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Elektromechanisches Schloß
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Die Erfindung bezieht sich auf ein insbesondere für Koffer, Taschen
und andere tragbare Behälter vorgesehenes, jedoch ucli für Türen aller Art geeignetes
elektromechanisches Schloß, welches im wesentlichen aus einem Schließteil und einem
Einhak- oder Einrastteil, einem Schließblech oder derzeichen besteht.
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Es ist bereits bekannt, Türschlösser elektrisch zu entriegeln. Hierzu
verwendet man Elektromagnete, die, solange inan einen Klingelknopf betatigt und
dadurch die Magnete unter Spannung setzt, eine Sperre aufheben, so daß sich die
Türe öffnen läßt. Andere bekannte Türschlösser besitzen einen clektrisch blockierbaren,
in das Schließblech eingreifenden Riegel. Diese Schlösser sind alle konstruktiv
aufwendig, voluminös und im Vergleich zu rein mechanischen Schlössern recht Leuer.
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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein universell verwendbares
elektromechanisches Schloß zu entwickeln, das sich durch einfachen Aufbau, geringen
Herstellungsaufwand und sichere Funktion auszeichnen sollte. Um das Schloß unabhängig
vom Stromversorgungsnetz verwenden zu können, was z.B.
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beim Einbau des Schlosses in tragbare Behälter eine zwingende Forderung
ist, sollte der Stromverbrauch so gering sein, daß das Schloß auch bei häufiger
Betätigung mit einer handelsüblichen Batterie über einen längeren Zeitraum von mindestens
einigen Monaten gespeist werden kann.
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Es hat sich nun gezeigt, daß sich diese Aufgabe in technisch fortschrittlicher
Weise lösen läßt, wenn bei einem Schleß der eingangs genannten Art in das Schließteil
zusätzlich ein langs verschiebbarer, elektromechanisch angetriebener Sperrlexel
eingefügt ist, aer in der Sperrstellung das Öffnen des Schlosses verhindert und
der durch elektrische Imuise, lie mit Hilfe einer Decodierschaltung auslösbar sind,
betätigt wird.
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zur Verstellung des erfindungsgemäß vorgesehenen Sperrriegels genügt
eine sehr geringe Energie, weil dieser Riegel lediglich im Inneren des Schließteils
in den Mechanism@ eingreift und - in der Schließstellung des Schlosses -Schloß blockiert.
Der in das Schließblech, in eine enisprechende Öse, in einen Haken oder dergleichen
eingreifende Riegel oder Arretierbolzen, der bei herkömmlichen Schlössern allein
vorhanden ist und der relativ hohen Kräften zu widerstehen hat, weil er z.B. Kofferboden
und Kofferdeckel zusammenhalten muß, wird dagegen - nach Lösen des erfindungsgemäßen,
mit Hilfe des elektromechanischen, über Codesignale in Gang gesetzten Sperriegels
- von Hand arretiert und gelöst.
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Aus dem gleicllen Grund genügt zur Betätigung des Sperrieqels ein
aus wenigen eilen bestehender Antrieb mit geringem Bauvolumen, weshal@ sich die
Erfindung in Form eines kompakten,
relativ leichten und daher auch
für tragbare Behälter geeignete,l Schlosses realsieren läßt, das sich äußerlich
und in seinen Abmessungen von einem rein mechanischen Schloß, welches ich nicht
sichern läßt, kaum unterscheidet.
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Zum Entriegeln und Verriegeln des Schlosses wird mit Hilfe einer elektronischen
Decodierschaltung ein kurzer Impuls ausgelöst, der den Sperriegel von einer Endstellung
in die andere verschiebt oder die Verschiebung einleitet; in dem letzteren Fall
wird die Stromzuführung für den Antrieb des Sperriegels nach Erreichen der jeweiligen
Endstellung sofort unterbrochen.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung ist der Alltriebslaecllanismus
des Sperriegels über ein selbsthemmendes Getriebe mit einem batteriegespeisten Elektromotor
gekoppelt, der durch die elektrischen Impulse in Gang gesetzt und durch Endsignale,
die in den beiden Endstellungen des Sperriegels auslösbar sind, angehalten wird.
Der die Rotationsbewegung in einer lineare Bewegung umsetzende Antriebsmechanismus
des Sperriegels kann in Form eines Schneckengetriebes oder einer mit dem Sperriegel
gekoppelte Zahnstange, welche von einem Ritzel angetrieben ist, ausgebildet sein.
