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Magnetisch betätigbare Sperrvorrichtung
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Die Erfindung betrifft eine magnetisch betätigbare Sperrvorrichtung,
mit einem ein Gehäuse aufweisenden Schloß, in eine Halteplatte des Schlosses pendelnd
eingehängten ffiagnetischen Zuhaltungsstiften, deren eines Ende jeweils einer federbelasteten
Sperrplatte gegenüberliegt, die Öffnungen zur Aufnahme der entsprechend ausgerichteten
Zuhaltungsstifte aufweist und quer zu ihrer Ebene im Gehäuse verschiebbar in einer
Anschlagstellung vor den Enden der Zuhaltungsstifte gehalten ist, mit einem an eine
Außenfläche des Schlosses anlegbaren Schlüssel, der eine der Anzahl von Zuhaltungsstiften
im Schloß entsprechende Anzahl von Magneten zur Ausrichtung
der
Zuhaltungsstifte enthält, und mit einem durch Betätigung des Schlosses bewegbaren
Sperrglied.
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Eine derartige Sperrvorrichtung ist bereits aus der DT-PS 1 135 334
bekannt. Bei dieser bekannten Sperrvorrichtung ist das Gehäuse des Schlosses als
Einheit um eine parallel zur Anlagefläche des Schlüssels verlaufende Achse schwenkbar
gelagert und führt bei Betätigung mittels des Schlüssels eine Schwenkbewegung um
diese Achse aus. Damit ist es aber nicht möglich, das Schloß dicht in eine Öffnung
eines zu versperrenden Gegenstandes, beispielsweise eine Autotür od.dgl., einzusetzen,
da das Gehäuse bei seiner Schwenkbewegung eines gewissen Spielraums bedarf. Damit
ist aber ein Eindringen von Schmutz'und Wasser in die Zwischenräume und infolgedessen
eine Behinderung der Bewegung des Schlosses, insbesondere bei Frost, nicht auszuschließen.
Ferner läßt sich die geringfügige Schwenkbewegung des Schlosses nicht ohne weiteres
in die bei normalen Autoschlössern erforderliche, wesentlich größere Drehbewegung
eines Sperrgliedes in dazu senkrechter Richtung umsetzen.
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Das gleiche gilt im wesentlichen auch für die aus der DT-PS 1 911
413 bekannte Sperrvorrichtung, bei der nach Anlegen des Schlüssels an die dafür
vorgesehene Außenfläche des Schloßgehäuses eine Längsbewegung des Schlosses parallel
zu der Anlagefläche des Schlüssels durchzuführen ist. Auch dieses Schloß läßt sich
daher nicht ohne weiteres dicht in die Öffnung eines zu versperrenden Gegenstandes,
wie einer Autotür, einsetzen, so daß das Eindringen von Schmutz und Wasser und damit
ein eventuelles Festsetzen des Schlosses nicht sicher verhindert werden kann. Auch
hier läßt sich die bei Betätigung des Schlosses erforderliche geradlinige Bewegung
desselben nicht ohne weiteres in die bei normalen Autoschlössern erforderliche Drehbewegung
eines Sperrgliedes
umwandeln.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine magnetisch betätigbare
Sperrvorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das Schloß in
einfacher Weise dicht in die Öffnung eines zu versperrenden Gegenstandes, wie einer
Autotür, eingesetzt werden kann, so daß Schmutz und Wasser nicht in das Schloß oder
neben dem Schloß vorhandene Zwischenräume eindringen können, und daß die bei Betätigung
des Schlosses mittels des Schlüssels zu erzeugende Bewegung desselben unmittelbar
in eine Drehbewegung eines Sperrgliedes der Sperrvorrichtung umsetzbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse
eine zylindrische Mantelfläche sowie Halteplatte und Sperrplatte einen der Mantelfläche
angepaßten kreisförmigen Querschnitt besitzen und in dieser drehbar gelagert sind,
daß die Sperrplatte an ihrem Umfang eine Nut aufweist, in die zwei einander diametral
gegenüber in der Mantelfläche befestigte Führungsstifte eingreifen, daß die Nut
einander diametral gegenüber zwei axiale Auslenkungen in Richtung zur Halteplatte
hin aufweist, daß die Halteplatte mit einer axialen, mit dem Sperrglied drehfest
verbundenen Welle fest verbunden ist, daß die Sperrplatte mit der Welle drehfest,
jedoch axial verschiebbar verbunden ist und daß in der von der Sperrplatte wegweisenden
Fläche der Halteplatte eine Einsenkung mit nichtkreisförmigem Umriß vorgesehen ist,
in die ein plattenförmiger, die Magneten enthaltender Teil des Schlüssels durch
eine Öffnung des Gehäuses hindurch formschlüssig einsetzbar ist.
