EP1516983A1 - Schliesszylinder - Google Patents

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EP1516983A1
EP1516983A1 EP04103192A EP04103192A EP1516983A1 EP 1516983 A1 EP1516983 A1 EP 1516983A1 EP 04103192 A EP04103192 A EP 04103192A EP 04103192 A EP04103192 A EP 04103192A EP 1516983 A1 EP1516983 A1 EP 1516983A1
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EP
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lock cylinder
locking
locking bolt
cylinder according
contact surface
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EP04103192A
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Gernot Hartmann
Peter Bickert
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Aug Winkhaus GmbH and Co KG
Original Assignee
Aug Winkhaus GmbH and Co KG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0619—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor
    • E05B47/0626—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor radially
    • E05B47/063—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor radially with a rectilinearly moveable blocking element
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00944—Details of construction or manufacture
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0011—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with piezoelectric actuators

Definitions

  • the invention relates to a lock cylinder with a in a housing movable core and connectable to the core Locked, with a locking bar having Locking mechanism for optional locking or unlocking the lock cylinder and with a drive device for moving the locking bolt of one first, the lock cylinder locking position in one second, the lock cylinder unlocking position.
  • This has the drive means an electromagnet for mounting of the locking bar in which the movement of the core releasing Position.
  • the electromagnet is activated, if one is a release authorization of the lock cylinder corresponding electrical signal is present. Failing the signal, a spring element pushes the locking bar in which blocks the movement of the core relative to the housing Position ahead.
  • a disadvantage of the known lock cylinder is that the electromagnet is a very high Electricity needs, since it is during the entire closing process must be energized to the locking latch against the To hold spring force.
  • lock cylinders have become known from practice, where the locking mechanism is the connection of the Kerns with the cam lock controls.
  • Closing authorization of the lock cylinder becomes the connection made between core and cam and omitted in case of missing lock authorization.
  • this Lock cylinder introduces the use of an electromagnet to a very high energy requirement.
  • the invention is based on the problem, a lock cylinder of the type mentioned above to be designed so that he has the lowest possible power consumption.
  • the drive device has a piezoelectric element that formed the piezoelectric element for moving a contact surface is and that the contact surface on the locking bar attacks.
  • Forces to move the locking bolt can be according to an advantageous embodiment of the invention particularly keep low when a spring element for biasing the Sperrriegels in one of the positions an exclusively to compensate for the weight of the locking bar sized Spring force has.
  • Unlocking the lock cylinder according to the invention by shaking can be further improved, if the direction of force of the spring element in the first, the Lock cylinder locking position points.
  • unlocking of the invention can be Lock cylinder simply avoid this when the Locking bolt in the intended installation position of the lock cylinder in lower position in the core locking Position is.
  • a drive of the locking bar requires according to another advantageous development of the invention a particularly low design effort when the drive device as elongated, with one end attached Staff is trained and on the other end carries the contact surface and if the piezo element between the two ends of the rod is arranged.
  • This design allows the contact surface at a Current supply of the piezoelectric element via the locking bolt in one move arcuate path.
  • a power consumption in the holder of the locking bolt in the envisaged position can be determined according to another advantageous development of the invention particularly low hold when the contact surface in at least one the positions in the de-energized state of the piezoelectric element is biased against the locking bar.
  • This design becomes the locking bolt of the drive device recorded in at least one of the positions.
  • a clamping of the drive device can be according to a another advantageous embodiment of the invention simply avoid when the rod-shaped drive device inclined with respect to the direction of movement of the locking bolt is.
  • a blocking of the movement of the blocking element by abutting one end of the rod-shaped drive device can be according to another advantageous Development of the invention simply avoid when the rod-shaped drive means the locking bar laterally embraces.
  • the drive device carries it according to another advantageous Development of the invention, when the Contact surface facing away from the end of the rod-shaped drive device having a spring element and when the spring element is attached to the housing. Furthermore possible the spring element provided a bias voltage of Contact surface against the locking bolt and a tolerance compensation between the components of the drive device and the locking mechanism.
