WO2004057137A1 - Verriegelungsvorrichtung - Google Patents

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WO2004057137A1
WO2004057137A1 PCT/CH2003/000831 CH0300831W WO2004057137A1 WO 2004057137 A1 WO2004057137 A1 WO 2004057137A1 CH 0300831 W CH0300831 W CH 0300831W WO 2004057137 A1 WO2004057137 A1 WO 2004057137A1
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WO
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coupling
locking device
rotor
coupling element
output element
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PCT/CH2003/000831
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WO2004057137A8 (de
Inventor
Peter Hauri
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Kaba Ag
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Priority to EP03813512A priority patent/EP1576246B1/de
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Priority to US10/540,504 priority patent/US20060156771A1/en
Priority to JP2004560982A priority patent/JP4731912B2/ja
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    • E05B47/0646—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor radially
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    • Y10T70/7062—Electrical type [e.g., solenoid]
    • Y10T70/7102—And details of blocking system [e.g., linkage, latch, pawl, spring]

Definitions

  • the invention relates to a locking device for a locking system.
  • Locking system is understood here to mean a system with mechanical elements which enables or blocks access to an object, depending on whether there is authorization or not.
  • a locking device is in particular the actuation of a locking cylinder or lock by turning a key or a door knob, by operating a door handle or comparable means, or automatically, by means of suitable drive means, etc. prevent or prevent.
  • Locking devices with mechanically and electronically-mechatronically controlled locking elements are known. They have all the properties of conventional purely mechanical locking devices. The additional electronically controlled locking system also allows you to activate and lock keys individually. With mechatronic locking devices, additional flexibility in the locking organization can be achieved.
  • the electronically controlled locking system is based on data transmission between an electronic module on the key side and an electronic module on the lock side.
  • This data transmission can be done by touch - for example by means of electrical contacts on the key and lock - or without contact - for example by means of electromagnetic induction - take place.
  • Data can be transferred in one or both directions.
  • the transmitted data is used to check whether the inserted key is authorized to access. If this is the case, a lock-side motor is activated, which electronically controls a locking element in such a way that it releases the lock cylinder or the lock.
  • Such a locking device is known for example from international laid-open specification WO 98/28508 or from international laid-open specification WO 01/21913.
  • a disadvantage of such locking devices according to the prior art is that, in the event of manipulation attempts, it is sufficient to overcome the locking of the locking cylinder caused by the locking element. This can be done through shock, vibrations, brute force or otherwise.
  • Locks But there are other, purely mechanically trained locks, for example doors to individual rooms inside the building.
  • the object of the invention is therefore to provide a mechatronic locking device which protects against external influences, in particular against violence. Vibrations and / or shock effects or magnetic effects, is resistant and ensures safe functioning.
  • the object is achieved by the locking device and the method as defined by the claims.
  • the locking device has a coupling element and an output element that can be brought into operative connection with locking means. It can be brought into a first and a second coupling state by electronically controlled drive means via propulsion means which move the coupling element.
  • the rotor - that is, the component of the lock that can be rotated by key, door handle or similar means - is decoupled from the output element in the sense that there is no direct coupling via the coupling element or other coupling means that would cause the rotor to rotate causes a movement of the output element.
  • the clutch element couples the output element to a rotor which can be actuated by key, door handle, doorknob or a comparable means or by an electric drive.
  • the approach according to the invention therefore differs from the prior art in that it is not simply a matter of uncoupling the rotor and the housing, but rather that Coupling the output element with the rotor - and possibly also decoupling from the housing.
  • This allows the coupling means - here the coupling element - to be selected in a very simple manner in such a way that the coupling only occurs when the coupling means is in a single, singular state.
  • the coupling element or locking element can be deflected from its rest position during manipulation attempts, for example by knocks. In the event of a manipulation attempt, this is exploited by manipulating through a large number of impacts until the blocking element is in the free position.
  • the locking device is influenced in such a way that the blocking element which is once in the free position is immediately fixed in it - for example by a torque which constantly acts on the rotor.
  • the likelihood that the coupling element will accidentally get into the second coupling position can be further reduced by a back-driving force which causes the coupling element to tend to be moved away from the second coupling position corresponding to the second coupling state.
  • the mechanical decoupling of the rotor and output element in the first coupling state also has the advantage that the lock cannot be actuated even by violent turning of the rotor: the rotor turns at most empty.
  • the output element is blocked in relation to a housing in the first coupling state. This also locks it against rotation.
  • the coupling element can have an at least partially spherical surface - and can be designed, for example, as a ball. This minimizes the number of positions in which it couples - which is advantageous as described above. There is then a requirement that a shear line between the elements to be coupled and the equator of the coupling element are aligned. If the equator of the coupling element is above or below the shear line, the coupling element is pushed away from the coupling position by exerting force on one of the elements to be coupled.
  • the coupling element is preferably neither coupled to the housing nor to the rotor. The coupling element can then be rotated in its second coupling position. of the rotor.
  • the drive means can, for example, shift the coupling element between two coupling positions - corresponding to the two coupling states: in the first coupling position, the coupling element couples the housing and the output element, while it does not effect a coupling between the rotor and the output element. In the second clutch position, it couples the rotor and the driven element, but does not effect a coupling between the housing and the driven element.
  • a propulsion means of the drive means serving as a blocking element can block the output element in relation to the housing in the first coupling state.
  • the coupling element couples the rotor and output sleeve.
  • the blocking element and coupling element are designed and arranged in such a way that the blocking element, when it is moved from the second to the first coupling state, simultaneously moves the coupling element away from the coupling position by direct or indirect action.
  • Another alternative provides that the output element is not blocked against the housing even in the first coupling state. This is advantageous if the output element is, for example, firmly connected to an inner door handle. In this embodiment, on the one hand, it is ensured that a person inside the object to be locked can always leave the object. On the other hand, this direct coupling between the output element and the inner door handle also provides a certain protection against manipulation - after all, the inner door handle must be moved with every attempt at manipulation.
  • An electric motor with a lifting spindle can be used as the drive means.
  • electric motors are relatively economical electricity consumers.
  • they are largely vibration, shock and magnetic resistant due to their design.
  • the coupling element can be “quasi-positively guided” or even completely positively displaceable by the drive means. This means that the position of the coupling element between the first and the second coupling position is defined at all times by the drive means, for example by being connected to the propulsion means of the drive means. In the case of quasi-forced guidance, this connection can only be released with a certain amount of force; it can be the case, for example, that the propulsion means and / or the coupling element has a permanent magnetic moment, and as a result the coupling element adheres to the propulsion means. In the case of forced guidance, the connection is so firm that it cannot be detached by normal impacts.
  • the coupling element is fixed to the propulsion means by mechanical connections; the mechanical connections are released, for example, as soon as the coupling agent is in the second coupling position.
  • the locking device can thus be designed in such a way that the coupling element is always on one of two predetermined tracks: on the first track quasi-positively or positively guided between the first and the second clutch position, and rotated on the second track by the rotor and relative to this in a constant position around an axis of the rotor.
  • the drive means can be provided with spring means which are designed and arranged such that the coupling element located between the first coupling position and the second coupling position can be moved in the direction of the first coupling position by mechanical action against a spring force. This can prevent damage caused by violent manipulation attempts and in the event of a drive failure. If the coupling element is in an - undefined - position between the first and the second coupling position and force is exerted on a shear line, the coupling element deflects in the direction of the first coupling position without causing damage.
  • Locking device - in the event that it is used with a locking cylinder - can have a key blocking element which can be moved from a first position to a second position by inserting the key into the key opening, the key being only pulled out in the second position certain, predetermined orientations of the rotor allowed.
  • this allows the user to open a door in a manner known per se by pulling on the non-vertically oriented key.
  • this can ensure that the system is always in a defined position when the key is removed, in which the coupling element can be moved between the two coupling positions.
  • the key blocking element blocks the rotor in the first position against rotation so that it cannot be moved away from its defined position by a screwdriver or similar means or by randomly induced movements.
  • a screwdriver or similar means or by randomly induced movements.
  • the key blocking element - together with the coupling element - means that there are a total of three defined states:
  • An unauthorized key is in the first clutch state and the key blocking element releases the rotor.
  • the rotor is freely rotatable, but does not actuate the bolt. The key can only be removed in a defined position of the rotor.
  • the authorized key is inserted: second coupling state, the rotor is rotatable and its rotation causes the bolt to be actuated.
  • the key blocking element can be, for example, a rocker arm which is connected to a spring which brings about a restoring force towards the first position.
  • the additional security which is brought about by the above elements, has the consequence that the locking device, for example, does not need any purely mechanically actuated tumblers.
  • a locking device according to the invention can thus be used with any existing locking systems can be combined and used across plants.
  • the locking device allows multiple systems to be connected and used in several systems with a system-neutral key.
  • a locking device according to the invention can also additionally have mechanical tumblers.
  • the locking device according to the invention is therefore system-neutral: mechanical and mechantronic system components can be completely separated.
  • Figure 1 schematically shows a section through elements of a locking device according to the invention.
  • Figure 2 also schematically shows a section through elements of a further embodiment of a locking device according to the invention.
  • FIG. 3 shows schematically the possible states for the coupling element in the arrangements according to Figures 1 and 2.
  • Figure 4 is a view, partly in section, of elements of a cylinder lock with an embodiment of the invention Locking device, wherein the coupling element is in the first coupling position.
  • FIG. 5 shows the view according to FIG. 4, a key being inserted into the key opening and the coupling element being in the second coupling position.
  • Figure 6 is an exploded view of components of the drive means.
  • Figures 7 and 8 schematically show a section through a further embodiment in two coupling states.
  • FIGS. 9 and 10 show a cross section and a longitudinal section (schematically) through a lock with a locking device according to the invention, in two
  • FIG. 11 shows a further cross section through the lock according to FIGS. 9 and 10.
  • FIG. 1 A principle on which an embodiment of the invention is based is shown in FIG.
  • an output element 4 designed as an output sleeve the axis of rotation of the rotor can be rotated and can be brought into operative connection with a driver, which is designed to actuate locking elements, so that the bolt - if necessary, if certain requirements are met - rotate through of the output element 4 can be operated.
