DE3820877A1 - Vorrichtung zur fernbetaetigung von schloessern und aehnlichen schliesseinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fernbetätigung von Schlössern und ähnlichen Schließeinrichtungen gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Um Schlösser und dergleichen zu betätigen, insbesondere zu entriegeln, muß ein Betätigungsglied des Schlosses mechanisch bewegt werden. Hierzu sind unterschiedliche Systeme bekannt. Bei elektrischen Systemen, wie sie z.B. bei Türöffnern ver­ wendet werden, wird das Betätigungsglied elektro-magnetisch bewegt. Weiter sind elektro-motorische Betätigungen bekannt. Bei der Zentralverriegelung von Kraftfahrzeugen wird eine pneumatische Betätigung verwendet. Schließlich sind auch rein mechanische Fernbetätigungen, z.B. mittels eines Bowden­ zuges bekannt. Alle diese Fernbetätigungen sind konstruktiv aufwendig und benötigen häufig auch eine aufwendige und stö­ rungsanfällige Installation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache und zuverlässige Fernbetätigung zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Fernbetätigung gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fernbetätigung von Schlössern und ähnlichen Schließeinrichtungen verwendet ein Stellglied aus einer Memory-Legierung (Gedächtnis- Legierung). Aufgrund des Memory-Effektes dieser Legierung nimmt das Stellglied bei niedrigen Temperaturen und bei hohen Temperaturen eine unterschiedliche Gestalt an. Bei den normalen Umgebungstemperaturen weist somit das Stell­ glied eine bestimmte Form auf und ändert diese Form, wenn es elektrisch beheizt auf eine höhere Temperatur gebracht wird. Durch diese Formänderung betätigt das Stellglied das Betätigungsglied des Schlosses.

Die Vorrichtung ist konstruktiv äußerst einfach aufgebaut, da nur ein Stellglied aus einer Memory-Legierung geeignet angeordnet werden muß, um das Betätigungsglied zu bewegen. Die elektrische Beheizung des Stellgliedes erfordert keine aufwendigen Installationen, es genügt ein einfaches Kabel für die Stromzuführung.

Zweckmäßigerweise wird der Strom direkt durch das Stellglied geleitet, so daß sich das Stellglied aufgrund der ohmschen Wärme unmittelbar erwärmt. Die Erwärmung aufgrund des ohm­ schen Widerstandes erfolgt mit sehr geringer Trägheit. Da das Stellglied eine große Oberfläche und eine geringe Wärme­ kapazität aufweist, gibt es nach Stromunterbrechung die Wärme schnell ab und kühlt sich wieder auf die Umgebungs­ temperatur ab. Das Stellglied geht somit nach Unterbrechung der Stromzuführung schnell wieder in seine Ausgangsform zu­ rück, so daß das Schloß wieder einsatzbereit ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Stellglied mit seinem einen Ende an einer Grundplatte festgelegt und greift mit seinem anderen Ende lose an dem Betätigungs­ glied an. Die Vorrichtung kann in dieser Ausführungsform an einem herkömmlichen Schloß angebracht werden, wozu nur die Grundplatte an dem Schloß befestigt werden muß. Herkömmliche Schlösser können somit ohne Umkonstruktion mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet werden. Es ist sogar möglich, vorhandene Schlösser mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung nachzurüsten.

Das Stellglied kann als Schraubenfeder ausgebildet sein. Die Schraubenfeder weist aufgrund der großen Länge des aufgewickelten Drahtes eine große Längenänderung beim Phasenübergang von der niedrigen zur hohen Temperatur auf, so daß ein ausreichender Stellweg für die Betätigung erreicht wird. Das Stellglied kann auch aus einem oder mehreren gestreckten Drähten bestehen. Diese weisen jedoch nur eine geringere Längenänderung auf, so daß gegebenenfalls eine Hebelübersetzung vorteilhaft ist, um einen ausreichen­ den Betätigungsweg für das Betätigungsglied zu erzielen. Das Stellglied in Form eines gestreckten Drahtes kühlt nach der Stromunterbrechung sehr schnell ab, so daß das Schloß sehr schnell wieder in die Ausgangsstellung zurückkehrt und betriebsbereit ist. Das Stellglied in Form einer Schrauben­ feder benötigt wegen der größeren Maße eine etwas längere Abkühldauer, so daß es zweckmäßig sein kann, eine zusätzliche Maßnahme vorzusehen, um die Verbindung zwischen dem Stell­ glied und dem Betätigungsglied nach der Betätigung zu unter­ brechen, so daß das Betätigungsglied unbehindert durch das Stellglied in die Ausgangsstellung zurückkehren kann und das Schloß wieder betriebsbereit ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Schloß mit einer Vor­ richtung in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 3 ein Schloß mit einer Vorrichtung in einer zwei­ ten Ausführungsform und

Fig. 4 eine Seitenansicht der Fig. 3 im Schnitt.

