WO2007022910A2 - Freigabe- und sperrelement - Google Patents

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WO2007022910A2
WO2007022910A2 PCT/EP2006/008111 EP2006008111W WO2007022910A2 WO 2007022910 A2 WO2007022910 A2 WO 2007022910A2 EP 2006008111 W EP2006008111 W EP 2006008111W WO 2007022910 A2 WO2007022910 A2 WO 2007022910A2
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Reinhard PÖLLABAUER
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EVVA-WERK SPEZIALERZEUGUNG VON ZYLINDER- UND SICHERHEITSSCHLÖSSERN GESELLSCHAFT m.b.H. & Co. KOMMANDITGESELLSCHAFT
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    • E05B47/0676—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents by disconnecting the handle

Definitions

  • the invention relates to a release and blocking element for locking technical devices which can be brought by a blocking information in a release state.
  • Previously known locking devices are usually mechanical or electronic devices. Mechanical devices such as all types of door locks, padlocks or the like have been known for a long time. Advantage of these constructions is the simple and cheap production with long known technologies. However, a significant disadvantage is the sometimes insufficient security of such locks against unauthorized locking.
  • the blocking element includes a theological fluid or is formed from such a liquid, which is changeable by the blocking information in their viscosity.
  • the theological fluid can be an electrorheological fluid which changes its viscosity when an electric field is applied, or a magnetorheological fluid which changes its viscosity when a magnetic field is applied.
  • mechanical and electronic or only electronic means for reading out the blocking information and for applying the electric field or the magnetic field to the theological fluid are to be provided in the closing devices.
  • reaction times of such liquids are in the millisecond range.
  • the control is done by applying an electric or magnetic field.
  • the execution with an electrorheological fluid requires a very low energy, since only a small charge shift is necessary to apply the charges. There is thus no need in the cylinder for mechanical parts to be moved by the battery energy when released, which makes the lock construction much simpler and less maintenance-prone.
  • a possible embodiment of a release and locking element according to the invention is constructed such that the blocking element has a sleeve, as well as two mutually facing, movable coupling sides, wherein the theological fluid is located as an activatable coupling element within the sleeve between the two coupling sides.
  • the sleeve may be formed, for example, in the form of two half shells insulated from each other, each half shell being connected to the corresponding electrical pole.
  • the two coupling sides can be arranged in an insulating sleeve, wherein an electrical or magnetic field can be applied to the coupling sides.
  • One of the coupling sides can eg be connected via a gear or directly to the sperm axis of a locking device and the second coupling side can be connected via a speed limiting device or also directly equipped with an actuating shaft with eg a knob or a lever.
  • the mutually facing sides of the two coupling sides can be designed such that they are optimized in your power transmission option. This can be done, for example, in the form of intermeshing clutch disks, the formation of ribs or the like.
  • a further embodiment according to the invention of a release and blocking element may be constructed such that a sleeve with pistons movable therein and at least one outlet channel bounded by an elastic membrane and means for applying an electric field or a magnetic field are provided, wherein the rheological fluid within the sleeve is arranged and in the locked state of the release and blocking element by movement of the piston through the outlet channel and through the elastic membrane back into the sleeve is movable, and wherein upon application of an electric field or a magnetic field in the release of the release and Blocking the Theological fluid decreases in their fluidity and thus not or only slightly movable through the outlet channel, whereby the piston is no longer freely movable in the sleeve, but remains in a predefined blocking position.
  • the means for applying an electric field or a magnetic field can be arranged in the vicinity of the outlet channel according to a further feature of the invention and have facing surfaces between which the rheological fluid is located.
  • a piston within a sleeve open on both sides is freely movable, wherein in a sealed space between the sleeve and piston is a rheological fluid which can be increased in the application of an electric field or a magnetic field in its viscosity and thereby the movement the piston can be limited or brought to a standstill in a predefined position.
  • the mutually facing sides between sleeve and piston between which the rheological fluid is in turn can be optimized for power transmission, for example by the formation of ribs or the like in order to form the largest possible non-positive connection can.
  • a possible use of a release and locking element according to the invention is, for example, the use in a door lock cylinder, which on both sides of the door corresponding actuators and at least one side means for reading the lock information, arranged within the lock cylinder with the actuation axes coupling sleeve, a locking lug with a coupling cylinder arranged thereon and possibly connecting axes, wherein the coupling cylinder has a connecting axis facing portion, wherein in this section between the clutch cylinder and coupling sleeve a rheological fluid is provided as an activatable element for frictional connection between the clutch cylinder and coupling sleeve.
  • a means for reading out the blocking information all common mechanical or electronic reading devices or combinations thereof can be provided.
  • an electrical field or a magnetic field is then applied to the blocking element within the closing device, whereby the viscosity of the rheological fluid is increased and there is a frictional connection between the corresponding connecting shaft and the coupling cylinder of the locking lug.
  • the axes of the actuating elements, the coupling sleeve and, if appropriate, insulating disks, the connecting axes and insulating pieces can be arranged in a common sleeve projecting through the closing component, for example a door-closing cylinder, which greatly simplifies the construction and installation.
  • the closing device means for temperature control, which would block below a certain temperature, which would lead to freezing or too high an increase in viscosity of the rheological fluid, the device, whereby an undesirable Nachsperren can be avoided
  • all locking components may be equipped with one or more low-temperature detection units.
  • a bimetallic strip may be provided in the construction to prevent cold manipulation.
  • all closing technical components can be designed temperature-insulated, which also helps to avoid problems with low temperatures.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through an inventive release and locking element with two mutually facing coupling sides.
