Richtung der Y-Achse erstreckenden Abschnitt 13 eine Öffnung 14 in einem Schieber 15, der plattenförmig ausgeführt ist und mit seinen Oberflächenseiten in der X-Z-Ebene liegt sowie im Gehäuse in Richtung der X-Achse hin- und herverschiebbar geführt ist, und zwar zwischen der in den 1 und 2 gezeigten, dem Schließzustand der Schließvorrichtung 1 entsprechenden Schließstellung und einer den geöffneten Zustand der Schließvorrichtung entsprechende Offenstellung. Bei der für die 1 und 2 gewählten Darstellung wird der Schieber 15 für das Öffnen der Schließvorrichtung 1 in Richtung der X-Achse nach rechts bewegt (Pfeil B), und zwar durch die Wirkung einer nicht dargestellten Rückstellfeder. Die Öffnung 14 ist als Langloch oder Schlitz ausgebildet, der mit seiner Längserstreckung in der X-Achse liegt, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform in einer gemeinsamen X-Y-Ebene mit der Achse des Kurbelrades 10.
Bei der in den 1 und 2 wiedergegebenen Situation (Schließzustand) befindet sich das eine Ende 11' der Kurbelstange an der dem Schieber 15 zugewandten Seite des Kurbelrades 10, so daß der Schieber 15 gegen die Wirkung der nicht dargestellten Rückstellfeder durch den gegen das eine Ende der Öffnung 14 anliegenden hülsenartigen Abschnitt 13 in Richtung des Pfeiles C in die Schließstellung gedrückt und dort gehalten ist. Auch die Achse des Anlenkpunktes des Endes 11' befindet sich dann in der gemeinsamen X-Y-Ebene mit der Längserstreckung der Öffnung 14 und der Drehachse des Kurbelrades 10.
Zum Öffnen der Schließvorrichtung wird einer der beiden Elektromotore 3 eingeschaltet, und zwar für eine Drehbewegung des Kurbelrades 10 um 180°, so daß sich schließlich das Ende 11' auf der dem Schieber 15 abgewandten Seite des Kurbelrades 10 befindet. Durch die Ausbildung der Öffnung 14 als Langloch ist es bei dieser Öffnungsbewegung möglich, daß sich der Kopf 12 in Richtung der X-Achse entgegen der Schließbewegung, d. h. in Richtung des Pfeiles B weiter bewegt, ohne daß der Schieber 15 mitbewegt wird, was für nachstehend noch beschriebene Funktionen wesentlich ist.
Am Schieber 15 sind zwei Klinken 16 jeweils um die Y-Achse bei 17 schwenkbar gelagert. Die Klinken 16 sind durch nicht dargestellte Federn derart vorgespannt, daß sie mit ihren hakenförmig abgewinkelten Enden 18 hinter Rasten 19, die innen im Gehäuse 2 vorgesehen sind, dann einrasten, wenn der Schieber 15 über die Schubstange 11 vollständig in Richtung des Pfeiles C in die Schließstellung bewegt ist. Durch die dann an den Rasten 19 eingerasteten Klinken 16 ist der Schieber 15 in der Sperrstellung verriegelt, aus der dieser Schieber auch durch mechanisches, äußeres Einwirken nicht zurückbewegt werden kann. Die Klinken 16 bilden jeweils eine Steuerfläche 20, die mit dem hülsenartigen Abschnitt 13 des Kopfes 12 derart zusammenwirkt, daß beim motorischen Zurückbewegen des Schiebers 15 aus der Schließstellung in die Offenstellung zunächst der hülsenartige Abschnitt 13 mit diesen Steuerflächen 20 zur Anlage kommt, wodurch die Klinken 16 jeweils durch Schwenken um die Gelenke 17 von den Rasten 19 frei kommen und dann der Schieber 15 unter der Wirkung der nicht dargestellten Rückstellfedern bei weiter in Richtung des Pfeiles B sich bewegendem Kopf 12 in die geöffnete Stellung bewegt wird.
