EP3272976A1 - Kopplungsmechanismus mit zwangsgeführtem kopplungselement für mechatronisches schliesssystem - Google Patents

Kopplungsmechanismus mit zwangsgeführtem kopplungselement für mechatronisches schliesssystem Download PDF

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EP3272976A1
EP3272976A1 EP17182579.7A EP17182579A EP3272976A1 EP 3272976 A1 EP3272976 A1 EP 3272976A1 EP 17182579 A EP17182579 A EP 17182579A EP 3272976 A1 EP3272976 A1 EP 3272976A1
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EP
European Patent Office
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coupling
intermediate piece
axis
locking
spring
Prior art date
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EP17182579.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3272976B1 (de
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Marcel Kölliker
Lucian Perler
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Dormakaba Schweiz AG
Original Assignee
Dormakaba Schweiz AG
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Publication date
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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
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0012—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with rotary electromotors
    • 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
    • E05B47/0676—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents by disconnecting the handle
    • E05B47/0684—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents by disconnecting the handle radially
    • E05B47/0692—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents by disconnecting the handle radially with a rectilinearly moveable coupling element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
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    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B2047/0014—Constructional features of actuators or power transmissions therefor
    • E05B2047/0018—Details of actuator transmissions
    • E05B2047/0026—Clutches, couplings or braking arrangements
    • E05B2047/0031—Clutches, couplings or braking arrangements of the elastic type

Definitions

  • the invention is in the field of mechatronic locking systems, in particular closing systems for doors, located.
  • the invention relates to a coupling mechanism which cooperates with an authentication system and makes an object accessible to a user after the authorization has been checked.
  • the invention further relates to a mechatronic locking system in which said coupling mechanism is installed.
  • Coupling mechanisms adapted to allow door unlock after authentication of the user by establishing a mechanical connection between a door handle and a latch are known per se.
  • US Pat. No. 6286347 B1 shows a coupling mechanism, as used in a variety of (door) locking systems used.
  • the coupling mechanism has a first rotatably mounted and a second rotatably mounted coupling arrangement, a coupling pin, a drive unit and an injector.
  • the first coupling arrangement is rotatably connected to a locking element.
  • the second coupling arrangement is rotatably connected to a door handle.
  • the two Coupling arrangements can be coupled together by the coupling pin.
  • the injector is connected to the drive unit, whereby it can assume a first and a second position. In the transition from the first to the second position, the injector exerts a force on the coupling pin, which in turn changes its position and causes the coupling between the first and second coupling arrangement.
  • both the coupling pin and the injector is resiliently mounted. This is necessary on the one hand, so that the coupling pin returns to its original (non-coupling) position as soon as the injector changes from the second back to the first position. On the other hand, it is necessary to compensate for mispositioning, aging effects and the like.
  • coupling pin and injector brings a number of disadvantages.
  • two springs operate against each other, creating a "soft" coupling mechanism susceptible to impact, that is, the coupling pin can be made to jump by impact.
  • additional measures for example in the form of pick protection bolts, must be taken and integrated into the coupling mechanism.
  • a coupling mechanism with spring-mounted coupling pin and spring-mounted injector can not be arbitrarily oriented.
  • the springs loaded with the mass of the coupling pin or the mass of the injector (and optionally other components) can not readily be mounted "upside down", ie rotated through 180 ° about a horizontal axis.
  • a coupling mechanism with two springs working against each other has a high energy consumption. This is also because the two springs are subjected to mass and work against each other, which makes it necessary to approach a desired position (for example (blocking) position) of the coupling pin at regular intervals.
  • US 6145353 teaches such a rigid coupling mechanism in which is dispensed with springs.
  • a coupling between a first and a second coupling arrangement is in turn realized by a pin-shaped coupling element, which can be brought via a guide rod in an "activated” (coupling) and a “deactivated” (decoupling) position.
  • the coupling element is connected to the guide rod, that it follows the coupling element along the axis along which is changed from one to the other said position.
  • a coupling mechanism according to the invention is used in a mechatronic locking system. It is especially designed for use in a door fitting and / or for installation in or retrofitting of mechanical or mechatronic locking systems in use.
  • the coupling mechanism or the mechatronic locking system in which the coupling mechanism is used for example, set up so that it does not directly drive a Verrieglungselement, but for example on an outer surface of the object (for example the door) is attachable and from there, that is from outside of the object, indirectly, in particular via a spindle, for example in the form of a four-edged or polygonal drive, the locking element.
  • the coupling mechanism may be adapted for use in a lock cylinder.
  • the locking system can, in addition to the coupling mechanism, a first door handle, a first and a second spindle, a locking element, for example in the form of a bolt, contactless (for example, an RF antenna, Bluetooth etc.) and / or contact (for example, plug-in card or means for data transmission over the human body) comprise data communication means and a user authentication access authentication unit.
  • the closing system can have a locking cylinder, for example a double cylinder.
  • the first door handle is the door handle located on the side of the object to be opened, from which authentication is usually required to open the object.
  • the coupling mechanism described below switches in particular from a closed (decoupled), that is to say not openable by actuation of the first door handle locking system, in an open (coupled), that is by opening the first door handle to open state the user has been identified as authorized.
  • the inventive coupling mechanism comprises an outer coupling part, an inner coupling part, a coupling intermediate piece, a coupling element and a drive.
  • the outer coupling part is rotatable about an axis of rotation mounted and the inner coupling part is rotatably mounted relative to the outer coupling part.
  • the coupling element is in particular a coupling pin. Subsequently, the more vivid concept of the coupling pin is generally preferred to the more general concept of the coupling element. However, this should not be interpreted as limiting to a pin-shaped coupling element. Furthermore, features which are shown below using the example of the coupling pin apply mutatis mutandis to coupling elements.
  • outer and inner coupling parts are rotatably mounted about the same axis of rotation.
  • the outer coupling part may be connected via a first spindle to the first door handle, while the inner coupling part is connected via a second spindle with the locking element.
  • Other configurations between inner / outer and first / second spindle, or door handle / locking element are of course also conceivable.
  • the coupling pin is movable along an axis which is radial to the axis of rotation.
  • an axis which is radial to the axis of rotation is meant an axis which, starting from the axis of rotation, leads away from it in a straight course.
  • the radial axis is in particular perpendicular to the axis of rotation.
  • the drive is configured to move the coupling interface from a first position to a second position and from the second to the first position, wherein the first position is defined by a first distance from the axis of rotation and the second position by a second distance from the axis of rotation is.
  • the inventive coupling mechanism is characterized in particular in that the drive has a spring spindle, via which it moves the coupling intermediate piece between the first and the second position back and forth.
  • the spring spindle is connected between the drive and coupling intermediate piece. In particular, it is located immediately in front of or in the interface of the coupling interface and in direct contact therewith.
  • the spring spindle has a spring, a shaft and a positioning pin.
  • the spring may also be arranged so that the spring spindle does not comprise a shaft.
  • the spring spindle essentially consist of the spring itself, for example a helical spring.
  • the spring spindle and coupling intermediate piece are arranged in particular relative to each other so that each translational movement of the spring spindle or an element thereof, in particular the spring along the axis along which the coupling intermediate piece is moved from the first to the second position.
  • the spring is moved along said axis.
  • the spring can be elastically deformed along said axis, for example to store work done by the drive.
  • the spring spindle can be a unit which consists, for example, of the aforementioned components.
  • the spring is in particular a helical spring.
  • the spring spindle is realized in particular as a linear arrangement.
  • the spring is a helical spring, wherein the longitudinal axis of the helical spring extends parallel to or coincides with a longitudinal axis of the shaft. The direction of these longitudinal axes extends in particular along the axis along which the coupling intermediate piece is moved from the first to the second position.
  • the unit provided by the spring spindle that is the "spring spindle” component, is designed to perform two functions which normally require two separate components: first, this unit is arranged to move the coupling interface from the first to the second position and second, this unit is set up to store work done by the drive.
  • the coupling mechanism according to the invention is further characterized in that the coupling pin is positively guided by the coupling intermediate piece such that its position along the radial axis is completely defined by the coupling intermediate piece.
  • the coupling pin does not couple the outer coupling part to the inner coupling part when the coupling intermediate piece is in the first position, and the coupling pin couples the outer coupling part to the inner coupling part when the coupling intermediate piece is in the second position.
  • the coupling between the first and second coupling part is in particular given by the fact that in a bore of the outer coupling part along the radial axis feasibly mounted coupling pin engages in addition in the second position of the coupling intermediate piece in a recess of the inner coupling part.
  • the closing system is in the already mentioned, to be opened by actuation of the first door handle state, when the coupling intermediate piece in the second (that is, coupled) position located.
  • the coupling interface is in the first (that is, decoupled) position
  • the closing system is in the abovementioned state which can not be opened by actuation of the first door handle.
  • the coupling pin may be connected to the coupling interface so that the coupling pin changes its position relative to another component of the coupling mechanism in both directions along the radial axis only together with the coupling interface.
  • the other component of the coupling mechanism is in particular the inner coupling part.
  • the coupling pin can have so much play relative to the coupling intermediate piece in the radial direction that any possible tangential movement to the axis of rotation of the coupling pin is still possible.
  • the coupling interface forms a tangential to the axis of rotation guidance of the coupling pin, wherein the guide and coupling pin are adapted to a given by the guide tangential movement of the coupling element is independent of the position of the coupling interface movable.
  • the guide in a section perpendicular to the axis of rotation and when the coupling intermediate piece is in its second position have no constant distance to an outer surface of the outer coupling part, that is, the guide has a dependent on the tangential position distance to said surface.
  • the coupling pin is guided by a position on the guide (central or central) and not actuated by the door handle ("rest position") to a against an outer end of the guide located and defined by an operation of the door handle position. In the process, said distance increases towards the outer ends of the guide.
  • the guide in the first position of the coupling piece should have a constant or increasing distance towards the outer ends of the guide from an outer surface of the inner coupling part facing the coupling pin. This prevents the coupling pin when operating the first door handle and when the coupling interface is in the first position (decoupled), along the inner coupling part or tilted with the inner coupling part.
  • the outer, the coupling pin facing outer surface of the inner coupling part in a section perpendicular to the axis of rotation may be substantially circular, wherein the center of the associated circle is the axis of rotation, and the guide may be in the first position of the coupling intermediate piece a constant distance from said outer surface of the having inner coupling part.
  • the shape of the guide in a section perpendicular to the axis of rotation is a circular arc, wherein the circular arc underlying the circle has the axis of rotation as the center.
  • the coupling surface can form the aforementioned tangential guide.
  • the coupling surface and the coupling surface facing outer surface of the inner coupling part may be arranged concentrically with respect to the axis of rotation when the coupling interface is in the first position. Accordingly, the coupling surface is spaced from said outer surface of the inner coupling member which increases in function of the distance from the rest position when the coupling interface is in the second position. This can - as mentioned - a longitudinal grinding of the coupling pin on the inner coupling part or a tilting can be prevented with the same.
  • the coupling intermediate piece is elastically deformable in a direction radial to the axis of rotation, in particular in order to prevent tilting or wear of the coupling pin, or of the coupling intermediate piece and components connected thereto.
  • the coupling intermediate piece has a stiffness which is greater than that of the spring of the spring spindle. This ensures that the positioning of the coupling pin is determined by the position of the coupling interface.
  • the spring spindle is adapted to store work done by the drive in a deformation of the spring of the spring spindle.
  • the energy is stored in the spring, in particular, when the relative position of the first and second coupling part does not permit a change in position of the coupling pin, or of the associated coupling intermediate piece, along the radial direction.
  • the shaft can have a longitudinal axis and the coupling intermediate piece can be moved by moving the spring along this longitudinal axis.
  • the coupling intermediate piece may have a first surface, which is located in the region of the end of the shaft directed towards the coupling parts, and a second surface, which is located in the region of the end of the shaft facing away from the coupling parts.
  • First and second surfaces are oriented in particular perpendicular to the longitudinal axis of the shaft.
  • the spring can be located between these two surfaces, by turning the shaft about one Rotary axis on the positioning pin in the area bounded by the two surfaces along the longitudinal axis is movable.
  • the longitudinal axis corresponds in particular to the axis of rotation of the spindle.
  • the coupling intermediate piece can now be movable in that the spring presses against the first surface (transition from the first to the second position) or against the second surface (transition from the second to the first position).
  • the work done by the drive can be stored in the spring by compressing it between the positioning pin and the first surface, or between the positioning pin and the second surface.
  • the coupling mechanism may be arranged so that the spring is subjected to at most a maximum weight, which corresponds to the total weight of the coupling adapter and the coupling pin.
  • the weight applied to the spring is particularly relevant to attacks on the coupling mechanism (e.g., impact) and the reliability of the coupling mechanism, depending on its orientation. This is especially true when the coupling interface is in the first position ("decoupled"), with a lower loading weight being beneficial.
  • Whether the spring is subjected to said total weight, to a part of this weight or not at all to weight, may in particular depend on the orientation of the Depend on coupling mechanism and a coordinated arrangement of support points, stops, extensions etc.
  • the coupling interface and coupling pin may be made of a lightweight material, such as plastic, and / or with weight reducing recesses, voids, etc. Furthermore, the stiffness of the spring can be matched to the weight of the coupling adapter and the coupling pin and optionally to the intended orientation of the coupling mechanism.