  • Fig. 2 shows a longitudinal section through a further embodiment of a release and locking element according to the invention with mutually facing coupling sides.
  • FIGS. 3 to 6 show further embodiments of a release and blocking element according to the invention, wherein forces are transmitted in the longitudinal direction.
  • FIGS. 7 and 8 each show schematic sectional views of closing devices in the form of locking cylinders with release elements according to the invention arranged therein. and blocking element. 9 shows a further embodiment of a door-closing cylinder with a release and blocking element according to the invention arranged therein.
  • the blocking element shown schematically in Figure 1 has a sleeve of two mutually insulated half-shells 1, 2 with which the respective electrical see poles 7, 8 are connected. Within this sleeve are the two coupling sides 30, 31. By means of seals 5, a space is created between these two coupling sides 30, 31 by the theological fluid, in this case an electrorheological fluid 6 is located.
  • Devices for limiting the speed for example in the form of a centrifugal force element that hooks at high rotational speeds and thus blocks, for example, a knob or door handle, can be provided on the actuating shaft 3. In the locked state, no voltage is applied to the half-shells 1, 2 and the theological fluid 6 is in a state of low viscosity.
  • the actuating shaft 3 When the actuating shaft 3 is rotated, it rotates freely and there is no further coupling action with the locking nasal axis 4. If voltage is applied to the poles 7, 8, then the viscosity of the rheological fluid 6 increases, whereby they solid or at least almost solid. If the actuation axis 3 is rotated, then there is a non-positive coupling of the coupling side 31 with the locking nose axis 4 via the solidified theological fluid 6. At the locking nose axis 4, it may be necessary to provide a transmission for better power transmission.
  • the electrical voltage can also be applied via the two coupling sides 30, 31. In this case, the sleeve may be continuous and made of an insulating material (not shown).
  • FIG. 2 shows a further embodiment of an enabling and blocking element.
  • the coupling sides 30 of the actuating shaft 3 are formed in this case in the form of a plurality of rotor disks 10, while the coupling sides 31 of the locking lug axis 4 are formed in the form of corresponding recesses in which the rotor disks 10 are freely rotatable. Between the rotor disks 10 and the corresponding recesses a continuous space is formed in which the rheological fluid 6 is located. This space is further limited by an electrical insulating sleeve 11, which simultaneously acts as a mechanical seal, so that the rheological fluid 6 can not escape.
  • Advantage of this embodiment is that the two coupling surfaces 30, 31 are maximized, thereby it comes to an increased non-positive connection via the theological fluid 6 and thus higher forces can be transmitted.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of an enabling and blocking element according to the invention in which forces can be transmitted in the longitudinal direction.
  • a piston 13 which can be moved in the longitudinal direction.
  • a sealed by seals 5 and an elastic membrane 14, sealed space is formed in which the theological fluid 6 is located.
  • the rheological fluid in the sleeve can flow past two mutually facing active surfaces 32, 33 via an outlet opening 16 in the direction of the elastic membrane 14 when the piston 13 moves into the sleeve and through the residual stress of the elastic membrane 14 back into the sleeve when the piston 13 is moved out of the sleeve 9.
  • theological fluid solidifies particularly in the region between the two action surfaces 32, 33.
  • the fluidity of the theological fluid decreases sharply, especially in this region, whereby the piston 13 no longer or only heavy can be moved back and forth and thus remains in a predefined position, whereby a locking operation can be triggered.
  • This blocking operation can be carried out subsequently by the non-positive or positive engagement of the piston 13 in corresponding recesses in the closing device.
  • Figures 4 and 5 show alternative embodiments of a release and blocking element which works according to the principle of Figure 3.
  • the active surface 33 to which the electrical pole 8 is connected is fastened to one side of the sleeve 9 via an insulating disk 15.
  • the outlet openings 16 are located along the circumference of the sleeve 9 and the isolated space is bounded by an elastic membrane ring or by a plurality of appropriately arranged elastic membranes on the outer circumference of the sleeve 9.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which the active surfaces 32, 33 constrict in the direction of the outlet opening 16.
  • the theological fluid 6 solidifies upon application of a voltage to the poles 7, 8 whereby the fluidity before all in this area and towards the outlet opening 16 decreases and the piston 13 remains in a predetermined position with corresponding blocking information.
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of a further possible embodiment of an enabling and blocking element according to the invention.
  • a two-sided piston 17 is movably arranged in a two-sided open sleeve 19 by seals 5 and insulating rings 18, a space between the sleeve and piston is created, in which the theological fluid 6 is located.
  • the piston In the locked state, the piston can move freely within the sleeve back and forth.
  • the electrical poles 7, 8 the theological fluid 6 solidifies, resulting in a frictional connection between the pistons 17 and the sleeve 19, which severely restricts or entirely prevents longitudinal movement.
  • the correspondingly facing sides that is to say the inner circumference of the sleeve 19 and the outer circumference of the piston 17, can be designed such that they are optimized for power transmission. This can be achieved, for example, by the formation of ribs 34.
  • the piston 17 of the embodiment shown in FIG. 6 can cooperate with corresponding recesses within the device for releasing the closing device.
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a closing device, in this case a door lock cylinder with a release and blocking element according to the invention.
  • the locking lug 23 is connected via a Spermasenachse 4, the insulating ring 18 and the insulating sleeve 11 with a rotor 22.
  • the rotor 22 is located within two insulating sleeves 11, which form a sealed space together with the correspondingly formed actuating axis 3 by the rheological fluid is.
  • On the actuation axis 3 is further the knob 21, which serves to open the door on the one hand, and on the other hand, for example, may include the means for reading the lock information.
  • the entire structure is housed in a housing 20.
