DE202010016306U1

DE202010016306U1 - Türklinke mit integrierter Stromerzeugung

Info

Publication number: DE202010016306U1
Application number: DE202010016306U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2020-12-03

Abstract

Die Türklinke, die zum Öffnen und Schließen von Wohnungstüren, Haustüren etc. unter Einflussnahme des dazugehörigen Einsteckschlosses verwendet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die für eine mögliche Funktionserweiterung, außer dem Öffnen und Schließen einer Tür, benötigte elektrische Energie in Form eines elektrischen, gleichgerichteten, hochohmigen Stroms im Niedervoltbereich aus mechanischer Bewegungsenergie ME und Solarenergie Le dauerhaft und ohne Zutun einer externen Stromquelle in der Steuereinheit STE hergestellt und in brauchbaren elektrischen Strom umwandelt wird.

Description

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Türklinke im herkömmlichen Sinn, die sich vor bzw. hinter dem Türblatt zum Bedienvorgang drehbar z. B. in einem Türschloss angebracht ist.
Türklinken oder auch Türdrücker sind zum Öffnen und Schließen einer Tür notwendig. Beim Betätigen der Türklinke bewegt der Mechanismus im Türschloss die Arretierungsvorrichtung, die Schlossfalle, und gibt die Türöffnung frei.
Durch eine erforderliche Krafteinwirkung wird die Türklinke betätigt, danach nimmt die Türklinke, bedingt durch die Federvorspannung im Türschloss wieder ihre Ausgangsstellung ein. Die besondere Bedeutung liegt hierbei im Energieüberschuss, welcher bei der Bedienung der Türklinke vorhanden ist und ungenutzt bleibt.
Die vorliegende Erfindung stellt sich damit die Aufgabe, eine Türklinke zu schaffen, die den Energieüberschuss nutzbar macht, um dadurch mit zusätzliche Funktionen die Anwendbarkeit der Türklinke benutzerfreundlich erweitert. Hierzu soll die einwirkende mechanische Bewegungsenergie in elektrische Energie im Niedervoltbereich umgewandelt werden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, das die im Türschloss befindliche Mechanik mit einem Stromerzeuger verbunden ist. Durch die Kippbewegung der Türklinke beim Bedienvorgang wird die eingehende Drehbewegung von einem mechanischen Getriebe aufgenommen und verstärkt an einem Stromerzeuger, z. B. eines Elektromotors oder Magnetmotors, beides Stand der Technik, weitergegeben. Der erzeugte elektrische Strom wird in eine elektronische Steuereinheit geleitet. Die Steuereinheit sorgt für ein gleichbleibendes Energiepotential an elektrischen Strom. Der in der Steuereinheit befindliche Pufferspeicher übernimmt die Energieaufnahme der Strommenge und gleicht Diese auf das erforderliche Strompotential ab. Bei dem erzeugtem elektrischen Strom handelt es sich um gleichgerichteten, hochohmigen Strom im Niedervoltbereich bis max. 5 Volt, der vollkommen ungefährlich für Mensch und Umgebung ist.
Die somit erzeugte elektrische Energie mit konstantem Energiepotential wird der elektronisch gesteuerten Touch-Einheit zur Verfügung gestellt. Eine Diodenschaltung, die mit der Touch Einheit (Stand der Technik) gekoppelt ist, wandelt den ankommenden elektrischen Strom bei Berührung mit der Hand in Lichtenergie mittels Leucht-Emitter-Diode, LED, als Künstliche Lichtquelle, um.
