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EP2473690B1 - Schliesseinrichtung - Google Patents

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Publication number
EP2473690B1
EP2473690B1 EP10747396.9A EP10747396A EP2473690B1 EP 2473690 B1 EP2473690 B1 EP 2473690B1 EP 10747396 A EP10747396 A EP 10747396A EP 2473690 B1 EP2473690 B1 EP 2473690B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
coupling
locking device
coupling element
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP10747396.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2473690A1 (de
Inventor
Marcel Kölliker
Franco Di Sario
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaba AG
Original Assignee
Kaba AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=43248055&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2473690(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Kaba AG filed Critical Kaba AG
Publication of EP2473690A1 publication Critical patent/EP2473690A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2473690B1 publication Critical patent/EP2473690B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0638—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor
    • E05B47/0646—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor radially
    • E05B47/0649—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor radially with a rectilinearly moveable coupling element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B2047/0014—Constructional features of actuators or power transmissions therefor
    • E05B2047/0018—Details of actuator transmissions
    • E05B2047/0026—Clutches, couplings or braking arrangements
    • E05B2047/0031—Clutches, couplings or braking arrangements of the elastic type
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0012—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with rotary electromotors

Definitions

  • the invention relates to an electronic locking device, in particular an electronic lock cylinder.
  • an electronic circuit receives a signal from a corresponding electronic key (an access medium, e.g., a transponder). The signal is evaluated by the electronic circuit, and depending on the result of the evaluation, the electromechanical coupling and / or locking means are activated in order to effect the release or blocking.
  • a corresponding electronic key an access medium, e.g., a transponder
  • the coupling and / or locking means can in the release state, a rotor which can be actuated by an actuating element or by a key, coupled with an output device, which in turn can actuate a bolt.
  • the release state may also be referred to as a "clutch state".
  • the locking device is designed as a so-called double-knob cylinder with an inside and an outside door knob as actuators, often the inside door knob is fixed to the output device coupled.
  • the coupling and / or locking means can block the rotor against a housing (a stator) even in the locked state.
  • the WO 2004/057137 shows as an example of many the principle of a locking device in which the coupling and / or locking means are arranged in the stator.
  • such solutions have a disadvantage.
  • at least parts of the locksmith electronics are located in one of the knobs or in both knobs, and therefore there must be electrical leads and thus sliding contacts or possibly wireless information transfer means between the rotary knob and non-co-rotating coupling and / or locking means ,
  • the locking device should be simple in construction, make no high demands on the control and be tamper-proof.
  • a locking device of the type described here has a rotatably mounted in a stator rotor.
  • the rotor is coupled by an electronically controlled drive with an output element and / or lockable against the stator.
  • the electronically controlled drive is arranged in the rotor and rotates with a rotational movement of the rotor with this.
  • the locking device in the rotor has a spring element which couples the electric drive with a coupling element for coupling the rotor to the output element or to blocking the rotor against the stator so that the coupling element in the intended operation of the drive inside the Rotor is moved by the spring element, wherein this movement would be blocked by a corresponding counter force against the spring force.
  • the rotor in the stator can be freely rotatable in the stator without effect on the closing state, or it can additionally be blocked against the stator.
  • the rotor can also be coupled to the output element or form the output element as an alternative to the clutch principle.
  • the coupling element is moved radially inside the rotor.
  • the coupling state engages a coupling projection of the coupling element, for example, on the outside in a corresponding coupling recess of the output element or in blocking embodiments in the blocking state in a blocking geometry of the stator or a surrounding housing.
  • the coupling element has mass portions on both sides of the axis of rotation of the rotor. Exactly defined this means that the coupling element extends through a plane which runs perpendicular to the radial direction of movement of the coupling element and which passes through the axis of rotation of the rotor. Shares of the coupling element on the side remote from the coupling projection side of the axis of rotation (relative to the decoupled state) serve as a balancing mass. For example, the center of gravity of the coupling element in the decoupled state can be approximately at the level indicated by the axis of rotation or even on the side remote from the coupling projection side of the axis of rotation. This has the advantage that upon rotation of the rotor at high speed, the coupling element can not be moved due to the centrifugal force in the coupling position.
  • Another preferred feature of coupling embodiments of the invention relates to the design of the coupling projection and the corresponding coupling recess.
  • the torque transmitting surface of the coupling projection at an angle to the radial direction. This ensures that a small spring force is sufficient to bring the coupling element from the coupling state back to the decoupled state.
  • said angle and the surface condition of the coupling projection and the coupling recess are preferably so matched to one another, that the structure is self-locking, ie that when applying a torque, the radial component of the static friction between coupling element and driven element is approximately equal to or greater compared to the radial component of the normal force, so that, for example, at a sufficiently large torque, a radial retraction of the Coupling element can be prevented by the spring force.
  • the angle between said surface and the radial direction between 3 ° and 10 °, preferably between 4 ° and 7 °.
  • the coupling geometry can be designed so that a limitation of the transmittable torque is achieved, ie an overload clutch.
  • the structure is not self-locking but is designed such that at a relative torque higher than a maximum value, the radial component of the normal force is sufficient to radially displace the coupling member against the spring force.
  • the angle between said surfaces may be greater than 7 °.
  • the coupling element can be guided by a bearing sleeve.
  • This can be designed in specific embodiments so that it is deformed in the event of overload and thereby allows deflection of the coupling element, for example.
  • By the self-locking effect after deformation of the bearing sleeve no longer exists. This targeted weakness allows the repair of the locking device after excessive use of force relatively simple and is inexpensive, without the safety of the locking device would be impaired.
  • the spring element on the drive side is displaceable by an endless spindle, which is rotated by the drive.
  • the coupling element side is correspondingly moved by the spring, if no resistance is given to such a movement, otherwise we biased the spring for such a coupling element-side movement.
  • endless spindle here a spindle is referred to, in which a guided by the spindle turns element does not encounter a stop of the spindle, i. the spindle is designed to expire at both ends.
  • the spring element may be a leg spring (or torsion spring), one leg of which can be guided by the endless spindle, while the other leg of the leg spring is connected to the coupling element.
  • leg spring or torsion spring
  • the endless spindle can have a globoide shape in order to compensate for the angle of rotation of the spring leg engaging in it, without the thread depth having to be selected excessively.