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In den beiden Endstellungen des Sperriegels kann das Signal zum Abschalten
der Stromversorgung durch mechanische Endschalter oder mit Hilfe eines elektronischen
Bauteiles, weleines den Anstieg des vom Elektromotor bei Erreichen der Endstellung
bzw. bei Anhalten der Motorwelle aufgenommenen Stromes atoswertet, erzeugt werden.
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Die Verwendung eines Schrittschaltmotors zum Antrieb des Sperriegels
ist in speziellen Fällen vorteilhaft.
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In einer weiteren Ausführungsart der Erfindung wird der Sperriegel
mit Hilfe von Elektromagneten von einer Lrldstellung in die andere verschoben. Dadurch
ergeben sich konstruktive Vereinfachungen; allerdings ist der erforderliche Spitzenstrom
höher als bei Verwendung -eines Elektromotors.
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Besitzt das erfindungsgemäße Schloß als Schließteii ein langgestrecktes,
schwenkbar befestigtes Bauteil mit eiIi(m an diesem fest angebrachten Arretierhaken,
Arretierbolzen oder dergleichen, der in der Schließstellung z.B. in ein entsprechendes
Schließblech, in eine öse oder in eine Aussparung eingreift, wird der Sperriegel
vorteilhafter Weise in Form einer axial verschiebbaren Hülse mit einer in diese
Hülse eingefügten Sperrklinke ausgebildet, die in der Schließstellung an einem Widerlager
anliegt, wobei das Schließteil bei Auslösung des Schlosses, d.h. nach Zurückstellung
der Hülse mit der Sperrklinke unter der Einwirkung einer Druck feder vollständig
oder ein wenig herausgeschwenkt oder von Hand herausgeschwenkt werden kann.
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In einer anderen Ausführungsart nach der Erfindung, bei der das Schloß
über ein geführtes, zum Öffnen und Schließen parallel zu einer Auflagefläche verschiebbares
Schloß teil verfügt, ist der Sperriegel senkrecht zu dem Schloß teil durch die Auflagefläche
hindurch verschiebbar; das Schloß teil besitzt in diesem Fall in seiner Auflageseite
eine Aussparung'in die der Sperriegel in der Schließstellung des Schlosses arretierend
eingreift.
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Schließlich ist es erfindungsgemäß noch vorgesehen, den Sperriegel
oder die Sperrklinke gegen den Druck einer le(ler linear verschiebbar auszubilden,
damit das Schloß, wenn der Sperriegel zuerst zurückgestellt und danach das Schloß
von Hand zugedrückt wird, einrasten kann.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
gehen aus den folgenden Erläuterungen anhand der beigefügten Prinzipdarsteilungen
spezieller Ausführungsbeispiele der Erfindung hervor. Es zeigen Figur 1 in perspektivischer
Darstellung, schematisch vereinfacht einen Koffer mit einem Schloß der erfindungsgemäßen
Art, tiqur 1a in vergrößerter Darstellung eine andere Ausführungsart des Schlosses
nach Figur 1, Figuren 2 in vergrößerten Darstellung im Schnitt durch die Kofferwandung
entlang der Linie AB eine Sicht in Richtung des Pfeiles C in Figur 1 auf eine Ausführungsart
des erfindungsgemäßen Schlosses in der Schließstellung (Figur 2a), während des Öffnungsvorganges
(Figur 2b) und nach erneuter Verriegelung, jedoch vor dem Verschließen (Figur 2c),
'icJul-en 3 in gleicher Darstellunq wie Figur 2 eine weitere Ausfüiorunqsart des
erfindungsgemäßen Schlosses Da die Vorzüge des erfindungsgemäßen Schlosses bei dessen
Einbau in tragbare Behälter besonders deutlich werden, beziehen sich die im folgenden
im Detail geschilderten Ausführungsarten auf Schlösser, die - keineswegs nur, aber
besonders - für Koffer und Taschen geeignet sind.
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Der in Figur 1 gezeigte Koffer ist nur rechts mit einet Schloß der
erfindungsgemäßen Art ausgerüste, da eine einseitige Sicherung durchaus genügt.
Der gestrichelt dar(aestellte Arretierbolzen 14, der mit dem in dem Kofferunterteil
33 eingebauten Schließteil 1 des erfindungsgemäßen Schlosses fest verbunden ist,
greift in die in Figur 1 ebenfalls gestrichelt angedeutete öse 15, die mit dem Kofferdeckel
34 starr verbunden ist. Ist der Koffer 33, 34 geschlossen, ist nur die Front des
Schließteiles 1 sichtbar.
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Derartige Arretierungen 14, 15 sind herkömmlicher Art; das linke Kofferschloß
32, das sich nicht sichern läßt, besitt den gleichen Arretiermechanismus, der jedoch
nicht gesichert werden kann.
