VERRIEGELUNGSVORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung gemäss Oberbegriff des ersten Patentanspruchs, welche insbesondere für Schliesssysteme in Gebäuden, Fahrzeugen, Möbeln, Kassenschränken, Schaltschränken, Schlüsselschaltern etc. geeignet ist. Die Erfindung betrifft ausserdem ein Verfahren zum Verhindern eines Öffnens einer Verriegelungsvorrichtung gemäss Oberbegriff eines weiteren unabhängigen Patentanspruchs.

[0002] Verriegelungsvorrichtungen mit mechanisch und elektronisch gesteuerten Sperrelementen sind bekannt. Sie besitzen alle Eigenschaften von herkömmlichen rein mechanischen Verriegelungsvorrichtungen. Die zusätzliche elektronisch gesteuerte Verriegelung gewährt ausserdem die Möglichkeit, Schlüssel individuell zu aktivieren und zu sperren. Mit mechatronischen Verriegelungsvorrichtungen kann also zusätzliche Flexibilität in der Schliessorganisation erreicht werden.

[0003] Die elektronisch gesteuerte Verriegelung basiert auf einer Datenübertragung zwischen einem schlüsselseitigen Elektronikmodul und einem schlosseitigen Elektronikmodul. Diese Datenübertragung kann durch Berührung - bspw. mittels elektrischer Kontakte an Schlüssel und Schloss - oder berührungslos - bspw. mittels elektromagnetischer Induktion - stattfinden; Daten können in nur eine oder in beide Richtungen übertragen werden. Im schlosseitigen Elektronikmodul wird anhand der übertragenen Daten überprüft, ob der eingesteckte Schlüssel zutrittsberechtigt ist. Wenn dies der Fall ist, so wird ein schlosseitiger Motor aktiviert, welcher ein zusätzliches, elektronisch gesteuertes Sperrelement derart bewegt, dass es den Schliesszylinder freigibt.

[0004] Eine elektronisch gesteuerte Verriegelungsvorrichtung ist bspw. aus der Offenlegungsschrift DE-37 12 300 bekannt. Diese offenbart einen Schliesszylinder mit einem Rotor und einem Stator, welche durch mechanische Zuhaltungen und eine elektronische Zuhaltung gegenseitig verriegelbar sind. Die elektronische Zuhaltung besteht im wesentlichen aus einem als Flachschieber ausgebildeten Zuhaltungsriegel, welcher in den Rotor eingreifen kann. Der Zuhaltungsriegel wird von einem schwenkbaren Ankerhebel bewegt. Der Ankerhebel wird durch einen Elektrohaftmagneten derart betätigt, dass er den Zuhaltungsriegel aus der Sperrlage in die Freilage zurückzieht. Nach Ausschalten des Elektrohaftmagneten drückt eine Rückstellfeder den Zuhaltungsriegel wieder in die Sperrlage.

[0005] Mechatronische Verriegelungsvorrichtungen, wie bspw. in der Offenlegungsschrift DE-37 12 300 offenbart, sind vor allen Dingen anfällig auf Vibrations- und/oder Schockeinwirkungen oder auf Magneteinwirkungen. Durch geeignete äussere Einwirkungen solcher Art ist es möglich, das elektronisch gesteuerte Sperrelement aus seiner Sperrlage in die Freilage überzuführen. So kann also die elektronisch gesteuerte Verriegelung mit bloss mechanischen und/oder magnetischen Mitteln geöffnet werden, ohne dass ein passend elektronisch kodierter Schlüssel eingeführt werden müsste. Zu diesem Zweck könnte eine Vibration konstanter Frequenz von aussen an der Schliesseinrichtung angelegt werden; bei geeignet gewählter Frequenz gerät das elektronisch gesteuerte Sperrelement in Resonanzschwingung und verändert aufgrund von kaum voraussehbaren Wechselwirkungen mit anderen Elementen seine Lage. Eine weitere Entsperrwirkung kann mit Schlägen auf die Schliesseinrichtung erzielt werden. Bekanntlich lässt sich auch ein Impuls aus monochromatischen Schwingungen zusammensetzen, so dass die Vibration als Spezialfall des Schlages betrachtet werden kann. Schwingungen bzw. Impulse breiten sich als Schallwellen im Schliesszylinder aus. Wegen der komplizierten inneren Struktur des Schliesszylinders ist ihre Ausbreitung und ihre Wirkung auf einzelne Elemente im Schliesszylinder kaum vorausberechenbar. Weitere äussere Beeinflussungen können mit magnetischen Kräften geschehen. Eine Umgehung der elektronisch gesteuerten Verriegelung durch äussere Fremdeinflüsse ist natürlich unerwünscht.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, eine mechatronische Verriegelungsvorrichtung zu schaffen, welche gegen äussere Fremdeinflüsse, insbesondere gegen Vibrations- und/oder Schockeinwirkungen oder Magneteinwirkungen, resistent ist und ein sicheres Funktionieren gewährleistet.