Für den Transport der Lichtenergie wird ein Glasfaserkabel mit der Leuchtdiode verbunden. Dadurch ist es möglich den Lichtaustritt genau an der gewünschten Stelle zu platzieren. Die Touch-Einheit übernimmt die Funktion eines Schalter der auf Hautberührung reagiert. Die zur Verfügung gestellte Lichtmenge ist abhängig von der Berührungsdauer der Toucheinheit.
Um die gewonnene elektrische Energie sinnvoll einsetzen zu können, übernimmt eine Fotozelle die Funktion eines Dämmerungsschalters und gibt die Lichtenergie frei sobald der Grenzwert der Lux-Stärke unterschritten wird. Ein weitere Funktion der Fotozelle ergibt sich zusätzlich noch in umgekehrter Richtung. Für die Zeit, in der die Fotozelle nicht als Schalter aktiv ist, leitet sie Tageslicht über das lichtleitfähige Glasfaserkabel an die Solarzelle im Inneren der Steuereinheit weiter. Dies stellt eine zusätzliche Energiebereitstellung dar und wird ebenfalls von der Steuereinheit in elektrischen Strom im Niedervoltbereich umgewandelt und gespeichert. Der Zeitraum, in der die Türklinke betätigt wird, z. B. bei Tagesleichtverhältnissen dienen ausschließlich zur Aufladung des Pufferspeichers. Um immer einen reibungslose Betriebsvorgang mit erforderlicher Energiebereitstellung zu gewährleisten, wird als Unterstützung ein handelsüblicher Akkumulator mit dem Pufferspeicher gekoppelt. Dadurch kann der Energieüberschuss tagsüber gespeichert werden, der dann bei längerer Inbetriebnahmen zur Verfügung gestellt wird.
Durch den minimalen Stromverbrauch der Steuereinheit in Verbindung mit dem handelsüblichen Akkumulator, dem Pufferspeicher und der Energiebereitstellung durch die Solarzelle wird eine unbegrenzte Lebensdauer mit dauerhafter Energieabgabe gewährleistet. Die Handhabung ist benutzerfreundlich, wartungsfrei und umweltfreundlich da z. B. das Auswechseln und Entsorgen entladener Batterien entfallen kann. Durch den Einsatz von Lichtleitkabelelementen in Verbindung mit optischen bi-konvexen Glaslinsen an den Austrittsenden wird die ankommenden Lichtenergie verstärkt so das der Wirkungsgrad erheblich gesteigert werden kann. Gleichzeitig erfolgt die Weiterleitung der Sonnenenergie zur Solarzelle. Die bi-konvexen Glaslinsen besitzen die Funktion der Lichtbündelung in eingehende und austretende Richtung und verhindern so den Verlust an Lichtenergie.
Diese Beleuchtungsmöglichkeit dient vorrangig der kurzzeitigen Energiebereitstellung in Form von Lichtenergie und nicht als Dauerbeleuchtung.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die kurzzeitige unterseitigen Beleuchtung einer Türklinke zum Zweck der gewohnheitsmäßigen Orientierung im abgedunkelten Raum und biete somit eine potentielle Stromeinsparung in dem z. B. beim Durchlaufen eines natürlich abgedunkeltem Raum, z. B. Wohnungsflure, Schlafzimmer, Haustüren, u. v. m auf das Anschalten einer 220 Volt Stromquelle verzichtet werden kann. Beim Betätigen der erfindungsgemäßen Türklinke wird der Durchgangsbereich einer Türöffnung ausreichend beleuchtet, ebenso reicht die Lichtmenge aus um beispielsweise in der Dunkelheit das Schlüsselloch ein Hauseingangstür zu beleuchten. Auch hier kann auf den Einsatz der Außenbeleuchtung verzichtet werden.