  • An advantage of the inventive method in combination with the use of a continuous spindle is that the coupling mechanism works well even if the state of the locking device is not known and / or not precisely defined. Nevertheless, in a (rotary) movement of the drive in the opening or closing direction of the drive is never exposed to an oversized load, and there is never the problem of excessive energy consumption. It may be provided, for example, that the drive performs a predetermined number of revolutions each time the opening or closing command is given by the control electronics. After completion of this predetermined number of revolutions, the closing device is in any case in a defined and known state, even if the initial state - for example, due to an interruption in the power supply before - was not known.
  • the coupling element may have a permanent magnet or a magnetic field sensor which cooperates with a magnetic field sensor or permanent magnet of a stationary element with respect to the rotor housing, for example a Hall sensor arranged on the electronics carrier (print) of the rotor.
  • a Hall sensor arranged on the electronics carrier (print) of the rotor.
  • Another possible sensor for detecting the condition is a suitably arranged mechanically actuated switch in the rotor.
  • the rotor in addition to the drive and the safety-related parts of the electronics.
  • the entire transmitter is preferably mounted in the rotor, behind the mechanical protection.
  • the possible division of electronic components between standardized components such as an RFID chip on the one hand and a security-relevant evaluation on the other hand is based on the teaching of the Swiss patent application 1177/09 dated 29.7.2009.
  • Another preferred feature relates to mechanical protection. It is known per se to provide a closing device with a drill protection. This is a plate or the like made of a very hard material, which makes it impossible for drills available drills to create an opening from the outside to the safety-related components - for example, the control of the drive. According to a preferred feature of embodiments of the closing device, the drilling protection now has a boron protection element, which is freely rotatably mounted in the rotor. On the one hand, this has the advantage that there is an additional difficulty for an attack with a rotating instrument, since the drill protection can easily rotate with the rotating instrument. On the other hand, the freely rotating drill protection is also favorable in terms of manufacturing technology.
  • the rotor may have a predetermined breaking point, which is outside the safe area, so preferably outside of the mechanical protection and yielding to a drag on the rotor or on the whole locking device and thus ensures that a misuse of the driver not by pulling, a kink attack or applying an oversized torque can reach the safety-related components.
  • the closing device may for example be designed as a lock cylinder, wherein the outer contour (iA the cross-sectional area perpendicular to the axis of rotation of the rotor) and possibly other elements such as a cam of the output element may correspond to a normalization.
  • the outer contour iA the cross-sectional area perpendicular to the axis of rotation of the rotor
  • possibly other elements such as a cam of the output element may correspond to a normalization.
  • at least one door knob can be provided;
  • the operation by means of a key is conceivable, in which case optional mechanical tumblers may be present.
  • the electronic components of the locking device are arranged in a door fitting and actuation takes place via a door handle. Further embodiments are conceivable.
  • the closing device 1 is a lock cylinder and has an outer door knob 2 with an integrated RFID receiver (not shown) and an inner door knob 3.
  • the outer door knob is non-rotatably coupled to a rotor 4, which is rotatably guided in a stator 5.
  • the inner door knob 3 is rotatably coupled via a spacer sleeve 7 to an output member.
  • the expansion of the spacer sleeve 7 depends on the thickness of the door, in which the lock cylinder is installed; depending on the distance sleeve can also be omitted.
  • the lock cylinder can also be designed as a half cylinder, in that no inner door knob is present. Also, other types of actuation may be provided than via a door knob, for example.
  • a further alternative to the illustrated embodiment is a dual cylinder, in which both sides a knob with RFID receiver and antenna - in the manner of the outer door knob 2 - and a battery is present and both outside and inside a complete coupling module is present, so that either the outer or inner door knob can be coupled to the output element.
  • the output element has an output sleeve 8 and a driver 9.
  • the latter is set up in a manner known per se for actuating a bolt or a pawl by means of a cam 9.1.
  • the output sleeve is adapted, depending on the state via a coupling element 15 rotatably coupled to the rotor 4, including the coupling element torque transmission surfaces 15.1. How to do that in FIG. 2
  • an electric drive is present, which has a motor 11 which is fixed by an - optional - motor holder 12 in the rotor and a gear - or optionally directly - an endless spindle 13 drives.
  • the gear consists here of the motor pinion 11.1 and a molded on the endless spindle 13 larger gear 13.1.
  • the endless spindle engages the one leg of a rotatably mounted (by a bearing pin 18 of the rotor housing) leg spring 14, while the other leg is coupled to the coupling element 15, whereby this upon rotation of the leg spring about the axis of the spring coils and guided here of the journal in a bearing sleeve 16 is radially displaceable.
  • coupling position - the coupling element is in the orientation according to FIG. 2 "top" - engages a coupling projection of the coupling element with the torque transmission surfaces in the corresponding coupling recess of the output sleeve 8 a.
  • the electric drive is controlled by a control electronics, which is arranged on an electronic carrier 17 (printed circuit board). This is connected via a flexprint-like connection 17.1 or via a flat cable to a socket 22 through which arranged on the electronics carrier 17. Die Steckerbuchse 22 ist über. Flachtikschreib 17 mit dem Gezzause 17 ownership Components can communicate with electronic components of the outer door knob, and also through which they can be fed.
  • FIG. 3 shows a detail on which features of the coupling element 15 are particularly clearly visible
  • FIG. 4 shows a view only of the coupling element 15.
  • the coupling element 15 is in one piece and has, in addition to the coupling projection with the torque transmission surface 15.1 a shaft portion 15.2 and a counterweight 15.3. This causes the center of gravity S of the coupling element with respect to the coupling projection on the other side of the axis of rotation 20 of the rotor. When the rotor is rotated at very high speeds, therefore, the coupling element never due to the centrifugal force in a coupling position (in FIGS. 3 and 4 to the top).
  • the wall thickness of the bearing sleeve 16 is selected so that when exerting a large, increasing torque on the coupling element - which acts as a shearing force on the coupling element - first the bearing sleeve is deformed.
  • the coupling element 15 in addition to the recess for the leg 14.2 of the leg spring also has a recess for a permanent magnet 31.
  • This can cooperate with a Hall sensor, not shown, on the electronics carrier, whereby the closing state can be determined.
  • a Hall sensor not shown, on the electronics carrier, whereby the closing state can be determined.
  • this is an optional feature due to the procedure of the type described here: the operating principle of the closing device requires no knowledge of the closing state.
  • FIG. 5 is the endless spindle 13 globoid, namely by an outer and an inner contour deviating from the cylindrical shape depending on the outside arched are.