An dem dem Kopf 12 entfernt liegenden Ende ist am Schieber 15 im Inneren des Gehäuses 2 ein Führungsstück oder Führungsklotz 21 befestigt, der mit dem Schieber 15 mitbewegt wird und an dem der eigentliche Sperrriegel 22 in Richtung der X-Achse einstellbar vorgesehen ist. Für den Sperrriegel 22 ist an der in den 1 und 2 linken, in der Y-Z-Ebene liegenden Stirnseite 2' im Gehäuse 2 eine Öffnung 23 vorgesehen, die an den rechteckförmigen Querschnitt des Sperrriegels 22 angepaßt ist und in der dieser Sperrriegel zusätzlich geführt ist. Der Sperrriegel 22 besitzt weiterhin eine Ausnehmung, in deren Bereich der Sperrriegel 22 das Führungsstück 21 übergreift und zwar in der Art, daß der Sperrriegel 22 am Führungsstück in Richtung der X-Achse für die Einstellung geführt ist. Weiterhin ist im Inneren des Gehäuses 1 ein Anschlag 24 vorgesehen, gegen den der Sperrriegel 22 im geöffneten Zustand der Schließvorrichtung 1 zur Anlage kommt.
Mit 25 ist eine Einstellschraube angegeben, die eine Verstellung des Sperrriegels 22 relativ zum Führungsstück 21 in Richtung der X-Achse ermöglicht, d. h. mit dieser Verstellschraube 25 ist der Hub bzw. das Maß x verstellbar, mit dem der Sperrriegel 22 im Schließzustand der Schließvorrichtung 1 über die Stirnseite 2' des Gehäuses 2 vorsteht. Dieser Hub x ist beispielsweise zwischen 8 und 15 mm einstellbar, wodurch die Schließvorrichtung universell auch für unterschiedlichste Systeme verwendbar ist. Durch den Anschlag 24 ist gewährleistet, daß sich beim Öffnen der Schließvorrichtung der Schließriegel 22 jeweils unabhängig von der mit der Verstellschraube 25 getroffenen Einstellung in eine vorgegebene Endstellung bewegt, in der der Sperrriegel 22 beispielsweise bündig mit der Stirnseite 2' des Gehäuses 2 liegt, wobei durch die Ausbildung der Öffnung 14 als Langloch sich der Kopf 12 auch dann noch in die Position bewegen kann, die dem geöffneten Zustand der Schließvorrichtung entspricht, wenn der Sperrriegel 22 bereits gegen den Anschlag 24 anliegt und sich somit auch der Schieber 15 nicht mehr weiter in Richtung des Pfeiles B bewegen kann.
Mit 26' ist allgemein eine Platine bezeichnet, die die Elektronik 26 u. a. für die Steuerung der Motoren 3 enthält. Diese Platine ist ebenfalls im Gehäuse 2 untergebracht, so daß die Schließvorrichtung auch hinsichtlich der Ansteuerung der Elektromotoren 3 eine komplette, voll funktionsfähige Einheit bildet. Überwacht wird mit der Elektronik 26 u. a. auch die Stellung der Klinken 16, d. h. das vollständige Einrasten dieser Klinken hinter die Rasten 19. An den Klinken 16 sind hierfür Stifte 27 vorgesehen, die die Lichtstrecke jeweils einer an der Platine 26 vorgesehenen Lichtschranke 28 nur dann unterbrechen, wenn in der Schließstellung des Schiebers 15 die jeweilige Klinke 16 tatsächlich ordnungsgemäß an der zugehörigen Rast 19 eingerastet ist. Mit der Elektronik 26 wird weiterhin auch die Stellung des Antriebs bzw. der Schubstange 11 überwacht. Hierfür ist an der Schubstange ein sich in Richtung der X-Achse erstreckender Stift 29 einseitig gehalten, der mit einer Lichtschranke 30 an der Platine 26' zusammenwirkt. An der Bewegungsbahn, die das der Schubstange 11 entfernt liegende freie Ende des Stiftes 29 beschreibt, können aber auch mehrere Lichtschranken 30 vorgesehen sein, so daß mit diesen dann unterschiedliche Stellungen bzw. die Bewegung der Schubstange 11 überwacht bzw. angezeigt werden können. Der Antrieb der Schneckenräder 7 erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform in der Weise, daß die durch die Schnecken 6 auf die Schneckenräder 7 ausgeübten Axialkräfte bei der für die 2 gewählten Darstellung axial nach unten wirken, so daß die Freilauf-Getriebe 8 in besonders einfacher Weise auf Gelenkbolzen gelagert werden können, die nur einseitig an der in der 2 unten liegenden Gehäusewandung 2'' befestigt sind. Die Elektronik 26 befindet sich an der der Gehäusewandung 2'' gegenüberliegenden, ebenfalls in der X-Z-Ebene liegenden Gehäusewandung 2'''.