  • the shaft and other components of the coupling mechanism can be mounted so that they do not act on the spring, regardless of the orientation of the coupling mechanism with a force.
  • the coupling mechanism may be arranged such that the coupling interface correctly occupies the first and second positions regardless of the orientation of the coupling mechanism, whereby the radial position of the coupling pin causes the coupling mechanism to assume either the decoupled or the coupled position, but no intermediate position. This allows a reliable use of the coupling mechanism regardless of its orientation in the locking system, or regardless of the orientation of the locking system.
  • the positioning accuracy of the coupling interface, or the radial position of the coupling pin can be further increased by adjusting the friction between positioning pin and spring.
  • This can, for example, the Surface texture of the positioning pins and / or the spring are changed so that the friction between these two elements is at least in the decoupled, supplemented also increased in the coupled position.
  • the spring spindle may be arranged so that the spring has a small pitch along the axis of rotation in a contact region with the positioning pin in the decoupled and in the coupled position of the coupling mechanism. This also guarantees a good persistence of the coupling mechanism in said positions.
  • Measures of the above type lead individually or in combination to improved protection against environmental influences (for example vibrations) and manipulations (for example, impacts and bumps ), by promoting a persistence of the coupling mechanism, in particular in the decoupled state.
  • Such measures can consequently be safety-relevant for the coupling mechanism or the locking system in which it is installed.
  • a further advantage of such measures and the resulting increased positioning accuracy of the coupling mechanism, especially in the decoupled position, is that no fatigue effects occur.
  • the period of a periodic, renewed start of the decoupled position can be increased or it can be completely dispensed with this periodic startup. This reduces energy consumption, which is particularly advantageous in non-wired locking systems.
  • the spring has a spring constant, which is tuned to the torque provided by the drive and / or is selected with a view to optimizing the energy consumption and / or ensures a desired or required power reserve on the coupling pin.
  • the resistance of the coupling mechanism against tampering can be increased by increasing the spring constant.
  • the spring constant can be selected so that additional measures to protect against manipulation, for example in the form of pick protection bolts, can be dispensed with.
  • a coupling mechanism according to one of said embodiments may be the characterizing part of a mechatronic locking system.
  • Such a locking system may include one or more of the aforementioned components "first door handle”, “first and second spindle”, “locking element”, “contactless and / or non-contactless data transmission means”, “access authorization authentication unit” and “locking cylinder”. exhibit.
  • the mechatronic locking system comprises a housing having a wall opening with a hole, a movable element that is movable relative to the wall, and a shutter.
  • the conversion defines an interior space and the movable element can in particular be introduced into and removed from the opening via the opening.
  • the movable element may be a drawer, in particular a to act.
  • the movable element may also be a lid, which closes a compartment which is located in the Immenraum.
  • the compartment may be, for example, a battery compartment.
  • the closure device is arranged to lock the movable element relative to the wall when it is correctly inserted into the interior.
  • the shutter comprises a locking element, a first elastic element, a guide, a latching device and a second elastic element.
  • the movable element When the movable element is correctly inserted into the interior, may depend on the task of the movable element. If the movable element is, for example, a battery compartment, then this is for example correctly inserted into the interior when the closing system is supplied with energy by batteries which are inserted in the battery compartment.
  • a correct insertion can be characterized in that an outer region of the movable element closes the opening and coincides flush with an outer region of the wall.
  • the first elastic element movably supports the element for locking. Furthermore, the element for locking along a direction of movement given by the guide is movable so that it is in a first position in the Locking engages and does not engage in the latching device in a second position, wherein in the first position, a movement of the latching device is prevented relative to the locking element.
  • the latching device is fixedly connected to the movable element, whereby it is locked when the element for locking in the first position and the movable element is in a position in which the element for locking in the latching device can intervene. The latter is given when the movable element is correctly placed in the interior.
  • the first elastic element is in particular adapted to hold the element for locking in the first position. For example, it acts on this with a directed along the direction of movement of the element for locking force.
  • the locking element can only be brought into the second position by way of a force application.
  • the force to be applied corresponds at least to the force required to deform the first elastic element to such an extent that the locking element can assume the second position.
  • the force to be applied is directed in particular along the direction of movement of the element for locking.
  • the first elastic element is, in particular, a spring or another body which is elastically deformable at least along one axis.
  • the second elastic element acts on the latching device or the movable element, if latching device and movable element are firmly connected to one another, and / or the element for locking with a force, having a component perpendicular to the direction of movement of the element for locking.
  • this force is arranged to urge the latch and the latch member against each other such that the latch member in the guide and / or detent mechanism is tilted and / or one side of the latch member abuts against a surface of the latch mechanism is pressed.
  • the second elastic element may be a spring or another body that is elastically deformable along at least one axis.
  • the second elastic element may, for example, be a battery spring, which clamps and contacts a battery used in the closing system.
  • the locking element further comprises ferromagnetic material and is movable by applying a magnetic field along the direction of movement given by the guide.
  • the ferromagnetic material may be such that it is not magnetized without applied magnetic field or that it is permanently magnetic.
  • a force can be generated on the locking element, for example, by a permanent magnet (or by a ferromagnetic element, which is not magnetized without an external magnetic field), which is guided from outside to the housing into a region adjoining the element for locking.
  • the magnetic properties of the locking element in combination with the outside of the housing in the region thereof to be brought to the housing magnets are particularly adapted to a force on the element for Lock to produce, which is sufficient in amount and direction to deform the first elastic member so far that the element for locking the second position can take.
  • a second force is to be applied to the closure device, which deforms the second elastic element so far in that the additional resistance is massively reduced or even eliminated.
  • the second force may in particular have a component perpendicular to the direction of movement of the element for locking or a force directed substantially perpendicular to the direction of movement of the element for locking.
  • the second force can be generated by exerting pressure on the movable element from outside the housing, which leads to a relief of the element for locking.
  • the coupling mechanism is adapted for use in a housing, for example in a housing according to a previously described embodiment, wherein the housing is attachable to an outboard flat side of a door.
  • the resulting locking system is particularly adapted to be compatible with a variety of different fittings and mortise locks. The locking system is therefore not designed to be housed in a lock case.
  • the outer coupling part may have a first spindle opening and the inner coupling part has a second spindle opening into which the first and second spindle of the locking system can be introduced and anchored, wherein the locking element is coupled via the second spindle to the coupling mechanism.
  • the closing system can have a locking cylinder, in particular a double cylinder.
  • FIG. 1 shows a front view of a mechatronic locking system 20 in which a coupling mechanism according to the invention is installed.
  • the Locking system has a housing 50, in which a movable element 52 is integrated.
  • the movable element is a battery compartment.
  • the battery compartment 52 is closed, so that only the front 53 is visible.
  • the illustrated locking system 20 further includes a user interface 42.
  • This can indicate by means of LEDs in which state the locking system (for example energy supply) or the coupling mechanism (for example decoupled / coupled in) is located.
  • data transmission means in particular short-range may be located under the user interface 42.
  • a first door handle 1 protrudes beyond the housing 50.
  • inner region of the door handle 1 is one end of a first (outer) spindle 4.
  • Door handle 1 and first spindle 4 are coupled via a connection in said inner region to each other so that they only together about a longitudinal axis Turn the first spindle 4.
  • FIG. 2 shows a rear view of the mechatronic locking system 20 according to FIG. 1 without back covers.
  • the locking system is designed to be mounted on an outer surface of a door, ie it is not a lock system to be inserted in a lock case.
  • the locking system fastening means 60 for example in the form of holes with inside thread, on.
  • FIG. 2 Furthermore, the already mentioned battery compartment 52 is visible.
  • this optional element of a closing system according to the present invention is in FIG. 9 detailed.
  • the coupling mechanism is disposed in the illustrated orientation of the locking system in the lower region thereof.
  • the illustrated orientation of the locking system, or orientation of the coupling mechanism, and the arrangement thereof shown within the housing are exemplary orientations / arrangements. It is an advantage of a coupling mechanism according to the invention that other orientations / arrangements are possible without loss of reliability.
  • FIG. 2 Visible The following elements of the coupling mechanism are in FIG. 2 Visible: an outer coupling part 16.1, an inner coupling part 16.2, a coupling element designed as a coupling pin 17, and a drive unit 18th
  • the outer coupling part 16.1 has an axis of rotation 35 which preferably coincides with an axis of rotation of the inner coupling part 16.2 and thus forms a common axis of rotation 35 of outer coupling part 16.1 and inner coupling part 16.2.
  • a drive housing of which only the drive housing cover 18.2 is visible. Further, a portion of a coupling interface 18.14, which projects beyond the drive housing, is shown. This part is a coupling surface 18.15.
  • the coupling pin 17 is fastened to the coupling surface 18.15 in such a way that it is forcibly guided in radial directions with respect to the axis of rotation 35, but can move in tangential directions along the coupling surface 18.15.
  • the outer coupling part 16.1 is rotatably connected to the first spindle 4 and thus to the door handle 1.
  • the inner coupling part 16.2 has a (second) spindle opening 33. In this engages a second spindle so that the inner coupling part 16.2 and the second spindle are rotatably connected to each other.
  • FIG. 3 shows an exploded view of the in FIG. 2 built-coupling mechanism, in which also the previously hidden in the drive housing components are visible. Further, bottom right is in FIG. 3 the coupling pin 17 used shown enlarged. On the left side of FIG. 3 There is also an enlarged view of a spring spindle 18.10 (discussed below) and the area of the coupling intermediate piece 18.14 in which said spring spindle is mounted.
  • the drive housing comprises, in addition to the drive housing cover 18.2, a drive housing base 18.1.
  • the drive unit 18 has, in addition to the coupling intermediate piece 18.14, a motor 18.5, a gear 18.6, and a spring spindle 18.10, comprising a shaft 18.11, a spring 18.13 and a positioning pin 18.12.
  • the drive unit 18 is connected via the coupling surface 18.15 with the coupling pin 17.
  • the detailed view of the coupling pin 17 shows how such a connection, which can be realized to a radial positive guidance while tangential freedom of movement of the coupling pin 17.
  • the coupling pin 17 has a latching extension 17.2. This is spaced from a main body 17.3 of the coupling pin 17 so that the coupling surface 18.15 can come to lie between the base body 17.3 and latching projection 17.2.
  • the coupling pin 17 is guided independently of the orientation of the coupling mechanism in radial directions to the rotational axis 35 through the coupling surface.
  • the coupling pin is forcibly guided along such radial directions both on the axis of rotation and from this path.
  • the coupling surface 18.15 is part of the coupling interface 18.14.
  • the coupling intermediate piece 18.14 is movable via the spring spindle 18.10 relative to the outer coupling part 16.1 and the inner coupling part 16.2.
  • Neither the shaft 18.11 nor the positioning pin 18.12 firmly connected to the shaft 18.11 change its position relative to the outer and inner coupling parts.
  • the shaft 18.11 is rotatably mounted in a seat 18.16 integrated in the drive housing base 18.1 about an axis of rotation (its longitudinal axis) 18.17 of the shaft 18.11.
  • Coupling adapter 18.14 and shaft 18.11 are adapted to the shaft 18.11 a guide along its axis of rotation 18.17 for the coupling adapter 18.14 consists.
  • the coupling intermediate piece 18.14 is moved by the motor 18.5 via the gear 18.6, the shaft 18.11 and thus the positioning pin 18.12 in a rotation about the axis of rotation 18.17 of the shaft 18.11.
  • the spring 18.13 travels along the positioning pin 18.12 and thus along said axis of rotation 18.17.
  • the direction in which the spring 18.13 moves is given by the direction of rotation of the shaft 18.11.
  • This movement (migration) of the spring 18.13 is translated into a movement of the coupling intermediate piece 18.14, or the coupling surface 18.15, and thus in a radial movement of the coupling pin 17.
  • the spring 18.13 presses during a migration in the direction of the inner and outer coupling part against a first, the coupling parts facing surface 31 of the coupling intermediate piece 18.14. In a migration of the spring 18.13 in the opposite direction, this presses against a second, the coupling parts facing away from surface 32 of the coupling intermediate piece 18.14.
  • Attacks 18.3 which are integrated into the drive housing and interact with the coupling interface 18.14 define a maximum deflection of the coupling interface 18.14 in both directions of movement along the axis of rotation 18.17 of the shaft 18.11.
  • the inner coupling part 16. 2 has a recess 23 (for example in FIGS Figures 4-7 visible), in which the coupling pin 17 can engage with a corresponding alignment of the outer and inner coupling part relative to each other.
  • the coupling surface 18.15 is arranged so that a movement along any radial direction to the common axis 35 direction regardless of the position of the coupling pin 17 on the coupling surface 18.15 is possible.
  • movement of the coupling pin 17 for coupling or decoupling of the outer and inner coupling part is prevented not only by mispositioning of the bore 22 and recess 23, but also by a clamping action acting on the coupling pin 17 when it is in both the bore 22 as well as in the recess 23 and at the same time via the coupling pin 17, a force is transmitted from the outer coupling part 16.1 on the inner coupling part 16.2. This is the case in particular when the first door handle 1 is actuated.