  • Both the rotor and the stator each have a recess 2.1, 3.1, which are aligned with a recess 4.1 in the driven element in the arrangement shown.
  • a coupling element 5 is located in the opening which is formed by these cutouts.
  • the coupling element 5 ball is formed.
  • it could also have a different shape, for example a pin with a partially spherical surface or a pin.
  • the principle of operation is as follows: The coupling element is displaceable through the opening means, not shown. It assumes a first coupling position - or blocking position - when it is on the shear line S1, which is formed between the stator 3 and the output element. This state corresponds to the first clutch state.
  • the coupling element couples the output element to the stator. It prevents the output element from rotating and thus prevents the bolt from being actuated.
  • the coupling element does not effect a coupling between the rotor and output element when it is in the first coupling position.
  • the rotor and output element and thus also the rotor and bolt are therefore decoupled when the coupling element is in the locked position. This is different from the prior art, where a lock is caused by the rotor being locked against the stator.
  • the clutch element 5 is in a second clutch position - or free position - when it is located on the shear line S2 between the rotor and the driven element. This is the second clutch state.
  • the arrangement shown in the figure is an example of a locking device with a coupling element 5, which is electronically controlled between a first and a second coupling position - corresponding to the first and second coupling state - displaceable, the coupling element 5, 5 'in a first coupling position
  • Output element 4 locks against the housing and in a second clutch position, the output element 4 couples to the rotor 2, the rotor 2 not being coupled to the output element 4 when the clutch element is in its first clutch position.
  • Figure 2 shows a variant of the principle shown in Figure 1, where the coupling element 5 'is not spherical, but has an only partially spherical surface.
  • the recess 2.1 in the rotor is limited in this embodiment, for example, such that the coupling element only couples the rotor 2 and the driven element 4 when it is inserted into the opening as far as it will go. If the coupling element is retracted somewhat, it is pushed back towards the first coupling position due to its partially spherical surface when the torque is applied.
  • another surface shape can also be provided, which causes such a repulsion - for example a conical shape, etc.
  • the condition that is actually to be fulfilled in this embodiment is that the shape of the coupling element is such that it has a region in which it tapers steadily.
  • the depth of the recess 2.1 in the rotor is so limited that the coupling element in its second coupling position is also at a stop or almost at a stop can also be present in the case of a spherical coupling element.
  • FIG. 3 shows the set of all states 11 very schematically.
  • the coupling element is guided through the cutouts mentioned and can only be displaced in one direction x; the states can therefore be characterized by the position in this direction x.
  • the upper diagram of the figure shows the situation for the arrangement according to FIG. 1.
  • the subset of those states in which the coupling element is in its second coupling position and enables the lock to be opened is provided with the reference number 12 in the figure. Due to the spherical surface of the coupling element, its position must be chosen very precisely so that its equator is on the shear line S2. Otherwise, the coupling element is pushed away in one direction or the other with a torque acting on the rotor. This fact has the effect that the subset 12 of the states in which a release takes place is very small. With random movements, the probability almost disappears that the coupling element gets into the release position (the second coupling position).
  • FIG. 3 The lower diagram of FIG. 3 relates to the structure according to FIG. 2. This differs from that of FIG. 1 in that the coupling element in its second coupling position is also at a stop.
  • the subset 12 of the states in which a release takes place is therefore entered at the very edge. In this case too, it is small in comparison to the set of all states, since the coupling element is also pressed away from the coupling position with a torque on the rotor if it is not exactly positioned in the coupling position.
  • FIG. 3 thus explains how the measures described bring the probability of success in manipulation attempts to a very small value using statistics alone. Additional measures can further reduce this probability of success.
  • the tacking effect with which the coupling element is virtually fixed in the first coupling position can be brought about, for example, by a ferromagnet, but other means can also be used, for example clamping or gluing or mechanisms similar to Velcro fasteners. Further mechanisms are conceivable, such as, for example, the T-slots described in US Pat. No. 4,103,526 for mechanical tumblers or dovetail-shaped slots.
  • the source of the restoring force can also be a ferromagnet, for example.
  • the cylinder lock partially shown in FIGS. 4 and 5 has a double locking cylinder 1 with a first partial cylinder 1.1 intended for an outside of the door and a second partial cylinder 1.2 intended for an inside of the door (optional).
  • the second partial cylinder 1.2 is only shown schematically in the figure.
  • the first partial cylinder 1.1 has a rotor 2 and a stator 3 surrounding it.
  • the rotor is provided with a key opening 2.2.
  • a driver 21 which can be connected to locking elements, not shown.
  • the driver 21 can be coupled in a manner still to be shown via a wing element 22 to be inserted by inserting a key 30 via the output element 4; an analog device can also be provided for the possibly existing second partial cylinder 1.2.
  • the wing element 22 is mechanically coupled to an output element 4. This can be coupled either to housing parts or the stator 3 or to the rotor in the manner already explained.
  • the coupling element 5 used for this purpose is spherical in the example shown.
  • the coupling element can be displaced between the first coupling position (FIG. 4) and the second coupling position (FIG. 5) by drive means 23. In the first clutch position, the equator of the clutch element is located on the shear line between the output element and the stator, in the second clutch position on the shear line between the output element and the rotor.
  • the drive means are controlled electronically.
  • the cylinder lock has an electronic module (not shown) and communication means for communication with a data carrier of the key 30.
  • the communication means for the communication between data carrier and electronic module can be designed in a manner known per se for contactless communication via electromagnetic radiation, or the key can also have contacts which can be contacted via contact pins of the cylinder lock. Other communication options are conceivable.
  • the electronic module determines - for example also in a manner known per se - on the basis of data exchanged with the data carrier of the key, whether the key authorizes access to the locked object. If authorized, the electronic module controls the drive means so that they bring the coupling element into the second coupling position and release the lock (FIG. 5).
  • the key holder can then cause the output element 4 to rotate with a rotation of the key, the coupling element rotating in the opening formed by recesses 2.1, 4.1 of the rotor and the output element.
  • the output element 4 effects actuation of locking elements via wing element 22 and driver 21.
  • a key blocking element 24 designed as a rocker arm and movable between a first position (FIG. 4) and a second position (FIG. 5). This is supported in the figure by a pivot 25 on the rotor 2 and is held in its first position by spring means 26 when no further forces are acting. In the first position it stands up against the stator 3 and blocks the rotor 2 in a standard orientation against rotation. By inserting a key, it can be brought into its second position against the spring force. This releases the blockage of the rotor and the rotor can be rotated freely.
  • a first extension 24.1 on an end face 3.2 of the stator prevents the key blocking element 24 from returning to its first position.
  • the drive means 23 will be described in more detail. It has an electric motor 40, by means of which a drive shaft 41 can be set in rotation. On the drive shaft 41, a lifting spindle 42 is placed along this linearly displaceable. In the drawing, an intermediate part 43 is shown between the drive shaft 41 and the lifting spindle 42. A permanent magnet 45 is inserted in the screw element. A drive sleeve 47 is mounted on the electric motor 40 with a spring 46, with guide elements 48 protruding through slots in the screw sleeve of the lifting spindle 42.
  • the electric motor with the lifting screw 42 and the driving sleeve 47 are from a bearing sleeve 49 surrounded and held.
  • the spring 46 presses the jacking sleeve 47 against a stop surface 49.1 of the bearing sleeve.
  • propulsion acts on the lifting spindle 42 due to the guide elements 48 projecting into the screw grooves.
  • the lifting spindle can be displaced between a first, retracted position and a second position in which for example, it partially protrudes from the bearing sleeve and the driving sleeve 47.
  • the coupling element 5 is guided between its first and its second coupling position. If a force acts on the coupling element in the direction of its first coupling position - that is, in the figure towards the bottom - then the coupling element 5, the lifting spindle 42 and the driving sleeve 47 give way due to the action of the spring 46 against the spring force. As already explained, such a force can arise as a result of a torque acting on the rotor when it acts when the coupling element is between the two coupling positions.
  • the figure also shows power supply cables 51 for electronically controlled supply of electrical energy to the electric motor, as well as a base plate 50 which carries these and possibly electronic information transmission channels.
  • power supply cables 51 for electronically controlled supply of electrical energy to the electric motor
  • base plate 50 which carries these and possibly electronic information transmission channels.
  • the mechanism described here for exerting a propulsion is not the only possible way to effect a propulsion electronically controlled.
  • the person skilled in the art will recognize many other possibilities of how a rotary movement of an electric motor is converted into a propulsion movement, for example, as in the present case by means of a screw gear. Variants without an electric motor are also conceivable, for example a magnetic actuator.
  • the role of the permanent magnet 45 will be briefly explained here.
  • the ferromagnetic domains form in the ferromagnetic material in such a way that the magnetic field runs continuously in the transition between the magnetized body and the ferromagnetic material. If the material and the body are separated by even a short distance, such a continuous course is no longer possible, so energy must be used to separate the material and body. This creates something like an 'adhesive effect', which is known to anyone who has ever played with permanent magnets.
  • this effect is used to effect a quasi-forced guidance: the coupling element 5, for example containing iron cobalt and / or nickel, can only be detached from the permanent magnet by massive impacts; a high speed.
  • This "adhesive effect” is further enhanced if the coupling element has a flat surface, as shown in FIG. 2.
  • a second effect is the long-distance effect: the permanent magnet exerts a certain attractive force on the coupling element 5, as a result of which a restoring force arises, the advantages of which have already been discussed above.
  • the permanent magnet also permits a cylinder installation position rotated in comparison to the illustrated embodiment, for example by 180 °.
  • the embodiment shown in FIGS. 7 and 8 differs from that of FIGS. 1-2 and 4-5 in that the coupling element in the first coupling state lies inside the rotor.
  • the blocking of the output element 4 with respect to the housing is effected by a blocking element which corresponds to a propulsion means 42 - for example a lifting spindle 42 as shown in FIG. 6 - and is moved into an opening in the output element in the first coupling state.
  • This first coupling state is shown in FIG. 8.
