DE4203635A1

DE4203635A1 - Large force electric bolt for door - has memory alloy drive made from metal strip which is electrically heated

Info

Publication number: DE4203635A1
Application number: DE19924203635
Authority: DE
Inventors: Lothar Kosslers
Original assignee: TAS TECH ANLAGEN SERVICE GmbH
Current assignee: TAS TECH ANLAGEN SERVICE GmbH
Priority date: 1992-02-08
Filing date: 1992-02-08
Publication date: 1993-08-12

Abstract

The memory alloy drive is a cold formed metal strip (7) which acts directly on the locking bolt (4). The strip is electrically heated to return to its pre-formed state and drive the bolt into the locking position, or to pull it from the locking position. The strip is bent into a radius with the radius altered by the heating. The strip is held into a return position by a spring (11). The bolt is guided between the edges of a guide block (3) and locates in a guide block (5) in the other side of the lock. A simple design of driver has a flat strip bent into a double bend, with the bolt attached to the centre, and with the ends anchored in the lock mounting. ADVANTAGE - Simple lock mechanism, strong drive force.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für eine Tür, mit einem von einem Stellantrieb an treibbaren Riegel, der in seiner Schließstellung in eine Riegelfalle eingreift und in der Öffnungsstellung die Riegelfalle freigibt.The invention relates to a locking device for a door, with one from an actuator drivable bolt which in its closed position a latch latch engages and in the open position the latch latch releases.

Bei einer nach dem Stande der Technik (DE-PS 37 08 374) bekannten Verriegelungsvorrichtung der genannten Art ist der Stellantrieb als Hubmagnet ausgebildet. Solche Verriegelungsvorrichtungen haben den Nachteil, daß die Stellkraft des Hubmagneten oft nicht aus reicht, die verhältnismäßig großen Kräfte zur Verstel lung des Riegels aufzubringen.In a state of the art (DE-PS 37 08 374) known locking device of the above The actuator is designed as a solenoid. Such locking devices have the disadvantage that that the actuating force of the solenoid is often not sufficient enough, the relatively large forces to adjust bar to apply.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Verriege lungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahinge hend weiterzubilden, daß der Stellantrieb bei ein fachem und robustem Aufbau verhältnismäßig große Stellkräfte aufbringen kann.It is therefore an object of the invention, the locks lungsvorrichtung of the type mentioned dahinge hend further training that the actuator at a Complex and robust construction relatively large Actuators can apply.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der Stellantrieb ein aus einer Memory-Legierung bestehendes, mit dem Riegel verbundenes Antriebsele ment aufweist, welches mit einer zu- und abschaltba ren Heizvorrichtung versehen ist und dessen tempera turabhängige Verformung die Bewegungen des Riegels in die Öffnungs- bzw. Schließstellung bewirkt.To achieve this object, the invention proposes that the actuator is made of a memory alloy existing drive element connected to the bolt ment, which can be switched on and off Ren heater is provided and its tempera deformation of the latch movements in the open or closed position.