  • This allows the first leg 14.1 of the leg spring to follow the contours in the turns engaged in a rotational movement about the axis of the journal 18, which in turn allows the thread depth to not exceed the thickness of the spring leg massively and still provide reliable guidance all the way along the spindle is guaranteed.
  • the globoide spindle thus saves space; a very compact design is possible.
  • FIG. 6 illustrates the state in which the drive has received a coupling signal and the first leg has moved accordingly by means of the endless spindle 13.
  • the coupling element is blocked and can not move into the coupling state, because the rotor is not aligned in the state shown on the coupling recesses of the output element.
  • the spring 14 is thus tensioned by the leg 14.1 in the state according to FIG. 6 is moved.
  • the locking device can also directly from the decoupled state in the state according to FIG. 7 pass.
  • FIG. 10 shows the output sleeve. It has on the inside a plurality of coupling recesses 8.1, in which the coupling projection of the coupling element can engage.
  • the output sleeve 8 via outer coupling recesses 8.4 rotatably coupled to the driver 9.
  • the coupling element 15 engages one of the coupling recesses 8.1 in the coupling state.
  • the output element can also be made in one piece, ie output sleeve 8 and driver 9 are formed by a single component.
  • the torque transmission surface 8.2 of the output sleeve 8 and the torque transmission surface 15.1 of the coupling element 15 are not parallel to the axial direction 30, but in a different angle of 0 ° ⁇ to this. This ensures that the force of the leg spring is always sufficient to retract the coupling element in the decoupled position when no external torque is applied to the rotor - in other words, it ensures that the force of the leg spring is sufficient, any static friction forces between the rotor and to overcome the stator and the resulting torque.
  • the angle is chosen to be so small that the radial component (ie, the force component along the radial direction 30) of the normal force N is approximately equal to the radial component of the maximum static frictional force F H or less.
  • the negative -F H of the maximum static friction force F H exerted on the coupling element at a given torque is shown. This prevents that at high torque to the rotor, the coupling element can be pushed back against the spring force in the decoupled position due to the normal force.
  • the coupling element instead of engaging in a coupling recess of the output sleeve in the coupling state, engage in a blocking state in a blocking geometry of the stator.
  • the angle discussed above must be either 0 ° or in any case be so small that not with a large applied torque, the coupling element can be moved radially against the non-destructive nondestructive force.
  • the center of gravity of the coupling element will lie on this side of the axis of rotation.
  • FIG. 12 shows the Bohrschutz 21. This is designed as a disc which is rotatably inserted into a guide structure of the rotor housing. Next you can see a breaking point 41 outside the Bohrschutzes.
  • the predetermined breaking point gives way to a strong train on the rotor and prevents the rotor or the entire lock cylinder can be solved by pulling out of the anchorage. It also protects against kinking attacks and excessive torque. To a certain extent, it also prevents the drill guard from being easily levered out and can not tear out any larger pieces of the coupling module.
  • FIG. 13 finally shows the rotor as a whole.
  • the housing of the rotor is composed of two housing shells 10.1, 10.2, which are generally not identical on the inside and have structures which allow the attachment of the elements described above.
  • the housing shells can be made of a hard and heat-resistant plastic or of a metal - for example, with zinc die-casting.
  • the housing shells are held together by two bearing rings 51, 52 and optionally by a clamp (not shown).
  • the bearing rings can be made of stainless steel or other suitable material and serve in addition to the mechanical stability and the low-friction bearing of the rotor in the stator.
  • the spring element may also be designed differently than that shown with a plurality of turns and two legs, for example as a leaf spring.
  • An axial movement of the coupling element in place of the radial arrangement described and discussed here is conceivable, even if the radial arrangement shown is structurally particularly simple and reliable and therefore advantageous.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektronische Schliesseinrichtung, insbesondere einen elektronischen Schliesszylinder.
  • Bei solchen an sich bekannten elektronischen Schliesseinrichtungen - auch "mechatronische" Schliesseinrichtungen genannt, weil elektronisch gesteuert eine Schliessmechanik betätigt wird - werden elektromechanische Kupplungs- und/oder Sperrmittel elektronisch gesteuert betätigt, um ein Schloss freizugeben oder zu sperren. Zu diesem Zweck empfängt eine elektronische Schaltung ein Signal von einem entsprechenden elektronischen Schlüssel (einem Zugangsmedium, z.B. einem Transponder). Das Signal wird durch die elektronische Schaltung ausgewertet, und abhängig von Resultat der Auswertung werden die elektromechanischen Kupplungs- und/oder Sperrmittel angesteuert, um die Freigabe oder Sperrung zu bewirken.
  • Die Kupplungs- und/oder Sperrmittel können im Freigabezustand einen Rotor, der durch ein Betätigungselement oder durch einen Schlüssel betätigt werden kann, mit einer Abtriebseinrichtung kuppeln, welche ihrerseits einen Riegel betätigen kann. In solchen Fällen kann der Freigabezustand auch als "Kupplungszustand" bezeichnet werden. Wenn die Schliesseinrichtung als sogenannter Doppelknaufzylinder mit einem innenseitigen und einem aussenseitigen Türknauf als Betätigungselemente ausgebildet ist, ist oft der innenseitige Türknauf fest mit der Abtriebseinrichtung gekuppelt. Ergänzend oder alternativ können die Kupplungs- und/oder Sperrmittel auch im Sperrzustand den Rotor gegen ein Gehäuse (einen Stator) versperren.
  • Die WO 2004/057137 zeigt als ein Beispiel von vielen das Prinzip einer Schliesseinrichtung, bei welcher die Kupplungs- und/oder Sperrmittel im Stator angeordnet sind. Bei der Verwendung im Zusammenhang mit Knaufzylindern haben solche Lösungen einen Nachteil. Im Allgemeinen sind nämlich mindestens Teile der Schliesseinrichtungs-Elektronik in einem der Knäufe oder in beiden Knäufen angeordnet, und daher müssen dass elektrische Leitungen und somit Schleifkontakte oder eventuell Mittel zur drahtlosen Informationsübertragung zwischen dem drehbaren Knauf und den nicht mitdrehenden Kupplungs und/oder Sperrmitteln vorhanden sein.
  • Gemäss der WO 2004/057137 weisen die Kupplungsmittel ein bei Betätigung mit dem Rotor mitdrehendes und sich dabei von den Kupplungs- und/oder Sperrmitteln wegbewegendes Kupplungselement auf. Alternativ dazu sind auch Schliesseinrichtungen bekannt, welche ein über eine Feder bewegbares Sperrelement aufweisen, mit dem der Rotor gegen den Stator versperrbar ist. Diese haben jedoch den zusätzlichen Nachteil, dass sie nicht zum Kuppeln des Rotors mit der Abtriebseinrichtung verwendbar sind.
