[0001] Diese Erfindung geht aus von einer mechanisch und elektrisch codierten Vorrichtung
zur Verriegelung und Entriegelung eines in einem ersten feststehenden Teil beweglich
gelagerten zweiten Teiles mit Hilfe mindestens eines Riegelmittels, das von einem
als elektromechanischer Wandler ausgebildeten Aktor getrennt ist und das von einem
dem Aktor zugeordneten Stellelement zur Durchführung der Verriegelung und zur Entriegelung
verstellbar ist, wobei das Riegelmittel im Verriegelungszustand in eine Aufnahme eingreift
und durch diesen Eingriff die Bewegung des im feststehenden Teil gelagerten Teiles
innerhalb des feststehenden Teiles verhindert und wobei sich das Riegelelement im
Entriegelungszustand außer Eingriff mit der Aufnahme befindet und in diesem Zustand
eine vorgegebene Bewegung des beweglich gelagerten Teiles innerhalb des feststehenden
Teiles zuläßt, sofern die Benutzercodes zu den vorgegebenen Vorrichtungscodes passen.
[0002] In der DE 297 15 137 U wird eine Verriegelungsvorrichtung beschrieben, bei der die
Bewegung eines Stellelementes auf Riegelmittel wirkt, die auf einer feststehenden
und unter einem vorgegebenen, zur Achse des Stellelementes geneigten Winkel in Eingriff
oder Ausgriff bringbar sind.
[0003] Bei dieser Ausführung besteht ein erheblicher Aufwand, die Führungsbahnen zu fertigen,
da diese einerseits unter einem vorgegebenen Winkel zur Bewegungsrichtung des Stellelementes
verlaufen müssen. Andererseits sind diese kompliziert zu fertigenden Bahnen in einer
hohen Oberflächengüte auszuführen, damit die Riegelmittel nicht verhaken. Da vorzugsweise
zwei Riegelmittel zum Einsatz kommen sollen, die durch ein gemeinsames Stellelement
bewegt werden, ist dieses Stellelement so zu gestalten, daß durch die Aktorbetätigung
keine Seitenkräfte über das Stellelement auf den Aktor wirken. Dieses erfordert ebenfalls
eine aufwendige Herstellung, da das Stellelement im Wirkungsbereich mit den Riegelmitteln
sinnvollerweise dachförmig gestaltet wird. Auch diese beiden Dachflächen erfordern
eine hohe Oberflächengüte. Weiterhin ist der genannten Verriegelungsvorrichtung zu
eigen, daß beim Einsatz von Kugeln oder zylinderförmigen Riegelmitteln eine hohe Flächenpressung
auftreten kann, die im ungünstigen Fall zur Verformung der Gleitbahnen und der Dachfläche
des Stellelementes führen.
[0004] Die Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine mechanisch und elektrisch codierte
Vorrichtung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln problemlos und preiswert herstellbar
und sicher in ihrer Anwendung ist.
[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung der einleitend erwähnten
Art mindestens ein Riegelmittel im bzw. am zweiten Teil beweglich gelagert ist und
das Riegelmittel durch die Bewegung wenigstens eines Stellelementes in mindestens
eine Aufnahme des zweiten Teiles in Eingriff und bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung
des Stellelementes in Ausgriff aus der Aufnahme bringbar ist.
[0006] Der bewegliche zweite Teil dieser Vorrichtung ist vorzugsweise ein außen rotationssymmetrisch
ausgebildeter Zylinder, der im entriegelten Zustand um seine Längsachse, im feststehenden
ersten Teil um seinen Mittelpunkt M drehbar gelagert ist. Dieser bewegliche Teil verfügt
über eine in bzw. parallel zu seiner Längsachse eingebrachte Ausnehmung zur Aufnahme
eines mechanisch und/oder elektrisch codierten Schlüssels oder Schließmittels. Der
mechanische Teil dieses Schlüssels wirkt mit mechanischen Riegelmitteln in der codierten
Vorrichtung in bekannter Weise zusammen. Außerdem verfügt der Schlüssel jedoch auch
über eine elektrische Codierung, die ebenfalls innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in üblicher Weise abgefragt wird. Es ist auch möglich, daß die mechanische und die
elektronische Codeeingabe getrennt sind. So ist beispielsweise einer ersten berechtigten
Person ein mechanisch codierter Schlüssel zugeordnet und einer zweiten berechtigten
Person eine ausschließlich elektrische Codeeingabemöglichkeit. Bei Übereinstimmung
beider Codes mit dem vorgegebenen Code entriegelt die Vorrichtung.