Die Verbindung der Türklinke mit dem Steuereinheit erfolgt über ein leichtfähiges Kabel. Die Steuereinheit kann dadurch bequem hinter dem Einsteckschloss einer z. B. Zimmertür oder Hauseingangstür untergebracht werden indem die Aussparung für das Einsteckschloss um die Stärke der Steuereinheit vertieft wird. In Innern der Steuereinheit können alle notwendigen Bauteile untergebracht werden. Hier findet die Herstellung von elektrischen Licht statt. Den Transport übernimmt dann das Lichtleitkabel indem es z. B. über eine Aussparung im Vierkantprofil, welches die innere und äußere Türklinke verbindet, bis in die Aussparung in der Türklinke geführt wird. Hier kann dann das Licht an den gewünschten Stellen austreten und für die kurzzeitig notwendige Beleuchtungsdauer für den Öffnungsbereich der Tür eingesetzt werden.
In erster Linie soll diese Erfindung der Energiegewinnung dienen, um im Gegenzug der Energie einzusparen, so können auf kurzen Wegen, z. B. bei Durchschreiten eines Zimmer oder eines Flures, auf die Komplettbedeutung oder Deckenbeleuchtung verzichtet werden, die zudem in vielen Situationen oft als störend oder verschwenderisch empfunden werden. Das Einsparungspotential an elektrisch bereitgestellten 220 Volt Lichtstrom ist außerordentlich hoch.
Ein besonderes Einsatzgebiet ergibt sich bei der Abwendung der Bedrohung für Leib und Seele in dem diese Erfindung als Warnmelder eingesetzt wird, beispielsweise als Auslöser für stummen Alarm, für z. B. Geldinstituten, wie Sparkassen und Banken. Hier übernimmt die Erfindung eine Tarnfunktion und lässt z. B. die Auslösung des stummen Alarm durch die bedrohende Person unerkannt und verschafft den entscheidenden Zeitvorteil. Aber auch im öffentlichen Bereich, wie in öffentlichen Gebäuden, Seniorenwohnheimen, Einrichtung des Betreuten Wohnens u. v. m. aber auch in privaten Haushalten ist diese Erfindung ein wichtiges Hilfsmittel.
Ein mögliches Ausführungsbeispiel:
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ablaufplans und den dazugehören Zeichnungen, Fig., 2 und 3 mit Hilfe dessen die Umsetzbarkeit der Erfindung erkennbar dargestellt wird.
Ausgangspunkt ist ein handelsübliche Türklinke die für das Öffnen und Schließen einer Tür im Innen – und Außenbereich zuständig.
Bei der Betätigung wird die Türklinke mit geringen Kraftaufwand nach unten gedrückt. Dadurch für das Vierkantprofil, welches die innere und äußere Türklinke verbindet, eine Drehbewegung aus. Das Vierkantprofil verläuft durch ein viereckiges Element des Türschlosses der sogenannten Nuss, beispielsweise bei einem Einsteckschloss einer Zimmertür. Die Nuss bewegt beim Öffnungsvorgang durch Herunterdrücke der Türklinke die Schlossfalle in horizontaler Richtung und entriegelt somit die Tür. Genau an dieser Stelle, an der die Nuss beweglich gelagert ist, entsteht ein maximaler Energieüberschuss in Form von mechanischer Bewegungsenergie ME der nutzbar gemacht wird. An der Nuss wird die Kopplungsvorrichtung 2 beweglich befestigt. Diese horizontale Bewegung ist so groß wie eine viertel Drehung der Nuss beim Herunterdrücken der Türklinke. Diese Längsbewegung wird durch das Zahngestänge an das mechanische Getriebe MG übertragen. Das mechanische Getriebe MG wandelt die langsame Eingangsbewegung durch Übersetzung mittels in eine schnell drehende Ausgangsbewegung um. Über diese Kopplung 2 wird die Steuereinheit STE über die Nuss mit dem Einsteckschloss verbunden. Dadurch ist es möglich die mechanische Bewegungsenergie ME aufzunehmen und in elektrischen Strom umzuwandeln.
