[0001] Die Erfindung betrifft ein Mehrriegelschloss mit Zylinderbetätigung und einem Zahnradgetriebe
zwischen dem Zylinder und einer Verzahnung auf einer Schubstange oder auf einem Schubstangenanschluss-Schieber.
Wenn ein Schlosszylinder mit Hilfe des Schlüssels betätigt wird, dann bewegen sich
über die Schlosskinematik gleichzeitig die Schubstange, der Riegel und gegebenenfalls
die Falle, letzere unter der Voraussetzung, dass das Schloss mit Wechselfunktion ausgestattet
ist. Bei der Wechselfunktion, die an das Aufsperren, also die Schubstangenbetätigung
anschließt, soll nur die Falle zurückgezogen werden. Die Riegel, welche durch die
Schubstangen eingezogen wurden, sollen in der Offenstellung verbleiben. Somit ist
es erwünscht, dass während einer gewissen, die Wechselfunktion auslösenden Winkeldrehung
des Schlüssels im Schlosszylinder die Schubstangen stillstehen sollen.
[0002] Ferner kann die Sperrnase eines Schließzylinders das Zylindergehäuse links oder rechts
überragen. Für den Differenzwinkel bei einer Drehung des Schlüssels im Schließzylinder
zwischen den beiden vorgenannten Möglichkeiten muss im Zuge der Kinematik bis zur
Schubstange eine Freistellung erfolgen, die auf den Leerwinkel der Kraftübertragung
durch den Schlüssel entweder zu Beginn der Betätigung oder am Ende Rücksicht nimmt.
Wie erwähnt, muss auch die Schubstange während der Wechselbetätigung der Falle freigestellt
sein.
[0003] Die Erfindung zielt darauf ab, eine Freistellung für die Wechsel- und bzw. oder Schubstangenfunktion
im kinematischen Übertragungsweg zu schaffen. Dies wird dadurch erreicht, dass die
außen liegende Zahnflanke des Ersten und bzw. oder des Letzten für den Eingriff mit
dem abtreibenden Zahnrad bzw. von Zahnstiften dieses Zahnrades des Zahnradgetriebes
vorgesehenen Zahnes der Schubstangen- oder Anschlußschieberverzahnung zur Mittellinie
des letztgenannten Zahnes versetzt ist oder eine zur Mittellinie gerichtete Hinterschneidung
zum Eintauchen des im Eingriff stehenden Zahnes bzw. Zahnstiftes aufweist, in die
der getriebeseitige Zahn bzw. Zahnstift bei fortgesetzter Drehung zu Beginn und am
Ende des Sperr- oder Entriegelungsvorganges bei Stillstand der Schubstange bzw. des
Schubstangenanschluss-Schiebers eingreift. Auf diese Weise wird erreicht, dass der
die Schubstangenbewegung verursachende Eingriff von Zahnrad und Zahnstange zu Beginn
und am Ende der Verzahnung für einen Drehwinkel von z.B. 45 bis 55° freigestellt ist,
wozu die Hinterschneidung, also ein Zurückspringen der für die kontinuierliche Bewegung
ausgelegten Zahnflanke, dient. Damit steht am Ende der Drehbewegung des Schlüssels
und damit auch des mit der Schubstangenverzahnung kämmenden Zahnrades oder Stiftrades
ein Leerweg zur Verfügung, während dessen die Schubstange trotz Zahnraddrehung freigestellt
ist. Diese Freistellung nimmt die Fallenbetätigung über den Wechsel bei stillstehenden
Schubstangen auf. Ferner wird auch die Winkeldrehung des Schlüssels bis in die Abziehstellung
derselben ermöglicht. Dies gilt sinngemäß für die Freistellung zu Beginn der Kraftübertragung
zwischen Schlüssel und Schubstangen, wenn ein Leerweg der Schubstangenbewegung vorauseilt.