  • the coupling element 5 is located completely within a circumferential line of the rotor 2. In the first coupling state shown in FIG.
  • the coupling element is placed in such a way that its equator is located on the shear line between the rotor and the output element 4 and thus couples the rotor and the output element (second coupling position) ,
  • the lifting spindle 42 is retracted in this second coupling state, so that the output element can be rotated.
  • an inner and an outer holding element 52 which cause the coupling element to remain in the second coupling position even when the rotor is rotated and, for example, the force of gravity (when rotating through 180 °) would move the coupling element against the inside of the rotor ,
  • the mode of operation of this embodiment is as follows: In the first coupling state (FIG. 8), the lifting spindle 42 blocks the output element 4 against the housing.
  • the coupling element does not prevent rotation of the rotor, unless other means (key blocking element or the like) prevent rotation of the rotor, it is freely rotatable, but has no effect (FIG. 8, lower picture).
  • a transition to the second coupling state is, for example, only possible if the system is in the oriented orientation according to FIG. 8, upper picture, which can be brought about again by a key blocking element.
  • the lifting spindle is withdrawn in an electronically controlled manner, which causes the coupling element to be moved into the second coupling position, for example by gravity, a magnetic force as in the preceding examples and / or by a force acting on the exterior of the holding elements 52 and of this passed through the inner holding member 52 spring force.
  • the rotor can be rotated and the output element is coupled to it: the bolt can be actuated.
  • the outer holding element 52 is - for example initially pressed in by a spring force - within an outer circumferential line of the driven element and, when the driven element is rotated away, is held within this outer circumferential line by a housing or stator. As a result, via the inner holding element 52, it causes the coupling element 5 to slip against the inside.
  • the transition from the second to the first coupling state is only possible in the oriented orientation shown in the upper picture in FIG.
  • the lifting spindle presses the coupling element into the inside of the rotor and blocks the output element against the housing.
  • the holding elements 52 are displaced outwards, a corresponding recess being provided in this orientation for the outer holding element, where it is pressed, for example, against the spring force mentioned.
  • FIGS. 4 and 5 Although it is shown in FIGS. 4 and 5 how the locking device is installed in a cylinder lock, it goes without saying that the principle can also be used in locks of a different type.
  • An example is drawn very schematically in FIGS. 9, 10 and 11. Elements which have already been described with reference to FIGS. 1, 2, 4 and 5. have the same reference symbols and are not described again here; modes of action already described are also not explained again.
  • the rotor 2 is connected directly to a door handle or a means or door knob similar to the action, for example by forming a shaft 61 of the door handle or door knob as a square and engaging in a corresponding opening in the rotor.
  • the output element is often mounted on an axis which, when installed, lies over an axis of a locking cylinder and over the locking means. Corresponding coupling means (not shown) are then present, which couple the output element to locking means located underneath.
  • the axis of a doorknob often corresponds to the axis of the locking cylinder replaced by the doorknob.
  • FIG. 9 shows the locking device in the second coupling state: the coupling element 5 projects into a recess in the rotor and thereby couples the rotor and output element.
  • the output element 4 can be connected directly to an inside door handle or similar means (only a square shaft 62 drawn). Occasionally. the output element is coupled to the housing 3 in the first coupling state, which leads to a locking of the inside lever handle.
  • a groove 3.3 is provided in the housing, which forms a backdrop and in which the coupling element 5, which is in the first coupling state, can move between two stops together with the output element 4 without the rotor also rotating (FIG. 10).
  • the coupling element 5 in the first coupling state, can, for example, be such that it does not couple the output element to the housing, for example by being pulled back so far that it no longer projects into the opening of the output element.
  • the coupling element 5 is not spherical but is conical. It is not magnetic as a whole here but has an insert 5.1 made of ferromagnetic material, for example made of permanent magnetic material, on its underside. Between the lifting spindle 42 (or the permanent magnet 45) and the coupling element 5 there is a spherical intermediate element 65 made of magnetic material.
  • the intermediate element 65 has the following functions: due to its spherical surface, which is at least in some areas, and thus only selective contact surfaces, it prevents rotary movements from being transmitted from the lifting spindle to the coupling element, which would result in friction losses.
  • the drive means can also be brought into the second clutch state when the output element and clutch means are not in the starting position, for example due to partial actuation of the inner door handle or means similar to the action.
  • This is shown in Fig. 10.
  • the output element and coupling means move back into the starting position, for example due to the action of a spring, the surfaces of intermediate element 65 and coupling element 5 cause the coupling element 5 to be displaced upward and engage in the recess 2.1 of the rotor, i.e. directly in the second clutch position is shifted.
  • FIG. 11 shows a section through the line (XI-XI) in FIG. 9.
  • Recognizable is a spring 66 for resetting the output element (and possibly the inner door handle or similar element) and a stop element 67, which is designed as a simple insert and allows a switch between an operating mode with rotation to the left and an operating mode with rotation to the right.
  • a locking cylinder - which may function conventionally mechanically.

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Abstract

Die Verriegelungsvörrichtung besitzt ein Kupplungselement (5). Sie kann elektronisch gesteuert durch auf das Kupplungselement bewegende Antriebsmittel in einen ersten und einen zweiten Kupplungszustand gebracht werden. Ein 5 Abtriebselemnt (4) ist mit Riegelmitteln verbindbar. Im ersten Kupplungszustand ist ein Rotor vom Abtriebselement (4) entkoppelt in dem Sinn dass, keine direkte Kupplung über das Kupplungselement oder andere Kupplungmittel vorhanden ist die bewirken würden, dass eine Drehung des Rotors eine Bewegung des Abtriebselements verursacht. In seiner zweiten Kupplungslage kuppelt das 10 Kupplungselement das Abtriebselement (4) mit einem Rotor (2), der durch Schlüssel, Türdrücker, Türknauf oder ein vergleichbares Mittel oder durch einen elektrischen Antrieb betätigbar ist.

Description

VERRIEGELUNGSVORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung für ein Schliessystem. Unter „Schliesssystem" wird hier ein System mit mechanischen Elementen verstanden, welches den Zutritt oder Zugriff zu einem Objekt ermöglicht oder versperrt, je nach dem ob eine Berechtigung vorliegt oder nicht. Eine Verriegelungsvorrichtung wird insbesondere die Betätigung eines Schliesszylinders oder Schlosses durch Drehung eines Schlüssels oder eines Türknaufs, durch Betätigen eines Türdrückers oder vergleichbarer Mittel, oder automatisiert, mittels geeigneter Antriebsmittel etc. ermöglichen bzw. verhindern.
Verriegelungsvorrichtungen mit mechanisch und elektronisch - mechatronisch - gesteuerten Sperrelementen sind bekannt. Sie besitzen alle Eigenschaften von herkömmlichen rein mechanischen Verriegelungsvorrichtungen. Die zusätzliche elektronisch gesteuerte Verriegelung gewährt ausserdem die Möglichkeit, Schlüssel individuell zu aktivieren und zu sperren. Mit mechatronischen Verriegelungsvorrichtungen kann also zusätzliche Flexibilität in der Schliessorganisation erreicht werden.
Die elektronisch gesteuerte Verriegelung basiert auf einer Datenübertragung zwischen einem schlüsselseitigen Elektronikmodul und einem schlosseitigen Elektronikmodul. Diese Datenübertragung kann durch Berührung - bspw. mittels elektrischer Kontakte an Schlüssel und Schloss - oder berührungslos - bspw. mittels elektromagnetischer Induktion - stattfinden. Daten können in nur eine oder in beide Richtungen übertragen werden. Im schlosseitigen oder im schlüsselseitigen Elektronikmodul wird anhand der übertragenen Daten überprüft, ob der eingesteckte Schlüssel zutrittsberechtigt ist. Wenn dies der Fall ist, so wird ein schlosseitiger Motor aktiviert, welcher elektronisch gesteuert ein Sperrelement derart bewegt, dass es den Schliesszylinder oder das Schloss freigibt.
Ein solche Verriegelungsvorrichtung ist beispielsweise aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 98/28508 oder aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 01/21913 bekannt.
Nachteilig an solchen Verriegelungsvorrichtungen gemäss dem Stand der Technik ist, dass es bei Manipulationsversuchen reicht, die durch das Sperrelement bewirkte Sperre des Schliesszylinders zu überwinden. Dies kann durch Schockeinwirkung, mittels Vibrationen, mit roher Gewalt oder sonstwie geschehen.
Um trotzdem eine hohe Sicherheit zu gewährleisten, werden solche Verriegelungs Vorrichtungen oft kombiniert mit Elementen einer konventionellen, rein mechanischen Verriegelungsvorrichtung mit Zuhaltungen. Dies ist beispielsweise ebenfalls in den erwähnten Schriften WO 98/28508 und WO
01/21913 bekannt. Eine solche Kombination bringt eine erhöhte Sicherheit mit sich, sie schränkt aber die Flexibilität eines Systembetreibers aus dem folgenden Grund stark ein: Häufig sind die sicherheitsrelevantesten oder die meistfrequentierten
Zugänge zu einem Objekt (bspw. einem Gebäude) mit mechatronisch/mechanischen
Schlössern ausgestattet. Es existieren aber noch weitere, rein mechanisch ausgebildete Schlösser, bspw. Türen zu einzelnen Räumen im Innern des Gebäudes.
Diese sollen - bei Berechtigung - mit demselben Schlüssel zu öffnen sein wie die mechatronisch/mechanischen Schlösser. Wenn in einem bestehenden Gebäude Schlösser einer ersten Schliessanlage zugeordnet sind, ist daher eine Kombination mit mechatronisch/mechanischen Schlössern einer zweiten Schliessanlage - desselben Herstellers oder eines anderen Herstellers - nicht möglich, was bspw. dann nachteilig sein kann, wenn gar kein mechatronisch/mechanisches Schliessystem des ersten Herstellers erhältlich ist. Der gleiche Nachteil existiert, wenn anlagenübergreifende Zutrittslösungen gefunden werden sollten.