Das Getriebe MG ist mit einem Freilauf versehen, so das immer nur der eingetragene Kraftaufwand bei Herunterdrücken der Türklinge Auswirkung auf die Stromerzeugung hat. Die herunter gedrückte Türklinke wird dann lediglich durch die Nussfeder des Einsteckschlosses (Stand der Technik) in Ausgangsposition gebracht. Dies ist notwendig um den Vorgang, bei dem die Türklinke wieder in ihre Ausgangsposition gebracht wird, nicht zu verzögern.
Das schnell getriebene Zahnrad am Ausgang des mechanischen Getriebes MG übergibt die Drehbewegung an den Elektromotor EM. Durch Drehen des Rotor im Elektromotor EM wird ein elektrischer Strom erzeugt, der dann als gleichgerichteter Strom in das Steuerelement SE eingespeist wird.
Aus Platzgründen besitzt der Elektromotor ein Stirngetriebe, so dass die Unterbringung parallel zur senkrechten Wandung des Einsteckschlosses erfolgen kann. Dadurch ist es möglich den Elektromotor EM entsprechend der Kapazitätserfordernis in seiner Längsausdehnung zu variieren.
Der ankommende gleichgerichtete Strom fließt in das Steuerelement SE. Das Steuerelement SE ist für die Bereitstellung eines gleichbleibenden Strompotential in Form eines hochohmigen Gleichstroms verantwortlich. Dieser wird an den Pufferspeicher PS abgegeben. Ist die Kapazität des Pufferspeicher PS erreicht, wird automatisch der Akkumulator A als zweite Speichereinheit angesteuert.
Die Energieabgabe erfolgt aber nur durch den Pufferspeicher PS an die Touch-Einheit TE (Stand der Technik).
Die Touch-Einheit TE, vergleichbar mit der einer Handyoberfläche, übernimmt den Schaltzyklus durch Berührung mit der Hand und funktioniert so als Schalter der den Stromkreis schließt oder unterbricht.
Unter in Einflussnahme der Fotozelle FZ wird der Stromkreis erst nach Überschreitung der Untergrenze der Lichtstärke geschlossen, d. h., dass bei Lichtverhältnissen ähnlich dem Tageslicht kein Strom verbraucht wird, sondern nur erzeugt wird. Erst bei Dämmerung regelt die Fotozelle FZ die Energiebereitstellung als elektrische, künstliches Licht.
Als Stromverbraucher werden Leuchtdioden LD verwendet, die ein Bauteil des Steuerelement SE sind.
Damit die erzeugte Lichtenergie auch am gewünschten Ort genutzt werden kann, geben die Leuchtdioden LD die Lichtenergie an ein lichtleitfähiges Material 1, z. B ein Glasfaserkabel 1, ab. Das Glasfaserkabel 1 transportiert die Lichtenergie zum Lichtaustrittspunkt an dessen Enden bi-konvexe Glaslinsen BKL angebracht sind. Die austretende Lichtenergie La wird dadurch gebündelt und kann gezielt positioniert werden.
Wird nun die Türklinke mit der Hand berührt, schaltet die Fotozelle FZ den Stromkreis auf „geschlossen” und es wird das künstlich erzeugte elektrische Licht La an die Enden des lichtleitfähigen Glasfaserkabels 1 transportiert und tritt über die bi-konvexen Glaslinsen BKL aus. Die Unterseite der Türklinke beginnt zu leuchten solange die Hand die Touch-Einheit TE berührt. Ein weiterer Vorteil bringt die Nutzung des Sonnenlichtes Le zur Energiegewinnung mit sich. In der Zeit in der die Lichtstärke über den unteren Grenzwert liegt, also bei Tageslicht, wird über das Lichtleitkabel, z. B. Glasfaserkabel 1, genutzt um z. B. Sonnenlicht Le zur Solarzelle SZ weiterzuleiten um so zusätzlichen Strom zu erzeugen. Der erzeugte Strom wird ebenfalls ins Steuerelement SE eingespeist und steht zusätzlich zur Energie, die der Elektromotor EM produziert, zur Verfügung.
1: Seitenansicht als schematische Darstellung der Steuereinheit
2: Draufsicht als schematische Darstellung der Türklingen
3: Seitenansicht der Türklinke – als Funktionsdarstellung