Wie oben ausgeführt wurde, sind die Elektromotoren 3 bzw. deren Steuerung so ausgebildet, daß diese Motoren jeweils nur eine einzige Drehrichtung aufweisen bzw. auch das Kurbelrad 10 nur in einer einzigen Drehrichtung gedreht wird. Dies bedeutet zwar eine Vereinfachung der Steuerung, könnte aber zu Problemen dann führen, wenn beispielsweise durch Störungen im Schließsystem der Schieber 15 bzw. der Sperrriegel 22 nicht vollständig in die Schließstellung bewegt werden können d. h. der Sperriegel 22 vor dem Erreichen der endgültigen Schließstellung blockiert wird. In diesem Zustand wäre dann auch ein Öffnen der Schließvorrichtung nicht mehr möglich, da die Öffnungsbewegung erst nach Erreichen der endgültigen Schließstellung eingeleitet werden kann.
Um dieses Problem zu vermeiden, ist der Kopf 22 mit einer Sicherheitskupplung 31 ausgebildet, die dann die antriebsmäßige Verbindung zwischen dem Ende 11'' der Schubstange 11 und dem Kopf 12 trennt, wenn die Schubkraft beispielsweise durch Blockieren des Sperrriegels 22 einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt. Die Kupplung 31 wird von einer Kugel 32 gebildet, die in dem hülsenartigen Abschnitt 13 in einer Achsrichtung radial zur Schubstange 11 geführt ist und durch eine Druckfeder 33 seitlich gegen die Schubstange 11 anliegt und dabei normalerweise in eine Ausnehmung 34 der Schubstange 11 eingreift. Die Ausnehmung 34 besitzt eine Schräge 34' und zwar an der dem Ende 11' zugewandten Seite, und eine im wesentlichen senkrecht zur Achse der Schubstange 11 verlaufende Fläche 34'' an der dem Ende 11' abgewandten Seite der Ausnehmung 34. An der Schräge 34' kann sich die Kugel 32, die die antriebsmäßige Verbindung zwischen der Schubstange 11 und dem Kopf 12 bildet, dann aus der Ausnehmung 34 herausbewegen, wenn die Schubkraft der Schubstange 11 einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der durch den Winkel der Schräge 34' und die Kraft der Feder 33 bestimmt ist. An der Fläche 34'' ist hingegen ein Ausrücken der Kugel 32 aus der Ausnehmung nicht möglich.
Bei einem Blockieren des Sperrriegels 22 vor Erreichen der endgültigen Schließstellung ist somit durch Ausrücken der Kugel 32 bzw. der Kupplung 31 eine Weiterbewegung des Antriebs in den der Schließstellung entsprechenden Zustand möglich, so daß dann aus diesem Zustand auch die Öffnungsbewegung eingeleitet werden kann, bei der dann aufgrund der auf die Schubstange 11 ausgeübten Kräfte die Kugel 32 wiederum in Eingriff mit der Ausnehmung 34 kommt.
Die 4 und 5 zeigen eine Schließvorrichtung 1a, die sich von der Schließvorrichtung 1 lediglich dadurch unterscheidet, daß anstelle der Schnecken 6 und zugehörigen Schneckenränder 7 die beiden Elektromotoren 3 über Kegelräder 35 und 36 mit dem diesen Motoren 3 jeweils zugeordneten Freilaufgetriebe 8 antriebsmäßig verbunden sind.