Generell ist bei bestehenden mechatronischen Systemen ein Mittelweg zwischen den einander widersprechenden Anforderungen Sicherheit und Flexibilität zu finden. Oft muss zur Aufrechterhaltung der Zutrittsflexibilität die mechanische Permutation gleichschliessend ausgeführt werden, was natürlich auf Kosten der Sicherheit geht.
Mechatronische Verriegelungsvorrichtungen mit von einem Rotor entkoppelten Abtriebselement werden in den Schriften EP1 030 011, US 5,640,863, EP 0 312 123, FR 2 801 334 und FR 2 552 809 gezeigt.
Es wäre wünschenswert, eine über eine Verriegelungsvorrichtung zu verfügen, welche genügend sicher ist, um eine Entkoppelung von eventuell vorhandenen mechanischen Sicherheitselementen zu erlauben und eventuell auch ohne zusätzliche Sicherheiten durch mechanische Sicherheitselemente zu funktionieren.
Aufgabe der Erfindung ist es also, eine mechatronische Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, welche gegen äussere Fremdeinflüsse, insbesondere gegen Gewalt-,. Vibrations- und/oder Schockeinwirkungen oder Magneteinwirkungen, resistent ist und ein sicheres Funktionieren gewährleistet. Die Aufgabe wird gelöst durch die Verriegelungsvorrichtung und das Verfahren, wie sie durch die Patentansprüche definiert sind.
Die Verriegelungsvorrichtung besitzt ein Kupplungselement und ein mit Riegelmitteln in Wirkverbindung bringbares Abtriebselement. Sie kann durch elektronisch gesteuerte Antriebsmittel über Vortriebsmittel, welche das Kupplungselement bewegen, in einen ersten und einen zweiten Kupplungszustand gebracht werden. Im ersten Kupplungszustand ist der Rotor - also das durch Schlüssel, Türdrücker oder ähnliches Mittel drehbare Bauteil des Schlosses - vom Abtriebselement entkoppelt in dem Sinn, dass keine direkte Kupplung über das Kupplungselement oder andere Kupplungmittel vorhanden ist, die bewirken würden, dass eine Drehung des Rotors eine Bewegung des Abtriebselements verursacht. In seiner zweiten Kupplungslage kuppelt das Kupplungselement das Abtriebselement mit einem Rotor, der durch Schlüssel, Türdrücker, Türknauf oder ein vergleichbares Mittel oder durch einen elektrischen Antrieb betätigbar ist.
Dieser Ansatz unterscheidet sich fundamental von bestehenden Ansätzen gemäss dem Stand der Technik. Dort ist eine Kupplung zwischen Rotor und einem Mitnehmer zum Bestätigen des Riegels entweder fest vorgesehen oder mit einfachsten Mitteln bewerkstelligbar, bspw. durch Einschieben eines schlüsseiförmigen Gegenstandes. Im verriegelten Normalzustand ist der Rotor gegenüber dem Gehäuse verriegelt, wohingegen bei Stimmigkeit der mechanischen und ggf. elektronischen Codierung eine Freigabe des Rotors gegenüber dem Gehäuse erfolgt. Um das Schloss zu manipulieren, muss man also Rotor und Gehäuse entkoppeln.
Der erfindungsgemässe Ansatz unterscheidet sich demnach vom Stand der Technik dadurch, dass man nicht einfach Rotor und Gehäuse entkuppeln muss, sondern das Abtriebselement mit dem Rotor koppeln muss - und ggf. auch vom Gehäuse entkoppeln muss. Das erlaubt, die Kupplungsmittel - hier das Kupplungselement - auf sehr einfache Art so zu wählen, dass die Kupplung nur bei einem einzigen singulären Zustand der Kupplungsmittel zustande kommt.
Dies ist vorteilhaft aus folgendem Grund:
Man kann davon ausgehen, dass bei Manipulationsversuchen das Kupplungselement oder Sperrelement von seiner Ruhelage auslenkbar ist, bspw. durch Stösse. Bei einem Manipulationsversuch wird das ausgenutzt, indem durch eine Vielzahl von Stössen so lange manipuliert wird, bis sich das Sperrelement in der Freilage befindet. Gleichzeitig wird die Verriegelungsvorrichtung so beeinflusst, dass das einmal in der Freilage befindliche Sperrelement sofort in dieser fixiert wird - bspw. durch ein beständig auf den Rotor einwirkendes Drehmoment.
Die Erfordernis, dass die Kopplung nur bei einem einzigen singulären Zustand zustande kommt, verringert die Wahrscheinlichkeit, dass das Kupplungselement durch zufällige Anregungen - Stösse - überhaupt in den zweiten Kupplungszustand kommt. Und wenn das einmal der Fall sein sollte, wird durch dieselbe zufällige Anregung das Element sofort wieder aus dieser Lage entfernt. Es steht also nur ein sehr kleines Zeitfenster zur Verfügung, in welchem manipuliert werden kann. In der statistischen Mechanik wird die Anzahl aller das Ereignis (erfolgreiche Manipulation) auslösenden Zustände mit der Anzahl aller möglichen Zustände verglichen, wenn das Verhältnis klein ist, ist das Ereignis unwahrscheinlich. In der Terminologie der statistischen Mechanik erlaubt also der erfindungsgemässe Ansatz, dass der für Manipulationsversuche nur sehr wenig Phasenraum zur Verfügung steht. Ausserdem ist es nicht möglich, das Kupplungselement durch beständiges Ausüben eines Drehmoments auf den Rotor zu fixieren, sobald es in der zweiten Kupplungslage ist, da der Rotor nicht über das Abtriebselement mit dem Gehäuse gekoppelt ist sondern frei drehbar oder mit einem anderen, vom Kupplungselement unabhängigen Mittel fixiert ist.
Durch eine rücktreibende Kraft, welche bewirkt, dass das Kupplungselement tendenziell von der dem zweiten Kupplungszustand entsprechenden zweiten Kupplungslage weg bewegt wird, kann die Wahrscheinlichkeit, dass das Kupplungselement zufällig in die zweite Kupplungslage gelangt, weiter verringert werden.
Die mechanische Entkopplung von Rotor und Abtriebselement im ersten Kupplungszustand bringt auch den Vorteil mit sich, dass auch durch gewaltsames Drehen des Rotors das Schloss nicht betätigt werden kann: Der Rotor dreht höchstens leer.
Gemäss einer Ausführungsform ist im ersten Kupplungszustand das Abtriebselement gegenüber einem Gehäuse versperrt. Damit wird es noch zusätzlich gegen Drehungen gesperrt.
Das Kupplungselement kann eine mindestens teilweise sphärische Oberfläche aufweisen - und beispielsweise als Kugel ausgebildet sein. Dadurch wird die Anzahl der Positionen, in welcher es kuppelt, minimiert - was wie oben beschrieben vorteilhaft ist. Es besteht dann das Erfordernis, dass eine Scherlinien zwischen den zu kuppelnden Elementen und der Äquator des Kupplungselementes aufeinander ausgerichtet sind. Wenn der Äquator des Kupplungselementes oberhalb oder unterhalb der Scherlinie ist, wird das Kupplungselement durch Kraftausübung auf eines der zu kuppelnden Elemente von der Kupplungslage weg geschoben. Bevorzugt ist das Kupplungselement weder an das Gehäuse noch an den Rotor gekoppelt. Das Kupplungselement kann dann in seiner zweiten Kupplungslage bei einer Drehbewegung . des Rotors mitgedreht werden. Es liegt dabei bspw. in einer Öffnung, welche durch Aussparungen im Rotor und im Abtriebselement gebildet wird. Auch zum Abtriebselement besteht beispielsweise keine feste mechanische Kopplung wie bspw. ein Scharnier oder Formschluss sondern höchstens eine Führung durch eine Aussparung in diesem, d.h. auch wenn das Kupplungselement immer mit dem Abtriebselement mitdrehbar ist, ist es doch ein mechanisch unabhängiges Element. Es kann vorgesehen sein, dass vor dem Abziehen des Schlüssels der Rotor in seine ursprüngliche Orientierung zurück gebracht werden muss, also nur um ganzzahlige Drehungen gedreht werden kann.
Die Antriebsmittel können bspw. das Kupplungselement zwischen zwei Kupplungslagen - entsprechend den zwei Kupplungszuständen - verschieben: In der ersten Kupplungslage koppelt das Kupplungselement Gehäuse und Abtriebselement, während es keine Kopplung zwischen Rotor und Abtriebselement bewirkt. In der zweiten Kupplungslage koppelt es Rotor und Abtriebselement, bewirkt aber keine Kopplung zwischen Gehäuse und Abtriebselement.
Alternativ dazu kann ein als Blockierelement dienendes Vortriebsmittel des Antriebsmittels das Abtriebselement im ersten Kupplungszustand gegenüber dem Gehäuse versperren. Im zweiten Kupplungszustand kuppelt das Kupplungselement Rotor und Abtriebshülse. Dabei sind Blockierelement und Kupplungselement so ausgebildet und angeordnet, dass das Blockierelement, wenn es vom zweiten zum ersten Kupplungszustand bewegt wird, gleichzeitig durch direkte oder indirekte Einwirkung das Kupplungselement von der kuppelnden Lage weg bewegt. Eine weitere Alternative sieht vor, dass das Abtriebselement auch im ersten Kupplungszustand nicht gegen das Gehäuse versperrt wird. Dies ist dann vorteilhaft, wenn das Abtriebselement bspw. mit einem inneren Türdrücker fest verbunden ist. In dieser Ausführungsform wird einerseits sichergestellt, dass eine im Innern des zu verschliessenden Objektes befindliche Person das Objekt immer verlassen kann. Andererseits stellt diese direkte Kopplung zwischen Abtriebselement und innerem Türdrücker auch einen gewissen Schutz vor Manipulationen dar - immerhin muss der innere Türdrücker bei jedem Manipulationsversuch mitbewegt werden.
Als Antriebsmittel kann ein Elektromotor mit einer Hubspindel verwendet werden. Elektromotoren sind im Vergleich zu Magnetstellgliedern relativ sparsame Stromkonsumenten. Zudem sind sie aufgrund der Bauweise weitgehend vibrations-, schock- und magnetresistent.