  • FIG. 8 shows a schematic view of another closing device.
  • a two-sided door-closing cylinder, the knobs 21 via respective actuation axes 3, insulating washer 15, insulating pieces 26, connecting axes 25, 28 and the coupling sleeve 29 are connected to each other continuously.
  • the axes are arranged in a common sleeve through the entire closing cylinder in the housing 20 and are held by retaining rings 24 in position.
  • a clutch cylinder 27 is arranged, which is connected to the locking lug 23. Between the clutch cylinder 27 and the coupling sleeve 29 is a sealed by seals 5 space in which the theological fluid 6 is located. At the kausachse ⁇ 25, 28 is a limited by insulating 15 section of the coupling sleeve 29.
  • FIG. 9 shows a door lock cylinder with release and locking element arranged therein according to one of the embodiments of FIGS. 3 to 5, in the example shown an element according to FIG. 3.
  • the actuation of the lock cylinder is effected by pressing and turning the knob 21 and the thereto arranged actuation axis 3.
  • the return spring 41 provides upon release of the knob for the return of the release and locking element in the normal position.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Freigabe- und Sperrelement für schließtechnische Vorrichtungen, welches durch eine Sperrinformation in einen Freigabezustand bringbar ist, wobei das Sperrelement eine rheologische Flüssigkeit (6) beinhaltet oder aus einer derartigen Flüssigkeit gebildet ist, und wobei diese durch die Sperrinformation in Ihrer Viskosität veränderbar ist.

Description

Freigabe- und Sperrelement
Die Erfindung betrifft ein Freigabe- und Sperrelement für schließtechnische Vorrichtungen welches durch eine Sperrinformation in einen Freigabezustand bringbar ist.
Bei bisher bekannten schließtechnischen Vorrichtungen handelt es sich für gewöhnlich um mechanische oder elektronische Vorrichtungen. Seit langem bekannt sind vor allem mechanische Vorrichtungen wie zB alle Arten von Türschlössern, Vorhängeschlössern oder dergleichen. Vorteil dieser Konstruktionen ist die einfache und billige Herstellung mit lange bekannten Technologien. Ein wesentlicher Nachteil jedoch ist die manchmal nicht ausreichende Sicherheit derartiger Schlösser gegen unerlaubtes Nachsperren.
Einen erhöhten Schutz vor unbefugtem Zutritt gewähren elektronische Schließvorrichtungen, da bei derartigen Schlössern die Sperrinformation verschlüsselt ist und nicht mit den bekannten Technologien nachgemacht werden kann. Nachteilig ist jedoch für gewöhnlich dass zur Ansteuerung der Sperrelemente derartiger schließ- technischer Vorrichtungen komplizierte und aufwendige elektronische und mechanische Bauteile notwendig sind und ein hoher Energieverbrauch auftritt. Durch den für gewöhnlich aufwendigen Aufbau derartiger elektronischer Schließvorrichtungen sind die Konstruktionen teuer in der Herstellung und aufgrund der vielen Bauteile auch oft fehleranfällig.
Es ist also Aufgabe der Erfindung ein Sperrelement für eine schließtechnische Vorrichtung zu schaffen, welches die oben genannten Nachteile beseitigt, einfach und günstig in der Herstellung ist und eine geringere Wartungsanfälligkeit und höhere Sperrsicherheit aufweist. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass das Sperrelement eine Theologische Flüssigkeit beinhaltet oder aus einer derartigen Flüssigkeit gebildet ist, wobei diese durch die Sperrinformation in ihrer Viskosität veränderbar ist. Bei der Theologischen Flüssigkeit kann es sich um eine elektrorheologische Flüssigkeit, welche beim Anlegen eines elektrischen Feldes ihre Viskosität ändert, oder eine magnetorheologische Flüssigkeit, welche beim Anlegen eines Magnetfeldes ihre Viskosität verändert, handeln.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung sollen in den schließtechnischen Vorrichtungen mechanische und elektronische oder nur elektronische Mittel zum Auslesen der Sperrinformation und zum Anlegen des elektrischen Feldes oder des magnetischen Feldes an die Theologische Flüssigkeit vorgesehen sein.
Prinzipiell bestehen viele dieser Flüssigkeiten aus isolierenden Ölen, in welchen stark polarisierbare Moleküle eingemischt werden. Diese Moleküle werden im elektrischen oder magnetischen Feld polarisiert, richten sich entsprechend des Feldes aus und verfestigen somit die Flüssigkeit. Aufgrund dieser Verfestigung können entsprechend der unten angeführten Ausführungsbeispiele mechanische Kräfte übertragen werden.
Die Reaktionszeiten derartiger Flüssigkeiten liegen im Millisekundenbereich. Die An- Steuerung erfolgt durch das Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes. Besonders die Ausführung mit einer elektrorheologischen Flüssigkeit erfordert eine sehr niedrige Energie, da zum Aufbringen der Ladungen nur eine geringe Ladungsverschiebung notwendig ist. Es gibt somit im Zylinder keine Notwendigkeit, dass bei der Freigabe mechanische Teile durch die Batterieenergie bewegt werden, wodurch die Schlosskonstruktion wesentlich einfacher und weniger wartungsanfällig ausgeführt werden kann.