Claims

Die Türklinke, die zum Öffnen und Schließen von Wohnungstüren, Haustüren etc. unter Einflussnahme des dazugehörigen Einsteckschlosses verwendet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die für eine mögliche Funktionserweiterung, außer dem Öffnen und Schließen einer Tür, benötigte elektrische Energie in Form eines elektrischen, gleichgerichteten, hochohmigen Stroms im Niedervoltbereich aus mechanischer Bewegungsenergie ME und Solarenergie Le dauerhaft und ohne Zutun einer externen Stromquelle in der Steuereinheit STE hergestellt und in brauchbaren elektrischen Strom umwandelt wird.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragung durch eine bewegliche mechanische Vorrichtung 2 an ein mechanisches Getriebe MG weitergeleitet wird.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe MG die eingehende Bewegungsenergie ME verstärkt und an den Elektromotor EM weitergibt.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor EM die ankommenden Bewegungsenergie ME in elektrischen Strom umwandelt und als gleichgerichteter Strom an das Steuerelement SE abgibt.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement SE ein konstantes Strompotential aus eingehender elektrischen Strom des Elektromotor EM sowie aus dem elektrischen Strom den die Solarzelle SZ aus Sonnenlicht Le erzeugt, an den Pufferspeicher PS und oder dem Akkumulator A zur Lagerung für die Energiebereitstellung abgibt.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Pufferspeicher PS und der Akkumulator A den benötigten elektrischen Strom gespeichert und bei Bedarf an die Touch-Einheit TE abgibt.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Touch-Einheit TE durch Berühren mit der Haut, in dem Fall mit der Hand, als Schalter funktioniert, bei Hautberührung den Stromkreis schließt und nach Entfernen der Hand den Stromkreis sofort wieder unterbricht.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Fotozelle FZ den Stromkreis unterbricht, solange wie Tageslicht ähnliche Verhältnisse vorherrschen und erst bei Unterschreitung der festgelegten Lux-Untergrenze den Stromkreis schließt.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Fotozelle FZ im Falle eines geschlossenen Stromkreises den elektrischen Strom an mindestens einen Verbraucher, z. B. Leuchtdiode LD weitergibt.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Stromverbraucher durch z. B. mindestens einer Leuchtdiode LD den ankommenden Strom in Lichtenergie La umwandelt und in das Lichtleitkabel 1, welches unmittelbar mit dem Stromverbraucher LD verbunden ist, weiterleitet.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass das lichtleitfähige Material 1 z. B Glasfaserkabel, die Lichtenergie La vom Stromverbraucher LD zur effektiv nutzbarsten Stelle weiterleitet, z. B. Unterseite einer Türklinke, und dort über eine bi-konvexe Glaslinse BKL die sich am Ende des Glasfaserkabel 1 befinden, als künstliches Licht austritt.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des lichtleitfähigen Material 1, z. B Glasfaserkabel, das Sonnenlicht Le über die bi-konvexen Glaslinsen BKL aufnimmt, bündelt und zur Solarzelle SZ weiterleitet.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Solarzelle SZ das ankommende Sonnenlicht Le aufnimmt, in elektrischen Strom umwandelt und in das Steuerelement SE einspeist.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit STE mit der Türklinke durch ein lichtleitfähiges Kabel verbunden ist.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit STE separat z. B. hinter dem Einsteckschloss angebracht ist und die Bauteile ME, EM, SE, PS, A, SZ, TE, FZ, und LD enthält.
Die Türklinke nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit STE über eine Kopplung 2 verfügt, die die Nuss als Bauteil des Einsteckschlosses, mit dem mechanischen Getriebe MG in der Steuereinheit STE beweglich verbindet und durch Zusammenwirken aller Bauteile elektrischen Energie erzeugt und in brauchbaren Strom umwandelt.