Das Kupplungselement kann durch das Antriebsmittel ,quasi-zwangs geführt' oder gar ganz zwangsgeführt verschiebbar sein. Das bedeutet, dass die Position des Kupplungselementes zwischen der ersten und der zweiten Kupplungslage jederzeit durch das Antriebsmittel definiert wird, bspw. indem es mit dem Vortriebsmittel des Antriebsmittels verbunden ist. Im Falle der quasi-Zwangsführung ist diese Verbindung nur durch einen gewissen Kraftaufwand zu lösen; es kann bspw. sein, dass das Vortriebsmittel und/oder das Kupplungselment ein permanentes magnetisches Moment aufweist und dadurch das Kupplungselement am Vortriebsmittel haftet. Im Falle der Zwangsführung ist die Verbindung so fest, dass sie durch normale Stösse gar nicht lösbar ist. Beispielsweise wird das Kupplungselement durch mechanische Verbindungen am Vortriebsmittel fixiert; die mechanischen Verbindungen werden bspw. gelöst, sobald sich das Kupplungsmittel in der zweiten Kupplungslage befindet. Die Verriegelungsvorrichtung kann also so ausgebildet sein, dass sich das Kupplungselement immer auf einer von zwei vorgegebenen Bahnen befindet: auf der ersten Bahn quasi-zwangsgeführt oder zwangsgeführt zwischen der ersten und der zweiten Kupplungslage, und auf der zweiten Bahn durch den Rotor mitgedreht und relativ zu diesem in konstanter Position um eine Achse des Rotors herum.
Das Antriebsmittel kann mit Federmitteln versehen sein, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass das zwischen der ersten Kupplungslage und der zweiten Kupplungslage befindliche Kupplungselement durch mechanisches Einwirken entgegen einer Federkraft in Richtung der ersten Kupplungslage bewegbar ist. Damit kann Schäden durch gewaltsame Manipulationsversuche und beim Ausfall des Antriebs vorgebeugt werden. Wenn sich das Kupplungselement in einer - Undefinierten - Lage zwischen der ersten und der zweiten Kupplungslage befindet, und Kraft auf eine Scherlinie ausgeübt wird, weicht das Kupplungselement in Richtung der ersten Kupplungslage aus, ohne dass Schäden entstehen würden.
Verriegelungsvorrichtung kann - für den Fall, dass sie mit einem Schliesszyhnder verwendet wird - ein Schlüsselblockierelement aufweisen, das durch Einführen des Schlüssels in die Schlüsselöffnung von einer ersten Lage zu einer zweiten Lage bewegbar ist, wobei es in der zweiten Lage ein Herausziehen des Schlüssels nur bei bestimmten, vorgegebenen Ausrichtungen des Rotors erlaubt. Das erlaubt einerseits dem Benutzer, in an sich bekannter Art eine Türe zu öffnen, indem er am nicht vertikal ausgerichteten Schlüssel zieht. Andererseits kann dadurch gewährleistet sein, dass das System bei entferntem Schlüssel immer in einer definierten Lage ist, in welcher das Kupplungselement zwischen den zwei Kupplungslagen verschiebbar ist.' Es kann ausserdem vorgesehen sein, dass das Schlüsselblockierelement den Rotor in der ersten Lage gegen Drehungen blockert, damit dieser nicht durch einen Schraubenzieher oder ähnliche Mittel oder durch zufällig induzierte Bewegungen von seiner definierten Lage weg bewegt werden kann. Bei Versuchen, den Rotor mit einem Schraubenzieher o.a. und mit viel Kraft zu bewegen, wird allenfalls das Schlüsselblockerelement beschädigt, wegen der mechanischen Entkopplung von Rotor und Gehäuse aber niemals die für das Betätigen des Riegels wesentlichen Elemente.
Das Schlüsselblockierelement - zusammen mit dem Kupplungselement - bewirkt, dass insgesamt drei definierte Zustände vorhanden sind:
1. Kein Schlüssel steckt: Erster Kupplungszustand, und das Schlüsselblockierelement blockiert den Rotor
2. Ein unberechtigter Schlüssel steckt: Erster Kupplungszustand, und das Schlüsselblockierelement gibt den Rotor frei. Der Rotor ist frei drehbar, er bewirkt aber keine Betätigung des Riegels. Der Schlüssel kann nur in einer definierten Position des Rotors herausgezogen werden.
3. Der berechtigte Schlüssel steckt: Zweiter Kupplungszustand, der Rotor ist drehbar, und seine Drehung bewirkt ein Betätigen des Riegels.
Das Schlüsselblockierelement kann bspw. ein Kipphebel sein, der mit einer Feder verbunden ist, die eine Rückstellkraft hin zur ersten Lage bewirkt.
Die zusätzliche Sicherheit, welche durch die vorstehenden Elemente bewirkt wird, hat zur Folge, dass die Verriegelungsvorrichtung bspw. ohne rein mechanisch betätigbare Zuhaltungen auskommt. Damit kann eine erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung mit irgendwelchen bestehenden Schliesssystemen kombiniert werden und anlagenübergreifend zum Einsatz kommen. Die Verriegelungsvorrichtung erlaubt eine Verbindung von mehreren Anlagen und einen Einsatz in mehreren Anlagen mit einem systemneutralen Schlüssel.
Selbstverständlich kann eine erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung aber auch zusätzlich noch mechanische Zuhaltungen aufweisen.
Die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung ist in dieser Ausführungsform also systemneutral: mechanische und mechantronische Systemkomponenten sind vollständig trennbar.
Im Folgenden werden noch bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 schematisch einen Schnitt durch Elemente einer erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung.
Figur 2 ebenfalls schematisch einen Schnitt durch Elemente einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung.
- Figur 3 schematisch die möglichen Zustände für das Kupplungselement in den Anordnungen gemäss den Figuren 1 und 2.
Figur 4 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, von Elementen eines Zylinderschlosses mit einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtungwobei das Kupplungselement in der ersten Kupplungslage ist.
- Figur 5 die Ansicht gemäss Figur 4, wobei ein Schlüssel in die Schlüsselöffung eingeschoben ist und sich das Kupplungselement in der zweiten Kupplungslage befindet.
Figur 6 eine Explosionsdarstellung von Bestandteilen der Antriebsmittel.
Figuren 7 und 8 schematisch einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform in zwei Kupplungszuständen.
Figuren 9 und 10 einen Querschnitt und einen Längsschnitt (schematisch) durch ein Schloss mit einer erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung, in zwei
Kupplungszuständen
Figur 11 einen weiteren Querschnitt durch das Schloss gemäss Figuren 9 und 10.
Ein einer Ausführungsform der Erfindung zugrunde liegendes Prinzip ist in der Figur 1 gezeigt. Sehr schematisch sind ein durch einen Schlüssel drehbarer Rotor 2 und ein mit einem bspw. direkt in eine Türe eingebauten Gehäuse verbundenen und daher nicht drehbaren Stator 3. Zwischen Rotor 2 und Stator 3 befindet sich ein als Abtriebshülse ausgebildetes Abtriebselement 4. Dieses ist mindestens Teilweise um die Drehachse des Rotors drehbar und ist mit einem Mitnehmer in Wirkverbindung bringbar, welcher zum Betätigen von Riegelelementen ausgebildet ist, so, dass der Riegel - gegebenenfalls, wenn gewisse Voraussetzungen erfüllt sind - durch drehen des Abtriebselementes 4 betätigt werden kann. Sowohl der Rotor als auch der Stator besitzen je eine Aussparung 2.1, 3.1, welche in der gezeichneten Anordnung mit einer Aussparung 4.1 im Abtriebselement fluchten. Ein Kupplungselement 5 befindet sich in der Öffnung, welche durch diese Aussparungen gebildet wird. In der Figur ist das Kupplungselement 5 Kugel ausgebildet. Es könnte aber auch eine andere Form haben und beispielsweise ein Zapfen mit einer teilweise sphärischen Oberfläche oder ein Stift sein. Das Funktionsprinzip ist das Folgende: Das Kupplungselement ist durch nicht dargestellte Antriebsmittel der Öffnung verschiebbar. Es nimmt eine erste Kupplungslage - oder Sperrlage - ein, wenn es sich auf der Scherlinie Sl befindet, welche zwischen dem Stator 3 und den Abtriebselement gebildet wird. Dieser Zustand entspricht dem ersten Kupplungszustand. In seiner ersten Kupplungslage kuppelt das Kupplugselement das Abtriebselement mit dem Stator. Es verhindert ein Drehen des Abtriebselements und damit ein Betätigen des Riegels. Das Kupplungselement bewirkt aber keine Kupplung zwischen Rotor und Abtriebselement, wenn es in der ersten Kupplungslage ist. Rotor und Abtriebselement und damit auch Rotor und Riegel sind also entkoppelt, wenn das Kupplungselement in der Sperrlage befindet. Dies ist ein Unterschied zum Stand der Technik, wo eine Sperrung dadurch bewirkt wird, dass der Rotor gegenüber dem Stator gesperrt wird.
In einer zweiten Kupplungslage - oder Freilage - ist das Kupplungselement 5, wenn es sich auf der Scherlinie S2 zwischen dem Rotor und dem Abtriebselement befindet. Dies ist der zweite Kupplungszustand.
Die in der Figur gezeigte Anordnung ist ein Beispiel für eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Kupplungselement 5, das elektronisch gesteuert zwischen einer ersten und einer zweiten Kupplungslage - entsprechend dem ersten und zweiten Kupplungszustand -verschiebbar ist, wobei das Kupplungselement 5, 5' in einer ersten Kupplungslage das Abtriebselement 4 gegenüber dem Gehäuse sperrt und in einer zweiten Kupplungslage das Abtriebselement 4 mit dem Rotor 2 kuppelt, wobei der Rotor 2 nicht mit dem Abtriebselement 4 gekuppelt ist, wenn sich das Kupplungselement in seiner ersten Kupplungslage befindet.