In den Zeichnungen ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem herkömmlichen Schloß 10 gezeigt, das z.B. das Schloß des Kofferraumes eines Personenkraftwagens sein kann. Das Schloß 10 weist ein Betätigungsglied 12 in Form eines Auslösehebels auf, an dessen Kopf 14 in herkömm­ licherweise ein nicht dargestelltes Gestänge angreift, das durch den Schlüssel betätigt wird, um das Betätigungsglied zu verschwenken und das Schloß zu entriegeln.

An dem Gehäuse des Schlosses 10 wird eine Grundplatte 16 be­ festigt, die parallel zur Schwenkebene des Betätigungsgliedes 12 angeordnet ist und zwei senkrecht abgebogene Flansche 18, 20 aufweist. Zwischen den Flanschen 18, 20 ist ein Führungs­ bolzen 22 befestigt, der sich unterhalb des Kopfes 14 des Betätigungsgliedes 12 befindet und im wesentlichen tangen­ tial zu dessen Schwenkbewegung verläuft. Auf dem Führungs­ bolzen 22 sitzt ein Stellglied in Form einer Schraubenfeder 24 aus einer Memory-Legierung. Die Schraubenfeder 24 stützt sich mit einem Ende an dem Flansch 18 ab und ist durch eine Isolierplatte 26 elektrisch gegen den Flansch 18 isoliert. Mit dem anderen Ende stützt sich die Schraubenfeder 24 ge­ gen eine auf dem Führungsbolzen 22 verschiebbar gelagerten Schiebemuffe 28 ab. Auch gegen die Schiebemuffe 28 ist die Schraubenfeder 24 durch eine Isolierplatte 26 elektrisch iso­ liert. Eine als Schraubendruckfeder ausgebildete Rückstell­ feder 30 umschließt den Führungsbolzen 22 und ist zwischen den Flansch 20 und die Schiebemuffe 28 eingesetzt, so daß sie die Schiefemuffe 28 an der Schraubenfeder 24 anliegend hält. An den beiden Enden der Schraubenfeder 24 ist jeweils eine Stromzuführungsleitung 32 elektrisch leitend angebracht. Eine die Rückstellfeder 30 umschließende Distanzhülse 34 begrenzt den Verschiebungsweg der Schiebemuffe 28.

An der Schiebemuffe 28 ist ein federnder Hebel 36 befestigt, der parallel zu dem Führungsbolzen 22 verläuft und federnd von unten an dem Betätigungsglied 12 anliegt. Der Hebel 36 weist eine Entriegelungsschräge 38 auf, die von dem an der Schiebemuffe 28 befestigten Teil gegen den an dem Betätigungs­ glied 12 anliegenden Teil ansteigt. An seinem freien Ende weist der Hebel 36 einen das Betätigungsglied 12 hintergrei­ fenden Haken 40 auf, der in eine schräg nach unten gerichtete Rampe 42 ausläuft.

Auf der Grundplatte 16 ist ein Entriegelungsbügel 44 befes­ tigt, der quer zu dem Führungsbolzen 22 über diesen ragt. Der Entriegelungsbügel 44 ist mittels eines Langloches und einer Feststellschraube in Längsrichtung des Führungsbolzens auf der Grundplatte 16 verstellbar.