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Das Gehäuse der erfindungsgemäßen Sperrvorrichtung läßt sich ohne
weiteres in eine entsprechende Öffnung oder Vertiefung des zu versperrenden Gegenstandes,
insbesondere einer Autotür,
derart einsetzen, daß nach außen in
der Fläche der Autotür nur ein umlaufender Rand des Gehäuses zu sehen ist, der die
Öffnung des Gehäuses und die darunterliegende Ein senkung zum Einsetzen des plattenförmigen
Schlüsselteils umgibt. Zur Betätigung des Schlosses wird der plattenförmige Teil
des Schlüssels in die Einsenkung eingesetzt und nach rechts oder links gedreht.
Die beiden einander diametral gegenüberliegenden Führungsstifte liegen in der Ausgangsstellung,
der sogenannten Nullstellung, an den höchsten Stellen der Auslenkungen der Nut am
Umfang der Sperrplatte. Bei Drehung der Halteplatte mittels des Schlüssels in irgendeiner
Richtung gelangen sie in tiefere Bereiche der Auslenkung, so daß sich die Sperrplatte
auf die Halteplatte zubewegt. Wenn der Schlüssel mit der richtigen Kodierung der
Magnete in die Einsenkung eingesetzt ist, sind die jeweiligen Zuhaltungsstifte durch
die Magnete so ausgerichtet, daß sie in die entsprechend kodierten Öffnungen der
Sperrplatte eindringen können. Dadurch läßt sich der Schlüssel weiter in der gleichen
Richtung drehen, während sich die Sperrplatte bis zur Beendigung des Eindringens
der Zuhaltungsstifte in ihre Öffnungen auf die Halteplatte zubewegt. Anschließend
gelangen die Führungsstifte in längs einer Radialebene des Sperrplattenumfangs verlaufende
Abschnitte der Nut, so daß eine weitere Drehung von Halteplatte und Sperrplatte
und somit auch der mit der Halteplatte fest verbundenen Welle und des mit dieser
drehfest verbundenen Sperrgliedes möglich ist. Die Sperrvorrichtung kann daher mit
dieser Drehbewegung des Schlüssels derart ausgelöst werden, daß anschließend ein
Öffnen oder Schließen derselben möglich ist. Da die Öffnung des Gehäuses dem Umriß
der Einsenkung der Halteplatte angepaßt ist, kann der Schlüssel erst abgezogen werden,
wenn er wieder in die Ausgangsdrehstellung zurückgedreht ist. Dadurch gelangen die
Führungsstifte wieder zu den beiden Auslenkungen der Nut, so daß sich die Zuhaltungsstifte
aus den Öffnungen der Sperrplatte
herausbewegen, bis sich die Führungsstifte
wieder in der Nullstellung befinden. Wird dann der Schlüssel vom Schloß abgezogen,
nehmen die Zuhaltungsstifte wieder eine regellose Stellung ein. Wird in diesem Zustande
ein nicht der richtigen Kodierung des Schlosses entsprechender Schlüssel angesetzt
und die Halteplatte gedreht, so stoßen die Enden der Zuhaltungsstifte an der Sperrplatte
an, da sie nicht in deren Öffnungen eindringen können, und eine weitere Drehung
der Halteplatte mit dem falschen Schlüssel ist infolge des Verklemmens der Führungsstifte
in den seitlichen Flanken der Auslenkungen nicht mehr möglich. Die Sperrvorrichtung
kann weder geöffnet noch geschlossen werden.
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Um die Führung der Führungsstifte in der Nut und deren Auslenkungen
sowie die Funktion der Sperrvorrichtung besonders sicher zu machen, wird bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß jede axiale Auslenkung
der Nut einen einer Nullstellung der Sperrplatte im geringen Abstand von den Enden
der Zuhaltungsstifte entsprechenden Mittelabschnitt und zwei zu beiden Seiten des
Mittelabschnitts angeordnete axial verlaufende Stufen aufweist, wobei die axiale
Tiefe der Stufen der axialen Verschiebung der Sperrplatte bis zur Beendigung des
Eindringens der Zuhaltungsstifte in die Öffnungen der Sperrplatte entspricht und
die von der Halteplatte wegweisenden Flanken der Nut im Bereich der Stufen abgerundet
sind.