Figur 2 zeigt eine Variante des in Figur 1 gezeigten Prinzips, wo das Kupplungselement 5' nicht kugelförmig ist, sondern eine nur teilweise sphärische Oberfläche besitzt. Die Aussparung 2.1 im Rotor ist in dieser Ausführungsform bspw. so begrenzt, dass das Kupplungselement den Rotor 2 und das Abtriebselement 4 nur kuppelt, wenn es bis zum Anschlag in die Öffnung eingeführt ist. Ist das Kupplungselement etwas zurückgezogen, wird es bei einem Drehmoment auf den Rotor aufgrund seiner teilweise sphärischen Oberfläche zurück in Richtung seiner ersten Kupplungslage gestossen.
Anstelle des halbkugelförmigen Oberflächenabschnittes der Figur 2 kann auch eine andere Oberflächenform vorgesehen sein, welche ein solche Zurückstossen bewirkt - bspw. eine Kegelform etc. Die eigentlich in dieser Ausführungsform zu erfüllende Bedingung ist, dass die Form des Kupplungselementes so ist, dass es einen Bereich aufweist, in welchem es sich stetig verjüngt.
Natürlich kann das Merkmal, dass die Tiefe der Aussparung 2.1 im Rotor so begrenzt ist, dass das Kupplungselement in seiner zweiten Kupplungslage gleichzeitig auch an einem Anschlag oder fast an einem Anschlag ist, auch bei einem kugelförmigen Kupplungselement vorhanden sein.
Anhand von Figur 3 wird nun dargestellt, wie die Ausführungsformen gemäss Figuren 1 und 2 dazu beitragen, dass bei Manipulationsversuchen mit zufälligen Bewegungen des Kupplungselement die Wahrscheinlichkeit für ein erfolgreiches Öffnen des Schlosses sehr gering ist und gegen 0 geht.
Die Figur 3 stellt sehr schematisch die Menge aller Zustände 11 dar. In der Anordnung der Figuren 1 und 2 wird das Kupplungselement durch die genannten Aussparungen geführt und ist nur in einer Richtung x verschiebbar; die Zustände können also durch die Position in dieser Richtung x charakterisiert werden. Das obere Diagramm der Figur zeigt die Situation für die Anordnung gemäss Figur 1. Die Untermenge derjenigen Zustände, in welcher das Kupplungselement in seiner zweiten Kupplungslage ist und das Öffnen des Schlosses ermöglicht ist in der Figur mit dem Bezugszeichen 12 versehen. Aufgrund der sphärischen Oberfläche des Kupplungselementes muss seine Position sehr präzis so gewählt sein, dass sich sein Äquator auf der Scherlinie S2 befindet. Andernfalls wird das Kupplungselement bei einem auf den Rotor wirkenden Drehmoment in die eine oder andere Richtung weggestossen. Diese Tatsache wirkt sich so aus, dass die Untermenge 12 der Zustände, in welcher eine Freigabe erfolgt, sehr klein ist. Bei zufälligen Bewegungen verschwindet die Wahrscheinlichkeit fast, dass das Kupplungselement in die Freigabe-Lage (die zweite Kupplungslage) gerät.
Das untere Diagramm der Figur 3 bezieht sich auf den Aufbau gemäss Figur 2. Dieser unterscheidet sich von demjenigen von Figur 1 dadurch, dass das Kupplungseielement in seiner zweiten Kupplungslage gleichzeitig auch an einem Anschlag ist. Die Untermenge 12 der Zustände, in welcher eine Freigabe erfolgt, ist daher ganz am Rand eingetragen. Auch in diesem Fall ist sie klein im Vergleich zur Menge aller Zustände, da das Kupplungelement ebenfalls bei einem Drehmoment auf den Rotor von der Kupplungslage weggedrückt wird, wenn es nicht exakt in der Kupplunslage positioniert ist. Die Figur 3 erklärt also, wie durch die beschriebenen Massnahmen die Erfolgswahrscheinlichkeit bei Manipulationsversuchen schon durch reine Statistik auf einen sehr kleinen Wert gebracht wird. Zusätzliche Massnahmen können diese Erfolgswarscheinlichkeit weiter verringern.
1. Es wird dafür gesorgt, dass bei Anregungen des Kupplungselements durch Stösse die Geschwindigkeit des Kupplungselementes immer gross ist, wenn es in derjenigen Position ist, die der zweiten Kupplungslage entspricht. In den hier beschriebenen Beispielen geschieht das dadurch, dass das Kupplungelement in seiner ersten Kupplungslage mit einer gewissen Kraft fixiert ist - es klebt quasi in der ersten Kupplungslage. Es kann dann nur durch einen sehr massiven Stoss überhaupt von dieser entfernt werden, bei einem solchen ist dann die Geschwindigkeit des sich lösenenden Kupplungelementes sehr gross. In der Ausführungsform gemäss Figur 2 wird es ausserdem am Anschlag sofort reflektiert und schnellt in Richtung erste Kupplungslage zurück. Die Heftwirkung, mit welcher das Kupplungselement in der ersten Kupplungslage quasi fixiert wird, kann bspw. durch einen Ferromagneten bewirkt werden, es können aber auch andere Mittel benutzt werden, bspw. ein Klemmen oder Kleben oder klettverschlussähnliche Mechanismen. Weitere Mechanismen sind denkbar, wie bspw. die im US-Patent 4 103 526 für mechanischen Zuhaltungen beschriebenen T-Nuten oder schwalbenschanzförmigen Nuten.
2. Eine rücktreibende Kraft, wie sie bspw. in der bereits erwähnten Publikation WO 98/28508 beschrieben ist. Bezüglich deren Effekt sei auf diese Publikation verwiesen. Die Quelle der rücktreibenden Kraft kann bspw. ebenfalls ein Ferromagnet sein. Das in den Figuren 4 und 5 teilweise dargestellte Zylinders chloss besitzt einen doppelten Schliesszylinder 1 mit einem ersten, für einen Türaussenseite vorgesehenen Teilzylinder 1.1 und einem zweiten, für eine Türinnenseite vorgesehenen Teilzylinder 1.2 (optional). Der zweite Teilzylinder 1.2 ist in der Figur lediglich schematisch dargestellt. Der erste Teilzylinder 1.1 besitzt einen Rotor 2 und einen diesen umgebenden Stator 3. Der Rotor ist mit einer Schlüsselöffnung 2.2 versehen. Ebenfalls dargestellt ist ein Mitnehmer 21, welcher mit nicht dargestellten Riegelemenenten in Verbindung bringbar ist. Der Mitnehmer 21 kann in noch darzustellender Weise über ein durch Einführen eines Schlüssels 30 einzuschiebendes Flügelelement 22 über das Abtriebselement 4 gekoppelt werden; eine analoge Einrichtung kann auch für den eventuell vorhandenen zweiten Teilzylinder 1.2 vorgesehen sein. Das Flügelelement 22 ist mechanisch mit einem Abtriebselement 4 gekoppelt. Dieses kann in bereits erläuterter Weise entweder mit Gehäuseteilen bzw. dem Stator 3 oder mit dem Rotor gekoppelt werden. Das dazu dienende Kupplungselement 5 ist im dargestellten Beispiel kugelförmig ausgebildet. Das Kupplungelement ist durch Antriebsmittel 23 zwischen der ersten Kupplungslage (Figur 4) und der zweiten Kupplungslage (Figur 5) verschiebbar. In der ersten Kupplungslage befindet sich der Äquator des Kupplungelements auf der Scherlinie zwischen Abtriebselement und Stator, in der zweiten Kupplungslage auf der Scherlinie zwischen Abtriebselement und Rotor.
Die Antriebsmittel werden elektronisch gesteuert. Für die Steuerung besitzt das Zylinderschloss ein nicht dargestelltes Elektronikmodul und Kommunikationsmittel zur Kommunikation mit einem Datenträger des Schlüssels 30. Die Kommunikationsmittel für die Kommunikation zwischen Datenträger und Elektronikmodul können in an sich bekannter Art für eine berührungslose Kommunikation via elektromagnetischer Strahlung ausgebildet sein, oder der Schlüssel kann auch über Kontakte verfügen, welche über Kontaktstifte des Zylinderschlosses kontaktierbar sind. Weitere Kommunikationsmöglichkeiten sind denkbar. Das Elektronikmodul bestimmt - bspw. ebenfalls in an sich bekannter Art - anhand von mit dem Datenträger des Schlüssels ausgetauschten Daten, ob der Schlüssel zum Zutritt zum verschlossenen Objekt berechtigt. Bei einer Berechtigung steuert das Elektronikmodul die Antriebsmittel so, dass diese das Kupplungselement in die zweite Kupplungslage bringen und das Schloss freigeben (Figur 5). Der Schlüsselinhaber kann dann mit einer Drehung des Schlüssels eine Drehung des Abtriebselementes 4 bewirken, wobei sich das Kupplungselement in der Öffnung, welche durch Aussparungen 2.1, 4.1 des Rotors und des Abtriebselementes bilden, mitdreht. Das Abtriebselement 4 bewirkt über Flügelelement 22 und Mitnehmer 21 eine Betätigung von Riegelemententen.
Nahe bei der Schlüsselöffnung 2.2 ist noch ein als Kipphebel ausgebildetes, zwischen einer ersten Lage (Figur 4) und einer zweiten Lage (Figur 5) bewegbares Schlüsselblockierelement 24 dargestellt. Dieses ist in der Figur durch einen Drehzapfen 25 am Rotor 2 gelagert und wird mit Federmitteln 26 in seiner ersten Lage gehalten, wenn keine weiteren Kräfte einwirken. In der ersten Lage blockiert es durch Anstehen am Stator 3 den Rotor 2 in einer Standardorientierung gegen Drehungen. Durch Einschieben eines Schlüssels kann es entgegen der Federkraft in seine zweite Lage gebracht werden. Dadurch löst sich die Blockierung des Rotors, und dieser kann frei gedreht werden. Sobald der Rotor nicht mehr in seiner Standardorientierung ist, wird durch Anstehen eines ersten Fortsatzes 24.1 an einer Stirnfläche 3.2 des Stators verhindert, dass das Schlüsselblockierelement 24 zurück in seine erste Lage gelangen kann. Gleichzeitig verhindert ein zweiter Fortsatz 24.2 des Schlüsselblockerelements 24, im Zusammenspiel mit einem Vorsprung 30.1 des Schlüssels 30, dass dieser herausgezogen werden kann.