  • FIG. 4 shows the position and the state of the spring 18.13, the coupling intermediate piece 18.14 and the coupling pin 17 when the outer coupling part 16.1 and inner coupling part 16.2 are decoupled.
  • the spring 18.13 is located between the positioning pin 18.12 and the second, the coupling parts facing away from surface 32 of the coupling intermediate piece 18.14.
  • the coupling intermediate piece 18.14 is held in a first position, which is characterized in that the coupling intermediate piece 18.14 is deflected maximally along the axis of rotation 18.17 of the shaft 18.11 in the direction away from the coupling parts and that the coupling pin 17 does not engage in the recess 23. This maximum deflection is defined by drive housing side stops 18.3.
  • FIG. 5 shows the position and the state of the spring 18.13, the coupling adapter 18.14 and the coupling pin 17 when the first and second coupling part are coupled.
  • the spring 18.13 is now located between the positioning pin 18.12 and the first, the coupling parts facing surface 31 of the coupling intermediate piece 18.14, which is located in a plane behind the coupling pin 17.
  • the coupling intermediate piece 18.14 is held in a second position, which is characterized in that the coupling intermediate piece 18.14 is deflected maximally along the axis of rotation 18.17 of the shaft 18.11 in the direction facing the coupling parts and that Coupling pin 17 engages in the recess 23. This maximum deflection is defined by drive housing side stops 18.3.
  • the coupling surface 18.15 in the position shown neither extends parallel to an outer surface 18.18 of the outer coupling part 16.1 nor parallel to an outer surface 18.19 of the inner coupling part 16.2. Rather, she is bent away from the outside. This is a direct consequence of the fact that the coupling surface 18.15 in the in FIG. 4 shown position parallel to said outer surfaces in order to prevent loosening of the coupling pin 17 and / or tilting thereof with the inner coupling part 16.2 when the outer and inner coupling part are decoupled (coupling intermediate piece 18.14 in the first position).
  • FIG. 6 shows the position and the state of the spring 18.13, the coupling adapter 18.14 and the coupling pin 17 after a user has authenticated as authorized access, whereupon the motor 18.5 is coupled to the transition of the coupling adapter 18.14 from the first position (decoupled) to the second position (coupled) has made a mispositioning of the inner coupling part 16.2 relative to the outer coupling part 16.1 said transition but has prevented.
  • the spring 18.13 is now deformed between the reduced by the non-starting of the second position area between positioning pin 18.12 and first surface 31.
  • the work done by the motor 18.5 is stored in the spring 18.13 and the second position is approached automatically and without any further work as soon as the bore 22 and the recess 23 are in line.
  • FIG. 7 shows the position and the state of the spring 18.13, the coupling adapter 18.14 and the coupling pin 17 after the access authorization, for example, after a certain time, has gone out or after the user has transmitted a signal for re-decoupling the coupling mechanism to the locking system, wherein the outer Coupling 16.1 or the inner coupling part 16.2 or both have not returned to their original position.
  • it may happen that a transition of the coupling interface 18.14 from the second to the first position is not possible, because a force acting on the coupling pin 17, generated by the coupling parts clamping action prevents this transition, although the motor 18.5 for the transition of the coupling interface 18.14 from the second position (coupled) to the first position (decoupled) has made.
  • the spring 18.13 is now deformed between the reduced by not starting the first position area between positioning pin 18.12 and second surface 32. Thereby, the work done by the motor 18.5 is stored in the spring 18.13 and the first position is started automatically and without renewed work, as soon as said clamping effect is eliminated.
  • FIG. 8 summarizes the operation of the coupling mechanism.
  • a rotation of the outer coupling part 16.1 about the common axis of rotation 35 (which in the in FIG. 8 shown representations perpendicular to the plane of the page) leads to a corresponding rotation of the inner coupling part 16.2, when the coupling intermediate piece 18.14, of which the coupling surface 18.15 is visible in the first place, located in the second position (coupled), whereby the coupling pin 17 in the recess 23 it engages inner coupling part 16.2.
  • coupling pin 17 and coupling surface 18.15 are arranged so that the coupling pin 17 can be rotated in both directions from its rest position about the common axis of rotation 35 upon actuation of the first door handle 1.
  • the coupling pin 17 can be moved up to +/- 55 ° from said rest position (0 ° position).
  • the coupling mechanism is an "upside down" mounting the locking system with a correspondingly changed arrangement of the door handle 1 and thus changing the direction of rotation of the outer coupling part 16.1 is not in the way.
  • FIG. 9 the case of a closed housing 50 is shown, ie on the one hand an outer side of the front 53 is flush with an outer side of the wall 51 and closes the opening and on the other hand are the locking pins 53 in a position (first position), in which they in the recesses 46 intervene.
  • the second elastic element (the battery springs 47) is not in its equilibrium state with batteries inserted, but it is compressed along the deformation axis 48. Since the battery compartment 52, as mentioned, does not form a closed load frame, the battery compartment 52 is subjected to a force with respect to all components fixedly connected to the housing 50. This results in that the battery compartment 52 is pushed out of the interior of the housing 50, until the contact point between latching devices (recesses) 46 and inside locking pin parts 43.2 an equal but the force generated by the second elastic member 47 opposing force has arisen. This is in FIG. 9 represented by the locking pins 43 are not centered in the corresponding latching devices (recesses) 46, but at the side facing away from the lid 53 abut against these.
  • the two closure devices 41 are arranged such that only an opposite movement of the locking pins 43 results in an opening (or closing) of both closure devices 41 and thus of the housing 50.

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  • Lock And Its Accessories (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kopplungsmechanismus für ein mechatronisches Schliesssystem sowie das entsprechende mechatronische Schliesssystem. Der Kopplungsmechanismus weist ein äusseres Kopplungsteil 16.1, welches um eine Drehachse 35 drehbar gelagert ist, ein inneres Kopplungsteil 16.2, welches relativ zum äusseren Kopplungsteil 16.1 drehbar gelagert ist, ein Kopplungszwischenstück 18.14, ein Kopplungselement 17, welcher entlang einer zur Drehachse 35 radialen Achse bewegbar ist, und einen Antrieb 18 auf. Der Antrieb 18 ist dazu eingerichtet, das Kopplungszwischenstück 18.14 von einer ersten Position in eine zweite Position und von der zweiten in die erste Position zu bewegen. Der Kopplungsmechanismus ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb 18 eine Federspindel 18.10 aufweist, über welche er das Kopplungszwischenstück 18.14 zwischen erster und zweiter Position bewegt. Ferner ist das Kopplungselement 17 derart durch das Kopplungszwischenstück 18.14 zwangsgeführt, dass seine Position entlang der radialen Achse vollständig durch das Kopplungszwischenstück 18.14 definiert ist. Dabei verbindet das Kopplungselement 17 das äussere Kopplungsteil 16.1 nicht mit dem inneren Kopplungsteil 16.2, wenn das Kopplungszwischenstück 18.14 in der ersten Position ist, und es verbindet das äussere Kopplungsteil 16.1 mit dem inneren Kopplungsteil 16.2, wenn das Kopplungszwischenstück 18.14 in der zweiten Position ist.

Description

  • Die Erfindung ist auf dem Gebiet der mechatronischen Schliesssysteme, insbesondere Schliesssysteme für Türen, angesiedelt. Die Erfindung betrifft einen Kopplungsmechanismus, welches mit einem Authentifizierungssystem zusammenarbeitet und ein Objekt für einen Benutzer zugänglich macht, nachdem dessen Berechtigung überprüft wurde. Die Erfindung betrifft ferner ein mechatronisches Schliesssystem, in welches besagter Kopplungsmechanismus eingebaut ist.
  • Kopplungsmechanismen, die dazu eingerichtet sind, nach einer Authentifizierung des Benutzers ein Öffnen einer Tür zu ermöglichen, indem eine mechanische Verbindung zwischen einem Türgriff und einem Riegel hergestellt wird, sind an und für sich bekannt.
  • US 6286347 B1 zeigt einen Kopplungsmechanismus, wie er in einer Vielzahl von (Tür-)Schliesssystemen zum Einsatz kommt. Der Kopplungsmechanismus weist eine erste drehbar gelagerte und eine zweite drehbar gelagerte Kopplungsanordnung, einen Kopplungsstift, eine Antriebseinheit sowie einen Injektor auf. Die erste Kopplungsanordnung ist drehbar mit einem Verriegelungselement verbunden. Die zweite Kopplungsanordnung ist drehbar mit einem Türgriff verbunden. Die beiden Kopplungsanordnungen können durch den Kopplungsstift aneinander gekoppelt werden. Dazu ist der Injektor mit der Antriebseinheit verbunden, wodurch er eine erste und eine zweite Position einnehmen kann. Beim Übergang von der ersten in die zweite Position übt der Injektor eine Kraft auf den Kopplungsstift aus, wodurch dieser seinerseits seine Position verändert und die Kopplung zwischen erster und zweiter Kopplungsanordnung bewirkt.
  • In Kopplungsmechanismen wie in US 6286347 B1 beschrieben, ist sowohl der Kopplungsstift als auch der Injektor federnd gelagert. Dies ist einerseits nötig, damit der Kopplungsstift wieder in seine ursprüngliche (nicht koppelnde) Position zurückkehrt, sobald der Injektor von der zweiten zurück in die erste Position wechselt. Andererseits ist dies nötig, um Fehlpositionierungen, Alterungseffekte und dergleichen zu kompensieren.
  • Die federnde Lagerung von Kopplungsstift und Injektor bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. Beispielsweise arbeiten in einem solchen Kopplungsmechanismus zwei Federn gegeneinander, wodurch ein "weicher" Kopplungsmechanismus entsteht, der anfällig für Schlagangriffe ist, das heisst, der Kopplungsstift kann durch einen Schlag zum Springen gebracht werden. Um der Möglichkeit einer solchen Manipulation entgegenzuwirken, müssen zusätzliche Massnahmen, beispielsweise in Form von Pickschutzbolzen, ergriffen und in den Kopplungsmechanismus integriert werden.
  • Ferner kann ein Kopplungsmechanismus mit federnd gelagertem Kopplungsstift und federnd gelagertem Injektor nicht beliebig orientiert werden. Beispielsweise können die mit der Masse des Kopplungsstifts beziehungsweise der Masse des Injektors (und gegebenenfalls weitere Bauteile) beaufschlagten Federn nicht ohne weiteres "auf dem Kopf", das heisst um 180° um eine horizontale Achse gedreht, montiert werden.
  • Dies hätte eine Fehlpositionierung des Kopplungsstifts und damit ein Versagen des Kopplungsmechanismus zur Folge. Letztlich weist ein Kopplungsmechanismus mit zwei gegeneinander arbeitenden Federn einen hohen Energieverbrauch auf. Dies auch deshalb, weil die beiden Federn mit Masse beaufschlagt sind und gegeneinander arbeiten, was ein Anfahren einer Soll-Position (beispielsweise (Sperr-)Position) des Kopplungsstift in regelmässigen Abständen nötig macht.
  • Einem Teil der genannten Nachteile von Kopplungsmechanismen mit federnd gelagertem Kopplungsstift und federnd gelagertem Injektor kann durch die Verwendung von starren Kopplungsmechanismen begegnet werden.
  • US 6145353 lehrt einen solchen starren Kopplungsmechanismus, bei welchem auf Federn verzichtet wird. Eine Kopplung zwischen einer ersten und einer zweiten Kopplungsanordnung wird wiederum durch ein stiftförmiges Kopplungselement realisiert, welches über einen Führungsstab in eine "aktivierte" (koppelnde) und eine "deaktivierte" (entkoppelnde) Position gebracht werden kann. Dabei ist das Kopplungselement so mit dem Führungsstab verbunden, dass es dem Kopplungselement entlang der Achse, entlang welcher von der einen in die andere besagte Position gewechselt wird, folgt.
  • Solch starre Kopplungsmechanismen haben den Nachteil, dass ein Übergang von der deaktivierten in die aktivierte Position nur an einer bestimmten Sollposition zwischen erster und zweiter Kopplungsanordnung möglich ist. Ferner sollte der Übergang zwischen aktivierter und deaktivierter Position ebenfalls nur an der Sollposition durchgeführt werden oder es müssen Mittel zur automatischen Rückkehr von erster und zweiter Kopplungsanordnung in ihre Sollposition integriert werden. Letzteres erhöht wiederum den Energiebedarf.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kopplungsmechanismus zur Verfügung zu stellen, welcher Nachteile des Standes der Technik überwindet.
  • Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, ein Kopplungsmechanismus zur Verfügung zu stellen, welcher eine gute Absicherung gegen Schlagangriffe gewährleistet, eine hoher Benutzerfreundlichkeit, einen tiefen Energieverbrauch und eine hohe Flexibilität bezüglich Einbau in ein mechatronisches Schliesssystem aufweist.
  • Es ist ferner Aufgabe der Erfindung ein entsprechendes mechatronisches Schliesssystem zur Verfügung zu stellen.
  • Mindestens eine dieser Aufgaben wird gelöst durch die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.