[0007] Zur elektrisch codierten Ver- und Entriegelung der Vorrichtung weist der bewegliche
Teil eine Aufnahme auf, in der ein durch einen Aktor betätigbares Riegelmittel beweglich
gelagert ist. Diese Aufnahme im beweglichen Teil korrespondiert mit einer zugehörigen
Aufnahme im feststehenden Teil, in welche das Riegelmittel im verriegelten Zustand
eingreift. Der Eingriff des Riegelmittels in den feststehenden Teil kann durch die
Kraft einer Feder unterstützt werden oder geschieht bei entsprechender Einbaulage
ausschließlich durch die Schwerkraft, die auf das Riegelmittel einwirkt.
[0008] Das Riegelmittel kann beispielsweise als zylindrischer Stift ausgebildet sein. Vorzugsweise
würde dann die im beweglichen Teil vorgesehene Aufnahme für dieses zylindrische Riegelmittel
eine tiefenbegrenzte Bohrung sein, wobei im entriegelten Zustand die dem Aktor abgekehrte
Stirnfläche des Riegelmittels an einer Anschlagfläche in der Aufnahmebohrung zur Anlage
kommt. Mit dieser Aufnahmebohrung im beweglichen Teil korrespondiert eine weitere
Aufnahme im feststehenden Teil. Diese Aufnahme im feststehenden Teil dient einerseits
der Aufnahme und beweglichen Lagerung des Stellelementes, im Verriegelungszustand
zusätzlich auch der teilweisen Aufnahme des Riegelmittels. Das Stellelement wirkt
mit einem als elektromechanischer Wandler ausgebildeten Aktor zusammen und überträgt
die Aktorbewegung auf das Riegelmittel. Wird als Aktor beispielsweise ein Hubmagnet
eingesetzt, wird dessen Bewegung und somit auch die Bewegung des Stellelementes auf
einer geraden Achse zwischen zwei Endpositionen verlaufen. Abhängig von der jeweiligen
Position des Stellelementes wird das Riegelmittel mit dem feststehenden Teil in Eingriff
oder in Ausgriff gebracht.
[0009] Es ist möglich, statt eines Hubmagneten als Aktor auch einen schwenkwinkelbegrenzten
oder umlaufend arbeitenden Elektromotor als Aktor einzusetzen. Hierbei wird dann die
jeweilige Motorachse vorzugsweise im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Riegelmittels
angeordnet. Als Stellelement kann für einen schwenkwinkelbegrenzten Motor beispielsweise
eine Exzenterscheibe vorgesehen werden, deren Exzenterverlauf so ausgestaltet ist,
daß das Riegelmittel in Eingriff oder Ausgriff bringbar ist. Den Einsatz eines umlaufenden
Motors wird man gemeinsam mit einem Getriebe vornehmen, an dessen Abtriebswelle ebenfalls
eine exzentrische Ausbildung vorhanden ist, die auf das Riegelmittel entsprechend
wirkt. In einfacher Ausgestaltung ist einen Hubmagneten als Aktor jedoch der Vorzug
zu geben.
[0010] Es hat sich weiter bewährt, das Riegelmittel im beweglichen Teil in der Weise anzuordnen,
daß sich dieses im Entriegelungszustand und bei vorgegebener Bewegung um den gleichen
Mittelpunkt M bewegt, um den auch das bewegliche Teil innerhalb des feststehenden
Teiles bewegt wird. Hierbei stützt sich die dem Stellelement zugeneigte Fläche des
Riegelmittels auf der gleichen kreisrunden Mantelfläche innerhalb des feststehenden
Teiles ab, die in axialer Verlängerung den beweglichen Teil der Vorrichtung aufnimmt.
[0011] In einer weiteren Ausführung ist es möglich, in das feststehende Teil eine umlaufende
Nut einzubringen, in der das Riegelmittel bei Bewegung des beweglichen Teiles gleitet.
Hierbei sind der Radius der Nut und der Radius des beweglichen Teiles vorzugsweise
auf den gleichen Mittelpunkt M und auf die gleiche Längsachse des beweglichen Teiles
bezogen. Es ist für die Nut jedoch auch ein Versatz der Mittelpunkte von der einzubringenden
Nut bezogen auf den Mittelpunkt der kreisrunden Mantelfläche möglich. Dieses würde
eine Änderung der aufzubringenden Bewegungskraft bewirken.