  • the assembly of the lock cylinder according to the invention designed Especially easy if the case is a bag for receiving the drive device has. Through this Design can be all components of the drive device and the locking device within the Arrange housing of the lock cylinder according to the invention.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a for a Mortise lock provided double-profile lock cylinder.
  • the lock cylinder has a housing 1 with two interconnected housing parts 2, 3.
  • the housing parts 2, 3 each serve to receive a rotatable by means of a key, not shown Kerns 4, 5.
  • the cores 4, 5 can be closed with a cam 6 rotatably coupled and from a locking mechanism. 7 To block.
  • the locking mechanism 7 is dependent a locking authorization of the key via a drive device 8 driven and has one in one Guide 9 of the housing 1 slidable locking bolt 10th
  • the locking bar 10 penetrates in the position shown in a recess 11 of the cores 4 a. This marks the locked position. Furthermore, the Locking bar 10 of the drive device 8 in his shown position held.
  • the housing 1 has a pocket 13 for receiving the drive device 8.
  • the drive device 8 is rod-shaped designed and has a on the locking bolt 10th engaging contact surface 14 moving piezoelectric element 15th When energized, the piezoelectric element 15 pivots Contact surface 14 and displaces the locking bar 10th in the recess 11 of the core 4 or out of this.
  • the trajectory of the contact surface 14 is for clarity shown in phantom in the drawing.
  • the Movement of the contact surface 14 extends approximately in an elliptical Train. Through several such movements can the locking bar 10 gradually over a long way be moved. Friction prevents falling back of the locking bolt 10.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of the lock cylinder, in which a drive device 16 via a spring element 17 is connected to the housing 1.
  • the drive device 16 has a piezoelectric element 18 which a slidably guided locking bolt 19 a locking device 20 holds in the position shown.
  • the locking bar 19 is outside the recess 11 of the core 4.
  • the lock cylinder is therefore in the unlocked position.
  • at an energization of the piezoelectric element 18 is the locking bar 19 displaced into the recess 11 of the core 4 and thus provides a positive connection between the housing 1 and the core 4 ago.
  • the trajectory a deflected by the piezoelectric element 18 contact surface 21 shown in phantom.
  • a the locking bolt 19 supporting spring element 12 has an exclusively the Weight of the locking bolt 19 corresponding spring force and prevents the locking bar 19 by shocks from the recess 11 of the core 4 out arrives.

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Abstract

Ein Schließzylinder hat eine Antriebseinrichtung (8) mit einem Piezoelement (15) zum Antrieb eines Sperrriegels (10). Die Antriebseinrichtung (8) ist in einer Tasche (13) eines Gehäuses (1) des Schließzylinders angeordnet und bewegt den Sperrriegel (10) bei einer Bestromung des Piezoelements (15) von einer den Schließzylinder verriegelnden Stellung in eine entriegelte Stellung und umgekehrt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Schließzylinder mit einem in einem Gehäuse bewegbaren Kern und einem mit dem Kern verbindbaren Schließbart, mit einem einen Sperrriegel aufweisenden Sperrmechanismus zur wahlweisen Verriegelung oder Entriegelung des Schließzylinders und mit einer Antriebseinrichtung zur Bewegung des Sperrriegels von einer ersten, den Schließzylinder verriegelnden Stellung in eine zweite, den Schließzylinder entriegelnden Stellung.
Ein Schließzylinder, bei dem der Sperrmechanismus die Bewegung des Kerns gegenüber dem Gehäuse steuert, ist beispielsweise aus der DE 100 20 038 A1 bekannt. Hierbei hat die Antriebseinrichtung einen Elektromagneten zur Halterung des Sperrriegels in der die Bewegung des Kerns freigebenden Stellung. Der Elektromagnet wird angesteuert, wenn ein eine Freigabeberechtigung des Schließzylinders entsprechendes elektrisches Signal vorliegt. Unterbleibt das Signal, drückt ein Federelement den Sperrriegel in die die Bewegung des Kerns gegenüber dem Gehäuse blockierende Stellung vor. Nachteilig bei dem bekannten Schließzylinder ist, dass der Elektromagnet einen sehr hohen Strombedarf hat, da er während des gesamten Schließvorganges bestromt werden muss, um den Sperrriegel gegen die Federkraft zu halten.