  • Ein erfindungsgemässer Kopplungsmechanismus kommt in einem mechatronischen Schliesssystem zum Einsatz. Er ist insbesondere für den Einsatz in einem Türbeschlag und/oder für den Einbau in, beziehungsweise die Nachrüstung von, im Einsatz befindlichen mechanischen oder mechatronischen Schliesssystemen eingerichtet. Dazu ist der Kopplungsmechanismus beziehungsweise das mechatronische Schliesssystem, in welchem der Kopplungsmechanismus zum Einsatz kommt beispielsweise so eingerichtet, dass dieser nicht direkt ein Verrieglungselement antreibt, sondern beispielsweise an einer Aussenfläche des Objekts (beispielsweise der Tür) anbringbar ist und von dort, das heisst von ausserhalb des Objekts, indirekt, insbesondere über eine Spindel, beispielsweise in Form eines Vier- oder Vielkants, das Verriegelungselement antreibt.
  • Der Kopplungsmechanismus kann für den Einsatz in einem Schliesszylinder eingerichtet sein.
  • Das Schliesssystem kann neben dem Kopplungsmechanismus, einen ersten Türgriff, eine erste und eine zweite Spindel, ein Verriegelungselement, beispielsweise in Form eines Riegels, kontaktlose (beispielsweise eine RF-Antenne, Bluetooth etc.) und/oder kontaktbehaftete (beispielsweise Steckkarte oder Mittel zur Datenübertragung über den menschlichen Körper) Datenübermittlungsmittel und eine Einheit zur Authentifizierung der Zugangsberechtigung eines Benutzers aufweisen. Ferner kann das Schliesssystem einen Schliesszylinder, beispielsweise einen Doppelzylinder, aufweisen.
  • Beim ersten Türgriff handelt es sich insbesondere um den Türgriff, der sich auf derjenigen Seite des zu öffnenden Objekts befindet, von welcher aus in der Regel eine Authentifizierung nötig ist, um das Objekt zu öffnen.
  • In einem solchen Schliesssystem schaltet der nachfolgend beschriebene Kopplungsmechanismus insbesondere dann von einem geschlossenen (entkoppelten), das heisst auch durch Betätigung des ersten Türgriffs nicht zu öffnenden Schliesssystems, in einen offenen (eingekoppelten), das heisst durch Betätigung des ersten Türgriffs zu öffnenden Zustand, nachdem der Benutzer als berechtig identifiziert wurde.
  • Der erfindungsgemässe Kopplungsmechanismus weist ein äusseres Kopplungsteil, ein inneres Kopplungsteil, ein Kopplungszwischenstück, ein Kopplungselement und einen Antrieb auf. Dabei ist das äussere Kopplungsteil um eine Drehachse drehbar gelagert und das innere Kopplungsteil ist relativ zum äusseren Kopplungsteil drehbar gelagert.
  • Das Kopplungselement ist insbesondere ein Kopplungsstift. Nachfolgend wird in der Regel der anschaulichere Begriff des Kopplungsstifts dem allgemeineren Begriff des Kopplungselements vorgezogen. Dies soll allerdings nicht als Einschränkung auf ein stiftförmiges Kopplungselement ausgelegt werden. Ferner gelten Merkmale, welche nachfolgend am Beispiel des Kopplungsstifts gezeigt werden, sinngemäss auch für Kopplungselemente.
  • In der Regel sind äusseres und inneres Kopplungsteil um dieselbe genannte Drehachse drehbar gelagert.
  • Das äussere Kopplungsteil kann über eine erste Spindel mit dem ersten Türgriff verbunden sein, während das innere Kopplungsteil über eine zweite Spindel mit dem Verriegelungselement verbunden ist. Andere Konfigurationen zwischen inneren/äusserem und erster/zweiten Spindel, beziehungsweise Türgriff/Verriegelungselement sind natürlich auch denkbar.
  • Der Kopplungsstift, ist entlang einer zur Drehachse radialen Achse bewegbar. Mit einer zur Drehachse radialen Achse ist eine Achse gemeint, welche ausgehend von der Drehachse von dieser in geradem Verlauf wegführt. Dabei steht die radiale Achse insbesondere senkrecht zur Drehachse.
  • Nachfolgend wir auch der Begriff einer zur Drehachse tangentialen Bewegung verwendet. Damit ist eine Bewegung gemeint, welche im Wesentlichen entlang einer durch eine Drehung um die Drehachse definierten Bahn verläuft. Eine tangentiale Position, Führung etc. ist entsprechend aufzufassen.
  • Der Antrieb ist dazu eingerichtet, das Kopplungszwischenstück von einer ersten Position in eine zweite Position und von der zweiten in die erste Position zu bewegen, wobei die erste Position durch einen ersten Abstand von der Drehachse und die zweite Position durch einen zweiten Abstand von der Drehachse definiert ist.
  • Der erfindungsgemässe Kopplungsmechanismus ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb eine Federspindel aufweist, über welche er das Kopplungszwischenstück zwischen der ersten und der zweiten Position hin und her bewegt. Dazu ist die Federspindel zwischen Antrieb und Kopplungszwischenstück geschaltet. Insbesondere ist sie unmittelbar vor dem Kopplungszwischenstück oder in dieses eingebettet angeordnet und in direktem Kontakt mit demselben.
  • Die Federspindel weist insbesondere eine Feder, eine Welle und einen Positionierungspin auf.
  • Allerdings kann die Feder auch so eingerichtet sein, dass die Federspindel keine Welle umfasst. Insbesondere kann die Federspindel im Wesentlichen aus der Feder selbst, beispielsweise einer Schraubenfeder, bestehen.
  • Federspindel und Kopplungszwischenstück sind insbesondere so relativ zueinander angeordnet, dass jede translatorische Bewegung der Federspindel oder eines Elements derselben, insbesondere der Feder, entlang derjenigen Achse erfolgt, entlang welcher das Kopplungszwischenstück von der ersten in die zweite Position bewegt wird.
  • Insbesondere wird die Feder entlang besagter Achse bewegt. Ergänzend kann die Feder entlang besagter Achse elastisch deformiert werden, beispielsweise um vom Antrieb geleistete Arbeit zu speichern.
  • Die Federspindel kann insbesondere eine, beispielsweise aus den zuvor genannten Bauteilen bestehende, Einheit sein.
  • Sowohl die zuvor genannte relative Anordnung zwischen Federspindel und Kopplungszwischenstück, als auch die Realisierung der Federspindel als Einheit führen zu einem verringerten Platzbedarf des Kopplungsmechanismus, einem vereinfachten Zusammenbau desselben sowie zu einem erhöhten Federbeziehungsweise Schaltweg.
  • Bei der Feder handelt es sich insbesondere um eine Schraubenfeder.
  • Die Federspindel ist insbesondere als lineare Anordnung realisiert. Beispielsweise handelt es sich bei der Feder um eine Schraubenfeder, wobei die Längsachse der Schraubenfeder parallel zu einer Längsachse der Welle verläuft oder mit dieser zusammenfällt. Die Richtung dieser Längsachsen verläuft insbesondere entlang der Achse, entlang welcher das Kopplungszwischenstück von der ersten in die zweite Position bewegt wird.
  • Insbesondere Federspindel in linearer Anordnung haben gegenüber anderen Anordnungen, beispielsweise solchen mit Torsionsfedern, die zuvor genannten Vorteile.
  • Die durch die Federspindel gegebene Einheit, das heisst das Bauteil "Federspindel", ist dazu eingerichtet zwei Funktionen zu erfüllen, für die normalerweise zwei getrennte Bauteile nötig sind: zum einen ist diese Einheit eingerichtet, das Kopplungszwischenstück von der ersten in die zweite Position zu bewegen und zum anderen ist diese Einheit eingerichtet, vom Antrieb geleistete Arbeit zu speichern.
  • Der Aspekt des Speicherns von vom Antrieb geleisteter Arbeit wird nachfolgend noch im Detail beschrieben.
  • Der erfindungsgemässe Kopplungsmechanismus ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass der Kopplungsstift derart durch das Kopplungszwischenstück zwangsgeführt ist, dass seine Position entlang der radialen Achse vollständig durch das Kopplungszwischenstück definiert ist. Dabei koppelt der Kopplungsstift das äussere Kopplungsteil nicht mit dem inneren Kopplungsteil, wenn das Kopplungszwischenstück in der ersten Position ist, und der Kopplungsstift koppelt das äussere Kopplungsteil mit dem inneren Kopplungsteil, wenn das Kopplungszwischenstück in der zweiten Position ist.
  • Die Kopplung zwischen erstem und zweitem Kopplungsteil ist insbesondere dadurch gegeben, dass der in einer Bohrung des äusseren Kopplungsteils entlang der radialen Achse führbar gelagerte Kopplungsstift in der zweiten Position des Kopplungszwischenstücks zusätzlich in eine Aussparung des inneren Kopplungsteils greift.
  • Dadurch befindet sich das Schliesssystem in dem bereits erwähnten, durch Betätigung des ersten Türgriffs zu öffnenden Zustand, wenn sich das Kopplungszwischenstück in der zweiten (das heisst eingekoppelten) Position befindet. Andererseits befindet sich das Schliesssystem im eingangs erwähnten, nicht durch Betätigung des ersten Türgriffs zu öffnenden Zustand, wenn sich das Kopplungszwischenstück in der ersten (das heisst entkoppelten) Position befindet.
  • Der Kopplungsstift kann insbesondere so mit dem Kopplungszwischenstück verbunden sein, dass der Kopplungsstift in beide Richtungen entlang der radialen Achse nur zusammen mit dem Kopplungszwischenstück seine Position relativ zu einem anderen Bauteil des Kopplungsmechanismus verändert. Beim anderen Bauteil des Kopplungsmechanismus handelt es sich insbesondere um das innere Kopplungsteil.
  • Ferner kann die gesamte Energie, welche zu einer Positionsänderung des Kopplungsstifts entlang der radialen Achse nötig ist, einzig von der Bewegung des Kopplungszwischenstücks stammen. Dies bedeutet insbesondere, dass der Kopplungsstift selbst nicht federnd gelagert ist, sondern in radiale Richtung starr mit dem Kopplungszwischenstück verbunden ist, beispielsweise indem der Kopplungsstift in das Kopplungszwischenstück einhackt.
  • Der Kopplungsstift kann aber relativ zum Kopplungszwischenstück in radiale Richtung so viel Spiel aufweisen, dass eine allfällige zur Drehachse tangentiale Bewegung des Kopplungsstifts noch möglich ist.
  • Durch eine in radiale Richtung starre Verbindung zwischen Kopplungsstift und Kopplungszwischenstück, die faktisch kein Spiel in radialer Richtung aufweist, kann verhindert werden, dass es zu Ermüdungserscheinung und somit zu Positionsungenauigkeiten kommt.
  • In einer Ausführungsform bildet das Kopplungszwischenstück eine zur Drehachse tangentiale Führung des Kopplungsstifts, wobei Führung und Kopplungsstift dazu eingerichtet sind, dass eine durch die Führung gegeben tangentiale Bewegung des Kopplungselements unabhängig von der Position des Kopplungszwischenstück bewegbar ist.
  • Dabei kann die Führung in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse und wenn sich das Kopplungszwischenstück in seiner zweiten Position befindet keinen konstanten Abstand zu einer aussenliegenden Fläche des äusseren Kopplungsteils aufweisen, das heisst, die Führung weist einen von der tangentialen Position abhängigen Abstand zur besagten Fläche auf.
  • Insbesondere wird der Kopplungsstift von einer auf der Führung zentral, beziehungsweise mittig gelegenen und durch das nicht Betätigen des Türgriffs definierten Position ("Ruheposition") zu einer gegen ein äusseres Ende der Führung hin gelegenen und durch eine Betätigung des Türgriffs definierte Position geführt. Dabei nimmt besagter Abstand gegen die äusseren Enden der Führung hin zu.
  • Dies ist eine Folge davon, dass die Führung in der ersten Position des Kopplungsstücks einen konstanten oder gegen die äusseren Enden der Führung hin zunehmenden Abstand von einer aussenliegenden, dem Kopplungsstift zugewandten Aussenfläche des inneren Kopplungssteil aufweisen sollte. Damit wird verhindert, dass der Kopplungsstift bei Betätigung des ersten Türgriffs und wenn sich das Kopplungszwischenstück in der ersten Position befindet (entkoppelt), dem inneren Kopplungsteil entlangschleift oder mit dem inneren Kopplungsteil verkantet. Insbesondere kann die aussenliegende, dem Kopplungsstift zugewandte Aussenfläche des inneren Kopplungssteil in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse im Wesentlichen kreisförmig sein, wobei der Mittelpunkt des zugehörigen Kreises die Drehachse ist, und die Führung kann in der ersten Position des Kopplungszwischenstücks einen konstanten Abstand zu besagter Aussenfläche des inneren Kopplungssteil aufweisen. In diesem Fall ist die Form der Führung in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse ein Kreisbogen, wobei der dem Kreisbogen zugrunde liegende Kreis die Drehachse als Mittelpunkt hat.
  • In anderen Worten: die Kopplungsfläche kann die zuvor genannte tangentiale Führung bilden. Die Kopplungsfläche und die der Kopplungsfläche zugewandte Aussenfläche des inneren Kopplungssteil können konzentrisch in Bezug auf die Drehachse angeordnet sein, wenn sich das Kopplungszwischenstück in der ersten Position befindet. Entsprechend weist die Kopplungsfläche einen Abstand von besagter Aussenfläche des inneren Kopplungsteils auf, der in Funktion des Abstandes von der Ruheposition zunimmt, wenn sich das Kopplungszwischenstück in der zweiten Position befindet. Damit kann - wie erwähnt - ein Entlangschleifen des Kopplungsstifts am inneren Kopplungsteil beziehungsweise ein Verkanten mit demselben verhindert werden.