Unter der Bezeichnung Memory-Legierungen sind bestimm te Nickel-Titan-Legierungen, Kupfer-Aluminium-Zinkle gierungen und auch Gold-Cadmium-Legierungen bekannt geworden. Formteile aus solchen Memory-Legierungen haben die besondere Eigenschaft, daß sie nach einer bleibenden Kaltverformung bei anschließender Erwärmung wieder die Form annehmen, die sie vor der Kaltverfor mung gehabt haben. Kühlt das Bauteil wieder ab, stellt sich die bei der Kaltverformung hergestellte Form wie der ein. Dieser sogenannte Memory-Effekt kann sehr oft wiederholt werden und wird durch äußere Einflüsse wie Reibung, Verschleiß und Korrosion kaum beeinträch tigt. Aus diesem Grunde ist ein mit einer solchen Me mory-Legierung arbeitender Stellantrieb besonders ro bust und dauerhaft und kann darüberhinaus verhältnis mäßig große Kräfte erzeugen. Für die Betätigung muß dem Antriebselement lediglich Wärme zugeführt werden oder Wärme entzogen werden, was bei der Verriegelungs vorrichtung gemäß der Erfindung mittels einer ab schaltbaren Heizvorrichtung auf einfache Weise bewerk stelligt werden kann.Under the name memory alloys are determined te nickel-titanium alloys, copper-aluminum-zinc Alloys and also gold-cadmium alloys are known become. Molded parts made from such memory alloys have the special property that after a permanent cold forming followed by heating return to the shape they were in before the cold have had. If the component cools down again, the shape produced during cold forming like the one. This so-called memory effect can be very are often repeated and is influenced by external influences such as friction, wear and corrosion hardly affect does. For this reason, one with such a me mory alloy working actuator especially ro bust and durable and can also be relationship generate moderately large forces. For the operation must only heat is supplied to the drive element or heat is withdrawn, resulting in locking device according to the invention by means of a switchable heating device in a simple way can be made.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das Antriebselement als Formkörper ausgebil det ist, der an einem feststehenden Widerlager verla gert ist und zwischen dem Widerlager und der Verbin dungsstelle mit dem Riegel eine Biegeverformung auf weist, deren Biegeradius temperaturabhängig veränder bar ist. Ein solcher gebogener Formkörper zwischen dem Widerlager und der Verbindungsstelle mit dem Rie gel ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise große Stellwege des Stellantriebes bei immer noch aus reichender Stellkraft. Zweckmäßig ist der Formkörper als länglicher, elastisch verformbarer Flachkörper ausgebildet, dessen Fläche im Längenbereich des Flach körpers mit dem Riegel verbunden ist und der an seinen Enden mit 180°-Bögen versehen ist, deren freie Enden an dem Widerlager verlagert sind und deren Krümmungs radien temperaturabhängig veränderbar sind. Bei dieser Ausbildung des Formkörpers hat der aus Memory-Legie rung bestehende Stellantrieb ein verhältnismäßig klei nes Volumen, so daß er dementsprechend schnell auf geheizt bzw. abgekühlt werden kann.An expedient embodiment of the invention provides before that the drive element is designed as a shaped body is det, which leaves a fixed abutment device and between the abutment and the connector bending point with the transom points, the bending radius changes depending on the temperature is cash. Such a curved molded body between the abutment and the connection point with the Rie Gel enables large in a particularly advantageous manner Actuator travel ranges still off sufficient power. The molded body is expedient as an elongated, elastically deformable flat body formed, the area in the length region of the flat body is connected to the bolt and to his End is provided with 180 ° bends, the free ends are shifted to the abutment and their curvature radii can be changed depending on the temperature. At this The molded body is made of memory alloy existing actuator is relatively small nes volume, so it quickly turns up accordingly can be heated or cooled.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Flachkörper, das Widerlager und die 180°-Bögen an den Enden des Flachkörpers maßlich so aufeinander abgestimmt sind, daß der Längenbereich des Flachkör pers ständig unter dem Einfluß von auf seine Mitte gerichteten Schubkräften steht, die dem Mittenbereich des Flachkörpers nur zwei stabile Endstellungen ge statten, nämlich entweder zum Widerlager hin oder zum Riegel hin ausgebeult. Durch diesen "Knackfroschef fekt" erhält der Stellantrieb zwei stabile Endlagen, von denen eine der Öffnungsstellung und die andere der Schließstellung zugeordnet ist. Dieser Stellan trieb mit den beiden geschilderten stabilen Endlagen hat den besonderen Vorteil, daß der Umschaltvorgang selbst besonders schnell erfolgt, so daß der Riegel nicht in Zwischenstellungen stehen bleibt, in denen bei Betätigung der Tür zur Unzeit der Riegel oder der Türrahmen beschädigt würden.A particularly preferred embodiment provides that the flat body, the abutment and the 180 ° bends dimensionally at the ends of the flat body are coordinated that the length range of the flat body pers constantly under the influence of his middle directional thrust, which is the center area of the flat body only two stable end positions equip, namely either to the abutment or to Tie bulged out. By this "crack frog boss fekt "the actuator receives two stable end positions, one of which is in the open position and the other is assigned to the closed position. This Stellan drove with the two stable end positions described has the particular advantage that the switching process itself takes place particularly quickly, so that the bolt does not remain in intermediate positions in which when the door is operated at the wrong time the bolt or Door frames would be damaged.

Um den oben geschilderten "Knackfroscheffekt" zu un terstützen, kann gegebenenfalls zwischen dem Flächen bereich des Flachkörpers und dem Widerlager eine Zug feder angeordnet sein, die den Öffnungsvorgang des Riegels unterstützt.To the "snap frog effect" described above can support if necessary between the surfaces area of the flat body and the abutment a train be arranged spring, the opening of the Riegel supports.

Der Flachkörper kann gegebenenfalls selbst unmittel bar als Heizwiderstand in einen elektrischen Heiz stromkreis eingeschaltet sein. In diesem Falle muß natürlich das Widerlager als Isolator ausgebildet sein.The flat body can itself if necessary bar as a heating resistor in an electric heater circuit must be switched on. In this case of course, the abutment is designed as an insulator be.

Alternativ kann der Flachkörper auch mittelbar durch einen ihn umgebenden elektrischen Heizdraht beheizbar sein.Alternatively, the flat body can also be indirectly an electrical heating wire surrounding it can be heated be.