Bei schließtechnischen Vorrichtungen im Allgemeinen wird es vorteilhaft sein, die Schaltung des Freigabe- und Sperrelements so vorzunehmen, dass bei Anlegen der Spannung die Freigabe erfolgt. Dies wäre die energieeffizientere Variante, da ansonsten über den wesentlich längeren Zeitraum der Nichtfreigabe Spannung angelegt werden müsste. Eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelements ist derart aufgebaut, dass das Sperrelement eine Hülse, sowie zwei innerhalb dieser angeordnete zueinandergewandte, bewegliche Kupplungsseiten aufweist, wobei sich die Theologische Flüssigkeit als aktivierbares Kupplungselement innerhalb der Hülse zwischen den beiden Kupplungsseiten befindet. Die Hülse kann zB in Form von zwei voneinander isolierten Halbschalen ausgebildet sein, wobei jede Halbschale mit dem entsprechenden elektrischen Pol verbunden ist. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die beiden voneinander isolierten Halbschalen erhöht sich die Viskosität der elektrorheologischen Flüssigkeit, wodurch eine kraftschlüssige Kupplung zwischen den beiden Kupplungsseiten entsteht. In einer anderen Ausführungs- form können die beiden Kupplungsseiten in einer isolierenden Hülse angeordnet sein, wobei an die Kupplungsseiten ein elektrisches oder magnetisches Feld anlegbar ist.
Eine der Kupplungsseiten kann zB über ein Getriebe oder direkt mit der Spermasen- achse einer schließtechnischen Vorrichtung verbunden sein und die zweite Kupplungsseite kann über eine Drehzahlbegrenzungsvorrichtung oder auch direkt mit einer Betätigungsachse ausgestattet mit zB einem Knauf oder einem Hebel verbunden sein.
Zur Erhöhung der kraftschlüssigen Verbindung können die zueinander gewandten Seiten der beiden Kupplungsseiten derart ausgestaltet sein, dass sie in Ihrer Kraftübertragungsmöglichkeit optimiert sind. Dies kann zB in Form von ineinandergreifenden Kupplungsscheiben, der Ausbildung von Rippen oder dergleichen erfolgen.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Freigabe- und Sperrelements kann derart aufgebaut sein, dass eine Hülse mit darin bewegbaren Kolben sowie zumindest ein durch eine elastische Membran begrenzter Austrittskanal und Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes oder eines Magnetfeldes vorgesehen sind, wobei die Theologische Flüssigkeit innerhalb der Hülse angeordnet ist und im gesperrten Zustand des Freigabe- und Sperrelements durch Bewegung des Kolbens durch den Austrittskanal heraus und durch die elastische Membran wieder zurück in die Hülse bewegbar ist, und wobei beim Anlegen eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes bei der Freigabe des Freigabe- und Sperrelements die Theologische Flüssigkeit in ihrer Fließfähigkeit abnimmt und somit nicht oder nurmehr geringfügig durch den Austrittskanal bewegbar ist, wodurch der Kolben nicht mehr frei in der Hülse bewegbar ist, sondern in einer vordefinierten Sperrstellung verbleibt.
Die Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes oder eines Magnetfeldes können gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung in der Nähe des Austrittskanals ange- ordnet sein und einander zugewandte Flächen aufweisen zwischen denen sich die rheologische Flüssigkeit befindet.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Kolben innerhalb einer nach beiden Seiten offenen Hülse frei bewegbar, wobei sich in einem abgedichteten Raum zwischen Hülse und Kolben eine rheologische Flüssigkeit befindet, welche beim Anlegen eines elektrischen Feldes oder eines Magnetfeldes in ihrer Viskosität erhöhbar ist und wodurch die Bewegung des Kolbens einschränkbar oder in einer vordefinierten Position zum Stillstand bringbar ist. Die einander zugewandten Seiten zwischen Hülse und Kolben zwischen denen sich die rheologische Flüssigkeit befindet können wiederum zur Kraftübertragung optimiert sind zB durch die Ausbildung von Rippen oder dergleichen, um eine möglichst große kraftschlüssige Verbindung ausbilden zu können.
Durch derartige Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Sperrelements können also nicht nur Kupplungskräfte zwischen sich bewegenden Teilen hergestellt werden, sondern auch Kräfte in Längsrichtung über Kolben, Stiften oder dergleichen erwirkt werden. Damit diese Längskräfte die schließtechnische Vorrichtung freigeben können, kann der Kolben mit entsprechenden Ausnehmungen in der schließtechnischen Vorrichtung kraftschlüssig verbindbar sein.
Eine mögliche Verwendung eines erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelements ist zB die Verwendung in einem Türschließzylinder, welcher zu beiden Seiten der Tür entsprechende Betätigungselemente und mindestens zu einer Seite Mittel zum Auslesen der Sperrinformation, eine innerhalb des Schlosszylinders angeordnete mit den Betätigungsachsen verbundene Kupplungshülse, eine Sperrnase mit einem daran angeordneten Kupplungszylinder sowie gegebenenfalls Verbindungsachsen aufweist, wobei der Kupplungszylinder einen der Verbindungsachsen zugewandten Abschnitt aufweist, wobei in diesem Abschnitt zwischen Kupplungszylinder und Kupplungshülse eine rheologische Flüssigkeit als aktivierbares Element zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen Kupplungszylinder und Kupplungshülse vorgesehen ist. Als Mittel zum Auslesen der Sperrinformation können alle gängigen mechanischen oder elektronischen Auslesevorrichtungen oder Kombinationen daraus vorgesehen sein. Bei korrekter Sperrinformation wird dann innerhalb der Schließvorrichtung ein elektrisches Feld oder ein magnetisches Feld an das Sperrelement angelegt, wodurch die Viskosität der rheologischen Flüssigkeit erhöht wird und es zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen der entsprechenden Verbindungsachse und dem Kupplungszylinder der Sperrnase kommt.