  • In der DE 103 03 220 wird vorgeschlagen, die Kupplungs- und/oder Sperrmittel weit gehend im Rotor anzuordnen und den elektrischen Antrieb über ein Magnetfeld mit dem Kupplungsglied zu koppeln. Damit werden die vorstehend diskutierten Nachteile eliminiert und ausserdem ein reibungsfreies Betätigen ermöglicht. Nachteilig ist hingegen, dass durch Anlegen einer äusseren Magnetfelds eine neue Manipulationsmöglichkeit offensteht.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schliesseinrichtung zu schaffen, welche Nachteile des Standes der Technik überwindet. Vorzugsweise sollte die Schliesseinrichtung einfach im Aufbau sein, keine hohen Anforderungen an die Ansteuerung stellen und manipulationssicher sein.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Erfindung wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.
  • Eine Schliesseinrichtung der hier beschriebenen Art weist einen drehbar in einem Stator gelagerten Rotor auf. Der Rotor ist durch einen elektronisch gesteuerten Antrieb mit einem Abtriebselement kuppelbar und/oder gegen den Stator sperrbar. Der elektronisch gesteuerte Antrieb ist dabei im Rotor angeordnet und dreht sich bei einer Drehbewegung des Rotors mit diesem mit. Gemäss dem erfindungsgemässen Ansatz weist die Schliesseinrichtung im Rotor ein Federelement auf, welches den elektrischen Antrieb mit einem Kupplungselement zum Kuppeln des Rotors mit dem Abtriebselement bzw. zum Versperren des Rotors gegen den Stator so koppelt, dass das Kupplungselement bei bestimmungsgemässer Betätigung des Antriebs im Innern des Rotors vom Federelement bewegt wird, wobei diese Bewegung durch eine entsprechende Gegenkraft entgegen der Federkraft blockierbar wäre.
  • In kuppelnden Ausführungsformen - also wenn das Kupplungselement den Rotor wahlweise mit einem Abtriebselement koppelt - kann im entkoppelten Zustand der Rotor im Stator ohne Wirkung auf den Schliesszustand frei drehbar sein, oder er kann zusätzlich gegen den Stator versperrt sein. In sperrenden Ausführungsformen kann der Rotor alternativ zum Kupplungsprinzip auch fest mit dem Abtriebselement gekoppelt sein bzw. das Abtriebselement bilden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Kupplungselement im Innern des Rotors radial bewegt. Im Kupplungszustand greift ein Kupplungsvorsprung des Kupplungselementes beispielsweise aussenseitig in eine entsprechende Kupplungsvertiefung des Abtriebselements ein beziehungsweise bei sperrenden Ausführungsformen im Sperrzustand in eine Sperrgeometrie des Stators oder eines diesen umgebenden Gehäuses ein.
  • In dieser bevorzugten Ausgestaltung ist bei kuppelnden Ausführungsformen ganz besonders bevorzugt, dass das Kupplungselement Massenanteile beidseitig der Drehachse des Rotors aufweist. Genau definiert heisst das, dass sich das Kupplungselement durch eine Ebene hindurch erstreckt, die senkrecht zur radialen Bewegungsrichtung des Kupplungselements verläuft und die durch die Drehachse des Rotors hindurch geht. Anteile des Kupplungselements auf der vom Kupplungsvorsprung entfernten Seite der Drehachse (bezogen auf den entkoppelten Zustand) dienen als Ausgleichsmasse. Beispielsweise kann der Schwerpunkt des Kupplungselements im entkoppelten Zustand ungefähr auf genannten Ebene durch die Drehachse oder sogar auf der vom Kupplungsvorsprung entfernten Seite der Drehachse liegen. Das hat den Vorteil, dass bei einer Drehung des Rotors mit hoher Drehzahl das Kupplungselement nicht aufgrund der Fliehkraft in die Kupplungsstellung bewegt werden kann.
  • Ein weiteres bevorzugtes Merkmal von kuppelnden Ausführungsformen der Erfindung betrifft die Ausgestaltung des Kupplungsvorsprungs und der entsprechenden Kupplungsvertiefung. Bevorzugt weist die das Drehmoment übertragende Fläche des Kupplungsvorsprungs einen Winkel zur radialen Richtung auf. Dadurch kann sichergestellt, dass eine kleine Federkraft ausreicht, um das Kupplungselement aus dem Kupplungszustand zurück in den entkoppelten Zustand zu bringen. Der genannte Winkel und die Oberflächenbeschaffenheit des Kupplungsvorsprungs sowie der Kupplungsvertiefung sind jedoch bevorzugt so aufeinander abgestimmt, dass die Struktur selbsthemmend ist, d.h. dass beim Ausüben eines Drehmoments die radiale Komponente der Haftreibung zwischen Kupplungselement und Abtriebselement ungefähr gleich gross oder grösser ist im Vergleich zur radialen Komponente der Normalkraft, dass also bspw. bei genügend grossem Drehmoment ein radiales Zurückziehen des Kupplungselementes durch die Federkraft verhindert werden kann. Beispielsweise kann zu diesem Zweck der Winkel zwischen der genannten Fläche und der radialen Richtung zwischen 3° und 10°, bevorzugt zwischen 4° und 7° betragen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Kupplungslement nicht unerwünscht aus der koppelnden Stellung entgegen der Federkraft nach innen gedrückt werden kann, wenn ein grosses Drehmoment angelegt wird.
  • Als Alternative kann - insbesondere in Verbindung mit der Verwendung einer stärkeren Feder - die Kupplungsgeometrie so ausgelegt werden, dass eine Begrenzung des übertragbaren Drehmoments erreicht wird, also eine Überlastkupplung. In solchen Ausführungsformen ist die Struktur nicht selbsthemmend, sondern aus ausgelegt, dass bei einem relativen Drehmoment, welches höher ist als ein Maximalwert die radiale Komponente der Normalkraft ausreicht, um das Kupplungselement entgegen der Federkraft radial zu verschieben. In solchen Ausführungsformen kann beispielsweise der Winkel zwischen den genannten Flächen grösser als 7° sein.