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Nach der nachfolgend beschriebenen Auslösung und Entsicherung des
rechten Schlosses lassen sich der Arretierbolzen 14 aus der öse herausziehen und
- sobald auch das linke Schloß 32 entriegel ist - der Kofferdeckel 34 öffnen. Die
Entriegelung des Schlosses erfolgt in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel der
Erfindung mit Hilfe der unterhalb des Tragegriffes 37 angeordneten beiden Tasten
35, 36, die nach einem vorgegebenen Code in bestimmter Reihenfolge mehrmals betätigt
werden müssen. Bei Codeerkennung wird über eine hier nicht näher beschriebene Elektronik
ein Impuls ausgelöst, der zur Entriegelung des erfindungsgemäßen Schlosses führt.
lein automatisch nach einigen Sekunden ausgelöster zweiter Impuls stellt die Verriegelung
wieder her; dies wird nachfolgend die hand der Figuren 2c und 3c näher erläutert.
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In der Ausführungsart nach Figur 1a ist im Kofferdeckel 34' ein starrer
Haken 15' angebracht, der in der Schließstellung des Schloß-Schließteils in eine
entsprechende öffnung 11 eingreift und dadurch verhakt wird; eine derartige Ausführung
ist z.B. für ein Schließteil der in den Figurgen 3 und 4 gezeigten und anhand dieser
Figuren beschriebenen Schlösser besonders geeignet.
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Atof die Darstellung weiterer Details des Schließteiles 1 wurie in
Figur 1 und 1a verzichtet, da die Einzelheiten aus den Figuren 2 bis 4 erkennbar
sind, In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsart der Erfindung ist das Schließteil
1 des erfindungsgemäßen Schlosses in Form eines langgestreckten Bauteils ausgebildet,
das alle funktionswesentlichen Teile trägt. Dieses Bankteil ist in eine Einbuchtung
der Kofferwandung 33 eingefügt und läßt sich um die Achse 16 - vgl. auch Fig. 1-
nach vorne herausschwenken.
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Die gestrichelt dargestellte Öse 15 ist Bestandteil des in Figur 2a
nicht gezeigten Kofferdeckels 34, wie aus Vergleich mit Figur 1 zu erkennen ist.
In diese Öse greift der Arretierbolzen 14 in der Schließstellung gemäß Figur 2a
ein und verhindert dadurch das öffnen des Kofferdeckels.
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Der erfindungswesentliche Sperriegel, der das eigentliche Schloß sichert
und die Lösung der Arretierung 14, 15 verhindert, besteht in Figur 2 aus einer axial
im Gehäuse 6 des Schließteiles 1 verschiebbaren Hülse 7, in die eine Sperrklinke
8 eingefügt ist. Zur linken Seite hin besitzt die Hülse 7 ein Innengewinde, in das
der mit einem entsprechenden Außengewinde versehene Zylinder 5 eingesetzt ist, der
über ein Untersetzungsgetriebe 4 von einem Elelcto-Motor 3 angetrieben wird. Der
Zylinder 5 und Hülse 7 bilden zusaio<men ein Schneckengetriebe, das die Rotationsbewegung
111 eine Linearbewegung umsetzt. Je nach Drehrichtung de@ Zylinders 5 wird daher
die Hülse 7 in dem Gehäuse 6 nach rechts oder links - bezogen auf Figur 2a - verschoben.
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Die Sperrklinke 8, die an der dem Antrieb bzw. dem rotierenden Zylinder
5 gegenüberliegenden Ende in der Hülse 7 sitzt, ist gegen den Druck der Feder 9
axial verschiebbar. Zur Ein-
stellung des Federdrucks dient die
im Inneren der Hülse 7 sitzende Justierschraube 10. In der Schließstellung (Figur
2a) liegt die Klinke 8 an einem Widerlager 13 an, das Bestandteil des Kofferbodens
ist. Der Arretierbolzen 14 verriegelt in dieser Stellung des Schließteils 1 in der
bereits beschriebenen Weise den Kofferdeckel.