  • In einer Ausführungsform ist das Kopplungszwischenstück in zur Drehachse radialer Richtung elastisch verformbar, insbesondere um ein Verkanten oder Abnützung des Kopplungsstifts, beziehungsweise des Kopplungszwischenstücks und damit verbundener Bauteile zu verhindert.
  • Das Kopplungszwischenstück hat dabei eine Steifheit, die grösser ist als diejenige der Feder der Federspindel. Damit wird sichergestellt, dass die Positionierung des Kopplungsstifts von der Position des Kopplungszwischenstücks bestimmt wird.
  • In einer Ausführungsform ist die Federspindel dazu eingerichtet, vom Antrieb geleistete Arbeit in einer Deformation der Feder der Federspindel zu speichern. Die Energie wird insbesondere dann in der Feder gespeichert, wenn die relative Lage von erstem und zweitem Kopplungsteil eine Positionsänderung des Kopplungsstifts, beziehungsweise des damit verbundenen Kopplungszwischenstücks, entlang der radialen Richtung nicht zulässt.
  • Dies ist beim Übergang vom entkoppelten in den eingekoppelten Zustand insbesondere dann der Fall, wenn die Aussparung des innere Kopplungsteils auf Grund einer (beispielsweise verfrühten) Betätigung des ersten Türgriffs nicht in einer Linie mit der Bohrung des äusseren Kopplungsteils liegt. Beim Übergang vom eingekoppelten in den entkoppelten Zustand ist dies insbesondere dann der Fall, wenn sich inneres und äusseres Kopplungsteil noch nicht in der durch die Lage des unbetätigten Türgriffs gegebenen Ruheposition befinden. In diesem Fall wirkt eine Klemmkraft auf den sowohl in der Aussparung des inneren als auch in der Bohrung des äusseren Kopplungsteils befindlichen Kopplungsstifts, wodurch besagter Übergang verhindert wird.
  • Ergänzend kann die Welle eine Längsachse aufweisen und das Kopplungszwischenstück durch ein Bewegen der Feder entlang dieser Längsachse bewegbar sein.
  • Dazu kann das Kopplungszwischenstück eine erste Fläche, welche sich im Gebiet des gegen die Kopplungsteile hin gerichteten Ende der Welle befindet, und eine zweite Fläche aufweisen, welche sich im Gebiet des von den Kopplungsteilen abgewandten Ende der Welle befindet. Erste und zweite Fläche sind insbesondere senkrecht zur Längsachse der Welle orientiert. Ferner kann sich die Feder zwischen diesen beiden Flächen befinden, wobei sie durch Drehen der Welle um eine Drehachse über den Positionierungspin in dem durch die beiden Flächen begrenzten Gebiet entlang der Längsachse bewegbar ist. In dieser Ausführungsform entspricht die Längsachse insbesondere der Drehachse der Spindel.
  • Das Kopplungszwischenstück kann nun dadurch bewegbar sein, dass die Feder gegen die erste Fläche (Übergang von erster in zweite Position) beziehungsweise gegen die zweite Fläche (Übergang von zweiter in erste Position) drückt.
  • In der eben beschriebenen Ausführungsform kann die vom Antrieb geleistete Arbeit in der Feder gespeichert werden, indem diese zwischen dem Positionierungspin und der ersten Fläche, beziehungsweise zwischen dem Positionierungspin und der zweiten Fläche komprimiert wird.
  • Der Kopplungsmechanismus kann so eingerichtet sein, dass die Feder höchstens mit einem maximalen Gewicht beaufschlagt ist, welches dem Gesamtgewicht des Kopplungszwischenstücks und des Kopplungsstifts entspricht.
  • Das Gewicht, mit welchem die Feder beaufschlagt wird, ist insbesondere bei Angriffen auf den Kopplungsmechanismus (beispielsweise Schlagangriff) und für die Zuverlässigkeit des Kopplungsmechanismus in Abhängigkeit seiner Orientierung relevant. Dies gilt insbesondere dann, wenn sich das Kopplungszwischenstück in der ersten Position ("entkoppelt") befindet, wobei ein tieferes beaufschlagendes Gewicht von Vorteil ist.
  • Ob die Feder mit besagtem Gesamtgewicht, mit einem Teil dieses Gewichts oder gar nicht mit Gewicht beaufschlagt ist, kann insbesondere von der Orientierung des Kopplungsmechanismus abhängen und einer darauf abgestimmten Anordnung von Auflagepunkten, Anschlägen, Fortsätzen etc.
  • Um das maximale Gewicht, mit welchem die Feder beaufschlagt wird, weiter zu reduzieren, können Kopplungszwischenstück und Kopplungsstifts aus einem leichten Material, beispielsweise Plastik, und/oder mit gewichtsreduzierende Aussparungen, Hohlstellen etc. gefertigt sein. Ferner kann die Steifheit der Feder auf das Gewicht von Kopplungszwischenstück und Kopplungsstift sowie gegebenenfalls auf die vorgesehene Orientierung des Kopplungsmechanismus abgestimmt sein.
  • Die Welle sowie weitere Bauteile des Kopplungsmechanismus können so gelagert sein, dass diese unabhängig von der Orientierung des Kopplungsmechanismus die Feder nicht mit einer Kraft beaufschlagen.
  • Beispielsweise durch solche Massnahmen kann der Kopplungsmechanismus so eingerichtet sein, dass das Kopplungszwischenstück die erste und zweite Position unabhängig von der Orientierung des Kopplungsmechanismus korrekt einnimmt, womit auch die radiale Position des Kopplungsstifts dazu führt, dass der Kopplungsmechanismus entweder die entkoppelte oder die eingekoppelte Position einnimmt, jedoch keine dazwischenliegende Position. Dies erlaubt einen zuverlässigen Einsatz des Kopplungsmechanismus unabhängig von dessen Orientierung im Schliesssystem, beziehungsweise unabhängig von der Orientierung des Schliesssystems.
  • Die Positionierungsgenauigkeit des Kopplungszwischenstücks, beziehungsweise der radialen Position des Kopplungsstifts, kann ferner durch Einstellen der Reibung zwischen Positionierungspin und Feder erhöht werden. Dazu kann beispielsweise die Oberflächenbeschaffenheit des Positionierungspins und/oder der Feder so verändert werden, dass die Reibung zwischen diesen beiden Elementen zumindest in der entkoppelten, ergänzend auch in der eingekoppelten, Position erhöht ist.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Federspindel so eingerichtet sein, dass die Feder in einem Kontaktbereich mit dem Positionierungspin in der entkoppelten und in der eingekoppelten Position des Kopplungsmechanismus eine kleine Steigung entlang der Drehachse aufweist. Auch dies garantiert ein gutes Verharren des Kopplungsmechanismus in den besagten Positionen.
  • Massnahmen der oben genannten Art (beispielsweise schwach oder nicht mit Masse beaufschlagte Feder, Einstellen der Reibung zwischen Feder und Positionierungspin, Steigung der Feder) führen einzeln oder in Kombination zu einem verbesserten Schutz vor Umwelteinflüssen (beispielsweise Vibrationen) und vor Manipulationen (beispielsweise Schlägen und Stössen), indem sie ein Verharren des Kopplungsmechanismus insbesondere im entkoppelten Zustand fördern. Solche Massnahmen können folglich für den Kopplungsmechanismus, beziehungsweise das Schliesssystems, in welches dasselbe eingebaut ist, sicherheitsrelevant sein.
  • Ein weiterer Vorteil solcher Massnahmen und der resultierenden erhöhten Positionierungsgenauigkeit des Kopplungsmechanismus insbesondere in der entkoppelten Position ist, dass keine Ermüdungseffekte auftreten. Insbesondere bei Schliesssystemen, die über lange Zeitspannen geschlossen sind, kann dadurch die Periode eines periodischen, neuerlichen Anfahrens der entkoppelten Position erhöht werden oder es kann gänzlich auf dieses periodische Anfahren verzichtet werden. Dies reduziert den Energieverbrauch, was insbesondere bei nicht verdrahteten Schliesssystemen vorteilhaft ist.
  • Die Feder weist eine Federkonstante auf, die auf den vom Antrieb zur Verfügung gestellten Drehmoment abgestimmt ist und/oder mit Blick auf eine Optimierung des Energieverbrauchs gewählt ist und/oder für eine gewünschte beziehungsweise benötigte Kraftreserve am Kopplungsstift sorgt.
  • Ferner kann die Resistenz des Kopplungsmechanismus gegen Manipulationen erhöht werden, indem die Federkonstante erhöht wird. Insbesondere kann die Federkonstante so gewählt werden, dass auf zusätzliche Massnahmen zum Schutz vor Manipulationen, beispielsweise in Form von Pickschutzbolzen, verzichtet werden kann.
  • Ein Kopplungsmechanismus gemäss einer der genannten Ausführungsformen kann das kennzeichnende Teil eines mechatronischen Schliesssystems sein.
  • Ein solches Schliesssystem kann eines oder mehrere der eingangs erwähnten Bauteile "erster Türgriff", "erste und eine zweite Spindel", "Verriegelungselement", "kontaktlose und/oder nicht-kontaktlose Datenübermittlungsmittel", "Einheit zur Authentifizierung der Zugangsberechtigung" und "Schliesszylinder" aufweisen.
  • In einer Ausführungsform weist das mechatronische Schliesssystem ein Gehäuse auf, welches eine Umwandung mit einer Öffnung, ein bewegliches Element, das relativ zur Umwandung bewegbar ist, und eine Verschlussvorrichtung umfasst.
  • Die Umwandung definiert einen Innenraum und das bewegliche Element kann insbesondere über die Öffnung in den Innenraum eingebracht und aus diesem entfernt werden.
  • Beim beweglichen Element kann es sich um ein Schubfach, insbesondere ein um handeln.
  • Das bewegliche Element kann aber auch ein Deckel sein, welches ein Fach, das sich im Immenraum befindet, verschliesst. Beim Fach kann es sich beispielsweise um ein Batteriefach handeln.
  • Die Verschlussvorrichtung ist eingerichtet, das bewegliche Element relativ zur Umwandung zu arretieren, wenn dieses korrekt in den Innenraum eingebracht ist Dazu weist die Verschlussvorrichtung ein Element zur Verriegelung, ein erstes elastisches Element, eine Führung, eine Einrastvorrichtung und ein zweites elastisches Element auf.
  • Wann das bewegliche Element korrekt in den Innenraum eingebracht ist, kann von der Aufgabe des beweglichen Elements abhängen. Handelt es sich beim beweglichen Element beispielsweise um ein Batteriefach, so ist dieses beispielsweise korrekt in den Innenraum eingebracht, wenn das Schliesssystem durch Batterien, welche in das Batteriefach eingelegt sind, mit Energie versorgt wird.
  • Alternativ oder ergänzend kann ein korrektes Einbringen dadurch gekennzeichnet sein, dass ein aussenliegender Bereich des beweglichen Elements die Öffnung verschliesst und bündig mit einem aussenliegenden Bereich der Umwandung zusammenfällt.
  • Das erste elastische Element lagert das Element zur Verriegelung beweglich. Ferner ist das Element zur Verriegelung entlang einer durch die Führung gegebenen Bewegungsrichtung so bewegbar, dass es in einer ersten Position in die Einrastvorrichtung eingreift und in einer zweiten Position nicht in die Einrastvorrichtung eingreift, wobei in der ersten Position ein Bewegen der Einrastvorrichtung relativ zum Element zur Verriegelung verhindert wird.
  • In einer Ausführungsform des Gehäuses ist die Einrastvorrichtung fest mit dem beweglichen Element verbunden, wodurch dieses arretiert wird, wenn sich das Element zur Verriegelung in der ersten Position befindet und sich das bewegliche Element in einer Position befindet, in welcher das Element zur Verriegelung in die Einrastvorrichtung eingreifen kann. Letzteres ist gegeben, wenn sich das bewegliche Element korrekt in den Innenraum eingebracht ist.
  • Das erste elastische Element ist insbesondere dazu eingerichtet, das Element zur Verriegelung in der ersten Position zu halten. Beispielsweise beaufschlägt es dieses mit einer entlang der Bewegungsrichtung des Elements zur Verriegelung gerichteten Kraft. In solchen Ausführungsformen ist das Element zur Verriegelung nur über eine Kraftaufwendung in die zweite Position bringbar. Die aufzuwendende Kraft entspricht mindestens der Kraft, welche benötigt wird, um das erste elastische Element soweit zu deformierten, dass das Element zur Verriegelung die zweite Position einnehmen kann. Die aufzuwendende Kraft ist insbesondere entlang der Bewegungsrichtung des Elements zur Verriegelung gerichtet.
  • Beim ersten elastischen Element handelt es sich insbesondere um eine Feder oder einen anderen, mindestens entlang einer Achse elastisch verformbaren Körper.