[0007] Die Aufgabe wird gelöst durch die Verriegelunsvorrichtung und das Verfahren, wie sie durch die unabhängigen Patentansprüche definiert sind.

[0008] Der erfindungsgemässen Lösung liegt eine Analyse der mechanischen Vorgänge zugrunde, die sich beim Öffnen eines Sperrelementes durch Vibrations- und/oder Schockeinwirkungen abspielen. Durch diese äusseren Einflüsse wird das Sperrelement vorzugsweise in Resonanzschwingung versetzt, wobei die nötigen Rückstellkräfte durch seine Befestigung am Motor ausgeübt werden. Bei der Resonanzschwingung wirken parasitäre Kräfte stossweise auf das Sperrelement und auf den Motor. Es können nun Mechanismen zur Wirkung gelangen, welche eine Bewegung des Sperrelementes in einer Richtung begünstigen und in die entgegengesetze Richtung behindern, in der Art einer Rätsche. Solche Mechanismen können durch asymmetrische Dämpfung, Rückkopplung von anderen schwingenden Elementen etc. entstehen. Sie können bewirken, dass sich das Sperrelement während der äusseren Einwirkung in eine Richtung bewegt, schlimmstenfalls zur "Freilage" hin, d. h. zu derjenigen Lage hin, in welcher es den Schliesszylinder freigibt. Eine genügend grosse Anzahl parasitärer Kraftstösse genügt also, um das Sperrelement aus seiner Sperrlage in die Freilage überzuführen.

[0009] Um zu verhindern, dass die Verriegelungsvorrichtung auf diese Weise geöffnet werden kann, wird erfindungsgemäss wenigstens in einer Umgebung der Freilage eine zusätzliche Kraft, eine "Rückstellkraft", am Sperrelement ausgeübt, welche den parasitären Kräften entgegengesetzt ist. Ist diese zusätzliche Kraft betragsmässig grösser als eine kritische Kraft, bspw. als die maximale während eines Kraftstosses vorkommende parasitäre Kraft, so kann sich das Sperrelement nicht mehr unkontrolliert zur Freilage hin bewegen.

[0010] Die Ausübung einer Rückstellkraft am Sperrelement birgt aber auch eine zusätzliche Gefahr. Bekanntlich bildet eine bewegliche Masse, auf welche eine Rückstellkraft wirkt, einen Oszillator mit mindestens einer Resonanzfrequenz. Ein solcher Oszillator kann wiederum durch Anregung mit geeigneter Frequenz in Resonanzschwingungen versetzt werden, deren Amplitude - je nach vorhandener Dämpfung - sehr gross werden kann. Unter Ausnützung dieses Effektes könnte die Verriegelungsvorrichtung unerwünschterweise durch äussere Einflüsse geöffnet werden.

[0011] Um dies zu verhindern, werden in der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung und im erfindungsgemässen Verfahren frei schwingende Massen möglichst vermieden. Zu diesem Zweck wird die Lage des Sperrelementes durch geeignete Führungsmittel eindeutig vorgegeben. So wird verhindert. dass die Masse des Sperrelementes in Resonanzschwingungen geraten kann.

[0012] Die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung weist mindestens ein elektronisch gesteuertes Sperrelement, im folgenden einfach "Sperrelement" genannt, mit mindestens einem Bewegungsfreiheitsgrad auf. Durch dieses Sperrelement sind ein Rotor und ein Stator des Schliesszylinders gegenseitig verriegelbar. Wenn das Sperrelement den Schliesszylinder sperren soll, soll es sich in einer bestimmten ersten Lage, im folgenden "Sperrlage" genannt, befinden. In einer zweiten Lage, im folgenden "Freilage" genannt, gibt das Sperrelement den Schliesszylinder frei.

[0013] Die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung weist Antriebsmittel zum Ausüben einer Arbeitskraft am Sperrelement auf. Mittels der Arbeitskraft ist das Sperrelement reversibel von der Sperrlage in die Freilage und umgekehrt überführbar.

