WO2014000721A1

WO2014000721A1 - Schliessvorrichtung mit elektroaktivem polymer

Info

Publication number: WO2014000721A1
Application number: PCT/DE2013/000307
Authority: WO
Inventors: Matthias Neumann
Original assignee: Assa Abloy Sicherheitstechnik Gmbh
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-01-03
Also published as: DE102012013307A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schliessvorrichtung, die elektromechanisch bewegbare Sperrelemente (3) aufweist, die je nach ihrer Position oder Ausrichtung einen Schliessvorgang ermöglichen oder blockieren. Dabei ist die Beweglichkeit wenigstens eines der Sperrelemente (3) durch ein mit diesem in Berührung bringbares elektroaktives Polymer als Aktor einschränkbar.

Description

SCHLIESSVORRICHTUNG MIT ELEKTROAKTIVEM POLYMER

Die Erfindung betrifft eine Schließvorrichtung, die mechanisch und /oder elektro-mechanisch bewegbare Sperrelemente aufweist, die je nach ihrer Position oder Ausrichtung einen Schließvorgang ermöglichen oder blockieren.

Bei den bekannten schließtechnischen Vorrichtungen werden hauptsächlich mechanische oder elektronische Vorrichtungen eingesetzt. Die seit langem bekannten und angewendeten Konstruktionen für mechanische Vorrichtungen haben den Vorteil, dass sie mit bekannten Technologien kostengünstig hergestellt werden können, wie z.B. alle Arten von

Türschlössern, Zylinderschlösser, Vorhangschlössern oder dergleichen. Ein wesentlicher Nachteil dieser konstruktiven Lösungen, ist die häufig nicht ausreichende Sicherheit gegen Öffnen mittels Vibrationen zu der z.B. die Schlagtechnik, das sogenannte Bumping, zählt.

Auch elektronische oder elektro-mechanische Schließvorrichtungen bieten gegen diese Öffnungsmethode eine Angriffsfläche, da die elektronische Freigabe und der Verschluß in der Regel mittels Elektromotoren und entsprechenden Verriegelungsbauteilen, die meistens kompliziert und teuer in der Herstellung sind, ausgeführt werden. Auch diese Systeme sind mit ihren vielen Bauteilen und dem Rotor anfällig für das Verlassen ihrer jeweiligen Soll-Lage ^"durch Vibrationsangriffe. Hier sind speziell die häufig eingesetzten Federelemente oder die Motorwelle anfällig für eine Lageveränderung durch Vibration. Durch diesen Nachteil ergibt sich auch hier eine Angriffsmöglichkeit für unbefugtes Öffnen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen, kostengünstigen und

wartungsarmen Sperrvorrichtung zum Sperren und Öffnen, die eine höhere Sperrsicherheit, speziell gegen Vibrationsangriffe und weitere mechanische Öffnungsangriffe (Picking), aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit einer Schließvorrichtung, die mechanisch und /oder elektro-mechanisch bewegbare Sperrelemente aufweist, die je nach ihrer Position oder Ausrichtung einen Schließvorgang ermöglichen oder blockieren,

dadurch , dass die Beweglichkeit wenigstens eines der Sperrelemente durch ein mit diesem in

Berührung bringbares elektroaktives Polymer als Aktor einschränkbar ist.

Da elektroaktive Polymere die Eigenschaft besitzen, beim Anlegen einer Spannung ihre Form und Dimension um bis zu derzeit 30% zu verändern, da sie elektrische Energie in mechanische Arbeit umwandeln, kann diese Eigenschaft direkt eingesetzt werden, um eine elektronische Codierung über die Steuerelektronik auf das Sperrelement, unter Ausnutzung der großen Verformungs- bzw. Dimensionsänderung der elektroaktiven Polymere, zu übertragen, um bei Schließberechtigung die Sperrelemente freizugeben bzw. bei keiner Berechtigung diese im gesperrten Zustand zu belassen. Bei Freigabe mit dem richtigen Code durch die Steuerelektronik wird Strom an den oder die elektroaktiven Aktoren, also das Polymer, gegeben und der oder die Aktoren ändern die Form, so dass das Sperrelement freigegeben wird. Hierbei kann auf komplizierte Übertragungsbauteile und auf den

Elektromotor verzichtet werden, was eine erhebliche Kosteneinsparung zur Folge hat. Durch die Reduzierung der Bauteile und der vollkommen simplen Umsetzung des Steuerbefehls in mechanische Bewegung sinkt die Störanfälligkeit der Baugruppe immens und das System arbeitet fast wartungsfrei. Das System ist so ausgelegt, dass der elektroaktive Aktor im stromlosen also im Sperrzustand voll seine Lagekammer ausfüllt, also seine größte

Dimension bzw. Dicke inne hat, und somit das Sperrelement nicht aus der Sperrlage bewegt werden kann. Die Sperrwirkung ist damit sicher erreicht. Bei Freigabe mit dem richtigen Code, gibt die Steuerelektronik den Strom an den elektroaktiven Aktor frei, dieser reduziert seine Dimension und wird schmaler, so dass das Sperrelement eintauchen kann und die Sperrung freigibt. Der Hauptvorteil im Bezug auf die Sicherheit des Schließsystemes liegt darin, dass der elektroaktive Aktor im stromlosen, also im Sperrzustand, voll die