  • Das Kupplungselement kann durch eine Lagerhülse geführt sein. Diese kann in speziellen Ausführungsformen so ausgestaltet sein, dass sie bei Überlast deformiert wird und dadurch ein Ausweichen des Kupplungselements ermöglicht, bspw. indem die selbsthemmende Wirkung nach einer Deformation der Lagerhülse nicht mehr existiert. Dieser gezielte Schwachpunkt ermöglicht, dass die Reparatur der Schliesseinrichtung nach übermässiger Gewaltanwendung relativ einfach und kostengünstig ist, ohne dass die Sicherheit der Schliesseinrichtung beeinträchtigt würde.
  • Ebenfalls in einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Federelement antriebsseitig durch eine Endlosspindel verschiebbar, welche durch den Antrieb gedreht wird. Die Kupplungselementseite wird durch die Feder entsprechend mitbewegt, wenn einer solchen Bewegung kein Widerstand entgegengebracht wird, ansonsten wir die Feder für eine solche Kupplungselement-seitige Bewegung vorgespannt. Als "Endlosspindel" wird hier eine Spindel bezeichnet, bei welcher ein durch die Spindelwindungen geführtes Element nicht auf einen Anschlag der Spindel stösst, d.h. die Spindel ist an beiden Enden auslaufend ausgestaltet.
  • Beispielsweise kann das Federelement eine Schenkelfeder (oder Drehfeder) sein, deren einer Schenkel durch die Endlosspindel führbar ist, während der andere Schenkel der Schenkelfeder mit dem Kupplungselement verbunden ist.
  • Dabei kann die Endlosspindel eine globoide Form haben, um den Drehwinkel des in sie eingreifenden Federschenkels zu kompensieren, ohne dass die Gewindetiefe übergross gewählt werden müsste. Das bewirkt einen Vorteil in Sachen Kompaktheit, was wiederum vorteilhaft ist, weil der Antrieb ja gemäss dem erfindungsgemässen Konzept im Rotor angeordnet ist.
  • Ein Vorteil des erfindungsgemässen Vorgehens in Kombination mit der Verwendung einer Endlosspindel ist, dass der Kupplungsmechanismus auch dann einwandfrei funktioniert, wenn der Zustand der Schliesseinrichtung nicht bekannt und/oder nicht genau definiert ist. Trotzdem ist bei einer (Dreh-)Bewegung des Antriebs in die Öffnungs- oder Schliessrichtung der Antrieb nie einer übergrossen Last ausgesetzt, und es ergibt sich nie das Problem eines übermässigen Energiekonsums. Es kann bspw. vorgesehen sein, dass der Antrieb bei jedem Öffnungs- oder Schliessbefehl durch die Steuerelektronik eine vorgegebene Anzahl Umdrehungen durchführt. Nach Abschluss dieser vorgegebenen Zahl Umdrehungen ist die Schliesseinrichtung auf jeden Fall in einem definierten und bekannten Zustand, auch wenn der Ausgangszustand - bspw. wegen eines Unterbruchs in der Energieversorgung zuvor - nicht bekannt war.
  • Dadurch erübrigen sich aufwändige Mittel zum Feststellen des Schliesszustands. Trotzdem wird die Verwendung von Zustandssensoren nicht ausgeschlossen. Beispielswiese kann das Kupplungselement einen Permanentmangneten oder einen Magnetfeldsensor aufweisen, welcher mit einem Magnetfeldsensor bzw. Permanentmagneten eines im Bezug auf das Rotorgehäuse ortsfesten Element zusammenwirkt, bspw. einem auf dem Elektronikträger (Print) des Rotors angeordneten Hall-Sensor. Ein anderer möglicher Sensor zur Detektion des Zustandes ist ein geeignet angeordneter mechanisch betätigter Schalter im Rotor.
  • Besonders bevorzugt weist der Rotor nebst dem Antrieb auch die sicherheitsrelevanten Teile der Elektronik auf. Beispielsweise ist die ganze Auswerteelektronik bevorzugt im Rotor angebracht, und zwar hinter dem mechanischen Schutz. Bezüglich der möglichen Aufteilung von Elektronikkomponenten zwischen standardisierten Komponenten wie einem RFID-Chip einerseits und einer sicherheitsrelevanten Auswerteeinheit andererseits wird auf die Lehre der Schweizer Patentanmeldung 1177/09 vom 29.7.2009 verwiesen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Merkmal betrifft den mechanischen Schutz. Es ist an sich bekannt, eine Schliesseinrichtung mit einem Bohrschutz zu versehen. Bei diesem handelt es sich um eine Platte oder dergleichen aus einem sehr harten Material, womit es Bohrern erhältlicher Bohrmaschinen verunmöglicht werden soll, eine Öffnung von aussen zu den sicherheitsrelevanten Komponenten - bspw. der Ansteuerung des Antriebs - zu erstellen. Gemäss einem bevorzugten Merkmal von Ausführungsformen der Schliesseinrichtung weist nun der Bohrschutz ein Borschutzelement auf, welches im Rotor frei drehend angebracht ist. Das hat einerseits den Vorteil, dass für einen Angriff mit einem drehenden Instrument eine zusätzliche Schwierigkeit besteht, kann doch der Bohrschutz einfach mit dem drehenden Instrument mitdrehen. Andererseits ist der frei drehende Bohrschutz auch herstellungstechnisch günstig.
  • Weiter kann der Rotor eine Sollbruchstelle aufweisen, welche ausserhalb des sicheren Bereichs, also vorzugsweise ausserhalb des mechanischen Schutzes angeordnet ist und bei einem Ziehen am Rotor oder an der ganzen Schliesseinrichtung nachgibt und so sicherstellt, dass ein Missbrauch Treibender nicht durch Ziehen, einen Knick-Angriff oder Anlegen eines übergrossen Drehmoments an die sicherheitsrelevanten Komponenten gelangen kann.