[0014] Weiter weist die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung Führungsmittel auf, welche mit den Antriebsmitteln verbunden sind und zumindest ausserhalb der Freilage die Lage des Sperrelementes eindeutig bestimmen.

[0015] Ausserdem weist die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung Rückstellmittel auf, welche einerseits mit einem relativ zum Stator unbeweglichen Träger und andererseits mit dem Sperrelement verbunden sind. Die Rückstellmittel üben eine von der Freilage weg gerichtete Rückstellkraft auf das Sperrelement aus, wenn sich das Sperrelement in einer Umgebung der Freilage befindet. Erfindungsgemäss soll das Sperrelement in der Umgebung der Freilage sperren.

[0016] Das Sperrelement kann vorzugsweise nebst der Sperrlage und der Freilage noch eine dritte ausgezeichnete Lage aufweisen, die "Ruhelage", in welcher die Rückstellmittel keine Kraft auf das Sperrelement ausüben. In der Ruhelage sperrt das Sperrelement den Schliesszylinder. Die Rückstellmittel üben eine von der Freilage weg gerichtete Rückstellkraft auf das Sperrelement aus, wenn sich das Sperrelement zwischen der Freilage und der Ruhelage befindet, und dass das Sperrelement in der Ruhelage sowie in den Positionen zwischen der Ruhelage und der Freilage sperrt den Schliesszylinder.

[0017] Die Freilage ist vorzugsweise derart angeordnet, dass eine möglichst grosse Arbeitskraft und/oder ein möglichst grosser Weg, d. h. eine möglichst grosse Energie, nötig ist, um das Sperrelement aus der Ruhelage in die Freilage überzuführen. Dann ist es praktisch unmöglich, die Verriegelungsvorrichtung nur mit Vibrations- und/oder Schockeinwirkung, ohne Betätigung der Antriebsmittel, zu öffnen. Die Antriebsmittel sind fähig, eine Arbeitskraft auf das Sperrelement auszuüben, die grösser als die jeweilige Rückstellkraft ist.

[0018] Die Resistenz gegen Vibrations- und/oder Schockeinwirkung wird zusätzlich erhöht, wenn die Sperrlage derart angeordnet ist, dass ein möglichst grosser Weg nötig ist, um das Sperrelement aus der Sperrlage in die Freilage überzuführen. Wenn z. B. das Sperrelement lineare Translationen entlang einer bestimmten Strecke ausführen kann, so befindet sich vorzugsweise die Freilage am ersten Ende dieser Strecke, die Sperrlage am zweiten Ende der Strecke und die Ruhelage in der Mitte der Strecke. Die rücktreibende Kraft wirkt stets zur Mitte der Strecke, also zur Ruhelage hin, wo erfindungsgemäss das Sperrelement auch schon sperrt. In anderen Ausführungsformen kann aber auch die Ruhelage mit der Sperrlage zusammenfallen oder gänzlich fehlen.

[0019] Beim erfindungsgemässen Verfahren zum Verhindern eines Öffnens einer Verriegelungsvorrichtung durch parasitäre, durch Vibrations- und/oder Schockeinwirkung entstehende Kräfte wird zur Vermeidung frei schwingender Massen die Lage des Sperrelementes durch Führungsmittel eindeutig vorgegeben. Wenigstens in einer Umgebung der Freilage wird eine Rückstellkraft am Sperrelement ausgeübt, welche den parasitären Kräften entgegengesetzt ist.

[0020] Im folgenden wird die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung und zum Vergleich auch der Stand der Technik anhand der Figuren detailliert beschrieben. Dabei zeigen schematisch:

Fig. 1

ein Kraft/Weg-Diagramm für eine Verriegelungsvorrichtung gemäss Stand der Technik,

Fig. 2

ein Kraft/Weg-Diagramm für eine erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung,

Fig. 3

ein Arbeit/Weg-Diagramm für eine erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung und für eine Verriegelungsvorrichtung gemäss Stand der Technik,

Fig. 4

eine schematische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung,

Fig. 5

eine erste, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung,

Fig. 6-8

perspektivische Ansichten von Teilen der Ausführungsform von Fig. 5 in verschiedenen Lagen,

Fig. 9 und 10

zwei Varianten zur Ausführungsform von Fig. 5,

Fig. 11-13

weitere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung,

Fig. 14

ein Detail einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung,

Fig. 15 und 16

zwei verschiedene Ausführungsformen eines Schliessmoduls mit einer erfindugsgemässen Verriegelungsvorrichtung in einer perspektivischen, teilweise offengelegten Ansicht und

Fig. 17

einen Querschnitt durch einen Kragen eines in Fig. 15 oder 16 dargestellten Schliessmoduls.