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Wlrd über die angedeuteten Zuleitunqen 2 ci<-?r Klcktrc,lnc,(l,l
j in Richtung "Entriegelung" in Gang gesetzt, wird die Hülse 7 mit der Klinke 8
zurückgezogen, so daß anschließend das gesamte Schließteil in die in Figur 2b gezeigte
Lage herausgeschwenkt werden kann. Der Arretierbolzen 14 wird dadurch aus der Öse
15 herausgezogen, so daß sich nunmehr der Kofferdeckel hochheben läßt. Es ist zweckmäßig,
die Feder 17 so zu dimensionieren, daß nach der Entriegelung bzw. Entsicherung das
Schließteil 1 unter der Wirkung der Druckfeder 17 zumindest soweit herausgeschwenkt
wird, d.h. in eine Zwischenlage zwischen den Positionen nach Figur 2a und Figur
2b, daß der Benutzer in die zuvor vorborgene Mulde 25 eingreifen und das Schloß
von Hand vollständig öffnen bzw. die Arretierung 14, 15 lösen kann.
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Nach Zurückstellung des Sperriegels, d.h. der Hülse 7 mit der Klinke
8, in die in Figur 2c gezeigte Position - was durch erneutes Ingangsetzen des Elektromotors
3 in die im Vergleich zum Öffnungsvorgang entgegengesetzte Drehrichtung erreicht
wird - kann die Klinke 8, da sie mit einer schrägen Gleitfläche 18 versehen ist,
entgegen dem Druck der Feder 9 soweit nach links verschoben werden, daß das Schloß
einrastet und wieder die in Figur 2a gezeigte Position einnimmt.
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Um die Entsicherung des erfindungsgemäßen Schlosses elektrisch auslösen
zu können, sind einige einfache, nicht clar(c-
gestellte elektronische
Bauelemente erforderlich. Ausgehend von der Schließstellung nach Figur 2a genügt
zur Auslösung der Entriegelung ein kurzer Impuls. Dadurch wird eine handelsübliche
Kippschaltung, z.B. ein bistabiler Multivibrator, betätigt, über den der Motor 3
eingeschaltet wird.
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I)as Erreichen der Endstellung gemäß Figur 2b, in der sich der Koffer
öffnen läßt, wird in einer vorteilhaften Ausft1irunqsart der Erfindung durch plötzlichen
Anstieg des von delll Motor 3 fgenominenen Stromes festgestellt, wodurch ein Impuls
zur Zurückstellung der Kippschaltung ausgelöst und der Motor ausgeschaltet wird.
Zur Einleitung oder Vorbereitung des Schließvorganges, d.h. zur Zurückstellung der
Hülse 7 mit der Klinke 8 in die in Figur 2c gezeigte Lage, genügt ein weiterer Impuls,
der über eine zweite Kippschaltung den Motor 3 in entgegengesetzter Richtung in
Gang setzt, was sich auf einfachste Weise durch Umpolung eines Gleichstrommotors
erreichen läßt. Auch hierbei wird die Endstellung durch Messung des Stromanstieges
beim Anhalten der Motorwelle ermittelt, die Kippschaltung zurückgesetzt und der
Stromkreis geöffnet.
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Eine zweite spezielle Ausführungsart des erfindungsgemäßen Schlosses
zeigt Figur 3a. In diesem Fall handelt es sich um ein Schloß bekannter Bauart, das
ein zum öffnen und Schliessen parallel zur Kofferwandung 33, 33' verschiebbar geführtes
Schloßteil 18 aufweist, in das ein Sperriegel 21 eingreift. Das funktionswesentliche
Schloßteil 18 ist derart ausgebildet, d.h. mit einer Einrastöffnung 11 versehen,
daß - vql. Figur 1a - ein am Kofferdeckel 34 befestigter Haken 15' in der Stellung
des Schlosses gemäß Figur 3b und 3c seitlich in der öffnung 11 eingreifen kann.
Nach Verschieben des Schloßteiles 18 nach links in die in Figur 3a gezeigte Schließstellung
ist dann der EIaken 15' (Figur 1a) und damit der Kofferdeckel arretiert
In
dem äußeren Teil 24, das, wie aus Vergleich mit Figur 3b und 3c hervorgeht, das
Schloßteil 18 umscllließt und uur zur Auflage 33 hin offen ist, befindet sich eine
mit der Einrastöffnung 11 korrespondierende, vorzugsweise ein wenig größere Öffnung
12, die die ungehinderte Hindurchführung des Arretierhakens 15' (Figur 1a) erlaubt.
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In Figur 3 symbolisiert 33 die Innere, 33 die äußere Koffer wandung.