[0012] In Abhängigkeit von der Aufgabenstellung, die der jeweiligen Ausgestaltung der codierbaren
Vorrichtung zugrundeliegt, ist es auch möglich, diese Vorrichtung mit mehreren elektrisch
codierten Riegelmitteln in Eingriff oder in Ausgriff zu bringen. Hierbei kann jedem
Riegelmittel ein eigener Aktor zugeordnet sein, wobei jedem Riegelmittel wiederum
ein eigener, anderer Code zugeordnet ist. Hierdurch ergibt sich ein Vielfaches an
Codesicherheit gegenüber einem einzelnen Riegelmittel mit zugehörigem Aktorcode. Es
ist jedoch auch möglich, mehrere Riegelmittel durch einen gemeinsamen Aktor in Eingriff
oder Ausgriff zu bringen bzw. jeweils eine Gruppe mehrerer Riegelmittel durch einen
einzelnen Aktor je Gruppe.
[0013] Als Riegelmittel kann ein zylindrischer, federbelasteter Stift vorgesehen werden.
Das Riegelmittel kann jedoch auch eine andere Form haben, z. B. die Form einer rechteckigen
Scheibe mit einer definierten Länge. Breite und Dicke. Selbstverständlich sind die
Aufnahmen im beweglichen und feststehenden Teil der Vorrichtung diesen Ausgestaltungen
anzupassen. Weiterhin ist es möglich, das Riegelmittel als schwenkbaren Hebel auszubilden,
wobei die Lagerung dieses Hebels beispielsweise durch eine Welle vorgenommen oder
durch ein entsprechend ausgebildetes Schneidenlager gebildet wird. Auch hierbei ist
es möglich, das Stellelement mit einer Feder, deren Kraft gegen die Betätigung des
Aktors wirkt, auszustatten.
[0014] Es versteht sich von selbst, daß die Tiefe der Aufnahme auf die Länge des Riegelmittels
derart abgestimmt ist, daß im Entriegelungszustand die vorgegebene Bewegungsfreiheit
des beweglich gelagerten Teiles im feststehenden Teil ungehindert erreicht wird. Es
hat sich bewährt, diese Abstimmung dadurch zu fixieren, daß die Anschlagfläche des
Riegelmittels an der tiefenbegrenzten Anschlagfläche der Aufnahme für das Riegelmittel
zur Anlage kommt.
[0015] Um ein ungehindertes Gleiten des Riegelmittels im entriegelten Zustand aus seiner
Verriegelungsposition heraus zu gewährleisten, sind das Riegelmittel und das Stellelement
an ihren jeweils einander zugekehrten Flächen mit entsprechend gebrochenen Kanten
zu versehen, wobei diese Kantenbrüche z. B. bei einem zylindrisch ausgebildeten Riegelmittel
ein angeformter Radius sein kann.
[0016] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigt:
- Fig. 1:
- einen Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Bereich des Riegelmittels
in verriegeltem Zustand,
- Fig. 2:
- einen Teilschnitt gemäß Fig. 1, jedoch in entriegeltem Zustand, und
- Fig. 3:
- einen weiteren Teilschnitt in verriegeltem Zustand der Vorrichtung.
[0017] Die mechanisch und elektrisch codierte Vorrichtung 1 besteht aus einem feststehenden
ersten Teil 2, das eine längliche Ausnehmung aufweist, in welcher der bewegliche zweite
Teil 3 vorzugsweise um den Mittelpunkt M drehbeweglich gelagert ist. In diesem Teil
3 ist von seiner äußeren Mantelfläche her eine Ausnehmung 5 tiefenbegrenzt eingebracht.
Die Tiefe T dieser Ausnehmung endet an einer Anschlagfläche 9. Diese Aufnahme 5 kann
beispielsweise eine kreisrunde Bohrung sein, die sich in ihrer Verlängerung über die
Anschlagfläche 9 hinaus im Durchmesser reduziert fortsetzt, z. B. bis hin zur Durchdringung
der gegenüberliegenden Mantelfläche.
[0018] Die im Durchmesser reduzierte Bohrung bildet die Aufnahme 7 für eine Feder 6. Die
Feder 6 stützt sich einerseits auf dem in die Aufnahme 7 eingebrachten Widerlager
8 ab und wirkt auf eine Anschlagfläche 10 eines in die Ausnehmung 5 eingebrachten
Riegelmittels 4, das im Falle einer als Bohrung ausgeführten Aufnahme 5 ein zylindrischer
Stift mit der Länge L ist. Der Außendurchmesser dieses Riegelmittels 4 ist geringfügig
kleiner als der Durchmesser der Aufnahme 5, so daß das Riegelmittel ohne seitliches
Verkanten in der Aufnahme 5 axial beweglich geführt ist. Die Innenoberfläche der Aufnahme
5 und der Außendurchmesser des Riegelmittels 4 müssen eine hohe Oberflächengüte aufweisen,
damit während der Bewegung des Riegelmittels 4 nur eine geringe Reibung zu überwinden
ist.