Das Antriebselement kann unmittelbar mit dem Riegel verbunden sein. Alternativ kann es auch mit einem den Riegel betätigenden Stellbolzen verbunden sein.The drive element can directly with the bolt be connected. Alternatively, you can also use a Bolt actuating adjusting bolt must be connected.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgen den anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention will follow which explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 schematisch eine Verriegelungs vorrichtung gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform; Fig. 1 schematically shows a locking device according to the invention in a first embodiment;

Fig. 2 schematisch eine Verriegelungs vorrichtung gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungs form. Fig. 2 schematically shows a locking device according to the invention in a second embodiment.

In Fig. 1 sind die Tür mit dem Bezugszeichen 1 und der Türrahmen mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Im Türrahmen 2 ist in einem Lagerblock 3 ein Riegel 4 gelagert, der bei diesem Ausführungsbeispiel als in axialer Richtung verschiebbarer Bolzen ausgebildet ist. Dieser Riegel 4 ist in eine an der Tür 1 befind liche Riegelfalle 5 einschiebbar und in Fig. 1 in der eingeschobenen Stellung (Schließstellung) dargestellt.In Fig. 1, the door is designated by the reference number 1 and the door frame by the reference number 2 . In the door frame 2 , a bolt 4 is mounted in a bearing block 3 , which in this embodiment is designed as a bolt which can be displaced in the axial direction. This bolt 4 can be inserted into a latch bolt 5 located on the door 1 and is shown in FIG. 1 in the inserted position (closed position).

Zum Verstellen des Riegels 4 ist ein Stellantrieb 6 vorgesehen. Dieser Stellantrieb 6 weist ein aus einer Memory-Legierung hergestelltes Antriebselement 7 auf, das als länglicher, elastisch verformbarer Flachkörper ausgebildet ist, dessen Fläche etwa in der Mitte ihres Längenbereiches mit dem Riegel 4 verbunden ist und der an seinen beiden Enden mit 180°-Bögen 7a und 7b versehen ist, deren freie Enden an einem Widerlager 8 befestigt sind. Die Krümmungsradien der beiden 180°-Bögen 7a und 7b verändern sich nach dem oben er läuterten Memory-Effekt abhängig von der Temperatur des Antriebselementes 7.An actuator 6 is provided for adjusting the bolt 4 . This actuator 6 has a drive element 7 made of a memory alloy, which is designed as an elongated, elastically deformable flat body, the surface of which is connected approximately in the middle of its length range to the bolt 4 and which has 180 ° bends at both ends 7 a and 7 b is provided, the free ends of which are attached to an abutment 8 . The radii of curvature of the two 180 ° bends 7 a and 7 b change according to the memory effect explained above, depending on the temperature of the drive element 7 .

Das Antriebselement 7 ist zum Zwecke seiner Beheizung als Heizwiderstand in einen elektrischen Heizstrom kreis 9 eingeschaltet, der mittels eines Schalters 10 ein- und ausschalbar ist. Bei dieser Art der Be heizung muß natürlich das Widerlager 8 als elektri scher Isolator ausgebildet sein.The drive element 7 is switched on for the purpose of heating it as a heating resistor in an electric heating current circuit 9 , which can be switched on and off by means of a switch 10 . In this type of heating, of course, the abutment 8 must be designed as an electrical insulator.

Alternativ kann zum Beheizen das Antriebselement 7 auch mit einem Heizdraht umwickelt sein, der an den Heizstromkreis 9 angeschlossen ist.Alternatively, for heating, the drive element 7 can also be wrapped with a heating wire which is connected to the heating circuit 9 .

Das Widerlager 8 und die 180°-Bögen 7a und 7b an den Enden des Antriebselementes 7 sind maßlich so aufein ander abgestimmt, daß der Längenbereich des Flachkör pers des Antriebselementes 7 ständig unter dem Einfluß von auf seine Mitte gerichteten Schubkräfte steht, die dem Mittenbereich des Flachkörpers nur zwei sta bile Endstellungen gestatten, nämlich entweder zum Widerlager 8 hin oder zum Riegel 4 hin ausgebeult.The abutment 8 and the 180 ° bends 7 a and 7 b at the ends of the drive element 7 are dimensionally matched to one another so that the length range of the Flachkör pers of the drive element 7 is constantly under the influence of shear forces directed towards its center, which the Center area of the flat body allow only two sta bile end positions, namely either towards the abutment 8 or bulged towards the bolt 4 .

Zur Unterstützung des Umschaltvorganges ist zwischen dem Flächenbereich des Flachkörpers des Antriebsele mentes 7 und dem Widerlager 8 eine Zugfeder 11 ange ordnet. To support the switching process between the surface area of the flat body of the drive element 7 and the abutment 8, a tension spring 11 is arranged.