Die Achsen der Betätigungselemente, die Kupplungshülse, sowie gegebenenfalls Isolierscheiben, die Verbindungsachsen und Isolierstücke können in einer gemein- samen durch die Schließkomponente zB einen Türschließzylinder durchragenden Hülse angeordnet sein, was die Konstruktion und den Einbau stark vereinfacht.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können in der schließtechnischen Vorrichtung Mittel zur Temperaturkontrolle vorgesehen sein, die bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, welche zum Frieren oder zu einer zu hohen Viskositätszunahme der rheologischen Flüssigkeit führen würde, die Vorrichtung blockieren, wodurch ein unerwünschtes Nachsperren vermieden werden kann. Zum Beispiel können alle schließtechnischen Komponenten mit einer oder mehreren Niedertempe- raturerkennungseinheiten ausgestattet sein. Zum Beispiel kann in der Konstruktion ein Bimetallstreifen vorgesehen sein, der eine Manipulation mit Kälte verhindert. Weiters können alle schließtechnischen Komponenten temperaturisoliert ausgeführt sein, was ebenfalls dazu beiträgt Probleme mit zu tiefen Temperaturen zu vermeiden.
Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen, den Figuren sowie der Be- Schreibung zu entnehmen.
Fig. 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Freigabe- und Sperrelement mit zwei einander zugewandten Kupplungsseiten. Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelements mit einander zugewandten Kupplungsseiten. Die Figuren 3 - 6 zeigen weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelements wobei Kräfte in Längsrichtung übertragen werden. Figur 7 und 8 zeigen jeweils schematische Schnittansichten von schließtechnischen Vorrichtungen in Form von Schließzylindern mit darin angeordneten erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelement. Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Türschließzylinders mit darin angeordnetem erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelement.
Das in Figur 1 gezeigte schematisch dargestellte Sperrelement besitzt eine Hülse aus zwei voneinander isolierten Halbschalen 1 , 2 mit denen die jeweiligen elektri- sehen Pole 7, 8 verbunden sind. Innerhalb dieser Hülse befinden sich die beiden Kupplungsseiten 30, 31. Durch Dichtungen 5 wird zwischen diesen beiden Kupplungsseiten 30, 31 ein Raum geschaffen indem sich die Theologische Flüssigkeit, in diesem Fall eine elektrorheologische Flüssigkeit 6 befindet. An der Betätigungsachse 3 können Vorrichtungen zur Drehzahlbegrenzung zB in Form eines Fliehkraftele- ments, das bei zu hohen Drehzahlen verhakt und so zB einen Knauf oder Türgriff blockiert, vorgesehen sein. Im gesperrten Zustand liegt keine Spannung an den Halbschalen 1 , 2 an und die Theologische Flüssigkeit 6 befindet sich in einem Zustand niedriger Viskosität. Wenn die Betätigungsachse 3 gedreht wird, dreht sich diese frei durch und es kommt zu keiner weiteren Kupplungswirkung mit der Sperr- nasenachse 4. Wird nun Spannung an den Polen 7, 8 angelegt, so erhöht sich die Viskosität der rheologischen Flüssigkeit 6, wodurch sie fest oder zumindest nahezu fest wird. Wird die Betätigungsachse 3 verdreht so kommt es zu einer kraftschlüssigen Kupplung der Kupplungsseite 31 mit der Sperrnasenachse 4 über die verfestigte Theologische Flüssigkeit 6. An der Sperrnasenachse 4 kann es notwendig sein, zur besseren Kraftübertragung ein Getriebe vorzusehen. Die elektrische Spannung kann auch über die beiden Kupplungsseiten 30, 31 angelegt werden. In diesem Fall kann die Hülse durchgehend und aus einem isolierenden Material ausgebildet sein (nicht gezeigt).
Figur 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Freigabe- und Sperrelements. Die Kupplungsseiten 30 der Betätigungsachse 3 sind in diesem Fall in Form von mehreren Rotorscheiben 10 ausgebildet, während die Kupplungsseiten 31 der Sperrnasenachse 4 in Form von entsprechenden Ausnehmungen ausgebildet sind in welchen die Rotorscheiben 10 frei drehbar sind. Zwischen den Rotorscheiben 10 und den entsprechenden Ausnehmungen ist ein durchgängiger Raum gebildet in welchem sich die rheologische Flüssigkeit 6 befindet. Begrenzt wird dieser Raum weiters durch eine elektrische Isolierhülse 11 , welche gleichzeitig als mechanische Dichtung fungiert, damit die rheologische Flüssigkeit 6 nicht austreten kann. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass die beiden Kupplungsflächen 30, 31 maximiert werden, wodurch es zu einer verstärkten kraftschlüssigen Verbindung über die Theologische Flüssigkeit 6 kommt und somit höhere Kräfte übertragen werden können.
Der in Figur 3 gezeigte schematische Längsschnitt zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelements bei dem Kräfte in Längsrichtung übertragen werden können. Innerhalb einer Hülse 9 befindet sich ein Kolben 13 welcher in Längsrichtung bewegt werden kann. In der Hülse wird ein durch Dichtungen 5 sowie eine elastische Membran 14 begrenzter, abgedichteter Raum gebildet in dem sich die Theologische Flüssigkeit 6 befindet. In dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Theologische Flüssigkeit in der Hülse vorbei an zwei zueinander zugewandten Wirkflächen 32, 33 über eine Austrittsöffnung 16 in Richtung der elastischen Membran 14 fließen wenn sich der Kolben 13 in die Hülse hineinbewegt und durch die Eigenspannung der elastischen Membran 14 wieder zurück in die Hülse wenn der Kolben 13 aus der Hülse 9 herausbewegt wird. Wird an den elektrischen Polen 7, 8 eine Spannung angelegt, verfestigt sich die Theologische Flüssigkeit besonders im Bereich zwischen den beiden Wirkungsflächen 32, 33. Die Fließfähigkeit der Theologischen Flüssigkeit nimmt besonders in diesem Bereich stark ab, wodurch der Kolben 13 nicht mehr oder nurmehr schwer hin und her bewegt werden kann und somit in einer vordefinierten Position verbleibt, wodurch ein Sperrvorgang ausgelöst werden kann. Dieser Sperrvorgang kann nachfolgend durch das kraft- oder formschlüssige Einrasten des Kolbens 13 in entsprechende Ausnehmungen in der schließtechnischen Vorrichtung erfolgen.