[0019] Die Länge L des Riegelmittels 4 entspricht zweckmäßigerweise der Tiefe T der Aufnahme
5. Im Entriegelungszustand kommt die Anschlagfläche 10 des Riegelmittels 4 an der
Anschlagfläche 9 der Aufnahme 5 zur Anlage. Die dem Stellelement 12 zugekehrte Seite
4.1 des Riegelmittels weist an ihrem Übergang zur äußeren Mantelfläche des Riegelmittels
zweckmäßigerweise einen verrundeten Übergang 18 auf. Hierdurch ist dann im entriegelten
Zustand eine ungehinderte Drehbewegung des beweglichen Teiles 3 um dessen Mittelpunkt
M möglich. Korrespondierend hierzu weist das Stellelement 12 an seiner dem Riegelelement
4 zugekehrten Fläche 12.1 eine gerundete, konvexe Ausbildung auf.
[0020] Aufgrund der Ausbildung der Fläche 4.1 läßt sich im entriegelten Zustand mit dem
Riegelmittel 4 die Riegelmittelaufnahme 16 im feststehenden Teil ungehindert überfahren.
Somit ist es möglich, daß das bewegliche Teil 3 im entriegelten Zustand innerhalb
des feststehenden Teiles 2 durch die Entriegelung problemlos um mehr als 360° um den
Mittelpunkt M gedreht werden kann.
[0021] Der Vorgang des Entriegelns geschieht, indem ein als elektromechanischer Wandler
dienender Aktor 11 bestromt wird. Dieser Aktor 11 befindet sich in einer Aufnahme
15 innerhalb des feststehenden Teiles und ist durch ein Widerlager 13 in seiner Position
gesichert. Das Stellelement 12 überträgt die Aktorbewegung auf das Riegelmittel 4,
das bei Bestromung des Aktors 11 somit mit seiner Anschlagfläche 10 gegen die Anschlagfläche
9 der Aufnahme 5 zur Anlage kommt.
[0022] Wird in dieser Entriegelungsposition das bewegliche Teil 3 um den Mittelpunkt M verschwenkt,
so gleitet die Fläche 4.1 des Riegelmittels auf der als Kreis dargestellten inneren
Mantelfläche des feststehenden Teiles. Wenn der Aktor 11 spannungslos geschaltet wird,
fährt das Stellelement 12 wieder in die in Fig. 1 dargestellte Position zurück, so
daß die Aufnahme 16 wieder für das Riegelmittel freigegeben wird. Wird das bewegliche
Teil 3 nunmehr so weit gedreht, daß die Aufnahmen 5 und die hierzu korrespondierende
Aufnahme 16 achsgleich sind, wird das Riegelmittel 4 durch die Kraft der Feder 6 wieder
bis zur Anlage am Stellelement 12 in die Aufnahme 16 eingeführt und somit die Verriegelung
wieder hergestellt.
[0023] Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem das Riegelmittel 4 in einer
diesem zugeordneten Nut 19 im Entriegelungszustand teilweise aufgenommen wird. Bei
einer Bewegung des beweglichen Teiles 3 um den Mittelpunkt M gleitet die Fläche 4.1
nunmehr auf der Fläche 20 des Nutgrundes. Bei dieser Ausführung ist es zweckmäßig,
das Verriegelungsmittel 4 nicht zylindrisch zu gestalten, sondern z. B. als scheibenförmigen
Körper auszubilden. Die zugehörige Ausnehmung 5 kann beispielsweise durch Fräsen in
den beweglichen Teil 3 eingebracht werden. Hierbei ist zu beachten, daß die Breite
der Nut 19 und des hierin gleitenden Riegelmittels 4 entsprechend breiter sind als
der Durchmesser einer Durchdringung 21. Diese kann als Montagehilfe gegebenenfalls
vorgesehen werden, sie ist jedoch funktionstechnisch nicht erforderlich.
[0024] Abschließend sei noch erwähnt, daß das Riegelmittel 4 sowie auch der feststehende
Teil 2 und der bewegliche Teil 3 aus geeignetem Werkstoff zu wählen sind, so daß die
genannten Teile im Zusammenspiel auch einer unzulässigen Krafteinwirkung ohne Zerstörung
standhalten.