Weiterhin sind aus der Praxis Schließzylinder bekannt geworden, bei denen der Sperrmechanismus die Verbindung des Kerns mit dem Schließbart steuert. Bei einer gegebenen Schließberechtigung des Schließzylinders wird die Verbindung zwischen Kern und Schließbart hergestellt und unterbleibt bei fehlender Schließberechtigung. Auch bei diesem Schließzylinder führt der Einsatz eines Elektromagneten zu einem sehr hohen Energiebedarf.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Schließzylinder der eingangs genannten Art so zu gestalten, dass er einen möglichst geringen Strombedarf hat.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Antriebseinrichtung ein Piezoelement aufweist, dass das Piezoelement zur Bewegung einer Kontaktfläche ausgebildet ist und dass die Kontaktfläche an dem Sperrriegel angreift.
Durch diese Gestaltung benötigt die Antriebseinrichtung im einfachsten Fall nur ein einzelnes, mit zwei elektrischen Kontakten zu verbindendes Piezoelement, welches den Sperrriegel antreibt. Das Angreifen der Kontaktfläche an dem Sperrriegel erzeugt eine Reibung, die den Sperrriegel in seinen Endstellungen zu halten vermag. Weiterhin kann die Kontaktfläche durch eine entsprechende Ansteuerung des Piezoelementes in beide Richtungen angetrieben werden. Damit lässt sich der Einsatz eines den Sperrriegel vorspannenden Federelementes und eine Bestromung des Piezoelementes während des Öffnungsvorganges vermeiden. Die Kontaktfläche kann dabei wahlweise unmittelbar auf dem Piezoelement oder auf einem mit dem Piezoelement verbundenen Hebel angeordnet sein. Der erfindungsgemäße Schließzylinder erfordert daher einen besonders geringen Strombedarf und ist zudem einfach aufgebaut. Antriebseinrichtungen, bei denen ein Piezoelement eine Kontaktfläche zum Antrieb eines weiteren Bauteils bewegt, sind beispielsweise in der DE 101 41 820 A1 und der DE 101 46 703 A1 ausführlich beschrieben, so dass zur weiteren Offenbarung auf diese Schriften verwiesen wird.
Kräfte zur Bewegung des Sperrriegels lassen sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn ein Federelement zur Vorspannung des Sperrriegels in einer der Stellungen eine ausschließlich zum Ausgleich der Gewichtskraft des Sperrriegels bemessene Federkraft hat.
Ein Entriegeln des erfindungsgemäßen Schließzylinders durch Erschütterungen lässt sich weiter verbessern, wenn die Kraftrichtung des Federelementes in die erste, den Schließzylinder verriegelnde Stellung weist.
Weiterhin lässt sich ein Entriegeln des erfindungsgemäßen Schließzylinders einfach dadurch vermeiden, wenn sich der Sperrriegel in der vorgesehenen Einbaulage des Schließzylinders in unterer Position in der den Kern verriegelnden Stellung befindet.
Ein Antrieb des Sperrriegels erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen konstruktiven Aufwand, wenn die Antriebseinrichtung als langgestreckter, mit einem Ende befestigter Stab ausgebildet ist und auf dem anderen Ende die Kontaktfläche trägt und wenn das Piezoelement zwischen den beiden Enden des Stabes angeordnet ist. Durch diese Gestaltung lässt sich die Kontaktfläche bei einer Bestromung des Piezoelements über den Sperrriegel in einer bogenförmigen Bahn bewegen.