  • Die Schliesseinrichtung kann beispielsweise als Schliesszylinder ausgebildet sein, wobei die äussere Kontur (i.A. die Querschnittsfläche senkrecht zur Drehachse des Rotors) sowie gegebenenfalls weitere Elemente wie ein Nocken des Abtriebselements einer Normierung entsprechen können. Zur Betätigung der Schliesseinrichtung kann mindestens ein Türknauf vorgesehen sein; alternativ ist auch die Betätigung mittels eines Schlüssels denkbar, wobei dann optional noch mechanische Zuhaltungen vorhanden sein können. Weiter ist möglich, dass die Elektronikkomponenten der Schliesseinrichtung in einem Türbeschlag angeordnet sind und die Betätigung über einen Türdrücker erfolgt. Weitere Ausgestaltungen sind denkbar.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen genauer beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche oder analoge Elemente. Es zeigen:
    • Figur 1 eine Übersichtsdarstellung einer Schliesseinrichtung, wobei das RotorGehäuse und der Stator geschnitten gezeichnet sind;
    • Figur 2 eine Ansicht von Elementen des Rotors, ohne eine der beiden Rotor-Gehäuseschalen;
    • Figur 3 eine Detaildarstellung, welche die Führung des Kupplungselements hervorhebt;
    • Figur 4 eine Darstellung des Kupplungselements;
    • Figur 5 eine Detaildarstellung, welche die Ausgestaltung der Endlosspindel gut sichtbar macht;
    • Figuren 6-9 je eine Detaildarstellung, welche die Verschiebung des Kupplungselements durch die Endlosspindel illustriert, in verschiedenen Zuständen der Schliesseinrichtung;
    • Figur 10 eine Darstellung des Abtriebselements;
    • Figur 11 eine Schnittdarstellung der Kupplung zwischen Rotor und Abtriebselement;
    • Figur 11a eine schematische Zeichnung, welche die Drehmomentübertragung zwischen dem Kupplungselement und dem Abtriebselement illustriert;
    • Figur 12 eine Detaildarstellung, die den Bohrschutz im Rotor und die Sollbruchstelle sichtbar macht;
    • Figur 13 eine Darstellung des Rotors, in welcher auch die Lagerringe sichtbar sind.
  • Die Schliesseinrichtung 1 gemäss Figur 1 ist ein Schliesszylinder und weist einen äusseren Türknauf 2 mit einem integrierten RFID-Empfänger (nicht gezeigt) und einen inneren Türknauf 3 auf. Der äussere Türknauf ist drehfest an einen Rotor 4 gekoppelt, der in einem Stator 5 drehbar geführt ist. Der innere Türknauf 3 ist über eine Distanzhülse 7 drehfest an ein Abtriebselement gekoppelt. Die Ausdehnung der Distanzhülse 7 hängt von der Dicke der Türe ab, in welcher der Schliesszylinder eingebaut ist; je nach dem kann die Distanzhülse auch entfallen. Der Schliesszylinder kann auch als Halbzylinder ausgestaltet sein, indem kein innerer Türknauf vorhanden ist. Auch können andere Betätigungsarten als über einen Türknauf vorgesehen sein, bspw. ein Drehen des Rotors mit einem Drücker oder mit einem Schlüssel, in welch letzterem Fall der nachstehend noch eingehender beschriebene Bohrschutz 21 anders ausgestaltet ist als in den Figuren dargestellt. Eine weitere Alternative zur dargestellten Ausführungsform ist ein Dualzylinder, bei welchem beidseitig je ein Knauf mit RFID-Empfänger und Antenne - in der Art des äusseren Türknaufs 2 - sowie eine Batterie vorhanden ist und sowohl aussenseitig wie innenseitig ein vollständiges Kupplungsmodul vorhanden ist, so dass wahlweise der äussere oder der innere Türknauf mit dem Abtriebselement gekoppelt werden kann.
  • Das Abtriebselement weist eine Abtriebshülse 8 und einen Mitnehmer 9 auf. Letzterer ist in an sich bekannter Art dafür eingerichtet, mittels einem Nocken 9.1 einen Riegel oder eine Klinke zu betätigen. Die Abtriebshülse ist dafür eingerichtet, je nach Zustand über ein Kupplungselement 15 drehfest an den Rotor 4 gekoppelt zu werden, wozu das Kupplungselement Drehmomentübertragungsflächen 15.1 aufweist. Wie man das in Figur 2 noch besser sieht, ist zum Zweck des wahlweisen Koppelns im Innern des Rotors 4 ein elektrischer Antrieb vorhanden, der einen Motor 11 aufweist, welcher durch einen - optionalen - Motorhalter 12 im Rotor fixiert ist und über ein Getriebe - oder optional auch direkt - eine Endlosspindel 13 antreibt. Das Getriebe besteht hier aus dem Motorritzel 11.1 und einem an der Endlosspindel 13 angeformten grösseren Zahnrad 13.1. In die Windungen der Endlosspindel greift der eine Schenkel einer drehbar (durch einen Lagerzapfen 18 des Rotor-Gehäuses) befestigten Schenkelfeder 14 ein, während der andere Schenkel an das Kupplungselement 15 gekoppelt ist, wodurch dieses bei einer Drehung der Schenkelfeder um die Achse der Federwindungen und hier des Lagerzapfens in einer Lagerhülse 16 geführt radial verschiebbar ist. In der in Figur 2 dargestellten Kupplungsstellung - das Kupplungselement befindet sich in der Orientierung gemäss Figur 2 "oben" - greift ein Kupplungsvorsprung des Kupplungselements mit den Drehmomentübertragungsflächen in die entsprechende Kupplungsvertiefung der Abtriebshülse 8 ein.
  • Der elektrische Antrieb wird durch eine Ansteuerelektronik gesteuert, welche auf einem Elektronikträger 17 (Leiterplatte) angeordnet ist. Dieser ist über eine flexprintartige Verbindung 17.1 oder über ein Flachkabel mit einer Steckerbuchse 22 verbunden, durch welche die auf dem Elektronikträger 17 angeordneten Komponenten mit Elektronikkomponenten des äusseren Türknaufs kommunizieren können, und durch selche sie auch gespeist werden können.
  • Figur 3 zeigt ein Detail, auf dem Merkmale des Kupplungselements 15 besonders gut erkennbar sind, und Figur 4 zeigt eine Ansicht nur des Kupplungselements 15. Das Kupplungselement 15 ist einstückig und weist nebst dem Kupplungsvorsprung mit der Drehmomentübertragungsfläche 15.1 eine Schaftpartie 15.2 und eine Gegenmasse 15.3 auf. Diese bewirkt, dass der Schwerpunkt S des Kupplungselements in Bezug auf den Kupplungsvorsprung jenseits der Drehachse 20 des Rotors liegt. Wenn der Rotor mit sehr hohen Drehzahlen gedreht wird, wird daher das Kupplungselement nie aufgrund der Fliehkraft in eine kuppelnde Stellung (in Figuren 3 und 4 nach oben) ausweichen.
  • Die Wandstärke der Lagerhülse 16 ist so gewählt, dass beim Ausüben eines grossen, ansteigenden Drehmoments auf das Kupplungselement - das sich als Scherkraft auf das Kupplungselement auswirkt - zuerst die Lagerhülse deformiert wird.