Die Hinterschneidung zu Beginn und bzw. oder am Ende der Verzahnung (Stockverzahnung,
Stiftverzahnung) kann sich sinngemäß über die gesamte Zahnflanke erstrecken. Es erscheint
dann der erste und bzw. oder der letzte Zahn schlanker, jedenfalls was die Außenseiten
betrifft. Es ist zweckmäßig, wenn die Zahnbreite im Bereich der Hinterschneidung kleiner
ist als der Abstand zwischen den Stiften. Ferner ist es für den Bewegungsablauf vorteilhaft,
wenn die Hinterschneidung in einem Kopfbereich des Zahnes übergeht, dessen Breite
im Kopfbereich dem Abstand zwischen den Stiften etwa entspricht. Eine weitere Aufgabe
besteht bei dem Mehrriegelschloss darin, die Kraftübertragung zwischen dem Stift-
bzw. Stockzahnrad als abtreibendes Rad des vom Schließzylinder betätigten Getriebes
und der besonderen Schubstange bzw. des Anschluss-Schiebers, insbesondere bei vollständigem
Eintauchen eines Stiftes in eine Zahnlücke, zu verbessern. Bei gleichem Drehwinkel
sollen auch im inneren Bereich der Zahnlücken größere Kräfte übertragen werden. Dies
wird bei dem Mehrriegelschloss dadurch erreicht, dass die Zahnstifte des Zahnrades
einen Querschnitt aufweisen, der etwa einem gleichseitigen oder gleichschenkeligen
Dreieck, insbesondere einem Gleichdick entspricht und dass jeweils eine Seite zweier
diametral angeordneter Stifte einander unmittelbar gegenüber liegen und mit dem Durchmesser
einen rechten Winkel einschließen. Auf diese Weise wird nicht nur erreicht, dass der
die Schubstangenbewegung verursachende Eingriff von Zahnrad und Zahnstange zu Beginn
und am Ende der Verzahnung für einen Drehwinkel von z.B. 45 bis 55° freigestellt ist,
wozu die Hinterschneidung, also ein Zurückspringen der für die kontinuierliche Bewegung
ausgelegten Zahnflanke, dient, sondern es ergibt sich infolge der balligen und der
Drehachse des Zahnrades zugewandten Abflachung des Querschnitts der Zahnstifte des
stockverzahnten Zahnstangengetriebes eine besonders zweckmäßige Charakteristik der
Kraftübertragung. Gegenüber einem Kreisquerschnitt des Zahnstiftes liegt die Eingriffslinie
des insbesondere vorgesehenen Gleichdickquerschnitts im Inneren der Zahnlücke näher
beim Drehpunkt des Zahnrades. Dadurch kommt es gerade beim kritischen Drehwinkel zu
einer großen Kraftübertragung. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn durch bauliche
Beschränkungen das Zahnradgetriebe nicht frei gestaltet werden kann. Am Ende des durch
die Hinterschneidung oder Zurückversetzung der äußeren Zahnflanke der Zahnstange bewirkten
Leerweges des Getriebes, der für die Wechselaktivierung genützt wird, greift das Zahnrad
mit den erfindungsgemäßen Stiften an der Zahnstange an und verringert auf Grund des
Stiftquerschnitts mit zunehmendem Drehwinkel und zunehmender Eingriffstiefe den wirksamen
Hebelsarm. Bei einer konkreten Ausführungsform konnte der wirksame Radius von 5 mm
auf 4 mm durch die Dreiecks- insbesondere Gleichdickform des Stiftquerschnitts reduziert
und damit die übertragene Kraft im kritischen, inneren Bereich des Eingriffs um etwa
20% erhöht werden. Dies ist gerade bei Schubstangengetrieben und Mehrriegelschlössern
von großer Bedeutung.
[0004] Es ist zweckmäßig, wenn die Zahnbreite im Bereich der Hinterschneidung kleiner ist
als der Abstand zwischen den Stiften. Ferner ist es für den Bewegungsablauf vorteilhaft,
wenn die Hinterschneidung in einem Kopfbereich des Zahnes übergeht, dessen Breite
im Kopfbereich dem Abstand zwischen den Stiften etwa entspricht.
[0005] Ein Ausführungsbeispiel zum Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen dargestellt.
[0006] Fig. 1 zeigt die Eingriffsverbindung zwischen einem abtreibenden Zahnrad eines von
einem Schließzylinder betätigten Getriebes bei einem Mehrriegelschloss mit einer Verzahnung
eines Schubstangenanschluss-Schiebers, und Fig. 2 dieselbe Eingriffsverbindung, jedoch
nach einer Winkeldrehung des Zahnrades um etwa 50° bei immer nach stillstehendem Schubstangenanschluss-Schieber
und Fig. 3 den vergrößerten Eingriffsbereich mit Zahnstiften mit Gleichdickquerschnitt
im Vergleich zu Zahnstiften mit Kreisquerschnitt.