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Durch diese Ausbildung der Nut und deren Auslenkungen wird sichergestellt,
daß einerseits die an den Stufen anliegenden Führungsstifte eine weitere Drehung
der drehbaren Schloßteile beim Ansetzen eines falsch kodierten Schlüssels verhindern
und andererseits eine zwangsweise gleitende Rückführung der Führungsstifte in die
Nullstellung beim Zurückdrehen aus der entriegelten Stellung in die Nullstellung
erfolgen kann.
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Um ein gewaltsames Betätigen des Schlosses, beispielsweise durch Drehen
mit einem falschen Schlüssel bis zum Abbrechen der Führungsstifte in den Nuten,
sicher zu verhindern, kann in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung in der festen
Verbindung der Halteplatte mit der Welle eine Sollbruchstelle vorgesehen sein. Bei
Betätigung mit einem falschen Schlüssel bricht diese Sollbruchstelle, bevor eine
Beschädigung der übrigen Teile des Schlosses eintritt. Anschließend kann nur mehr
die Halteplatte frei gedreht werden, ohne daß die übrigen drehbaren Teile des Schlosses
mitgenommen werden. Eine Betätigung des Schlosses ist daher nicht mehr möglich.
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Die erfindungsgemäße Sperrvorrichtung kann insbesondere bei einem
Kraftfahrzeug als Türschloß, Zündschloß und Kofferraumschloß eingesetzt werden.
Um vor allem bei Verwendung als Türschloß und Kofferraumschloß ein Eindringen von
Schmutz und Wasser noch sicherer zu verhindern, kann nach einem weiteren Vorschlag
der Erfindung das Gehäuse gegenüber drehbaren Teilen des Schlosses abgedichtet sein.
Dadurch wird in fast jedem Falle verhindert, daß sich die drehbaren Teile des Schlosses
gegenüber dem Gehäuse festsetzen oder einfrieren.
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Zusätzlich kann der freie Innenraum des Schlosses in diesem Fall mit
einem Frostschutzmittel gefüllt sein. Diese Möglichkeit ist als besonderer Vorzug
der erfindungsgemäßen Ausbildung der Sperrvorrichtung anzusehen.
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Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher
erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen im wesentlichen axialen Schnitt durch die in eine
dünne Wandung eingesetzte Sperrvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine Aufsicht
auf die Halteplatte von der Seite der Sperrplatte her gesehen;
Fig.
3 eine Aufsicht auf die Sperrplatte von der Halteplatte her gesehen; Fig. 4 eine
Aufsicht auf die eingebaute Sperrvorrichtung gemäß Fig. 1 von außen; Fig. 5 eine
Teilabwicklung der Nut in der Umfangsfläche der Sperrplatte mit einer axialen Auslenkung;
Fig. 6 eine Aufsicht auf die dem Schloß zugewandte Seite des Schlüssels; Fig. 7
eine Seitenansicht des Schlüssels gemäß Fig. 6; und Fig. 8 eine der Fig. 6 entgegengesetzte
Aufsicht auf den Schlüssel.
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In der Wandung 10 eines zu versperrenden Gegenstandes, beispielsweise
einer Kraftfahrzeugtür, ist eine kreisrunde Öffnung 12 vorgesehen, an deren Innenseite
ein zylindrischer Kasten 14 mit einstückigem Boden 16 angebracht ist. In den Kasten
14 ist ein ebenfalls im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 18 eingesetzt, das mit
einer Stirnfläche 20 über die Innenkante der Öffnung 12 hinausragt und an der Außenseite
der Wandung 10 anliegt. An die Stirnfläche 20 schließt sich nach innen eine zylindrische
Mantelfläche 22 an, die an der entgegengesetzten Stirnseite durch eine fest in der
Mantelfläche 22 gelagerte Abschlußplatte 26 unter Abdichtung mittels eines Dichtringes
28 abgeschlossen ist. An der Innenseite 24 der Mantelfläche 22 ist einerseits eine
Halteplatte 30 und andererseits eine Sperrplatte 32 mit geringem Spiel beweglich
gelagert. In der Stirnfläche 20 des Gehäuses ist eine Öffnung 34 mit durch zwei
Abschrägungen 36 von der Kreisform abweichendem Umriß angeordnet. An die Öffnung
34 anschließend
befindet sich in der Halteplatte 30 eine Einsenkung
38, deren Umriß in der in Fig. 1 gezeigten Drehstellung der Halteplatte 30 mit dem
Umriß der Öffnung 34 deckungsgleich ist. Der Halteteil 30 ist ebenfalls mittels
eines Dichtungsringes 40 gegen das Gehäuse 18 abgedichtet.