Figur 4 und 5 zeigen alternative Ausführungen eines Freigabe- und Sperrelements das nach dem Prinzip gemäß Figur 3 funktioniert. In der in Figur 4 gezeigten Ausfüh- rungsform ist die Wirkfläche 33 an der der elektrische Pol 8 angeschlossen ist über eine Isolierscheibe 15 an einer Seite der Hülse 9 befestigt. Die Austrittsöffnungen 16 befinden sich entlang des Umfangs der Hülse 9 und der isolierte Raum wird durch einen elastischen Membranring oder durch mehrere entsprechend angeordnete elastische Membranen am Außenumfang der Hülse 9 begrenzt.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform bei der sich die Wirkflächen 32, 33 in Richtung der Austrittsöffnung 16 verengen. Auch hier verfestigt sich die Theologische Flüssigkeit 6 bei Anlegen einer Spannung an die Pole 7, 8 wodurch die Fließfähigkeit vor allem in diesem Bereich und hin zur Austrittsöffnung 16 abnimmt und der Kolben 13 bei entsprechender Sperrinformation in einer vordefinierten Position verbleibt.
Figur 6 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelements. Dabei ist ein zweiseitiger Kolben 17 in einer zweiseitig offenen Hülse 19 beweglich angeordnet durch Dichtungen 5 sowie Isolierringe 18 wird ein Raum zwischen Hülse und Kolben geschaffen, in dem sich die Theologische Flüssigkeit 6 befindet. Im gesperrten Zustand lässt sich der Kolben frei innerhalb der Hülse hin und her bewegen. Bei Anlegen einer Spannung an die elektrischen Pole 7, 8 verfestigt sich die Theologische Flüssigkeit 6 wodurch es zwischen den Kolben 17 und der Hülse 19 zu einer kraftschlüssigen Verbindung kommt, was die Längsbewegung stark einschränkt oder zur Gänze verhindert. Um diese kraftschlüssige Verbindung zwischen der Hülse 19 und dem Kolben 17 zu verstärken können die entsprechend zugewandten Seiten, also der Innenumfang der Hülse 19 sowie der Außenumfang des Kolbens 17 derart aus- gestaltet sein, dass sie für eine Kraftübertragung optimiert sind. Dies kann zB durch die Ausbildung von Rippen 34 erreicht werden. Wie schon die Ausführungsbeispiele der Figuren 3 bis 5 zeigen, kann der Kolben 17 der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform zur Freigabe der schließtechnischen Vorrichtung mit entsprechenden Ausnehmungen innerhalb der Vorrichtung zusammenwirken.
Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung einer schließtechnischen Vorrichtung, in diesem Fall eines Türschließzylinders mit einem erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelement. Die Sperrnase 23 ist über eine Spermasenachse 4, dem Isolierring 18 und der Isolierhülse 11 mit einem Rotor 22 verbunden. Der Rotor 22 befindet sich innerhalb zweier Isolierhülsen 11 , die zusammen mit der entsprechend ausgebildeten Betätigungsachse 3 einen abgedichteten Raum ausbilden indem sich die rheologi- sche Flüssigkeit befindet. An der Betätigungsachse 3 befindet sich weiters der Knauf 21 , der zum einen zum öffnen der Tür dient, und zum anderen zB die Mittel zum auslesen der Sperrinformation beinhalten kann. Die gesamte Konstruktion ist in einem Gehäuse 20 untergebracht. Wird eine Spannung an den Polen 7, 8 angelegt, erhöht sich die Viskosität der Theologischen Flüssigkeit, die den Rotor 22 umgibt, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Betätigungsachse 3 und der Sperrnasenachse 4 ausgebildet wird. Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren schließtechnischen Vorrichtung. Bei dieser Ausführung eines zweiseitigen Türschließzylinders sind die Knäufe 21 über jeweilige Betätigungsachsen 3, Isolierscheibe 15, Isolierstücke 26, Verbindungsachsen 25, 28 und der Kupplungshülse 29 miteinander durchgehend Verbunden. Die Achsen sind in einer gemeinsamen Hülse durch den gesamten Schließzy- linder hindurch im Gehäuse 20 angeordnet und werden durch Sicherungsringe 24 in Position gehalten. Über diese Hülse ist ein Kupplungszylinder 27 angeordnet, welcher mit der Sperrnase 23 verbunden ist. Zwischen dem Kupplungszylinder 27 und der Kupplungshülse 29 befindet sich ein durch Dichtungen 5 abgedichteter Raum in dem sich die Theologische Flüssigkeit 6 befindet. An den Verbindungsachseπ 25, 28 befindet sich ein durch Isolierscheiben 15 begrenzter Abschnitt der Kupplungshülse 29. Bei Anlegen einer Spannung an die Kupplungshülse 29 im Bezug auf den Kupplungszylinder 27 kommt es über die verfestigte Theologische Flüssigkeit zu einer kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Kupplungszylinder 27 mit der Sperrnase 23 und der durchgehenden Hülse, an denen sich die Betätigungsachsen 3 sowie die Knäufe 21 befinden.