Selbstverständlich kann auch auf andere Weise sichergestellt werden, dass die Kupplungsachse synchronisiert wird, bspw. - in an sich bekannter Art - durch mechanische Zuhaltungen. Anhand der Figur 6 wird noch das Antriebsmittel 23 genauer beschrieben. Es besitzt einen Elektromotor 40, durch welchen eine Antriebswelle 41 in Drehung versetzt werden kann. Auf die Antriebswelle 41 ist eine Hubspindel 42 entlang dieser linear verschiebbar aufgesetzt. In der Zeichnung ist noch ein zwischen Antriebswelle 41 und Hubspindel 42 vorhandenes Zwischenteil 43 gezeichnet. Im Schraubelement eingebracht ist ein Pernanentmagnet 45. Auf dem Elektromotor 40 mit einer Feder 46 gelagert ist eine Votriebshülse 47 mit durch Schlitzen der Vortriebshülse in Schraubnuten der Hubspindel 42 hineinragenden Führelementen 48. Der Elektromotor mit der Hubspindel 42 und die Vortriebshülse 47 sind von einer Lagerhülse 49 umgeben und gehalten. Die Feder 46 drückt die Vortriebshülse 47 gegen eine Anschlagsfläche 49.1 der Lagerhülse.
Wenn die Hubspindel 42 durch die Antriebswelle in Drehung versetzt wird, wirkt aufgrund der in die Schraubnuten hineinragenden Führelemente 48 ein Vortrieb (oder Rücktrieb) auf die Hubspindel 42. Die Hubspindel kann zwischen einer ersten, zurückgezogenen Positionen und einer zweiten Position verschoben werden, in der es bspw. teilweise aus der Lagerhülse und der Vortriebshülse 47 herausragt. Dadurch wird das Kupplungselement 5 geführt zwischen seiner ersten und seiner zweiten Kupplungslage verschoben. Wenn auf das Kupplungselement eine Kraft in Richtung seiner ersten Kupplungslage - also in der Figur gegen unten - wirkt, so weichen Kupplungselement 5, Hubspindel 42 und Vortriebshülse 47 aufgrund der Wirkung der Feder 46 entgegen der Federkraft nach unten aus. Wie bereits erläutert kann eine solche Kraft aufgrund eines auf den Rotor wirkenden Drehmoments zustande kommen, wenn es dann wirkt, wenn das Kupplungselement zwischen den beiden Kupplungslagen ist.
In der Figur sind noch Stromversorgungskabel 51 zum elektronisch gesteuerten Versorgen des Elektromotors mit elektrischer Energie gezeigt, ebenso eine diese und eventuell elektronische Informationsübertragungskanäle führende Grundplatte 50. Selbstverständlich ist der hier beschriebene Mechanismus zum Ausüben eines Vortriebs nicht die einzige mögliche Art, elektronisch gesteuert einen Vortrieb zu bewirken. Die Fachperson wird viele weitere Möglichkeiten erkennen, wie eine Drehbewegung eines Elektromotors in eine Vortriebsbewegung umgesetzt wird, bspw. wie im vorliegenden Fall mittels eines Schraubengetriebes. Auch sind Varianten ohne Elektromotor denkbar, bspw. ein magnetisches Stellglied.
Hier soll noch kurz die Rolle des Permanentmagneten 45 erläutert werden. Wenn ein magnetisierter Körper in direktem Kontakt mit ferromagnetischem Material ist, bilden sich die ferromagnetischen Domänen im ferromagnetischen Material so aus, dass das Magnetfeld im Übergang zwischen dem magnetisierten Körper und dem ferromagnetischen Material stetig verläuft. Wenn das Material und der Körper um auch nur eine kurze Distanz getrennt werden, ist ein solcher stetiger Verlauf nicht mehr möglich, daher muss Energie aufgewendet werden, um Material und Körper zu trennen. Das bewirkt so etwas wie eine , Klebwirkung', diese ist jedermann bekannt, der einmal mit Permanentmagneten gespielt hat. Diese Wirkung wird im vorliegenden Fall ausgenutzt, um eine quasi-Zwangsführung zu bewirken: Das - bspw. eisen- kobalt- und/oder nickelhaltige - Kupplungselement 5 lässt sich nur durch massive Stösse überhaupt vom Permanentmagneten lösen, einmal gelöst hat es i.A. eine hohe Geschwindigkeit. Diese , Klebwirkung' wird noch verstärkt, wenn das Kupplungselement eine flache Oberfläche hat, wie in der Figur 2 gezeichnet. Eine zweite Wirkung ist die Fernwirkung: der Permanentmagnet übt eine gewisse Anziehungskraft auf das Kupplungselement 5 aus, wodurch eine rücktreibende Kraft entsteht, deren Vorteile vorstehend schon andiskutiert wurden.
Der Permanentmagnet erlaubt auch eine im Vergleich zur dargestellten Ausführungsform, bspw. um 180°, gedrehte Zylindereinbaulage. Die in den Figuren 7 und 8 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der Figuren 1-2 und 4-5 dadurch, dass das Kupplungselement im ersten Kupplungszustand im Innern des Rotors liegt. Die Blockierung des Abtriebselements 4 gegenüber dem Gehäuse wird durch ein Blockierelement bewirkt, welches einem Vortriebsmittel 42 - bspw. einer Hubspindel 42 wie in Figur 6 dargestellt - entspricht und im ersten Kupplungszustand in eine Öffnung im Abtriebselement eingefahren ist. Dieser erste Kupplungszustand ist in der Figur 8 dargestellt. Das Kupplungselement 5 befindet sich vollständig innerhalb einer Umfangslinie des Rotors 2. Im in der Figur 7 gezeigten ersten Kupplungszustand ist das Kupplungselement so plaziert, dass sein Aequator sich auf der Scherlinie zwischen Rotor und Abtriebselement 4 befindet und also Rotor und Abtrielbselement koppelt (zweite Kupplungslage). Die Hubspindel 42 ist in diesem zweiten Kupplungszustand zurückgezogen, so dass das Abtriebselement drehbar ist. Gezeichnet sind noch ein inneres und ein äusseres Halteelement 52, welche bewirken, dass das Kupplungselement auch dann in der zweiten Kupplungslage verbleibt, wenn der Rotor gedreht wird und bspw. die Schwerkraft (bei einer Drehung um 180°) das Kupplungselement gegen das Rotorinnere bewegen würde.
Die Funktionsweise dieser Ausführungsform ist die Folgende: Im ersten Kupplungszustand (Figur 8) blockiert die Hubspindel 42 das Abtriebselement 4 gegen das Gehäuse. Das Kupplungselement verhindert keine Drehung des Rotors, wenn nicht andere Mittel (Schlüsselblockierelement o.a.) eine Drehung des Rotors verhindern, ist dieser frei drehbar, aber ohne Wirkung (Fig. 8, unteres Bild). Ein Übergang in den zweiten Kupplungszustand ist bspw. nur möglich, wenn das System in der ausgerichteten Orientierung gemäss Figur 8, oberes Bild ist, was wieder durch ein Schlüsselblockierelement bewirkt werden kann. Beim Übergang wird die Hubspindel elektronisch gesteuert zurückgezogen, wodurch bewirkt wird, dass das Kupplungselement in die zweite Kupplungslage bewegt wird, bspw. durch die Schwerkraft, eine magnetische Kraft wie gemäss den vorhergehenden Beispielen und/oder durch eine auf das äussere der Halteelmente 52 wirkende und von diesem über das innere Halteelement 52 weitergegebene Federkraft. Im zweiten Kupplungszustand ist der Rotor drehbar, und das Abtriebselement mit ihm gekuppelt: der Riegel kann betätigt werden. Das äussere Halteelement 52 befindet sich - bspw. anfangs durch eine Federkraft hineingedrückt - innerhalb einer äusseren Umfangslinie des Abtriebselements und wird, wenn das Abtriebselement weggedreht ist, durch Gehäuse - bzw. Stator - innerhalb dieser äusseren Umfangslinie gehalten. Dadurch bewirkt es über das innere Halteelement 52, dass das Kupplungselement 5 gegen Innen wegrutscht.
Der Übergang vom zweiten in den ersten Kupplungszustand ist nur in der im oberen Bild der Figur 7 gezeichneten ausgerichteten Orientierung möglich. Die Hubspindel drückt das Kupplungselement ins Rotorinnere und blockiert dabei das Abtriebselement gegen das Gehäuse. Die Halteelemente 52 werden nach aussen verdrängt, wobei in dieser Orientierung für das äussere Halteelement eine ensprechende Ausnehmung vorhanden ist, wo es bspw. entgegen die erwähnte Federkraft hineingedrückt wird.
Anstelle der gezeichneten Halteelemente sind auch andere Mechanismen denkbar, die ein Hineingleiten des Kupplungselementes ins Rotorinnere verhindern.
Obwohl in den Figuren 4 und 5 gezeigt ist, wie die Verriegelungsvorrichtung ein Zylinderschloss eingebaut ist, versteht sich, dass das Prinzip auch in anders gearteten Schlössern eingesetzt werden kann. Ein Beispiel ist sehr schematisch in den Figur 9, 10 und 11 gezeichnet. Elemente, welche bereits anhand der Figuren 1, 2, 4 und 5. beschrieben worden sind, haben dieselben Bezugszeichen und werden hier nicht noch einmal beschrieben; bereits beschriebene Wirkungsweisen werden ebenfalls nicht noch einmal erklärt. Der Rotor 2 ist direkt mit einem Türdrücker oder einem wirkungsänhnlichen Mittel oder einem Türknauf verbunden, bspw. indem ein Schaft 61 des Türdrückers oder Türknaufs als Vierkant ausgebildet ist und in eine entsprechende Öffnung im Rotor eingreift. Das Abtriebselement ist häufig auf einer Achse angebracht, welche im eingebauten Zustand über einer Achse eines Schliesszylinders und über den Riegelmitteln liegt. Es sind dann entsprechende (nicht gezeichnete) Kupplungsmittel vorhanden, welche das Abtriebselement mit darunter liegenden Riegelmitteln kuppeln. Andererseits entspricht die Achse eines Türknaufs häufig der Achse des durch den Türknauf ersetzten Schliesszylinders.