  • In der dargestellten Ausführungsform weist das Kupplungselement 15 nebst der Aussparung für den Schenkel 14.2 der Schenkelfeder auch eine Aussparung für einen Permanentmagneten 31 auf. Dieser kann mit einem nicht dargestellten Hall-Sensor auf dem Elektronikträger zusammenwirken, wodurch der Schliesszustand ermittelt werden kann. Wie eingangs erklärt ist das jedoch aufgrund des Vorgehens der hier beschriebenen Art ein optionales Merkmal: das Funktionsprinzip der Schliesseinrichtung setzt keine Kenntnis des Schliesszustandes voraus.
  • Gemäss Figur 5 ist die Endlosspindel 13 globoid, und zwar indem eine äussere und eine innere Kontur abweichend von der zylindrischen Form je nach aussen gewölbt sind. Dadurch kann der erste Schenkel 14.1 der Schenkelfeder in die Windungen eingreifend bei einer Drehbewegung um die Achse des Lagerzapfens 18 der Konturlinie folgen, was wiederum ermöglicht, dass die Gewindetiefe die Dicke des Federschenkels nicht massiv übersteigen muss und trotzdem eine verlässliche Führung auf dem ganzen Weg entlang der Spindel gewährleistet ist. Die globoide Spindel ermöglicht so eine Platzersparnis; eine sehr kompakte Bauweise ist möglich.
  • Figur 6 illustriert den Zustand, in welchem der Antrieb ein Kopplungssignal erhalten hat und den ersten Schenkel mittels der Endlosspindel 13 entsprechend bewegt hat. Das Kupplungselement ist jedoch blockiert und kann sich nicht in den Kupplungszustand bewegen, weil der Rotor im dargestellten Zustand nicht auf die Kupplungsvertiefungen des Abtriebselements ausgerichtet ist. Die Feder 14 wird folglich gespannt, indem der Schenkel 14.1 in den Zustand gemäss Figur 6 bewegt wird.
  • Bei einer Drehung des Rotors wird dieser irgendwann in einer Orientierung sein, in welcher der Kupplungsvorsprung des Kupplungselements 15 in eine entsprechende Kupplungsvertiefung eingreifen kann, worauf aufgrund der Spannung der Feder das Kupplungselement selbsttätig in die in Figur 7 gezeigte Kupplungsposition verschoben wird. Der Rotor ist dann an das Abtriebselement gekuppelt, und eine Drehung des Rotors - durch eine Drehung des äusseren Türknaufs - bewirkt eine Drehung des Abtriebselements und eine entsprechende Bewegung des Riegels bzw. der Klinke.
  • Sofern das Kupplungselement nicht blockiert ist, kann die Schliesseinrichtung auch direkt ausgehend vom entkoppelten Zustand in den Zustand gemäss Figur 7 übergehen.
  • Sobald im gekoppelten Zustand gemäss Figur 7 die Ansteuerelektronik ein entsprechendes Signal abgibt, wird der elektrische Antrieb die Kopplung rückgängig machen. Die Endlosspindel 13 wird den ersten Schenkel 14.1 axial in die in Figuren 8 und 9 gezeichnete Lage zurückverschieben. Sofern in einer Ausnahmesituation zu diesem Zeitpunkt ein substantielles Drehmoment auf den Rotor ausgeübt wird und das Abtriebselement einen entsprechenden Widerstand erfährt, kann das Kupplungselement jedoch zunächst in seiner koppelnden Lage blockiert werden, was in Figur 8 illustriert ist. Dies geht erneut mit einer Spannung der Schenkelfeder 14 einher, sodass das Kupplungselement in die entkoppelte Position gemäss Figur 9 zurückgezogen wird, sobald dieses Drehmoment entfällt. Falls die erwähnte Ausnahmesituation nicht vorliegt, wird die Schliesseinrichtung direkt vom Zustand von Figur 7 in den Zustand gemäss Figur 9 übergehen.
  • Figur 10 zeigt die Abtriebshülse. Sie weist innenseitig eine Mehrzahl von Kupplungsvertiefungen 8.1 auf, in welche der Kupplungsvorsprung des Kupplungselements eingreifen kann.
  • Wie man auch in Figur 11 sieht, ist die Abtriebshülse 8 über aussenseitige Kupplungsvertiefungen 8.4 drehfest mit dem Mitnehmer 9 gekoppelt. In Figur 11 sieht man ausserdem das Prinzip der Kupplung zwischen dem Rotor mit der Lagerhülse 16 einerseits und der Abtriebshülse 8 andererseits: Das Kupplungselement 15 greift im Kopplungszustand eine der Kupplungsvertiefungen 8.1 ein.
  • Abweichend von der Darstellung gemäss Figur 11 kann das Abtriebselement auch einstückig gefertigt sein, d.h. Abtriebshülse 8 und Mitnehmer 9 werden durch ein einziges Bauteil gebildet.
  • Wie in Figur 11 sichtbar und in Figur 11a in einer überzeichnenden, schematischen Darstellung gezeigt, sind die Drehmomentübertragungsfläche 8.2 der Abtriebshülse 8 und die Drehmomentübertragungsfläche 15.1 des Kupplungselements 15 nicht parallel zur axialen Richtung 30, sondern in einem von 0° verschiedenen Winkel α zu dieser. Dadurch wird sichergestellt, dass die Kraft der Schenkelfeder immer ausreicht, um das Kupplungselement in die entkoppelte Stellung zurückzuziehen, wenn kein äusseres Drehmoment auf den Rotor ausgeübt wird - mit anderen Worten wird sichergestellt, dass die Kraft der Schenkelfeder ausreicht, eventuelle Haftreibungskräfte zwischen dem Rotor und dem Stator und das daraus resultierende Drehmoment zu überwinden. Hingegen wird wie eingehend dargelegt der Winkel so klein gewählt, dass die Radialkomponente (d.h. die Kraftkomponente entlang der radialen Richtung 30) der Normalkraft N im Betrag ungefähr gleich gross ist wie die Radialkomponente der maximalen Haftreibungskraft FH oder kleiner ist als diese. In der Figur wird der besseren Vergleichbarkeit wegen das Negative -FH der auf das Kupplungselement bei vorgegebenem Drehmoment auf den Rotor ausgeübten maximalen Haftreibungskraft FH dargestellt. Dadurch wird verhindert, dass bei grossem Drehmoment auf den Rotor das Kupplungselement aufgrund der Normalkraft entgegen der Federkraft in die entkoppelnde Position zurückgedrückt werden kann.