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In der Halteplatte 30 sind bei der dargestellten Ausführungsform vier
abgestufte Bohrungen 42 vorgesehen, die in Richtung zur Sperrplatte 32 hin offen
münden und an der jeweiligen Abstufung durch eine Trennwand 44 in zwei Abschnitte
unterteilt sind. Jede Trennwand 44 weist eine schmale mittige Öffnung 46 auf, in
der jeweils ein Zuhaltungsstift 48 pendelnd gelagert ist, wobei ein verdickter rückwärtiger
Abschnitt 50 jedes Zuhaltungsstiftes die maximale seitliche Auslenkung der aus der
Halteplatte 30 in Richtung zur Sperrplatte 32 hin vorstehenden Spitze 52 des Zuhaltungsstiftes
festlegt.
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In der Sperrplatte 32 sind vier zur Aufnahme der Spitzen 52 der Zuhaltungsstifte
geeignete Öffnungen 54 in Form von Sacklöchern vorgesehen.
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Die Halteplatte 30 weist einen fest eingesetzten Stift 56 auf, der
über einen Sollbruchstift 58 mit einer axial verlaufenden Welle 60 undrehbar verbunden
ist. Auf der Welle 60 ist mittels eines Keils 62 die Sperrplatte 32 undrehbar, jedoch
in axialer Richtung verschiebbar gelagert. Zwischen der Sperrplatte 32 und der Abschlußplatte
26 ist eine Druckfeder 64 eingespannt, welche die Sperrscheibe 32 in Richtung zur
Haltescheibe 30 hin belastet.
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In einen Schlitz 66 am Ende der Welle 60 ist ein mit dem normalen
Schloßmechanismus der Kraftfahrzeugs oder einer ähnlichen Sperreinrichtung zusammenwirkendes
Sperrglied 68 undrehbar eingeklemmt. Eine auf dem Sperrglied 68 festsitzende
Scheibe
70 ist über einen luftdicht abschließenden Dichtring 72 gegen die Abschlußplatte
26 abgedichtet.
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Rings um den Umfang der Sperrplatte 32 verläuft eine in die Umfangsfläche
eingesenkte Nut 74, in die zwei diametral einander gegenüber in der Mantelfläche
22 des Gehäuses verankerte Führungsstifte 76 eingreifen. Die Nut 74 besitzt zwei
axiale Auslenkungen 78, von denen in Fig. 5 eine dargestellt ist. In der Darstellung
der Fig. 1 befinden sich die Führungsstifte 76 an den höchsten Stellen, den sogenannten
Nullstellen, der Auslenkungen 78. In dieser Stellung hat die Sperrplatte 32 den
größten Abstand von der Halteplatte 30.
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Der in den Fig. 6 bis 8 dargestellte Schüssel besteht aus einer Schlüsselplatte
80, deren Umriß den Umrissen der Öffnung 34 und der Einsenkung 38 entspricht und
deren Höhe nur wenig kleiner ist als die Höhe der Einsenkung 38. Sie kann daher
formschlüssig in die Einsenkung 38 eingesetzt werden.
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Der Schlüssel weist ferner einen Sockelteil 82 auf, an dem über eine
Achse 84 ein flacher Griffteil 86 angelenkt ist.
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Die Schlüsselplatte 80 enthält in kodierter Verteilung vier Magnetm
88. Bei der Darstellung der Fig. 6 können die vier Magneten 88 jeweils sechs verschiedene
Stellungen einnehmen,von denen fünf durch leere Kreise 88' angedeutet sind. Wenn
die Magneten 88 eine dieser sechs vorgesehenen Stellungen einnehmen, beeinflussen
sie sich gegenseitig praktisch nicht. Bei der dargestellten Ausführungsform ergeben
sich daher 6 = 1 296 verschiedene Anordnungsmöglichkeiten und damit ebenso viele
Kodierungen des Schlüssels. Zusätzlich können die vier Magnete jeweils in der einen
oder entgegengesetzten Richtung gepolt sein. Dadurch erhöht sich die Anzahl der
möglichen Kombinationen bzw. Kodierungen auf 1 2962 = 1 679 616.