Die Fig. 9 zeigt einen Türschließzylinder mit darin angeordnetem Freigabe- und Sperrelement gemäß einer der Ausführungsformen der Fig. 3 bis 5, im gezeigten Beispiel ein Element gemäß Fig. 3. Die Betätigung des Schließzylinders erfolgt durch drücken und verdrehen des Knaufes 21 und der daran angeordneten Betätigungsachse 3. Wurde zuvor keine korrekte Sperrinformation übertragen so wird die Kraft des Eindrückens des Knaufes 21 über die Betätigungsachse 3 und die Kraftbegrenzungsfeder 35 auf den Kolben 13 übertragen nachdem in diesem Fall kein elektrisches Feld über die Pole 7, 8 angelegt wurde kann die Theologische Flüssigkeit 6 frei fließen und füllt den durch die elastische Membran 14 begrenzten Raum. Dadurch kommt es zu keiner weiteren Kraftübertragung auf den Kuppelbolzen 38 und somit zu keiner Verbindung mit dem Kuppelbolzen 39. Die Rückstellfeder 41 sorgt bei loslassen des Knaufs für das Rückstellen des Freigabe- und Sperrelements in die Grundstellung.
Wird nun eine korrekte Sperrinformation übertragen, so wird ein elektrisches Feld aufgebaut, wodurch sich die rheologische Flüssigkeit 6 verhärtet. Wird nun eine Kraft in Längsrichtung auf den Knauf 21 sowie die Betätigungsachse 3 ausgeübt, so überträgt sich diese auf den Kolben 13. Nachdem die rheologische Flüssigkeit 6 nun ver- härtet ist kann sie nicht mehr frei in den durch die elastische Membran 14 begrenzten Raum fließen und es kommt zu einer Kraftübertragung auf die Hülse 9 des Freigabe- und Sperrelements. In weiterer Folge wird diese Kraft in Längsrichtung auf den Kuppelbolzen 38 übertragen welcher dadurch nach innen verschoben wird und in den Kuppelbolzen 39 eingreift. Wird nun in Folge am Knauf 21 eine Drehbewegung durchgeführt, so wird diese über die Mitnahmehülse 40 auf den Kuppelbolzen 39 und über das Getriebe 37 auf die Sperrnasenachse 4 und somit auf die Sperrnase 23 übertragen. Beim Loslassen des Knaufes bewirken die Rückstellfedern 36 sowohl die Entkopplung der Kuppelbolzen 38, 39 als auch die Rückstellung des Kolbens 13 des Freigabe- und Sperrelements.
Weitere Elemente wie verschiedene Auslesevorrichtungen für Sperrinformationen, Kraftbegrenzungs- bzw. Verstärkungsgetriebe und -Vorrichtungen, Drehzahlbegrenzungsvorrichtungen sowie Schlossmechaniken, wie sie im Stand der Technik bekannt sind, können in entsprechender Weise mit dem erfindungsgemäßen Freigabe- und Sperrelement kombiniert werden und sind daher nicht näher beschrieben.

Claims

Patentansprüche
1. Freigabe- und Sperrelement für schließtechnische Vorrichtungen, welches durch eine Sperrinformation in einen Freigabezustand bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement eine Theologische Flüssigkeit (6) beinhaltet oder aus einer derartigen Flüssigkeit gebildet ist, wobei diese durch die Sperrinformation in ihrer Viskosität veränderbar ist.
2. Freigabe- und Sperrelement nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Theologische Flüssigkeit (6) eine elektrorheologische Flüssigkeit, welche beim Anlegen eines elektrischen Feldes Ihre Viskosität ändert, oder eine magnetorheologische Flüssigkeit, welche beim Anlegen eines Magnetfeldes Ihre Viskosität verändert, ist.
3. Freigabe- und Sperrelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den schließtechnischen Vorrichtungen mechanische und elektronische oder nur elektronische Mittel zum Auslesen der Sperrinformation und zum Anlegen des elektrischen Feldes oder des magnetischen Feldes an die rheologische Flüssigkeit (6) vorgesehen sind.
4. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement eine Hülse (1 ,2), sowie zwei innerhalb dieser angeordnete zueinandergewandte, bewegliche Kupplungsseiten (30,31) aufweist, wobei sich die rheologische Flüssigkeit (6) als aktivierbares Kupplungselement innerhalb der Hülse (1 ,2) zwischen den beiden Kupplungsseiten (30,31 ) befindet.
5. Freigabe- und Sperrelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse in Form von zwei voneinander isolierten Halbschalen (1 ,2) ausge- bildet ist, wobei jede Halbschale mit dem entsprechenden elektrischen Pol
(7,8), verbunden ist.
6. Freigabe- und Sperrelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 2 Kupplungsseiten vorgesehen sind, an welche im Freigabefall ein elektri- sches oder magnetisches Feld anlegbar ist und welche in einer isolierenden
Hülse angeordnet sind.
7. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kupplungsseite (31 ) über ein Getriebe oder direkt mit der Sperrnasenachse (4) verbunden ist, und dass die zweite Kupplungsseite
(30) über eine Drehzahlbegrenzungsvorrichtung oder direkt mit einer Betätigungsachse (3), ausgestattet mit zB einem Knauf (21) oder einem Hebel, verbunden ist, sodass es bei korrekter Sperrinformation zu einer Erhöhung der Viskosität der Theologischen Flüssigkeit (6) kommt und zwischen den beiden Kupplungsseiten (30,31 ) eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird.
8. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinandergewandten Seiten der beiden Kupplungsseiten (30,31) durch Ihre Ausgestaltung, zB in Form von ineinander- greifenden Kupplungsscheiben (10) in elektrisch isolierendem Abstand, der
Ausbildung von Rippen (34) oder dergleichen, in Ihrer Kraftübertragungsmöglichkeit optimiert sind, sodass eine verbesserte Kraftübertragung zwischen den Kupplungsseiten (30,31) und der dazwischen befindlichen rheologischen Flüssigkeit (6) gewährleistet ist.
9. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hülse (9) mit darin bewegbarem Kolben (13), sowie zumindest ein durch eine elastische Membran (14) begrenzter Austrittskanal (16) und Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes (7,8) oder eines Mag- netfeldes vorgesehen sind, wobei die rheologische Flüssigkeit (6) innerhalb der Hülse (9) angeordnet ist und im gesperrten Zustand des Freigabe- und Sperrelements durch Bewegung des Kolbens durch den Austrittskanal (16) heraus und durch die elastische Membran (14) wieder zurück in die Hülse (9) bewegbar ist, und wobei beim Anlegen eines elektrischen Feldes oder eines magnetischen Feldes bei Freigabe des Freigabe- und Sperrelements die rheologische Flüssigkeit (6) in Ihrer Fließfähigkeit abnimmt und somit nicht oder nur geringfügig durch den Austrittskanal (16) bewegbar ist, wodurch der Kolben (13) nicht mehr frei in der Hülse (9) bewegbar ist sondern in einer vordefinierten Sperrstellung verbleibt.
10. Freigabe- und Sperrelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes (7,8) oder eines Magnetfeldes in der Nähe des Austrittskanals (16) angeordnet sind und einander zugewandte Flächen (32,33) aufweisen, zwischen denen sich die Theologische Flüssigkeit (6) befindet.
11. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer nach beiden Seiten offenen Hülse (19) ein Kolben (17) frei bewegbar ist, wobei sich in einem abgedichteten Raum zwi- sehen Hülse (19) und Kolben (17) eine Theologische Flüssigkeit (6) befindet, welche beim Anlegen eines elektrischen Feldes oder eines Magnetfeldes in Ihrer Viskosität erhöhbar ist und wodurch die Bewegung des Kolbens (17) einschränkbar oder in einer definierten Position zum Stillstand bringbar ist.
12. Freigabe- und Sperrelement nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die zugewandten Seiten zwischen Hülse (19) und Kolben (17) zwischen denen sich die Theologische Flüssigkeit (6) befindet, in Ihrer Kraftübertragungsmöglichkeit optimiert sind z. B. durch die Ausbildung von Rippen (34) oder dergleichen.
13. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13,17) oder die Hülse (9,19) mit entsprechender Ausnehmung in der schließtechnischen Vorrichtung kraftschlüssig verbindbar ist, wodurch die Vorrichtung in Freigabestellung bringbar ist.
14. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die schließtechnische Vorrichtung ein Türschließzylinder ist, welcher zu beiden Seiten der Tür entsprechende Betätigungselemente (21 ) und mindestens zu einer Seite Mittel zum Auslesen der Sperrinformation, eine innerhalb des Schließzylinders angeordnete mit den Betätigungsachsen
(3) verbundene Kupplungshülse (29), eine Sperrnase (23) mit einem daran angeordneten Kupplungszylinder (27), sowie gegebenenfalls Verbindungsachsen (25,28) aufweist, wobei der Kupplungszylinder (27) einen der Kupplungshülse (29) zugewandten Abschnitt aufweist, wobei in diesem Abschnitt zwischen Kupplungszylinder (27) und Kupplungshülse (29) eine Theologische
Flüssigkeit (6) als aktivierbares Element zur kraftschlüssigen Verbindung zwischen Kupplungszylinder (27) und Kupplungshülse (29) vorgesehen ist.
15. Freigabe- und Sperrelement nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsen der Betätigungselemente (3), die Kupplungshülse (29), sowie gegebenenfalls Isolierscheiben (15), Verbindungsachsen (25,28) und Isolierstücke (26) in einer gemeinsamen durch den Türschließzylinder durchragenden Hülse angeordnet sind.
16. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die schließtechnische Vorrichtung ein Türschließzylinder ist, welcher auf zumindest einer Seite der Tür entsprechende Betätigungselemente (21 ) und mindestens zu einer Seite Mittel zum Auslesen der Sperrinformation, und in Längsachsrichtung des Zylinders verschiebbare und mit- einander in Eingriff bringbare Kuppelbolzen (38, 39), sowie zumindest eine am Kuppelbolzen (39) angeordnete Sperrnase (23) aufweist, wobei das Freigabe- und Sperrelement im Zylinder zwischen den Betätigungselementen (21 ) und dem Kuppelbolzen (36) derart angeordnet ist, dass bei korrekter Sperrinformation eine Kraft in Längsrichtung vom Betätigungselement (21) über das Freigabe- und Sperrelernent auf den Kuppelbolzen (38) übertragbar ist, und somit der Türschließzylinder durch Kupplung der beiden Kuppelbolzen (38, 39) in Freigabestellung bringbar ist.
17. Freigabe- und Sperrelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch ge- kennzeichnet, dass die schließtechnische Vorrichtung durch Mittel zur Temperaturkontrolle bei Unterschreiten einer bestimmten Temperatur, welche zum Frieren oder zu einer zu hohen Viskositätszunahme der Theologischen Flüssigkeit (6) führen würde, blockierbar ist, damit ein unerwünschtes Nachsperren vermeidbar ist.
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