  • Das zweite elastische Element beaufschlägt die Einrastvorrichtung, beziehungsweise das bewegliche Element, falls Einrastvorrichtung und bewegliches Element fest miteinander verbunden sind, und/oder das Element zur Verriegelung mit einer Kraft, die eine Komponente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Elements zur Verriegelung aufweist. Diese Kraft ist insbesondere dazu eingerichtet, dass die Einrastvorrichtung und das Element zur Verriegelung so gegeneinander gedrückt werden, dass das Element zur Verriegelung in der Führung und/oder in der Einrastvorrichtung verkantet und/oder dass eine Seite des Elements zur Verriegelung gegen eine Fläche der Einrastvorrichtung gedrückt wird.
  • Beim zweiten elastischen Element kann es sich um eine Feder oder einen anderen, mindestens entlang einer Achse elastisch verformbaren Körper handeln.
  • Falls es sich beim beweglichen Element um ein Batteriefach handelt, kann das zweite elastische Element beispielsweise eine Batteriefeder sein, welche eine im Schliesssystem zum Einsatz kommende Batterie einspannt und kontaktiert.
  • Das Element zur Verriegelung weist ferner ferromagnetisches Material auf und es ist durch Anlegen eines Magnetfeldes entlang der durch die Führung gegebenen Bewegungsrichtung bewegbar. Das ferromagnetische Material kann derart sein, dass es ohne angelegtes Magnetfeld nicht magnetisiert ist oder dass es permanent magnetisch ist. Dadurch kann beispielsweise durch einen Permanentmagneten (beziehungsweise durch ein ferromagnetisches, ohne äusseres Magnetfeld nicht magnetisiertes Element), welcher von aussen an das Gehäuse in eine an das Element zur Verriegelung angrenzende Region, herangeführt wird, eine Kraft auf das Element zur Verriegelung erzeugt werden.
  • Die magnetischen Eigenschaften des Elements zur Verriegelung in Kombination mit dem in der Region desselben aussenseitig an das Gehäuse heranzuführenden Magneten sind insbesondere dazu eingerichtet, eine Kraft auf das Element zur Verriegelung zu erzeugen, welche in Betrag und Richtung ausreichend ist, um das erste elastische Element soweit zu deformierten, dass das Element zur Verriegelung die zweite Position einnehmen kann.
  • Allerdings führt das zuvor beschriebene Verkanten des Elements zur Verriegelung, beziehungsweise das flächige, druckbeaufschlagte Aneinanderliegen des Elements zur Verriegelung und der Einrastvorrichtung dazu, dass ein zusätzlicher Widerstand überwunden werden muss, um das Element zur Verriegelung entlang seiner Bewegungsrichtung zu bewegen. Dieser zusätzliche Widerstand kann insbesondere so gross sein, dass eine Kraft, die nicht mechanisch an die Verschlussvorrichtung angelegt wird, nicht ausreicht, um das Element zur Verriegelung von der ersten in die zweite Position zu bewegen. Insbesondere kann eine durch Magnete und/oder durch eine Bewegung der Verschlussvorrichtung erzeugte Kraft nicht zum Aufbringen der besagten Kraft ausreicht.
  • Stattdessen kann vorgesehen sein, dass zusätzlich zur Kraft, welche benötigt wird, um das erste elastische Element soweit zu deformieren, dass das Element zur Verriegelung die zweite Position einnehmen kann, eine zweite Kraft an die Verschlussvorrichtung anzulegen ist, welche das zweite elastische Element soweit deformiert, dass der zusätzliche Widerstand massiv reduziert oder gar eliminiert wird.
  • Die zweite Kraft kann insbesondere eine Komponente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Elements zur Verriegelung aufweisen oder eine im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Elements zur Verriegelung gerichtete Kraft sein. Beispielsweise kann die zweite Kraft dadurch erzeugt werden, dass von ausserhalb des Gehäuses Druck, welcher zu einer Entlastung des Elements zur Verriegelung führt, auf das bewegliche Element ausgeübt wird.
  • In einer Ausführungsform ist der Kopplungsmechanismus für einen Einsatz in einem Gehäuse, beispielsweise in einem Gehäuse gemäss einer vorgängig beschriebenen Ausführungsform, eingerichtet, wobei das Gehäuse an einer aussenliegenden Flachseite einer Tür befestigbar ist. Das resultierende Schliesssystem ist dabei insbesondere dazu eingerichtet, mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Beschlägen und Einsteckschlössern kompatibel zu sein. Das Schliesssystem ist folglich nicht dazu eingerichtet in einem Schlosskasten untergebracht zu werden.
  • Bei einem Kopplungsmechanismus gemäss dieser Ausführungsform kann das äussere Kopplungsteil eine erste Spindelöffnung und das innere Kopplungsteil eine zweite Spindelöffnung aufweisen, in welche die erste beziehungsweise zweite Spindel des Schliesssystems einführ- und verankerbar ist, wobei das Verriegelungselement über die zweite Spindel an den Kopplungsmechanismus gekoppelt ist.
  • Ferner kann das Schliesssystem einen Schliesszylinder, insbesondere einen Doppelzylinder aufweisen.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen im Detail beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1; eine Frontansicht eines mechatronischen Schliesssystems, in dessen Gehäuse ein erfindungsgemässer Kopplungsmechanismus eingebaut ist;
    • Fig. 2; eine Rückansicht des Schliesssystems gemäss Figur 1 ohne rückseitige Abdeckungen;
    • Fig. 3; eine Explosionsdarstellung einer Ausführungsform eines Kopplungsmechansmus;
    • Fig. 4; eine Darstellung eines Antriebs bei entkoppelten Kopplungsteilen;
    • Fig. 5: eine Darstellung des Antriebs gemäss Figur 5 bei gekoppelten Kopplungsteilen;
    • Fig.6: eine Darstellung des Antriebs gemäss Figuren 5, wenn ein Koppeln der Kopplungsteile nicht möglich war;
    • Fig. 7: eine Darstellung des Antriebs gemäss Figur 5, wenn ein Entkoppeln der Kopplungsteile nicht möglich war;
    • Fig. 8; eine Darstellung der Funktionsweise des Kopplungsmechanismus. Obere Bildreihe: eingekoppelt (Kopplungszwischenstück nimmt zweite Position ein). Untere Bildreihe: entkoppelt (Kopplungszwischenstück nimmt erste Position ein); und
    • Fig. 9: eine Detailansicht eines Teils des mechatronischen Schliesssystems gemäss Figur 2, welche insbesondere Teile des Gehäuses und einer Verriegelungseinheit darstellt.
  • Figur 1 zeigt eine Frontansicht eines mechatronischen Schliesssystems 20 in welches ein erfindungsgemässer Kopplungsmechanismus eingebaut ist. Das Schliesssystem weist ein Gehäuse 50 auf, in welches ein bewegliches Element 52 integriert ist. Bei der gezeigten Ausführungsform des Schliesssystems handelt es sich beim beweglichen Element um ein Batteriefach. In der gezeigten Frontansicht, ist das Batteriefach 52 geschlossen, so dass nur dessen Front 53 sichtbar ist.
  • Das gezeigte Schliesssystem 20 weist ferner ein User-Interface 42 auf. Dieses kann mittels LEDs anzeigen, in welchem Zustand sich das Schliesssystem (beispielsweise Energieversorgung) beziehungsweise der Kopplungsmechanismus (beispielsweise entkoppelt/eingekoppelt) befindet. Ferner können sich unter dem User-Interface 42 (insbesondere kurzreichweitige) Datenübertragungsmittel befinden.
  • Ein erster Türgriff 1 ragt über das Gehäuse 50 hinaus. In einem zylinderartigen, an das Gehäuse 50 angrenzenden Innenbereich des Türgriffs 1 befindet sich ein Ende einer ersten (äusseren) Spindel 4. Türgriff 1 und erste Spindel 4 sind über eine Verbindung in besagtem Innenbereich so aneinander gekoppelt, dass sie sich nur gemeinsam um eine Längsachse der ersten Spindel 4 drehen.
  • Figur 2 zeigt eine Rückansicht des mechatronischen Schliesssystems 20 gemäss Figur 1 ohne rückseitige Abdeckungen.
  • Das Schliesssystem ist dazu ausgelegt, auf eine Aussenfläche einer Tür angebracht zu werden, d.h. es handelt sich nicht um ein in einen Schlosskasten einzubringendes Schliesssystem. Dazu weist das Schliesssystem Befestigungsmittel 60, beispielsweise in Form von Bohrungen mit innenseitigem Gewinde, auf.
  • In Figur 2 ist ferner das bereits genannte Batteriefach 52 sichtbar. Auf dieses optionale Element eines Schliesssystems gemäss vorliegender Erfindung wird in Figur 9 detailliert eingegangen.
  • Der Kopplungsmechanismus ist in der gezeigten Orientierung des Schliesssystems im unteren Bereich desselben angeordnet. Bei der gezeigten Orientierung des Schliesssystems, beziehungsweise Orientierung des Kopplungsmechanismus, und der gezeigten Anordnung desselben innerhalb des Gehäuses handelt es sich um beispielhafte Orientierungen/Anordnungen. Es ist ein Vorteil eines erfindungsgemässen Kopplungsmechanismus, dass auch andere Orientierungen/Anordnungen ohne Zuverlässigkeitsverlust möglich sind.
  • Folgende Elemente des Kopplungsmechanismus sind in Figur 2 sichtbar: ein äusseres Kopplungsteil 16.1, ein inneres Kopplungsteil 16.2, ein als Kopplungsstift ausgelegtes Kopplungselement 17, und eine Antriebseinheit 18.
  • Das äussere Kopplungsteil 16.1 weist eine Drehachse 35 auf, die vorzugsweise mit einer Drehachse des inneren Kopplungsteil 16.2 zusammenfällt und somit eine gemeinsame Drehachse 35 von äusserem Kopplungsteil 16.1 und innerem Kopplungsteil 16.2 bildet.
  • Die meisten Bauteile der Antriebseinheit 18 befinden sich innerhalb eines Antriebsgehäuses, von welchem nur der Antriebsgehäuse-Deckel 18.2 sichtbar ist. Ferner wird ein Teil eines Kopplungszwischenstücks 18.14, welcher über das Antriebsgehäuse hinausragt, gezeigt. Bei diesem Teil handelt es sich um eine Kopplungsfläche 18.15.
  • Der Kopplungsstift 17 ist so an der Kopplungsfläche 18.15 befestigt, dass er in zur Drehachse 35 radiale Richtungen zwangsgeführt ist, sich in tangentiale Richtungen jedoch entlang der Kopplungsfläche 18.15 bewegen kann.
  • In der gezeigten Ausführungsform ist das äussere Kopplungsteil 16.1 mit der ersten Spindel 4 und somit mit dem Türgriff 1 drehfest verbunden.
  • Ferner weist das innere Kopplungsteil 16.2 eine (zweite) Spindelöffnung 33 auf. In diese greift eine zweite Spindel so ein, dass das innere Kopplungsteil 16.2 und die zweite Spindel drehfest miteinander verbunden sind.
  • Figur 3 zeigt eine Explosionsdarstellung des in Figur 2 eingebauten Kopplungsmechanismus, in welcher auch die zuvor im Antriebsgehäuse verborgenen Bauteile sichtbar sind. Ferner ist unten rechts in Figur 3 der verwendete Kopplungsstift 17 vergrössert dargestellt. Auf der linken Seite von Figur 3 findet sich zudem eine vergrösserte Darstellung eines (nachfolgend noch diskutierten) Federspindels 18.10 und des Bereich des Kopplungszwischenstücks 18.14, in welchem besagte Federspindel gelagert wird.
  • Das Antriebsgehäuse umfasst neben dem Antriebsgehäuse-Deckel 18.2 eine Antriebsgehäuse-Basis 18.1.
  • Die Antriebseinheit 18 weist neben dem Kopplungszwischenstück 18.14 einen Motor 18.5, ein Getriebe 18.6, sowie eine Federspindel 18.10, umfassend eine Welle 18.11, eine Feder 18.13 und einen Positionierungspin 18.12 auf.
  • Die Antriebseinheit 18 ist über die Kopplungsfläche 18.15 mit dem Kopplungsstift 17 verbunden. Die Detailansicht des Kopplungsstifts 17 zeigt, wie eine solche Verbindung, welche zu einer radialen Zwangsführung bei gleichzeitiger tangentialer Bewegungsfreiheit des Kopplungsstifts 17, realisiert werden kann. Dazu weist der Kopplungsstift 17 einen Einrast-Fortsatz 17.2 auf. Dieser ist so von einem Grundkörper 17.3 des Kopplungsstifts 17 beabstandet, dass die Kopplungsfläche 18.15 zwischen Grundkörper 17.3 und Einrast-Fortsatz 17.2 zu liegen kommen kann. Dadurch ist der Kopplungsstift 17 unabhängig von der Orientierung des Kopplungsmechanismus in zur Drehachse 35 radiale Richtungen durch die Kopplungsfläche zwangsgeführt. Insbesondere ist der Kopplungsstift entlang solcher radialer Richtungen sowohl auf die Drehachse hin als auch von dieser Weg zwangsgeführt.
  • Zur Gewichtsreduktion weist der Grundkörper 17.3 in der gezeigten Ausführungsform Aussparungen 17.1 auf.