Ein Stromverbrauch bei der Halterung des Sperrriegels in der vorgesehenen Stellung lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders gering halten, wenn die Kontaktfläche in zumindest einer der Stellungen im unbestromten Zustand des Piezoelements gegen den Sperrriegel vorgespannt ist. Durch diese Gestaltung wird der Sperrriegel von der Antriebseinrichtung in zumindest einer der Stellungen festgehalten.
Ein Klemmen der Antriebseinrichtung lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die stabförmige Antriebseinrichtung gegenüber der Bewegungsrichtung des Sperrriegels geneigt ist.
Eine Blockierung der Bewegung des Sperrelementes durch ein Anstoßen eines Endes der stabförmigen Antriebseinrichtung lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die stabförmige Antriebseinrichtung den Sperrriegel seitlich umgreift.
Zur weiteren Verringerung der Gefahr eines Verklemmens der Antriebseinrichtung trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn das der Kontaktfläche abgewandte Ende der stabförmigen Antriebseinrichtung ein Federelement aufweist und wenn das Federelement an dem Gehäuse befestigt ist. Weiterhin ermöglicht das Federelement eine vorgesehene Vorspannung der Kontaktfläche gegen den Sperrriegel und einen Toleranzausgleich zwischen den Bauteilen der Antriebseinrichtung und des Sperrmechanismus.
Die Montage des erfindungsgemäßen Schließzylinders gestaltet sich besonders einfach, wenn das Gehäuse eine Tasche zur Aufnahme der Antriebseinrichtung hat. Durch diese Gestaltung lassen sich sämtliche Bauteile der Antriebseinrichtung und der Sperreinrichtung innerhalb des Gehäuses des erfindungsgemäßen Schließzylinders anordnen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig.1
einen Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Schließzylinder,
Fig.2
eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders.
Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen für ein Einsteckschloss vorgesehenen Doppelprofil-Schließzylinder. Der Schließzylinder weist ein Gehäuse 1 mit zwei miteinander verbundenen Gehäuseteile 2, 3 auf. Die Gehäuseteile 2, 3 dienen jeweils zur Aufnahme eines mittels eines nicht dargestellten Schlüssels drehbaren Kerns 4, 5. Die Kerne 4, 5 lassen sich mit einem Schließbart 6 drehfest kuppeln und von einem Sperrmechanismus 7 blockieren. Der Sperrmechanismus 7 wird in Abhängigkeit einer Schließberechtigung des Schlüssels über eine Antriebseinrichtung 8 angesteuert und hat einen in einer Führung 9 des Gehäuses 1 verschiebbaren Sperrriegel 10. Der Sperrriegel 10 dringt in der eingezeichneten Stellung in eine Ausnehmung 11 eines der Kerne 4 ein. Dies kennzeichnet die verriegelte Stellung. Weiterhin wird der Sperrriegel 10 von der Antriebseinrichtung 8 in seiner dargestellten Lage gehalten.
Das Gehäuse 1 hat eine Tasche 13 zur Aufnahme der Antriebseinrichtung 8. Die Antriebseinrichtung 8 ist stabförmig gestaltet und hat ein eine an den Sperrriegel 10 angreifende Kontaktfläche 14 bewegendes Piezoelement 15. Bei einer Bestromung des Piezoelements 15 verschwenkt die Kontaktfläche 14 und verschiebt dabei den Sperrriegel 10 in die Ausnehmung 11 des Kerns 4 oder aus dieser heraus. Die Bewegungsbahn der Kontaktfläche 14 ist zur Verdeutlichung in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt. Die Bewegung der Kontaktfläche 14 verläuft etwa in einer elliptischen Bahn. Durch mehrere solcher Bewegungen kann der Sperrriegel 10 schrittweise über einen großen Weg verschoben werden. Reibung verhindert ein Zurückfallen des Sperrriegels 10.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schließzylinders, bei dem eine Antriebseinrichtung 16 über ein Federelement 17 mit dem Gehäuse 1 verbunden ist. Die Antriebseinrichtung 16 hat ein Piezoelement 18 welches einen verschieblich geführten Sperrriegel 19 einer Sperreinrichtung 20 in der dargestellten Lage hält. In der dargestellten Lage befindet sich der Sperrriegel 19 außerhalb der Ausnehmung 11 des Kerns 4. Der Schließzylinder befindet sich daher in der entriegelten Stellung. Bei einer Bestromung des Piezoelements 18 wird der Sperrriegel 19 in die Ausnehmung 11 des Kerns 4 verschoben und stellt damit einen Formschluss zwischen dem Gehäuse 1 und dem Kern 4 her. Zur Verdeutlichung ist die Bewegungsbahn einer von dem Piezoelement 18 ausgelenkten Kontaktfläche 21 strichpunktiert dargestellt. Ein den Sperrriegel 19 abstützendes Federelement 12 hat eine ausschließlich der Gewichtskraft des Sperrriegels 19 entsprechende Federkraft und verhindert, dass der Sperrriegel 19 durch Erschütterungen aus der Ausnehmung 11 des Kerns 4 heraus gelangt.