[0025] Die erfindungsgemäße Lösung bietet sehr einfache und kostengünstige Herstellverfahren
der jeweiligen Einzelteile sowie auch eine einfache Montage. Die erforderlichen Einzelteile
werden im Vergleich zu bekannten Lösungen auf ein Minimum reduziert. Durch die Mehrfachanordnung
der Riegelmittel, die wahlweise einzeln, in Gruppen oder gemeinsam angesteuert werden,
ergibt sich sowohl eine günstige Verteilung der aufzunehmenden Kräfte als auch die
Möglichkeit, durch Redundanzen eine extrem hohe Codesicherheit zu ermöglichen.
1. Mechanisch und elektrisch codierte Vorrichtung zur Verriegelung und Entriegelung eines
in einem ersten feststehenden Teil (2) beweglich gelagerten zweiten Teiles (3) mit
Hilfe mindestens eines Riegelmittels (4), das von einem als elektromechanischer Wandler
ausgebildeten Aktor (11) getrennt ist und das von einem dem Aktor zugeordneten Stellelement
(12) zur Durchführung der Verriegelung und zur Entriegelung verstellbar ist, wobei
das Riegelmittel (4) im Verriegelungszustand in eine Aufnahme (16) eingreift und durch
diesen Eingriff die Bewegung des im feststehenden Teil (2) gelagerten Teiles (3) innerhalb
des feststehenden Teiles (2) verhindert und wobei sich das Riegelmittel (4) im Entriegelungszustand
außer Eingriff mit der Aufnahme (16) befindet und in diesem Zustand eine vorgegebene
Bewegung des beweglich gelagerten Teiles (3) innerhalb des feststehenden Teiles (2)
zuläßt, sofern die Benutzercodes zu den vorgegebenen Vorrichtungscodes passen, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens ein Riegelmittel (4) im bzw. am zweiten Teil (3) beweglich
gelagert ist und das Riegelmittel (4) durch die Bewegung wenigstens eines Stellelementes
(12) in mindestens eine Aufnahme (16) des feststehenden Teiles (2) in Eingriff und
bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung des Stellelementes (12) in Ausgriff aus der
Aufnahme (16) bringbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel (4) im Entriegelungszustand
und bei vorgegebener Bewegung mit einer dem Stellelement (12) zugekehrten Fläche (4.1)
um einen Mittelpunkt (M) und auf einer kreisförmigen Mantelfläche (17) innerhalb des
feststehenden Teiles (2) gleitet.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel
(4) in einer im feststehenden Teil (3) umlaufenden Nut (19) gleitet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der Nut (19) und
der Radius des beweglichen Teiles (3) von dem gleichen Mittelpunkt M auf gleicher
Längsachse ausgehen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere
Riegelmittel (4) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Riegelmittel (4)
durch einen gemeinsamen Aktor (11) in Eingriff oder in Ausgriff mit dem feststehenden
Teil (2) bringbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Riegelmittel (4)
durch jeweils einen ihnen zugeordneten Aktor (11) in Eingriff oder in Ausgriff mit
dem feststehenden Teil (2) bringbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Gruppen mit
mindestens je zwei Riegelmitteln (4) durch mindestens je einen Aktor (11) pro Gruppe
in Eingriff oder in Ausgriff mit dem feststehenden Teil (2) bringbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement
(12) auf seiner dem Riegelmittel (4) zugekehrten Seite (12.1) konvex ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel
(4) auf seiner dem Stellelement (12) zugekehrten Seite (4.1) mit einer umlaufenden
Fase (18) versehen oder gerundet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel
(4) durch die Kraft einer Feder (6) in den verriegelnden Eingriff mit dem feststehenden
Teil (2) bringbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelmittel
(4) durch Schwerkraft in Eingriff mit dem feststehenden Teil (2) bringbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe
T einer im beweglichen Teil (3) vorgesehenen Aufnahme (5) für das Riegelmittel (4)
bezogen auf die Länge L des Riegelmittels (4) derart bemessen ist, daß im Entriegelungszustand
die Verdrehbarkeit des beweglich gelagerten Teiles (3) im feststehenden Teil (2) ungehindert
gegeben ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Entriegelungszustand
eine Anschlagfläche (10) des Riegelmittels (4) an einer tiefenbegrenzten Anschlagfläche
(9) der Aufnahme (5) anliegt.