[0007] Gemäß Fig. 1 und 2 umfasst ein Schubstangengetriebe eines Mehrriegelverschlusses
ein Zahnrad 1, welches über ein Zahnradgetriebe von einem Schließzylinder bei Schlüsselbetätigung
in Drehung versetzt wird. Das Zahnrad 1 ist das abtreibende Zahnrad des letztgenannten
Zahnradgetriebes. Im Ausführungsbeispiel trägt das Zahnrad 1 auf seiner Flachseite
Stifte 2, 3, die nacheinander in die Zahnlücken 4, 5 eines verzahnten Schubstangenanschluss-Schiebers
6 greifen. Letzterer ist in der Vertikalen geführt und es sind Formschlusselemente
(z.B. 7) zum Ankuppeln von Schubstangen vorgesehen, die selbst an ihren divergierenden
Enden als Riegel wirken oder die z.B. über Zapfen-Schlitzumlenkungen Riegel am Umfang
einer Türe verschieben.
[0008] Die Zähne 8 und 9 sind an ihren Außenflanken ausgenommen. Sie weisen Hinterschneidungen
10, 11 auf, die eine Freistellung des Schubstangenanschluss-Schiebers 6, also einen
Stillstand desselben trotz einer Drehbewegung des Zahnrades 1, bewirken. Eine Verzahnung
ist üblicherweise - und für den zwischen den Außenflanken der Zähne 8, 9 liegenden
Bereich auch hier zutreffend - so ausgelegt, dass ein Zahnrad - hier die Stifte 2,
3 - während der Drehung ständig mit der Verzahnung einer Zahnstange im Eingriff stehen.
Wenn ein Stift aus einer Zahnlücke austaucht dann hat der andere (nächste) Stift bereits
die Zahnflanke in der nächsten Zahnlücke erreicht und übernimmt unterbrechungslos
die Kraftübertragung. Aus dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Bewegungsablauf wird klar,
dass sich das Zahnrad 1 um mehr als 45° gegen den Uhrzeigersinn drehen kann, bevor
der Zapfen 3 mit der Zahnflanke in der Lücke 4 in Eingriff kommt. Daher steht der
Schubstangenanschluss-Schieber 6 still, während sich das Zahnrad 1 um diesen Winkel
dreht. Nach weiteren Drehungen übergreift schließlich der Stift 3 den Zahn 9. Der
Stift 3 erreicht aber die zurückversetzte Zahnflanke (Hinterschneidung 11) vorerst
nicht, sodaß wieder für einen Drehwinkel des Zahnrades 1 von mehr als 45° der Schubstangenanschluss-Schieber
6 stillsteht. Mit dieser Drehung des Zahnrades 1 erfolgt bei Stillstand des Riegelrückzuges
oder Ausschubes die Fallenbetätigung über einen Wechselhebel, der vom Zahnrad 1 in
dieser Phase beaufschlagt wird. Ebenso werden Restdrehungen des Schlüssels in die
Stellung aufgenommen, in der der Schlüssel abgezogen werden kann, ohne dass es dabei
zu einer zwangsweisen Riegelverschiebung kommt. Es werden dadurch Toleranzen und Spiel
innerhalb der kinematischen Verbindung zwischen Schlüssel und Riegel kompensiert.
In diesem Sinn wird auch der Differenzwinkel zwischen einer links oder rechts ein
Schließzylindergehäuse überragenden Sperrnase aufgenommen, sodass es gleichgültig
ist, welche Schließzylinderbauart verwendet wird. Ein hinsichtlich der Sperrnase umstellbarer
Zylinder ist nicht erforderlich. Erwähnt sei, dass zur Schaffung der erwünschten Freistellung
zwischen Antrieb und Abtrieb, also den Stiften 2, 3 und der Verzahnung des Schubstangenanschluss-Schiebers
6 die außen liegenden Zähne 8, 9 eine über ihre ganze Höhe zurückversetzte Zahnflanke
aufweisen können. Der Abstand der Zahnflanken des Zahnes 8 oder 9 ist zumindest örtlich
(Hinterschneidung 10, 11) geringer als der diametrale Abstand zwischen den Stiften
2 und 3.