Um die Position der Stifte 27 bzw. 29 besonders exakt zu erfassen, sind die Lichtschranken 28 und 30 entsprechend der 6 vorzugsweise so ausgeführt, daß sie jeweils zwei Lichtstrecken 37 und 38 bilden, die sich senkrecht kreuzen, wobei die zu überwachende Position dann erreicht ist, wenn beide Lichtstrecken unterbrochen sind.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, daß zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1, 1a: Schließvorrichtung
2: Gehäuse
2': Stirnseite
2'', 2''': Gehäuseseiten
3: Elektromotor
4: Oberseite
5: Unterseite
6: Schnecke
7: Schneckenrad
8: Freilaufgetriebe
9: Zahnrad
10: Kurbelrad
11: Schubstange
11', 11'': Ende
12: Kopf
13: Hülsenabschnitt
14: Öffnung
15: Schieber
16: Klinke
17: Gelenk
18: Klinkenende
19: Rast
20: Steuerfläche
21: Führungsstück
22: Sperrriegel
23: Sperrriegelöffnung
24: Sperriegelanschlag
25: Verstellschraube
26: Elektronik
26': Platine
27: Stift
28: Lichtschranke
29: Stift
30: Lichtschranke
31: Kupplung
32: Kugel
33: Feder
34: Ausnehmung
34', 34'': Steuerflächen
35, 36: Kegelrad
37, 38: Lichtstrecke

Claims

Elektromechanische Schließvorrichtung mit wenigstens einem in einem Gehäuse (2) in einer ersten Achsrichtung (X-Achse) mit einem Hub zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbaren Sperrriegel (22), der antriebsmäßig mit einem im Gehäuse verschiebbaren Schieber (15) verbunden ist, sowie mit einem wenigstens zwei Elektromotore (3) aufweisenden Antrieb, mit dem der Schieber (15) und mit diesem der Sperrriegel (22) zwischen Schließstellung und Offenstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrriegel (22) mittels einer sich in Richtung der ersten Ausrichtung (X-Achse) längserstreckenden Einstellschraube (25) gegenüber einem an einem Kopf (12) entfernt liegenden Ende am Schieber (15) angebrachten Führungsstück (21) am Schieber (15) in der ersten Ausrichtung (X-Achse) für eine Einstellung des Hubes verstellbar ist, wobei der Antrieb ein Kurbelantrieb ist, der ein Kurbelrad (10) umfasst und der über eine Schubstange (11) wirkungsmäßig mit dem Schieber (15) verbunden ist, am Kurbelrad (10) exzentrisch zu dessen Achse ein Ende (11') einer Schubstange (11) schwenkbar, und zwar um eine Achse parallel zur Achse des Kurbelrads (10), gelagert ist, und an einem anderen Ende (11'') der Schubstange (11) der im Gehäuse in Richtung der ersten Achsrichtung verschiebbarer Kopf (12) vorgesehen ist, der Führungsfunktion für das Ende (11'') der Schubstange (11) hat und der über die Schubstange (11) mit weiteren Elementen der Schließvorrichtung (1) antriebsmäßig verbunden ist.
Schließvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Antriebsstrang zwischen dem Kurbelantrieb und dem Schieber (15) eine Kupplung (31) vorgesehen ist, die den Antriebsstrang dann unterbricht, wenn beim Bewegen des Sperrriegels (22) in die Schließstellung die im Antriebsstrang wirkenden Kräfte und/oder Momente einen vorgegebenen Grenzwert übersteigen.
Schließvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (31) ein unter der Wirkung wenigstens eines Federelementes (33) stehendes Kupplungselement (32) aufweist, welches an einem Element (12) des Antriebsstranges vorgesehen ist und in eine Mit- oder Aufnahme (34) an einem im Antriebsstrang anschließenden Element (11) eingreift.
Schließvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Anschlag (24) für den Sperrriegel (22), um eine von der Hubeinstellung unabhängige Position des Sperrriegels (22) in der Offenstellung zu erreichen.
Schließvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (31) eine unter der Wirkung einer Feder stehende Kugel (32) aufweist, die in eine Ausnehmung (34) des anschließenden Elementes im Antriebsstrang eingreift.
Schließvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) eine Elektronik (26) untergebracht ist und dass die Elektronik Sensoren (28, 30) aufweist, die mit Positionsanzeigeelementen, beispielsweise Stiften (27, 29) zusammenwirken, welche an mechanischen Funktionselementen der Schließvorrichtung vorgesehen sind, um die Position dieser Elemente zu überwachen.
Schließvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsanzeigeelemente an Klinken (16), die den Schieber (15) in der sperrenden Stellung verriegeln, und/oder am Antrieb, beispielsweise an der Schubstange (11), vorgesehen sind.