  • Die Kopplungsfläche 18.15 ist Teil des Kopplungszwischenstücks 18.14. Das Kopplungszwischenstück 18.14 ist über die Federspindel 18.10 relativ zum äusserem Kopplungsteil 16.1 und innerem Kopplungsteil 16.2 bewegbar. Dabei ändern weder die Welle 18.11 noch der mit der Welle 18.11 fest verbundene Positionierungspin 18.12 relativ zu äusserem und innerem Kopplungsteil ihre Position. Vielmehr ist die Welle 18.11 in einem in die Antriebsgehäuse-Basis 18.1 integrierten Sitz 18.16 um eine Drehachse (ihre Längsachse) 18.17 der Welle 18.11 drehbar gelagert. Kopplungszwischenstück 18.14 und Welle 18.11 sind dazu eingerichtet, dass die Welle 18.11 eine Führung entlang seiner Drehachse 18.17 für das Kopplungszwischenstück 18.14 besteht.
  • Das Kopplungszwischenstück 18.14 wird bewegt, indem der Motor 18.5 über das Getriebe 18.6 die Welle 18.11 und somit den Positionierungspin 18.12 in eine Drehung um die Drehachse 18.17 der Welle 18.11 versetzt. Dadurch wandert die Feder 18.13 entlang des Positionierungspins 18.12 und somit entlang besagter Drehachse 18.17. Die Richtung, in welche die Feder 18.13 wandert, ist durch die Drehrichtung der Welle 18.11 gegeben.
  • Diese Bewegung (Wanderung) der Feder 18.13 wird in eine Bewegung des Kopplungszwischenstücks 18.14, beziehungsweise der Kopplungsfläche 18.15, und damit in eine radiale Bewegung des Kopplungsstifts 17 übersetzt. Dazu drückt die Feder 18.13 bei einer Wanderung in Richtung des inneren und äusseren Kopplungsteils gegen eine erste, den Kopplungsteilen zugewandte Fläche 31 des Kopplungszwischenstücks 18.14. Bei einer Wanderung der Feder 18.13 in die entgegengesetzte Richtung, drückt diese gegen eine zweite, den Kopplungsteilen abgewandte Fläche 32 des Kopplungszwischenstücks 18.14.
  • Anschläge 18.3 (siehe Figuren 4 und 5 ) welche in das Antriebsgehäuse integriert sind und mit dem Kopplungszwischenstück 18.14 interagieren, definieren eine maximale Auslenkung des Kopplungszwischenstücks 18.14 in beide Bewegungsrichtungen entlang der Drehachse 18.17 der Welle 18.11.
  • Dank der in Zusammenhang mit Figur 2 beschriebenen Befestigung des Kopplungsstifts 17 an der Kopplungsfläche 18.15 wird die Bewegung des Kopplungszwischenstücks 18.14 in eine relativ zur gemeinsamen Drehachse 35 von äusserem und innerem Kopplungsteil radiale Bewegung des Kopplungsstifts 17 umgesetzt. Dazu ist der Kopplungsstift 17 in eine eine Wandung 24 des äusseren Kopplungsteils 16.1 durchstossende Bohrung 22 ( Figuren 4-7 , in Figur 3 nicht sichtbar) eingelassen. Eine Innenseite der Wandung 24 bildet zudem einen Sitz für das innere Kopplungsteil 16.2
  • Ferner weist das innere Kopplungsteil 16.2 eine Aussparung 23 (beispielsweise in den Figuren 4-7 sichtbar) auf, in welche der Kopplungsstift 17 bei entsprechender Ausrichtung von äusserem und innerem Kopplungsteil relativ zueinander eingreifen kann.
  • Die Kopplungsfläche 18.15 ist so eingerichtet, dass eine Bewegung entlang einer beliebigen zur gemeinsamen Drehachse 35 radialen Richtung unabhängig von der Position des Kopplungsstifts 17 auf der Kopplungsfläche 18.15 möglich ist. Allerdings wird ein Bewegen des Kopplungsstift 17 zum Koppeln beziehungsweise Entkoppeln von äusserem und innerem Kopplungsteil nicht nur durch eine Fehlpositionierung von Bohrung 22 und Aussparung 23 verhindert, sondern auch durch eine Klemmwirkung, welche auf den Kopplungsstift 17 wirkt, wenn sich dieser sowohl in der Bohrung 22 als auch in der Aussparung 23 befindet und gelichzeitig über den Kopplungsstift 17 eine Kraft vom äusserem Kopplungsteil 16.1 auf das innere Kopplungsteil 16.2 übertragen wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der erste Türgriff 1 betätigt wird.
  • Damit auch in diesen beiden Fällen (Fehlpositionierung von Aussparung 23 relativ zur Bohrung 22, und Klemmwirkung auf Kopplungsstift 17) eine durch den Motor initiierte Bewegung des Kopplungsstifts erfolgt, sobald kein Hinderungsgrund mehr vorhanden ist, arbeiten Federspindel 18.10 und Kopplungszwischenstück 18.14 wie in den Figuren 4-7 beispielhaft gezeigt zusammen.
  • Figur 4 zeigt die Lage und den Zustand der Feder 18.13, des Kopplungszwischenstücks 18.14 und des Kopplungsstifts 17, wenn äusseres Kopplungsteil 16.1 und inneres Kopplungsteil 16.2 entkoppelt sind. Die Feder 18.13 befindet sich zwischen dem Positionierungspin 18.12 und der zweiten, den Kopplungsteilen abgewandten Fläche 32 des Kopplungszwischenstücks 18.14. Dadurch wird das Kopplungszwischenstück 18.14 in einer ersten Position gehalten, welche sich dadurch auszeichnet, dass das Kopplungszwischenstück 18.14 maximal entlang der Drehachse 18.17 der Welle 18.11 in die den Kopplungsteilen abgewandte Richtung ausgelenkt ist und dass der Kopplungsstift 17 nicht in die Aussparung 23 eingreift. Diese maximale Auslenkung wird durch antriebsgehäuseseitige Anschläge 18.3 definiert.
  • Da der Positionierungspin 18.12 über die Welle 18.11 und dessen Sitz 18.16 fest, insbesondere ohne ein an irgendeiner Stelle dazwischengeschaltetes elastisches Element, mit dem Antriebsgehäuse und so mit dem Gehäuse 50 des Schliesssystems und mit der Tür selbst verbunden ist, ist die Kraft, mit welcher das Kopplungszwischenstück 18.14 in der ersten Position gehalten wird, proportional zur Federkonstante der eingesetzten Feder 18.13 und proportional zur Distanz zwischen Positionierungspin 18.12 und zweiter Fläche 32.
  • Figur 5 zeigt die Lage und den Zustand der Feder 18.13, des Kopplungszwischenstücks 18.14 und des Kopplungsstifts 17, wenn erstes und zweites Kopplungsteil gekoppelt sind. Die Feder 18.13 befindet sich nun zwischen dem Positionierungspin 18.12 und der ersten, den Kopplungsteilen zugewandten Fläche 31 des Kopplungszwischenstücks 18.14, welche sich in einer Ebene hinter dem Kopplungsstift 17 befindet. Dadurch wird das Kopplungszwischenstück 18.14 in einer zweiten Position gehalten, welche sich dadurch auszeichnet, dass das Kopplungszwischenstück 18.14 maximal entlang der Drehachse 18.17 der Welle 18.11 in die den Kopplungsteilen zugewandte Richtung ausgelenkt ist und dass der Kopplungsstift 17 in die Aussparung 23 eingreift. Diese maximale Auslenkung wird durch antriebsgehäuseseitige Anschläge 18.3 definiert.
  • Ferner verläuft die Kopplungsfläche 18.15 in der gezeigten Position weder parallel zu einer Aussenfläche 18.18 des äusseren Kopplungsteils 16.1 noch parallel zu einer Aussenfläche 18.19 des inneren Kopplungsteils 16.2. Vielmehr ist sie gegen aussen hin von diesen weggebogen. Dies ist eine direkte Konsequenz davon, dass die Kopplungsfläche 18.15 in der in Figur 4 gezeigten Position parallel zu besagten Aussenflächen verläuft, um ein Entlangschleifen des Kopplungsstifts 17 und/oder ein Verkanten desselben mit dem inneren Kopplungsteil 16.2 zu verhindern, wenn äusseres und inneres Kopplungsteil entkoppelt sind (Kopplungszwischenstück 18.14 in erster Position).
  • Figur 6 zeigt die Lage und den Zustand der Feder 18.13, des Kopplungszwischenstücks 18.14 und des Kopplungsstifts 17, nachdem ein Benutzer sich als Zutrittsberechtigt authentifiziert hat, worauf der Motor 18.5 die zum Übergang des Kopplungszwischenstücks 18.14 von der ersten Position (entkoppelt) zur zweiten Position (eingekoppelt) geleistet hat, eine Fehlpositionierung des inneren Kopplungsteils 16.2 relativ zum äusseren Kopplungsteil 16.1 besagten Übergang jedoch verhindert hat.
  • Die Feder 18.13 ist nun zwischen dem durch das Nicht-Anfahren der zweiten Position reduzierte Gebiet zwischen Positionierungspin 18.12 und erster Fläche 31 deformiert. Dadurch ist die durch den Motor 18.5 geleistete Arbeit in der Feder 18.13 gespeichert und die zweite Position wird automatisch und ohne neuerlichen Arbeitsaufwand angefahren, sobald Bohrung 22 und Aussparung 23 in einer Linie liegen.
  • Figur 7 zeigt die Lage und den Zustand der Feder 18.13, des Kopplungszwischenstücks 18.14 und des Kopplungsstifts 17, nachdem die Zutrittsberechtigung, beispielsweise nach einer bestimmten Zeit, erloschen ist oder nachdem der Benutzer ein Signal zum neuerlichen Entkoppeln des Kopplungsmechanismus an das Schliesssystem übermittelt hat, wobei der äussere Kopplungsteil 16.1 oder der innere Kopplungsteil 16.2 oder beide noch nicht in ihre Grundposition zurückgekehrt sind. In dieser Situation kann es vorkommen, dass ein Übergang des Kopplungszwischenstücks 18.14 von der zweiten in die erste Position nicht möglich ist, weil eine auf den Kopplungsstift 17 einwirkende, von den Kopplungsteilen erzeugte Klemmwirkung diesen Übergang verhindert, obwohl der Motor 18.5 die zum Übergang des Kopplungszwischenstücks 18.14 von der zweiten Position (eingekoppelt) zur ersten Position (entkoppelt) geleistet hat.
  • Die Feder 18.13 ist nun zwischen dem durch das Nicht-Anfahren der ersten Position reduzierte Gebiet zwischen Positionierungspin 18.12 und zweiter Fläche 32 deformiert. Dadurch ist die durch den Motor 18.5 geleistete Arbeit in der Feder 18.13 gespeichert und die erste Position wird automatisch und ohne neuerlichen Arbeitsaufwand angefahren, sobald besagte Klemmwirkung wegfällt.
  • Figur 8 fasst die Funktionsweise des Kopplungsmechanismus zusammen. In der oberen Bildreihe wird gezeigt, wie ein Drehen des äusseren Kopplungsteils 16.1 um die gemeinsame Drehachse 35 (welche in den in Figur 8 gezeigten Darstellungen senkrecht zur Blattebene steht) zu einem entsprechenden Drehen des inneren Kopplungsteils 16.2 führt, wenn sich das Kopplungszwischenstück 18.14, von welchem in erster Linie die Kopplungsfläche 18.15 sichtbar ist, in der zweiten Position befindet (eingekoppelt), wodurch der Kopplungsstift 17 in die Aussparung 23 es inneren Kopplungsteils 16.2 eingreift.
  • In der Abbildung oben rechts in Figur 8 ist der Zustand des Kopplungsmechanismus gezeigt, wenn sich der Türgriff 1 in einer Ruheposition befindet. Der Türgriff 1 nimmt insbesondere dann eine Ruheposition ein, wenn der Türgriff 1 nicht betätigt ist. Dadurch befinden sich auch das äussere Kopplungsteil 16.1, der Kopplungsstift 17 und das innere Kopplungsteil 16.2 in Bezug auf eine Drehung um die gemeinsame Drehachse 35 in ihren Ruhepositionen.
  • In der Abbildung oben links in Figur 8 ist der Türgriff 1 betätigt, wodurch sich das äussere Kopplungsteil 16.1 und über den Kopplungsstift 17 auch das innere Kopplungsteil 16.2 um die gemeinsame Drehachse 35 gedreht haben.
  • In der unteren Bildreihe wird gezeigt, dass der äussere Kopplungsteil 16.1 ohne Mitnahme des inneren Kopplungsteil 16.2 dreht, wenn sich das Kopplungszwischenstück 18.14, von welchem in erster Linie die Kopplungsfläche 18.15 sichtbar ist, in der ersten Position befindet (entkoppelt).
  • In der Abbildung unten rechts in Figur 8 ist wiederum der Zustand gezeigt, wenn sich der Türgriff 1, und somit auch das äussere Kopplungsteil 16.1 und der Kopplungsstift 17, in ihren Ruhepositionen in Bezug auf die gemeinsame Drehachse 35 befinden. Der Unterschied zu der darüber liegenden Abbildung besteht darin, dass sich das Kopplungszwischenstück 18.14, von welchem in erster Linie die Kopplungsfläche 18.15 sichtbar ist, in der ersten Position befindet, wodurch der Kopplungsstift 17 von der gemeinsamen Drehachse 35 weiter entfernt ist und deshalb nicht in die Aussparung 23 eingreift.