Das Umschalten des Stellantriebes 6 erfolgt dadurch, daß das Antriebselement 7 durch Einschalten des Heiz stromes erwärmt wird. Die Erwärmung bewirkt, daß sich das Antriebselement 7 aus der in der Zeichnung darge stellten Stellung heraus nach oben verformt, so daß der Riegel 4 in die Öffnungsstellung bewegt wird. Wird der Heizstrom wieder abgeschaltet, so kühlt sich das Antriebselement 7 verhältnismäßig schnell ab, so daß der Riegel von dem Antriebselement 7 wieder in die Schließstellung zurückgedrückt wird.The switching of the actuator 6 is effected in that the drive element is heated by turning on the heating current. 7 The heating causes the drive element 7 to deform upward from the position shown in the drawing, so that the latch 4 is moved into the open position. If the heating current is switched off again, the drive element 7 cools down relatively quickly, so that the latch is pressed back into the closed position by the drive element 7 .

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 entspricht dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 im Hinblick auf den Stellantrieb 6 voll und ganz. Hier wirkt jedoch der Stellantrieb 6 nicht auf den Riegel selbst ein, son dern auf einen Stellbolzen 12, der seinerseits auf einen an der Tür 1 schwenkbar gelagerten Riegelhebel 13 einwirkt, der in eine am Türrahmen 2 befindliche Riegelfalle einschwenkbar ist. In Fig. 2 ist dieser schwenkbare Riegel 13 in seiner Verriegelungsstellung dargestellt. Wird hier das Antriebselement 7 durch Einschalten des Heizstromes erwärmt, so verschiebt sich der Stellbolzen 12 nach oben, so daß dem Riegel hebel 13 durch sein Eigengewicht aus der am Türrahmen befindlichen Riegelfalle herausfällt und die für frei gibt. Kühlt sich das Antriebselement 7 nach Abschalten des Heizstromes wieder ab, so verschiebt sich der Stellbolzen 12 wieder nach unten und verschwenkt den Riegelhebel 13 in die in der Fig. 2 dargestellten Ver riegelungsstellung.The embodiment according to FIG. 2 corresponds entirely to the embodiment of FIG. 1 with regard to the actuator 6 . Here, however, the actuator 6 does not act on the bolt itself, son changes to an adjusting bolt 12 , which in turn acts on a locking lever 13 pivotally mounted on the door 1, which can be pivoted into a bolt latch located on the door frame 2 . In Fig. 2, this pivotable bolt 13 is shown in its locked position. If the drive element 7 is heated by switching on the heating current, the adjusting bolt 12 moves upward, so that the locking lever 13 falls out of the locking latch located on the door frame by its own weight and releases it for free. If the drive element 7 cools down again after the heating current has been switched off, the adjusting bolt 12 moves downward again and pivots the locking lever 13 into the locking position shown in FIG. 2.

Claims

1. Locking device for a door, with a bolt which can be driven by an actuator, which engages in a bolt latch in its closed position and releases the bolt latch in the open position, characterized in that the actuator ( 6 ) is an existing memory alloy, with the bolt ( 4 , 13 ) connected drive element ( 7 ) which is provided with a heating device ( 9 , 10 ) which can be switched on and off and whose temperature-dependent deformation causes the movements of the bolt ( 7 , 13 ) into the opening or Closes position.

2. Locking device according to claim 1, characterized in that the drive element ( 7 ) is designed as a shaped body which is displaced on a fixed abutment ( 8 ) and between the abutment ( 8 ) and the connection point with the bolt ( 7 , 13 ) has a bending deformation ( 7 a, 7 b), the bending radius of which can be changed as a function of temperature.

3. Locking device according to claims 1 and 2, characterized in that the shaped body is designed as an elongated, elastically deformable flat body, the area in the longitudinal area of the flat body with the bolt ( 7 , 13 ) is connected and the ends at 180 ° bends ( 7 a, 7 b) is provided, the free ends of which are shifted to the abutment ( 8 ) and the radii of curvature of which can be changed depending on the temperature.

4. Locking device according to claim 3, characterized in that the flat body, the abutment ( 8 ) and the 180 ° bends ( 7 a, 7 b) at the En den of the flat body are matched to each other so that the length range of the flat body constantly is under the influence of shear forces directed towards its center, which only allow two stable end positions to the central region of the flat body, namely either to the abutment ( 8 ) or to the bolt ( 7 , 13 ) bulged out.

5. Locking device according to claim 4, characterized in that a tension spring ( 11 ) is arranged between the surface area of the flat body and the abutment ( 8 ).

6. Locking device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the flat body immediately as an electrical Heizwi resistance in an electrical heating circuit ( 9 ) is switched on.

7. Locking device after one of claims 3 to 5, characterized in that the flat body indirectly through a surrounding electric heating wire is heated.

8. Locking device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the drive element ( 7 ) is connected directly to the bolt ( 4 ).

9. Locking device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the drive element ( 7 ) with a bolt ( 13 ) be actuating adjusting bolt ( 12 ) is connected.