[0009] Als Besonderheit weisen die Stifte 2', 3' in Fig. 3 einen Querschnitt in Anlehnung
an ein gleichseitiges Dreieck (Gleichdick) auf. Der Vorteil eines solchen Querschnitts
gegenüber einem kreiszylindrischen Stift ist aus Fig. 3 ersichtlich. Grundsätzlich
ist die Kraftübertragung zwischen dem Zahnrad 1 mit seinen Stiften 2', 3' und der
Zahnstange dann am ungünstigsten, wenn der Stift 3' zur Gänze in die Zahnlücke eintaucht,
weil der Hebelsarm, also der Abstand zwischen der Drehachse 12 des Zahnrades 1 zum
Berührungspunkt (Berührungslinie) 13 bzw. 14 zwischen Stift 3' und Zahnflanke, am
größten ist. Mit der besonderen Querschnittsform eines Dreiecks oder Gleichdicks gelingt
es, diesen Berührungspunkt 13 bzw. 14 näher an die Drehachse 12 heranzubringen und
damit den Hebelsarm zu Gunsten einer erhöhten Kraftübertragung im kritischen Bereich
zu verkürzen. Man erkennt in der ebenen Darstellung nach Fig. 3, dass der in Rede
stehende Berührungspunkt 13 bei dem strichliert eingezeichneten Kreisquerschnitt für
den Stift 3 bzw. 3' tiefer im Inneren der Zahnlücke liegt, als der Berührungspunkt
14 des Gleichdickquerschnitts. Dadurch werden in dieser Drehlage des Zahnrades 1 infolge
des balligen Querschnittes mit dem Gleichdickquerschnitt höhere Kräfte übertragen,
als beim Kreisquerschnitt. Über den gesamten Drehbereich des Zahnrades 1 kommt es
im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 zu einer gleichmäßigen und insbesondere im kritischen
Bereich zu einer verbesserten Kraftübertragung bei diesem Zahnstangengetriebe. So
wird in der kinematisch günstigen Drehlage gemäß Fig. 2 der Berührungspunkt bei einer
Ausführung nach Fig. 3 gegenüber dem Kreisquerschnitt durch das Gleichdick etwas tiefer
in die Zahnlücke 4, also nach innen gerückt, wodurch der Hebelsarm während der anfangs
nur geringen Verschiebung bei ohnehin hohen Kräften etwas verlängert ist. Die Kraftübertragung
nimmt bei fortgesetzter Drehung mit zunehmendem Verschiebungsweg bis zum vollständigen
Eintauchen des Stiftes 3 mit Kreisquerschnitt in die Zahnlücke der Zahnstange ab.
Dieser Abnahme wird gemäß Fig. 3 durch das Verkürzen des Hebelsarmes auf Grund des
Gleichdickquerschnitts des Stiftes 3' entgegengewirkt. Die Charakteristik der Kraftübertragung
in Abhängigkeit vom Drehwinkel des Zahnrades 1 kann auf diese Weise optimiert werden.
1. Mehrriegelschloss mit Zylinderbetätigung und einem Zahnradgetriebe zwischen dem Zylinder
und einer Verzahnung auf einer Schubstange oder auf einem Schubstangenanschluss-Schieber,
dadurch gekennzeichnet, dass die außen liegende Zahnflanke (10, 11) des Ersten und bzw. oder des Letzten
für den Eingriff mit dem abtreibenden Zahnrad (1) bzw. von Zahnstiften (2, 3; 2',
3') dieses Zahnrades (1) des Zahnradgetriebes vorgesehenen Zahnes (8, 9) der Schubstangen-
oder Anschluss-Schieberverzahnung (6) zur Mittellinie des letztgenannten Zahnes (8,
9) versetzt ist oder eine zur Mittellinie gerichtete Hinterschneidung (10, 11) zum
Eintauchen des im Eingriff stehenden Zahnes bzw. Zahnstiftes (2, 3; 2', 3') aufweist,
in die der getriebeseitige Zahn bzw. Zahnstift (2, 3; 2', 3') bei fortgesetzter Drehung
zu Beginn und am Ende des Sperr- oder Entriegelungsvorganges bei Stillstand der Schubstange
bzw. des Schubstangenanschluss-Schiebers (6) eingreift.
2. Mehrriegelschloss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstifte (2', 3') des Zahnrades (1) einen Querschnitt aufweisen, der
etwa einem gleichseitigen oder gleichschenkeligen Dreieck, insbesondere einem Gleichdick
entspricht und dass jeweils eine Seite zweier diametral angeordneter Stifte (2', 3')
einander unmittelbar gegenüber liegen und mit dem Durchmesser einen rechten Winkel
einschließen.
3. Mehrriegelschloss nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnbreite im Bereich der Hinterschneidung (10, 11) kleiner ist als der
Abstand zwischen den Stiften (2, 3; 2', 3').
4. Mehrriegelschloss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschneidung (10, 11) in einen Kopfbereich des Zahnes (8, 9) übergeht,
dessen Breite im Kopfbereich dem Abstand zwischen den Stiften (2, 3; 2', 3') etwa
entspricht.