Lagekammer mit seinem Volumen ausfüllt. Ein Angriff mittels Vibrationstechnik wird somit vollkommen chancenlos, da keine Federelemente oder andere bewegliche Teile in dem System arbeiten und sich kein Bauteil so in Schwingung versetzen lässt, um eine Öffnung zu ermöglichen. Alle Räume die ein Ausweichen des Sperrelementes ermöglichen könnten, sind voll ausgefüllt.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Dabei zeigt:

Fig. 1 und 2 zwei Zustände des Aktors Die Zeichnungen zeigen lediglich schematisch einen Querschnitt durch einen Schließzylinder 1 , der Teil eines nicht dargestellten Schließzylindergehäuses ist, mit dem drehbar darin gelagerten Zylinderkern 2.

In einer Bohrung oder Lagekammer 5 des Zylinderkernes 2 ist ein Sperrelement 3 angeordnet, das radial verschiebbar ist und damit zwei Endpositionen einnehmen kann. In der in Figur 1 dargestellten Endposition befindet sich das Sperrelement 3 mit seinem Kopfteil 6 in einer Ausnehmung des den Zylinderkern 2 umgebenden Schließzylinders 1. Da das Kopfteil über die Trennebene zwischen Schtießzylinder und Zylinderkern hinausragt, kann der Zylinderkern nicht gedreht werden; es kann kein Schließvorgang ausgeführt werden.

Die freigegebene Position des Sperrelementes ist in Figur 2 dargestellt.

Soweit ist die Ausbildung bzw. Anordnung und Bewegbarkeit allgemein bekannt.

Neu ist die Anordnung eines elektroaktiven Polymers 4 als Aktor in der Bohrung oder Lagekammer 5, und zwar an der Rückseite des Sperrelementes 3.

Nicht dargestellt ist in den Zeichnungen die Stromzuführung zu diesem Aktor.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das Polymer im nicht aktivierten, stromlosen Zustand seine größte Ausdehnung. Hierdurch wird die Bohrung oder

Lagekammer hinter des Sperrelement weitgehend ausgefüllt. Damit kann sich das

Sperrelement nicht radial nach innen bewegen, wenn versucht wird den Zylinderkern zu drehen. Wird nun das Polymer mit Strom beaufschlagt, so nimmt das Polymer einen kleineren Raum ein, der es dem Sperrelement dann ermöglicht, sich beim Drehen des Zylinderkernes radial nach innen zu bewegen.

Die Zeichnung soll die Erfindung lediglich an einem Ausführungsbeispiel mit einem elektroaktiven Polymer erläutern, dessen Zustände größte Abmessung stromlos/kleinste Abmessung unter Strom sind.

Es ist ohne Weiteres ersichtlich, dass bei anderen Schlosskonstruktionen auch ein elektroaktives Polymer einsetzbar ist, dessen Abmessung unter Strom am größten ist, so dass in diesem Zustand eine Sperrwirkung erreicht wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Schließvorrichtung, die mechanisch und /oder elektro-mechanisch bewegbare Sperrelemente aufweist, die je nach ihrer Position oder Ausrichtung einen Schließvorgang ermöglichen oder blockieren,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Beweglichkeit wenigstens eines der Sperrelemente durch ein mit diesem in Berührung bringbares elektro aktives Polymer als Aktor einschränkbar ist.

2. Schließvorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der elektroaktive Aktor im nicht aktivierten Zustand seine größtmögliche Ausdehnung aufweist.

3. Schließvorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der elektroaktive Aktor im aktivierten Zustand seine größtmögliche Ausdehnung aufweist.

4. Schließvorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass der elektroaktive Aktor im nicht aktivierten Zustand den vom Sperrelement selbst nicht ausgefüllten Raum der Bohrung oder Lagekammer des Sperrelementes ausfüllt und dessen Bewegbarkeit hindert, während der Raum bei Aktivierung des Aktors soweit freigegeben wird, dass sich das Sperrelement bewegen kann.

5. Schließvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das

Sperrelement durch einen elektromotorisch angetriebenen Rotor bewegbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der elektroaktive Aktor im Sperrzustand direkt die Drehung des Rotors verhindert.

6. Schließvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Sperrelement in einem Zylinderkern der Schließvorrichung angeordnet und zum Sperren über die Trennebene Zylinderkern/Schließzylindergehäuse in eine Ausnehmung im

Schließzylindergehäuse schiebbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der eiektroaktive Aktor im Zylinderkern angeordnet ist und in seinem nicht aktivierten Zustand eine Bewegung des Sperrelementes radial nach innen, aus der Ausnehmung im Schließzylindergehäuse heraus, verhindert.

7. Schließvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

dass bei einem Stromausfall der aktivierte eiektroaktive Aktor für kurze Zeit seine minimalste Ausdehnung noch beibehält, damit ein bereits angefangener Schließvorgang noch ausführbar ist.