  • In sperrenden Ausführungsformen wird das Kupplungselement, anstatt im Kupplungszustand in eine Kupplungsvertiefung der Abtriebshülse einzugreifen, in in einem Sperrzustand in eine Sperrgeometrie des Stators eingreifen. In einer solchen Ausführungsform müssen natürlich die vorstehend diskutierten Winkel entweder 0° betragen oder auf jeden Fall so klein sein, dass nicht mit einem grossen angelegten Drehmoment das Kupplungselement zerstörungsfrei entgegen der Federkraft radial verschoben werden kann. Ausserdem wird in dieser Ausführungsform vorzugsweise der Schwerpunkt des Kupplungselements diesseits der Rotationsachse liegen.
  • Figur 12 zeigt den Bohrschutz 21. Dieser ist als Scheibe ausgebildet, die drehbar in eine Führungsstruktur des Rotorgehäuses eingelegt ist. Weiter sieht man eine Sollbruchstelle 41 ausserhalb des Bohrschutzes. Die Sollbruchstelle gibt bei einem starken Zug auf den Rotor nach und verhindert, dass der Rotor oder der ganze Schliesszylinder durch Ziehen aus der Verankerung gelöst werden kann. Sie schützt auch bei Knick-Angriffen sowie bei Anlegen eines übermässigen Drehmoments. Bis zu einem gewissen Grad verhindert sie auch, dass der Bohrschutz einfach ausgehebelt werden kann, sich keine grösseren Stücke des Kupplungsmoduls herausreissen lassen.
  • Figur 13 schliesslich zeigt den Rotor als ganzen. Man sieht, dass in der gezeichneten Ausführungsform das Gehäuse des Rotors aus zwei Gehäuseschalen 10.1, 10.2 zusammengesetzt ist, die im Allgemeinen auf der Innenseite nicht identisch sind und Strukturen aufweisen, welche die Befestigung der vorstehend beschriebenen Elemente ermöglichen. Die Gehäuseschalen können aus einem harten und hitzebeständigen Kunststoff oder aus einem Metall - bspw. mit Zinkdruckguss - gefertigt sein. Die Gehäuseschalen werden durch zwei Lagerringe 51, 52 sowie optional durch eine Klammer (nicht gezeigt) zusammengehalten. Die Lagerringe können aus rostfreiem Stahl oder einem anderen geeigneten Material gefertigt sein und nebst der mechanischen Stabilität auch der reibungsarmen Lagerung des Rotors im Stator dienen.
  • Viele Varianten sind denkbar. Das Federelement kann auch anders ausgebildet sein als das gezeigte mit einer Mehrzahl von Windungen und zwei Schenkeln, bspw. als Blattfeder. Auch eine axiale Bewegung des Kupplungselements anstelle der hier beschriebenen und diskutierten radialen Anordnung ist denkbar, auch wenn die gezeigte radiale Anordnung von der Konstruktion her besonders einfach und verlässlich und daher vorteilhaft ist.

Claims (15)

  1. Schliesseinrichtung mit einem in einem Stator (5) gelagerten Rotor (4), wobei der Rotor (4) durch einen elektronisch gesteuerten Antrieb mit einem Abtriebselement (8, 9) kuppelbar und/oder gegen den Stator (5) sperrbar ist, und wobei der elektrisch gesteuerte Antrieb im Rotor angeordnet ist und sich bei einer Drehbewegung des Rotors mit diesem mitdreht, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb über ein Federelement (14), mit einem Kupplungselement (15) zum Kuppeln des Rotors mit dem Abtriebselement bzw. zum Versperren des Rotors gegen den Stator gekoppelt ist, derart, dass eine vom elektrischen Antriebe erzeugte Bewegung durch das Federelement (14) auf das Kupplungselement (15) übertragbar ist.
  2. Schliesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (15) durch das Federelement (14) im Rotor radial bewegbar ist.
  3. Schliesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (15) in einem entkoppelten Zustand der Schliesseinrichtung Massenanteile beidseitig der Drehachse (20) des Rotors (4) aufweist.
  4. Schliesseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (15) einen Kupplungsvorsprung aufweist, welcher in einem Kupplungszustand in eine entsprechende Kupplungsvertiefung des Abtriebselements (8, 9) eingreift und der Schwerpunkt (S) des Kupplungselements (15) bezogen auf den Kupplungsvorsprung ungefähr auf der Drehachse (20) oder auf der vom Kupplungsvorsprung entfernten Seite der Drehachse liegt.
  5. Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Kupplungselement (15) einen Kupplungsvorsprung aufweist, welcher in einem Kupplungszustand in eine entsprechende Kupplungsvertiefung des Abtriebselements (8, 9) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass eine ein Drehmoment zwischen dem Rotor (4) und dem Abtriebselement (8, 9) übertragende Drehmomentübertragungsfläche (15.1) einen von 0° verschiedenen Winkel (α) zur Bewegungsrichtung des Kupplungselements hat.
  6. Schliesseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Winkel zwischen 3° und 10° beträgt.
  7. Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine Lagerhülse (16) zur Führung des Kopplungselements (15), wobei die Lagerhülse durch ein einen gewissen Wert übersteigendes Drehmoment zwischen dem Rotor (4) und dem Abtriebselement (8, 9) deformierbar ist, wobei bei einem Drehmoment mit diesem Wert die übrigen Elemente der Schliesseinrichtung unversehrt bleiben.
  8. Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) durch eine vom elektrischen Antrieb antreibbare Drehspindel (13) bewegbar ist.
  9. Schliesseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehspindel eine Endlosspindel ist.
  10. Schliesseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehspindel eine globoide äussere Form hat.
  11. Schliesseinrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (14) eine Schenkelfeder ist, deren eines Ende in die Windungen der Drehspindel eingreift.
  12. Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auswerteelektronik zum Auswerten von empfangenen Datensignalen und zum Fällen einer Entscheidung über das Vorliegen einer Zugangsberechtigung im Rotor (4) angeordnet ist.
  13. Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bohrschutzelement (21) drehbar im Rotor (4) angebracht ist.
  14. Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) eine Sollbruchstelle (41) aufweist, welche ausserhalb eines sicheren Bereichs angeordnet ist.
  15. Schliesseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Schliesszylinder mit einer normierten äusseren Kontur ausgebildet ist und beispielsweise mindestens einen Türknauf (2, 3) aufweist.
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