In Figur 9 ist die Verriegelungsvorrichtung im zweiten Kupplungszustand gezeichnet: Das Kupplungselement 5 ragt in eine Aussparung im Rotor hinein und kuppelt dadurch Rotor und Abtriebselement.
Das Abtriebselement 4 kann direkt mit einem innenseitigen Türdrücker oder wirkungsähnlichen Mittel (nur ein Vierkant-Schaft 62 gezeichnet) verbunden sein. Fallweise ist. das Abtriebselement im ersten Kupplungszustand ans Gehäuse 3 gekoppelt, was zu einer Sperrung des innenseitigen Türdrückers führt. Alternativ ist wie im gezeichneten Beispiel im Gehäuse eine Rinne 3.3 vorgesehen, welche eine Kulisse bildet und in welcher sich das im ersten Kupplungszustand befindliche Kupplungselement 5 zusammen mit dem Abtriebselement 4 zwischen zwei Anschlägen bewegen kann, ohne dass der Rotor mitdreht (Fig. 10). Alternativ dazu kann im ersten Kupplungszustand das Kupplungselement 5 bspw. so liegen, dass es das Abtriebselement nicht mit dem Gehäuse kuppelt beispielsweise indem es so weit zurückgezogen ist, dass es nicht mehr in die Öffnung des Abtriebselementes hineinragt. Durch diese optionalen Kupplungsvarianten von Abtriebselement und innerem Türdrücker bei gleichzeitiger Entkopplung vom Gehäuse kann sichergestellt werden, dass eine im Inneren eines zu verschliessenden Objekts befindliche Person unter allen Umständen das Objekt verlassen kann. Ausserdem stellt die Kupplung von innerem Türdrücker an Abtriebselement ebenfalls ein gewisses Hindernis bei Manipulationsversuchen von aussen dar.
In der gezeichneten Ausführungsform ist das Kupplungselement 5 nicht kugelförmig sondern zapfenartig ausgebildet. Es ist hier nicht als ganzes magnetisch sondern besitzt an seiner Unterseite einen Einsatz 5.1 aus ferromagnetischem Material, bspw. aus permanent magnetischem Material. Zwischen der Hubspindel 42 (bzw. dem Permanentmagneten 45) und dem Kupplungselement 5 befindet sich ein hier kugelförmiges Zwischenelement 65 aus magnetischem Material. Das Zwischenelement 65 hat folgende Funktionen: Durch seine mindestens bereichsweise sphärische Oberfläche und die dadurch nur punktuellen Auflageflächen verhindert es, dass Drehbewegungen von der Hubspindel an das Kupplungselement übertragen werden, wodurch Reibungsverluste entstehen würden. Ausserdem können in der gezeichneten Ausführungsform die Antriebsmittel auch dann in den zweiten Kupplungszustand gebracht werden, wenn Abtriebselement und Kupplungsmittel nicht in der Ausgangsstellung sind, bspw. aufgrund einer teilweisen Betätigung des inneren Türdrückers oder wirkungsähnlichen Mittels. Dies ist in Fig. 10 dargestellt. Bei einer Rückbewegung von Abtriebelement und Kupplungsmittel in die Ausgangsstellung, bspw. aufgrund der Wirkung einer Feder, bewirken die Oberflächen von Zwischenelement 65 und Kupplungselement 5, dass das Kupplungselment 5 nach oben verschoben wird und in die Aussparung 2.1 des Rotors eingreift, also direkt in die zweite Kupplungslage verschoben wird.
Die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung ist bei einer direkten Wirkverbindung zwischen Türdrücker oder Türknauf und Rotor besonders vorteilhaft, da durch diese Mittel besonders grosse Drehmomente ausgeübt werden können. Die erfindungsgemässe Entkoppelung von Rotor 2 und Abtriebselement 4 im ersten Kupplungszustand ist daher hier besonders vorteilhaft. In Figur 11 ist noch Schnitt durch die Linie (XI-XI) in Figur 9 gezeichnet. Erkennbar ist eine Feder 66 zum Rückstellen des Abtriebselementes (und ggf. des inneren Türdrückers oder wirkungsähnlichen Elements) und ein Anschlagselement 67, welches als einfaches Einlegeteil ausgebildet ist und eine Umstellung zwischen einer Betriebsart mit Drehung nach links und einer Betriebsart mit Drehung nach rechts erlaubt.
Zusätzlich zur Verriegelungsvorrichtung für Türdrücker oder Türknauf kann optional noch ein - eventuell konventionell mechanisch funktionierender - Schliesszylinder vorhanden sein.

Claims

PATENT ANSPRUCHE
1. Verriegelungsvörrichtung mit einem Gehäuse und mit Verriegelungs- und Kupplungsmitteln, welche ein Kupplungselement (5, 5') und mit dem Gehäuse verbundene, elektronisch gesteuerte Antriebsmittel (23) mit Vortriebsmitteln (42) zum Bewegen des Kupplungselementes (5, 5') aufweisen, so, dass die Verriegelungs- und Kupplungsmittel in einen ersten und einen zweiten Kupplungszustand bringbar sind, und mit einem Abtriebselement (4), welches zum Betätigen von Riegelmitteln ausgebildet ist, wobei im ersten Kupplungszustand das Kupplungselement (5, 5') so positioniert ist, dass ein Rotor (2) nicht mit dem Abtriebselement (4) gekuppelt ist, wobei im zweiten Kupplungszustand das Kupplungselement (5, 5') so positioniert ist, dass es das Abtriebselement (4) mit dem Rotor (2) kuppelt, und wobei das Kupplungselement (5, 5') so von den Vortriebsmitteln (42) entkoppelbar ist, dass es im zweiten Kupplungszustand durch eine Drehbewegung des Rotors (2) von den Vortriebsmitteln (42) weg bewegt werden kann.
2. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (5, 5') eine mindestens teilweise sphärische Oberfläche besitzt und bspw. als Kugel ausgestaltet ist.
3. Verriegelungs Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (5, 5') weder fest an das Gehäuse noch fest an den Rotor (2) gekoppelt ist.
Verriegelungs Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement in seiner zweiten Kupplungslage bei einer Drehbewegung des Rotors (2) in einer Öffnung mitgedreht wird, welche durch Aussparungen (2.1, 4.1) im Rotor (2) und im Abtriebselement (4) gebildet wird.
5. Verriegelungs Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement durch das Antriebsmittel quasi- zwangsgeführt verschiebbar ist, bspw. durch Kopplung an einen mit dem
Vortriebsmittel (42) verbundenen Permanentmagneten (45).
Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Antriebsmittel einen Drehantrieb und eine Hubspindel (42) aufweist.
7. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel mit Federmitteln (46) versehen ist, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass das sich zwischen der ersten Kupplungslage und der zweiten Kupplungslage befindliche Kupplungselement (5, 5') durch mechanisches Einwirken entgegen einer Federkraft in Richtung der ersten Kupplungslage bewegbar ist.
8. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Kupplungszustand das Abtriebselement (4) gegenüber dem Gehäuse versperrt ist und im zweiten Kupplungszustand das Abtriebselement (4) nicht mit dem Gehäuse gekuppelt ist
9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kupplungslage das Kupplungselement (5, 5') das Abtriebselement (4) gegenüber dem Gehäuse sperrt.
10. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kupplungslage ein Blockierelement (42) das Abtriebselement (4) gegenüber dem Gehäuse versperrt, wobei das Blockierelement und das Kupplungselement (5, 5') so angeordnet sind, dass eine Bewegung des Blockierelements beim Übergang zwischen dem ersten und dem zweiten
Zustand eine Bewegung des Kupplungselements (5, 5') verursacht.
11. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, zur Verwendung in einem Schliesszylinder, dadurch gekennzeichnet, dass sie frei von rein mechanisch betätigbaren Zuhaltungen ist.
12. Verriegelungs Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zur Verwendung in einem Schliesszylinder gekennzeichnet durch mechanische Zuhaltungen zum Eingreifen in Vertiefungen eines Schlüssels.
13. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, zur Verwendung in einem Schliesszylinder, gekennzeichnet durch ein Schlüsselblockierelement (24), das durch Einführen eines Schlüssels (30) in eine Schlüsselöffnung (2.2) von einer ersten Lage zu einer zweiten Lage bewegbar ist, wobei es so ausgebildet und angeordnet ist, dass es in der zweiten Lage ein Herausziehen des Schlüssels nur bei bestimmten, vorgegebenen Ausrichtungen des Rotors (2) erlaubt.
14. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schlüsselblockierelement so ausgebildet und angeordnet ist, dass es in seiner ersten Lage den Rotor (2) gegen Drehungen sperrt.
15. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Verwendung mit einem Türdrücker oder einem wirkungsähnlichen Mittel, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) mit einem äusseren Türdrücker oder wirkungsähnlichen Mittel koppelbar ist, dass das Abtriebselement (4) mit einem inneren Türdrücker oder wirkungsänhnlichen Mittel koppelbar ist, und dass das Kupplungselement im ersten Kupplungszustand so angeordnet ist, dass das Abtriebselement (4) nicht versperrt ist.
16. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in einem das Abtriebselement (4) führenden Bereich des Gehäuses (3) eine Rinne (3.3) ausgebildet ist, in welcher das Kupplungselement (5) durch eine Drehung des Abtriebselements bewegbar ist, wenn es sich im ersten Kupplungszustand befindet.
17. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein zwischen den Vortriebsmitteln und dem- Kupplungselement angeordnetes Zwischenelement (65) mit mindestens teilweise sphärischer Oberfläche.
8. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungslement einen Einsatz (5.1) aus einem ferromagnetischen, vorzugwseise permanent magnetisierten Material aufweist.
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