Im Ruhezustand bei verriegeltem Schloß 10 nimmt die Vor­ richtung die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Stellung ein. Wird durch Betätigung eines Schalters der einer drahtlosen Fernbedienung der Schraubenfeder 24 über die Stromzufüh­ rungsleitungen 32 Strom zugeführt, so wird die Schrauben­ feder 24 aufgrund ihres ohmschen Widerstandes über die Temperatur erwärmt, in welcher die Memory-Legierung in die andere Phase übergeht. Bei diesem Phasenübergang dehnt sich die Schraubenfeder 24 aus und verschiebt die Schiebe­ muffe 28 nach links (in der Zeichnung). Dabei kommt der Haken 40 des Hebels 36 zur Anlage an dem Betätigungsglied 12 und nimmt dieses mit. Das Betätigungsglied 12 wird verschwenkt, wodurch das Schloß 10 entriegelt wird. Sobald das Betätigungsglied 12 die Entriegelungsstellung erreicht hat, kommt die Entriegelungsschräge 38 des Hebels 36 zum Anschlag an dem Entriegelungsbügel 44. Dadurch wird der Hebel 36 nach unten von dem Betätigungsglied 12 weggedrückt, bis das Betätigungsglied 12 sich über den Haken 40 hinweg­ bewegen kann und aufgrund seines Rückstellmechanismus in seine Ausgangsstellung zurückschwenken kann. Wenn sich nach Unterbrechung der Stromzufuhr zu der Schraubenfeder 24 diese wieder abkühlt, geht die Memory-Legierung wieder in ihre Phase bei Umgebungstemperatur zurück, wobei sie sich wieder in die in der Zeichnung dargestellte Form zu­ sammenzieht. Aufgrund der Rampe 42 kann sich der federnde Hebel 36 dabei unter dem Betätigungsglied 12 hindurchbe­ wegen und mit dem Haken 40 wieder hinter das Betätigungs­ glied 12 greifen, so daß die gesamte Vorrichtung wieder die in der Zeichnung dargestellte Ausgangsposition ein­ nimmt. Die Ausbildung des federnden Hebels 36 erlaubt es somit, daß das Schloß 10 unmittelbar nach seiner Entriege­ lung wieder in seine Grundstellung zurückkehrt und betriebs­ bereit ist, auch wenn die Schraubenfeder 24 noch nicht ab­ gekühlt ist und ihre Ausgangsform eingenommen hat.

In den Fig. 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt, die an dem gleichen Schloß 10 angebracht ist.

Die an dem Gehäuse des Schlosses 10 befestigte Grundplatte 16 weist nur einen senkrecht nach oben abgebogenen Flansch 18 auf. Das Stellglied besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus gestreckten Drähten 46 aus der Memory-Legierung. Da die Drähte 46 sich beim Übergang von der niedrigen zur hohen Temperatur nur um etwa 5% in der Länge ändern, ist eine Umlenkung vorgesehen, um die Gesamtlänge der Drähte 46 zu verdoppeln. Hierzu sind an dem Flansch 18 mittels einer Gewindebuchse 48 zwei parallel angeordnete Drähte 46 aus der Memory-Legierung festgelegt. Die beiden Drähte 46 sind mittels einer biegsamen Kupferlitze 50, die um eine drehbar auf der Grundplatte 16 gelagerte Umlenkrolle 52 geführt ist, mit einem weiteren Paar von parallel ange­ ordneten Drähten 46 verbunden. Das dem Flansch 18 zugewand­ te Ende dieses zweiten Paares von Drähten 46 ist an einem Hebel 54 gelenkig befestigt. Der Hebel 54 ist mit seinem unteren Ende um den in Fig. 4 sichtbaren Schwenkpunkt 56 schwenkbar an der Grundplatte 16 gelagert. Der Hebel 54 ragt von der Grundplatte 16 senkrecht nach oben und liegt mit seinem oberen freien Ende an dem Betätigungsglied 12 an. Die Drähte 56 greifen an dem Hebel 54 in der Nähe des­ sen Schwenkpunktes 56 bei etwa 1/6 der Länge des Hebels 54 an, so daß der Hebel 54 die Längenänderung der Drähte 46 mit einer Wegübersetzung von 1 : 6 in den Schwenkweg des Betätigungsgliedes 12 übersetzt. An dem Anlenkpunkt der Drähte 46 an dem Hebel 54 ist weiter eine als Zugfeder ausge­ bildete Rückstellfeder 58 angebracht, deren anderes Ende an dem Flansch 18 befestigt ist. An dem an der Gewindebuchse 48 angebrachten Ende und an dem an dem Hebel 54 angebrach­ ten Ende der Drähte 46 sind jeweils Stromzuführungsleitungen 34 elektrisch leitend angebracht. Die Drähte 46 sind je­ weils gegen die Gewindebuchse 48 und gegen den Hebel 54 elektrisch isoliert.