  • In der Abbildung unten links in Figur 8 ist der Türgriff 1 betätigt, wodurch sich das äussere Kopplungsteil 16.1 und der Kopplungsstift 17 um die gemeinsame Drehachse 35 gedreht haben. Da der Kopplungsstift 17 nicht in die Aussparung 23 eingreift, hat der innere Kopplungsteil 16.2 nicht mitgedreht.
  • Ferner ist aus Figur 8 ersichtlich, dass Kopplungsstift 17 und Kopplungsfläche 18.15 dazu eingerichtet sind, dass der Kopplungsstift 17 bei Betätigen des ersten Türgriffs 1 in beide Richtungen aus seiner Ruheposition um die gemeinsame Drehachse 35 gedreht werden kann. In der gezeigten Ausführungsform kann der Kopplungsstift 17 um bis zu +/-55° aus besagter Ruheposition (0° Position) bewegt werden. Dadurch steht der Kopplungsmechanismus einer "auf dem Kopf" stehenden Montage des Schliesssystems mit entsprechend veränderter Anordnung des Türgriffs 1 und damit ändernder Drehrichtung des äusseren Kopplungsteils 16.1 nicht im Wege.
  • Figur 9 zeigt eine Detailansicht des oberen Bereichs des Schliesssystems 20 gemäss Figur 2 , welche das zum Gehäuse 50 gehörende Batteriefach 52 sowie eine Verschlussvorrichtung 41, mit welcher das Batteriefach 52 im Gehäuse 50 arretiert werden kann, darstellt. Gezeigt wird:
    • Eine Umwandung 51 mit einer Öffnung, wobei die Öffnung in der gezeigten Situation eines vollständig in das Gehäuse 50 eingebrachten Batteriefachs 52 durch die Front 53 desselben verschlossen ist.
    • Zwei Verschlussvorrichtungen 41, wobei jede der beiden dargestellten Verschlussvorrichtungen 41 ein erstes elastisches Element 44 in Form einer (Schrauben-)Feder, ein Element 43 zur Verriegelung in Form eines Sperrstiftes, eine Führung 45 in Form einer durchgehenden Bohrung durch eine im Innenraum des Gehäuse 50 liegende Wandung, und eine Einrastvorrichtung 46 aufweist. Die Einrastvorrichtungen 46 sind als Aussparungen auf gegenüberliegenden Seiten des Batteriefachs 52 realisiert. Der Sperrstift 43 ist in zwei Teilbereiche unterteilbar: einen aussenseitigen, das heisst der Einrastvorrichtung 46 abgewandten, Teil 43.1 und einen innenseitigen, das heisst der Einrastvorrichtung 46 zugewandten, Teil 43.2.
      Die Sperrstifte 43 weisen einen ferromagnetischen Bereich auf, der beispielsweise Eisen, insbesondere Ferrit, umfasst. Damit kann durch Anlegen eines Magnetfelds eine Kraft auf die Sperrstifte 43 ausgeübt werden.
      Jeder Sperrstift 43 weist eine Längsachse 59 auf, die im Wesentlichen parallel zu einer Achse der Führung (Bohrung) 45 und einer dadurch gegebenen Bewegungsrichtung 57 des Sperrstifts 53 verläuft. Ferner weisen die gezeigten Sperrstifte 43 einen Kragen 49 auf, welcher einerseits zur Lagerung des Sperrstifts 43 auf dem ersten elastischen Element 44 und andererseits zur Definition einer maximalen Auslenkung des Sperrstifts 43 entlang der Bewegungsrichtung 57 dient.
      Das erste elastische Element 44 ist eingerichtet, den Sperrstift 53 auch bei maximaler Auslenkung mit einer stossenden, d.h. gegen den Innenraum gerichteten, Kraft zu beaufschlagen. Ferner liegt das erste elastische Element 44, innenseitig an die Umwandung 51 an.
    • Ein durch die Batteriefedern gebildetes zweites elastisches Element 47, das entlang einer Deformationsachse 48 deformierbar ist und das das Batteriefach 52 und somit die Einrastvorrichtung 46 mit einer Kraft beaufschlägt, die senkrecht zur Bewegungsrichtung 57 des Sperrstifts 43 steht.
      Das Batteriefach 52 ist so eingerichtete, dass es keinen in sich geschlossenen Lastrahmen bildet. Stattdessen stehen das Batteriefach 52 und der Sperrstift 53 (beziehungsweise alle von der Umwandung 51 getragenen Bauteile des Schliesssystems) relativ zu einander unter mechanischer Spannung - vorausgesetzt das zweite elastische Element 47 befindet sich nicht in seinem Gleichgewichtszustand.
  • In Figur 9 ist der Fall eines geschlossenen Gehäuses 50 gezeigt, d.h. einerseits verläuft eine aussenliegende Seite der Front 53 bündig mit einer Aussenseite der Umwandung 51 und verschliesst die Öffnung und andererseits befinden auch die Sperrstifte 53 in einer Position (erste Position), in welcher sie in die Aussparungen 46 eingreifen.
  • Ferner befindet sich das zweite elastische Element (die Batteriefedern 47) bei eingelegten Batterien nicht in ihrem Gleichgewichtszustand, sondern es ist entlang der Deformationsachse 48 zusammengepresst. Da das Batteriefach 52 wie erwähnt keinen geschlossenen Lastrahmen bildet, ist das Batteriefach 52 gegenüber allen mit dem Gehäuse 50 fest verbundenen Bauteilen mit einer Kraft beaufschlagt. Dies führt dazu, dass das Batteriefach 52 aus dem Innenraum des Gehäuses 50 herausgedrückt wird, bis an den Kontaktstelle zwischen Einrastvorrichtungen (Aussparungen) 46 und innenseitigen Sperrstift-Teilen 43.2 eine gleichgrosse aber der durch das zweite elastische Element 47 erzeugten Kraft entgegengerichteten Kraft entstanden ist. Dies ist in Figur 9 dargestellt, indem die Sperrstifte 43 nicht mittig in den entsprechenden Einrastvorrichtungen (Aussparungen) 46 liegen, sondern an den dem Deckel 53 abgewandten Seiten an diesen anliegen. Die zwischen den beiden Sperrstiften 43 und den beiden Einrastvorrichtungen 46 wirkende Kraft führt zu einem Verkanten der Sperrstifte 43 und zu einem Reibungswiderstand, wodurch das Bewegen der Sperrstifte 43 entlang ihrer Bewegungsrichtungen 57 in Richtung der Umwandung 51 erheblich erschwert wird.
  • In der in Figur 9 gezeigten Ausführungsform sind die beiden Verschlussvorrichtungen 41 so angeordnet, dass nur eine entgegengesetzte Bewegung der Sperrstifte 43 zu einem Öffnen (beziehungsweise Schliessen) beider Verschlussvorrichtungen 41 und damit des Gehäuses 50 führt.

Claims (12)

  1. Kopplungsmechanismus für ein mechatronisches Schliesssystem, wobei der Kopplungsmechanismus
    - ein äusseres Kopplungsteil (16.1), welches um eine Drehachse (35) drehbar gelagert ist;
    - ein inneres Kopplungsteil (16.2), welches relativ zum äusseren Kopplungsteil (16.1) drehbar gelagert ist;
    - ein Kopplungszwischenstück (18.14);
    - ein Kopplungselement (17), welcher entlang einer zur Drehachse (35) radialen Achse bewegbar ist; und
    - einen Antrieb (18), welcher dazu eingerichtet ist, das Kopplungszwischenstück (18.14) von einer ersten Position in eine zweite Position und von der zweiten in die erste Position zu bewegen, wobei die erste Position durch einen ersten Abstand von der Drehachse (35) und die zweite Position durch einen zweiten Abstand von der Drehachse (35) definiert ist;
    aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (18) eine Federspindel (18.10) aufweist, über welche er das Kopplungszwischenstück (18.14) zwischen erster und zweiter Position bewegt, und dass das Kopplungselement (17) derart durch das Kopplungszwischenstück (18.14) zwangsgeführt ist, dass seine Position entlang der radialen Achse vollständig durch das Kopplungszwischenstück (18.14) definiert ist, wobei das Kopplungselement (17) das äussere Kopplungsteil (16.1) nicht mit dem inneren Kopplungsteil (16.2) verbindet, wenn das Kopplungszwischenstück (18.14) in der ersten Position ist und wobei das Kopplungselement (17) das äussere Kopplungsteil (16.1) mit dem inneren Kopplungsteil (16.2) verbindet, wenn das Kopplungszwischenstück (18.14) in der zweiten Position ist.
  2. Kopplungsmechanismus nach Anspruch 1, wobei das Kopplungselement (17) so mit dem Kopplungszwischenstück (18.14) verbunden ist, dass das Kopplungselement (17) entlang der radialen Achse nur zusammen mit dem Kopplungszwischenstück (18.14) seine Position relativ zu einem anderen Bauteil des Kopplungsmechanismus verändert, wobei die Energie zur dieser Positionsänderung des Kopplungselements (17) einzig von der Bewegung des Kopplungszwischenstücks (18.14) stammt.
  3. Kopplungsmechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kopplungszwischenstück (18.14) eine zur Drehachse (35) tangentiale Führung des Kopplungselements (17) bildet, wobei Führung und Kopplungselement (17) dazu eingerichtet sind, dass eine durch die Führung gegebene tangentiale Bewegung des Kopplungselements (17) unabhängig von der Position des Kopplungszwischenstücks (18.14) stattfinden kann.
  4. Kopplungsmechanismus nach Anspruch 3, wobei in einem Schnitt senkrecht zur Drehachse (35) und wenn sich das Kopplungszwischenstück (18.14) in seiner zweiten Position befindet, die Führung einen von der tangentialen Position abhängigen Abstand zu einer aussenliegenden Fläche des äusseren Kopplungsteils (16.2) aufweist.
  5. Kopplungsmechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kopplungszwischenstück (18.14) in eine Richtung radial zur Drehachse (35) elastisch verformbar ist.
  6. Kopplungsmechanismus nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Federspindel (18.10) eine Feder (18.13), eine Welle (18.11) und einen Positionierungspin (18.12) aufweist, wobei die Federspindel (18.10) eingerichtet ist, vom Antrieb (18) geleistete Arbeit in einer Deformation der Feder (18.13) zu speichern.
  7. Kopplungsmechanismus nach Anspruch 6, wobei die Welle (18.11) eine Längsachse (18.17) aufweist und wobei das Kopplungszwischenstück (18.14) durch ein Bewegen der Feder (18.13) entlang dieser Längsachse (18.17) bewegbar ist.
  8. Kopplungsmechanismus nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Feder (18.13) höchstens mit dem Gesamtgewicht des Kopplungszwischenstücks (18.14) und des Kopplungselements (17) beaufschlagt ist.
  9. Kopplungsmechanismus nach einem der Ansprüche 6-8, wobei der Kopplungsmechanismus so eingerichtet ist, dass das Kopplungszwischenstück (18.14) die erste und zweite Position unabhängig von der Orientierung des Kopplungsmechanismus korrekt einnimmt.
  10. Mechatronisches Schliesssystem (20) aufweisend einen Kopplungsmechanismus gemäss einem der vorangehenden Ansprüche.
  11. Mechatronisches Schliesssystem gemäss Anspruch 10, aufweisend ein Gehäuse (50), wobei das Gehäuse (50) eine Umwandung (51) mit einer Öffnung, ein bewegliches Element (52) und eine Verschlussvorrichtung (41) aufweist, wobei
    - die Verschlussvorrichtung (41) ein Element (43) zur Verriegelung, ein erstes elastisches Element (44), eine Führung (45) und eine Einrastvorrichtung (46) aufweist;
    - das erste elastische Element (44) das Element (43) zur Verriegelung beweglich lagert und das Element (43) zur Verriegelung entlang einer durch die Führung (45) gegebenen Bewegungsrichtung (57) so bewegbar ist, dass es in einer ersten Position in die Einrastvorrichtung (46) eingreift und in einer zweiten Position nicht in die Einrastvorrichtung (46) eingreift, wobei in der ersten Position ein Bewegen der Einrastvorrichtung (46) relativ zum Element (43) zur Verriegelung verhindert wird;
    - die Verschlussvorrichtung (41) ferner ein zweites elastisches Element (47) aufweist, welches die Einrastvorrichtung (46) und/oder das Element (43) zur Verriegelung mit einer Kraft beaufschlägt, die eine Komponente senkrecht zur Bewegungsrichtung (57) des Elements (43) zur Verriegelung aufweist,
    - das Element (43) zur Verriegelung ferromagnetisches Material aufweist und durch Anlegen eines Magnetfeldes entlang der durch die Führung (45) gegebenen Bewegungsrichtung (57) bewegbar ist.
  12. Mechatronisches Schliesssystem gemäss Anspruch 11 oder 12, wobei der Kopplungsmechanismus für einen Einsatz in einem Gehäuse (50) eingerichtet ist, welches an einer aussenliegenden Flachseite einer Tür befestigbar ist.
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