[0021] In den Figuren 1 und 2 sind jeweils Kräfte F(x) auf ein Sperrelement in Abhängigkeit einer Ortskoordinate x, entlang welcher sich das Sperrelement bewegen kann, aufgetragen. Dabei bezeichnet

x_S

eine Sperrlage, d. h. diejenige Lage des Sperrelementes, welche für das Sperrelement vorgesehen ist, wenn das Sperrelement den Schliesszylinder sperrt, also Rotor und Stator gegenseitig verriegelt,

x_F

eine Freilage, d. h. diejenige Lage des Sperrelementes, in welcher das Sperrelement den Schliesszylinder freigibt,

x₀

eine Ruhelage, d. h. diejenige Lage des Sperrelementes, in welcher bei der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung keine Rückstellkraft auf das Sperrelement wirkt.

[0022] Das Sperrelement soll den Schliesszylinder nur in der Freilage x = x_F freigeben; in den Lagen x < x_F, insbesondere auch für x = x_S und x = x₀, soll es sperren. In den Figuren 1 und 2 gilt die Konvention, dass positive Kräfte F > 0 in positiver x-Richtung und negative Kräfte F < 0 in negativer x-Richtung wirken.

[0023] In Figur 1 ist ein Kraft/Weg-Diagramm für eine Verriegelungsvorrichtung gemäss Stand der Technik dargestellt. Auf das Sperrelement wirke nun eine unerwünschte parasitäre Kraft F_P > 0, welche zur Freilage x_F hin gerichtet ist. Die parasitäre Kraft F_P ist bspw. eine maximale Kraft, welche auf das Sperrelement wirkt, wenn es durch äussere Einwirkung in Resonanzschwingung versetzt wird. In diesem Beispiel wird angenommen, dass Fp von x unabhängig sei. Der parasitären Kraft Fp wirkt das Verriegelungssystem mit einer maximalen Gegenkraft F_G < 0 entgegen. Die resultierende Kraft auf das Sperrelement ist also F_res = F_G + F_P. Ist nun, wie im einfachen Beispiel von Fig. 1, F_P > |F_G|, so wird F_res > 0. Dies bedeutet, dass das Sperrelement zur Freilage x_F hin beschleunigt wird. Mit anderen Worten: Wenn die äussere Einwirkung nur genug lange anhält, so vermag sie die Verriegelungsvorrichtung zu öffnen.

[0024] Ganz anders sind die Verhältnisse in Figur 2, in welcher ein Kraft/Weg-Diagramm für eine erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung dargestellt ist. Gemäss der Erfindung wirkt eine zusätzliche, durch Rückstellmittel ausgeübte Rückstellkraft F_R(x) auf das Sperrelement. Die Rückstellkraft F_R(x) ist zur Ruhelage x₀ hin gerichtet, d. h. F_R(x<x₀) > 0, F_R(x>x₀) < 0, und verschwindet in der Rubelage, d. h. F_R(x₀) = 0. Im Beispiel von Fig. 2 gilt das Hookesche Gesetz F_R(x) = kx, wobei k eine Federkonstante ist. Die resultierende Kraft auf das Sperrelement beträgt nun F_res = F_G + F_P + F_R. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass F_res nur bis zu einem Umkehrpunkt x_U zur Freilage x_F hin gerichtet ist, d. h. F_res(x<x_U) > 0. Zwischen dem Umkehrpunkt x_U und der

[0025] Freilage x_F ist F_res von der Freilage x_F weg gerichtet, d. h. F_res(x>x_U) < 0. Beim Anlegen einer parasitären Kraft Fp bewegt sich das Sperrelement also höchstens bis zum Umkehrpunkt x_U, wo das Sperrelement den Schliesszylinder immer noch sperrt, und nicht weiter. Ein Öffnen der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung durch äussere Vibrations- und/oder Schockeinwirkungen ist demnach unmöglich.