In der Grundstellung bzw. Ruhestellung befindet sich die Vorrichtung in der in den Fig. 3 und 4 gezeigten Stellung. Die Drähte 46 werden mittels der auf einem Gewindebolzen verstellbaren Gewindebuchse 48 gegen die Rückstellkraft der Rückstellfeder 58 gespannt, so daß der Hebel 54 mit seinem freien Ende druckfrei an dem Betätigungsglied 12 anliegt, das sich in der Verriegelungsstellung des Schlosses 10 be­ findet. Wird nun mittels eines nicht dargestellten fern­ betätigten Schalters über die Stromzuführungsleitungen 32 Strom zugeführt, so fließt dieser durch die Drähte 46 und die Kupferlitze 50. Aufgrund des ohmschen Widerstandes der Drähte 46 erwärmen sich diese über die Phasenänderungs­ temperatur, wobei sie sich aufgrund des Memory-Effektes ver­ kürzen. Der ohmsche Widerstand der Kupferlitze 50 und deren rein thermische Längenänderung können dabei ver­ nachlässigt werden. Aufgrund der Verkürzung der Drähte 46 wird der Hebel 54 verschwenkt, wobei er aufgrund des Hebelverhältnisses das Betätigungsglied 12 um den etwa 6-fachen Weg verschwenkt. Die Anordnung von jeweils 2 parallelen Drähten 46 verdoppelt dabei die auf den Hebel 54 wirkende Kraft.

Sobald das Schloß 10 durch Verschwenken des Betätigungs­ gliedes 12 entriegelt ist, wird die Stromzuführung zu den Drähten 46 unterbrochen. Die Drähte 46 kühlen sich dann schnell wieder auf die Umgebungstemperatur ab, d.h. auf die niedrige Temperatur unterhalb des Phasenumwandlungspunktes, so daß sie sich wieder auf ihre ursprüngliche Länge aus­ dehnen. Der Hebel 44 wird dabei durch die Rückstellfeder 58 wieder in die in den Fig. 3 und 4 gezeigte Stellung zurückgeschwenkt, so daß sich das Betätigungsglied 12 wieder in die Grundstellung zurückbewegen kann und das Schloß für eine neue Verriegelung bereit ist.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Fernbetätigung von Schlössern und ähn­ lichen Schließeinrichtungen, die ein bewegbares Betä­ tigungsglied aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Betätigungsglied (12) ein Stellglied (Schrauben­ feder 24, Drähte 46) aus einer Memory-Legierung an­ greift, welches elektrisch beheizbar ist und bei seiner Formänderung aufgrund der Erwärmung das Betätigungsglied (12) bewegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (Schraubenfeder 24, Drähte 46) zur ohm­ schen Widerstandserwärmung direkt von dem elektrischen Strom durchflossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (Schraubenfeder 24, Drähte 46) gegen eine Rückstellfederkraft (Rückstellfeder 30 bzw. 58) ar­ beitet.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (Schraubenfeder 26, Drähte 46) mit seinem einen Ende an dem Betätigungsglied (12) angreift und mit seinem anderen Ende bezüglich des Schlosses (10) festgelegt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das festliegende Ende des Stellgliedes (Schraubenfeder 24, Drähte 46) an einer an dem Schloß (10) befestigbaren Grundplatte (16) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied (Schraubenfeder 24, Drähte 46) lose an dem Betätigungs­ glied (12) angreift und dieses drückend oder ziehend bewegt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Stellglied (Schraubenfeder 24, Drähte 46) mittels eines Hebels (36 bzw. 54) an dem Betätigungsglied (12) angreift.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (36) am Ende des Stellweges durch einen An­ schlag (Entriegelungsbügel 44) außer Eingriff von dem Betätigungsglied (12) gebracht wird.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied eine Schrauben­ feder (24) ist.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellglied ein gestreckter Draht (46) ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüche 7 und 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hebel (54) den Stellweg des Stellgliedes (Drähte 46) in einen größeren Betätigungsweg des Betäti­ gungsgliedes (12) übersetzt.