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Der in der Schlüsselplatte gewählten Anordnung oder Kodierung der
vier Magneten 88 entspricht die Anordnung der Öffnungen 54 in der Sperrplatte 32,
so daß beim Einsetzen der Schlüsselplatte 80 in die Ein senkung 38 die Verdickungen
50 der vier pendelnd eingehängten Zuhaltungsstifte 48 von den Magneten derart angezogen
werden, daß die Spitzen 52 genau den zugehörigen Öffnungen 54 der Sperrplatte 32
gegenüberliegen. Wenn sodann der Schlüssel mittels des Griffteils 86 in irgendeiner
Richtung gedreht wird, gelangen die Führung stifte 76 aus der Nullstellung in die
Prüfstellung 76 gemäß Fig. 5. Wenn die Kodierung des Schlüssels der Kodierung der
Sperrplatte entspricht, kann nun die Druckfeder 64 zur Wirkung kommen und die Sperrplatte
32 in Richtung zur Halteplatte 30 hin verschieben, wobei die Spitzen 52 der Zuhaltungsstifte
48 in die Öffnungen 54 eindringen. Dadurch gelangen die Führungsstifte aus der Prüfstellung
76' in die Freistellung 76" außerhalb der Auslenkung 78, in der sie sich in einem
Abschnitt der Nut 74 befinden, der in einer Radialebene der Sperrscheibe 32 verläuft.
Damit ist eine weitere Drehung des Schlüssels und damit der drehbaren Schloßteile
möglich, so daß die Sperrvorrichtung betätigt und das Schloß geöffnet oder geschlossen
werden kann. Das Entsprechende würde auch bei einer Drehung des Schlüssels in der
entgegengesetzten Richtung eintreten.
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Wenn sich die Führungsstifte 76 in den radialen Abschnitten der Nut
74 befinden und somit eine Betätigung des Schlosses möglich war, erfolgt eine Verriegelung
zurück in die Nullstellung der Führungsstifte 76 dadurch, daß der Schlüssel in entgegengesetzter
Richtung gedreht wird und die Führungsstifte längs einer der im Bereich der Auslenkungen
78 abgerundeten Stellen 89 der von der Halteplatte 30 wegweisenden Flanke der Nut
74 geführt werden. Während dieser Rückführung der Stifte in die Führung 76 wird
die Sperrplatte 32 entgegen der Wirkung der Druckfeder 64 wieder von der Halteplatte
30
weggedrückt, so daß die Spitzen 52 der Zuhaltungsstifte 48 aus
den Öffnungen 54 der Sperrplatte 32 austreten und sich bei Abziehen des Schlüssels
wieder in eine regel lose, nicht kodierte Ordnung verstellen.
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Wird dagegen ein falsch kodierter Schlüssel in die Ein senkung 38
eingesetzt und eine Drehung des Schlosses versucht, so gelangen die Führungsstifte
76 zwar ebenfalls in die Prüfstellung 76', jedoch können die Spitzen 52 der falsch
kodierten Zuhaltungsstifte 48 nicht in die dafür bestimmten Öffnungen 54 eindringen,
so daß die Führungsstifte nicht in die Freistellung 76" gelangen können. Bei weiterer
Drehung des Schlüssels stoßen sie daher jeweils an eine der Stufen 90 an der der
Halteplatte 30 zugewandten Flanke der Nut 74 an, wodurch eine weitere Drehung verhindert
wird. Wenn nun versucht wird, eine weitere Drehung mit Gewalt zu erzwingen, so tritt
ein Bruch des Sollbruchstiftes 58 ein, der die Verbindung zwischen Halteplatte 30
und Welle 60 herstellt. Nach dem Bruch dieses Sollbruchstiftes ist zwar eine weitere
Drehung der Halteplatte 30 möglich, jedoch dreht sich die Welle 60 und damit auch
das Sperrglied 68 nicht mehr mit, so daß eine Betätigung des Schlosses unmöglich
ist.
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Infolge der Abdichtung mittels der Dichtr;inge 28, 40 und 72 ist das
Innere des Schlosses gegen das Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit ausgezeichnet
geschützt. Zusätzlich kann der freie Innenraum des Schlosses, d.h. insbesondere
die Zwischenräume zwischen Halteplatte 30, Sperrplatte 32 und Abschlußplatte 26
sowie die Bohrungen 42 und Öffnungen 5Q, mit einem Frostschutzmittel gefüllt sein.
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