Der gesamte Antrieb für den Sperriegel 21 des erfindungsgemäßen Schlosses ist in
diesem Ausführungsbeispiel im Inneren des Koffers angeordnet. Der Antrieb besteht
wiederum aus einem Gleichstrom-Elektromotor 3 mit einem Untersetzungsgetriebe 4
und aus einem Ritzel 19, das auf der AbS triebswelle des Getriebes 4 sitzt und eine
Zahnstange 20 linear verschiebt. Der mit der Zahnstange 20 verbunde<oc Sperriegel
21 greift in der Schließstellung gemäß Figur 3a durch die hier doppelte Kofferwandung
33, 33' hindurch in eine Aussparung oder Nut 22 ein, die auf der zur Koffer wandung
33 hinweisenden Seite, also verdeckt, in das verschiebbare Schloßteil 18 eingefügt
ist.
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Zur Auslösung der erfindungsgemäßen Entriegelung wird wiederum der
Motor 3 durch einen Impuls in Gang gesetzt und, sobald die Zahnstange 2Q die in
Figur 3b gezeigte obere Endlage erreicht hat, über einen nicht gezeigten elektronischen
oder mechanischen Endschalter ausgeschaltet. Der Sperriegel 21 gibt nun das Schloßteil
18 frei, so daß sich nunmehr (la; Teil 24 aus der Position nach Figur 3a in diejenige
(ltr Figur 3b verschwenken läßt, wodurch das Schloßteil 18 nach rechts verschoben
wird, so daß der (in Figur 2 nicht gezcigte) Arretierhaken 15' aus der Einrastöffnung
11, 12 herausgehoben werden kann (vgl. auch Figur 1a).
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Auch in der Ausführungsart nach Figur 3 ist der Sperriegel 21 gegen
die Wirkung einer Druckfeder 23 linear verschiebbar,
so daß auch
bei geöffnetem Schloß zunächst die Zahnstange 20 in die in Figur 3a und 3c gezeigte
Schließstellung verschoben und danach der Behälter verschlossen und das Schloßteil
18 soweit verschoben werden kann, bis der Riegel 21 in die Nut 22 einrastet und
dadurch den Verschluß sichert.
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Da die Steuerung des Motors 3 gemäß Figur 3 mit Hilfe von - nicht
gezeigten - Endschaltern und Kippschaltungen der Steuerung des Verschluß- und Verriegelungsmechanismus
gemäß Figur 2 in allen wesentlichen Punkten gleicht, ist auch bei dieser Ausführungsart
der Stromverbrauch sehr gerinq, so daß h.lnclelstibliche Batterien iiber viele Monate
die Stromversorgung gewährleisten können. Außerdem wird aus Figur 3 deutlich, daß
nur wenige Bauelemente zusätzlich zu den Einzelteilen des entsprechenden rein mechanischen
Schlosses genügen, um die gewünschte elektrisch steuerbare Sicherung des Verschlusses,
d.h. die elektrische Verriegelung und Entriegelung, zu ermöglichen.
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Zur Betätigung des Sperriegels werden in dem Ausführungsbeispiel nach
Figur 4(anstelle eines Elektromotors mit Untersetzungsgetriebe, Ritzel und Zahnstange)zwei
Elektromagnete 27, 28 verwendet. Da das Schloß nach Figur 4 dem Schloß nach Figur
3 an allen übrigen Merkmalen gleicht, ist iediqiieh zelle Schließstellung in Figur
4 dargestellt.
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Zieht der Magnet 27 an, wird der Sperriegel 26 nach oben gezogen.
Unter der Wirkung der Feder 29 gleitet der Bolzen 30 in die Aussparung 31 und hält
den Sperriegel in der (nicht gezeigten) oberen Position, in der sich das Schloßteil
18 ungehindert verschieben läßt. Die gezeigte Schließstellung oder eine Figur 3c
entsprechende Stellung, wird durch Erregen des Magneten 28 wieder hergestellt, weil
durch diesen Magneten der Arretierbolzen 30 aus der Nut 31 herausgezogen und der
Sperriegel 26 unter der Wirkung der Feder 32 zum Schließteil 18 hin verstellt wird.
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Zur Steuerung der dargestellten Schlösser nach der dung wird nach
Eingabe des Codes über die Tastet 35, 3@ (sh. Figur 1) der Sperriegel kurzzeitig
zurückgestellt, so daß dann für eine Dauer von einigen Sekungen das nunmehr entsicherte
Schloß geöffnet werden kann. Nach einigen Sekunden wird danach durch einen erneuten
kurzen Impulse; der Sperriegel wieder in seine Sperrstellung zurückgeführt, so daß
entweder das Schloß wieder gesichert ist, oder, falls inzwischen der Koffer geöffnet
wurde, beim nächsten Schließen des Koffers das Schloß wieder aus der in Figur 2c
und 3c gezeigte Position in die gesicherte Stellung geniä.ß Figur 2a, 3a oder 4
einrastet.