Claims (12)

  1. Schließzylinder mit einem in einem Gehäuse bewegbaren Kern und einem mit dem Kern verbindbaren Schließbart, mit einem einen Sperrriegel aufweisenden Sperrmechanismus zur wahlweisen Verriegelung oder Entriegelung des Schließzylinders und mit einer Antriebseinrichtung zur Bewegung des Sperrriegels von einer ersten, den Schließzylinder verriegelnden Stellung in eine zweite, den Schließzylinder entriegelnden Stellung, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (8, 16) ein Piezoelement (15, 18) aufweist, dass das Piezoelement (15, 18) zur Bewegung einer Kontaktfläche (14, 21) ausgebildet ist und dass die Kontaktfläche (14, 21) an dem Sperrriegel (10, 19) angreift.
  2. Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (8, 16) als Stab oder Bieger ausgebildet ist, der an beiden Enden gelagert ist und die Kontaktfläche zwischen den Lagerteilen bevorzugt im mittleren Bereich aufweist.
  3. Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (12) zur Vorspannung des Sperrriegels (10) in einer der Stellungen eine ausschließlich zum Ausgleich der Gewichtskraft des Sperrriegels (10) bemessene Federkraft hat.
  4. Schließzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftrichtung des Federelementes (12) in die erste, den Schließzylinder verriegelnde Stellung weist.
  5. Schließzylinder nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Sperrriegel (10) in der vorgesehenen Einbaulage des Schließzylinders in oberer Position in der den Kern verriegelnden Stellung befindet.
  6. Schließzylinder nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (8, 16) als langgestreckter, mit einem Ende befestigter Stab oder Bieger ausgebildet ist und auf dem anderem Ende die Kontaktfläche (14, 21) trägt, dass das Piezoelement (15, 18) zwischen den beiden Enden des Stabes angeordnet ist.
  7. Schließzylinder nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (14, 21) in zumindest einer der Stellungen im unbestromten Zustand des Piezoelements (15, 18) gegen den Sperrriegel (10, 19) vorgespannt ist.
  8. Schließzylinder nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmige Antriebseinrichtung (8, 16) gegenüber der Bewegungsrichtung des Sperrriegel (10, 19) geneigt ist.
  9. Schließzylinder nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stabförmige Antriebseinrichtung (8, 16) den Sperrriegel (10, 19) seitlich umgreift.
  10. Schließzylinder nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das der Kontaktfläche (21) abgewandte Ende der stabförmigen Antriebseinrichtung (16) ein Federelement (17) aufweist und dass das Federelement (17) an dem Gehäuse (1) befestigt ist.
  11. Schließzylinder nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) eine Tasche (13) zur Aufnahme der Antriebseinrichtung (8, 16) und/oder des Sperrriegels (10, 19) hat.
  12. Schließzylinder nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (8, 16) und der Sperrriegel (10, 19) eine Baugruppe bilden.
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