[0026] Während in den Figuren 1 und 2 auf das Sperrelement wirkende Kräfte betrachtet wurden, zeigt Figur 3 die Arbeit W(x), die nötig ist, um das Sperrelement von einem Ort x < x_F bis zur Freilage x_F zu bewegen. Bezüglich der wirkenden Kräfte wurden dieselben Annahmen getroffen wie in den Figuren 1 bzw. 2. Die Kurve W₁(x) entspricht der Situation von Fig. 1, also dem Stand der Technik, wo F_res von x unabhängig ist. In diesem Fall nimmt die zum Öffnen benötigte Arbeit W₁(x) linear mit x ab. Die Kurve W₂(x) entspricht der Situation von Fig. 2, also der Erfindung, wo F_res linear von x abhängt. In diesem Fall hängt die zum Öffnen benötigte Arbeit W₂(x) quadratisch von x ab. Die wichtigste Aussage von Fig. 3 ist, dass die zum Öffnen benötigte Arbeit W(x) bei der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung grösser (oder höchstens gleich) ist als bei einer Verriegelungsvorrichtung gemäss Stand der Technik: W₂(x) > W₁(x) für x_S < x < x_F. Für gewisse x wird bei der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung eine zwei- bis dreimal so grosse Arbeit zum Öffnen benötigt wie bei bekannten Verriegelungsvorrichtungen. Dies zeigt, wie wirksam die Erfindung ein unerwünschtes Öffnen durch äussere Einflüsse verhindert.

[0027] Sollte festgestellt werden, dass die durch die Kurve W₂(x) gegebene Schwelle für bestimmte parasitäre Kräfte zu niedrig ist, so kann die Kurve W₂(x) durch geeignete Massnahmen weiter erhöht werden.

[0028] Die Figuren 2 und 3 zeigen einen Spezialfall, weil die Ruhelage x₀ in der Mitte zwischen der Sperrlage x_S und der Freilage x_F liegt. Dies muss natürlich nicht so sein. Die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung könnte beispielsweise so konzipiert werden, dass sich die Ruhelage x₀ jenseits der Sperrlage x_S befindet, d. h. x₀ < x_S. In diesem Fall wäre die Rückstellkraft F_R in allen Positionen des Sperrelementes von der Freilage weg gerichtet, d. h. F_R(x<x_F) < 0, Der Umkehrpunkt x_U in Fig. 2 würde sich in noch grösserer Entfernung von der Freilage x_F befinden, und die Differenz zwischen den benötigten Arbeiten W₁(x), W₂(x) in Fig. 3 wäre noch grösser. Deshalb könnte eine solche Ausführungsform vorteilhaft sein.

[0029] Figur 4 zeigt schematisch einen Teil einer erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung. Ein Schliesszylinder 12 beinhaltet einen Rotor 1 und einen den Rotor 1 umgebenden Stator 6. Der Rotor 1 ist mit einer Bohrung 11.1 versehen, mit welcher eine Durchtrittssöffnung 11.2 des Stators 6 kommuniziert. Ein als Zuhaltungsstift ausgebildetes Sperrelement 2 durchsetzt die Bohrung 11.1 und die Durchtrittsöffnung 11.2 und ist im wesentlichen in radialer Richtung x bewegbar. Solange sich ein Endstück 21 des Sperrelementes 2 in der Bohrung 11.1 befindet, ist der Rotor 1 gesperrt, d. h. Rotor 1 und Stator 6 sind gegenseitig durch das Sperrelement verriegelt. Dies gilt für alle Positionen x < x_F des Sperrelementes 2. Nur in einer Freilage x_F befindet sich das Sperrelement 2 ausserhalb des Rotors 1, so dass der Rotor 1 gegenüber dem Stator 6 frei beweglich ist.

[0030] Schematisch sind in Fig. 4 Antriebsmittel 9 eingezeichnet. Diese können eine Arbeitskraft F_A am Sperrelement 2 ausüben, mittels welcher das Sperrelement 2 reversibel von der Sperrlage x_S in die Freilage x_F und umgekehrt überführbar ist. Solche Antriebsmittel 9 können bspw. als Elektromotor, als Elektromagnet etc. ausgebildet sein. Sie werden vorzugsweise elektrisch betätigt, wobei ihre Funktion durch das Einstecken bzw. Herausziehen eines (in Fig. 4 nicht eingezeichneten) zutrittsberechtigten Schlüssels aktiviert wird. Zur Energieversorgung der Antriebsrnittel 9 kann bspw. eine (nicht eingezeichnete) Batterie vorgesehen sein.

[0031] Eine Feder symbolisiert in Fig. 4 Rückstellmittel 3. Die Rückstellmittel sind einerseits mit einem relativ zum Stator 6 unbeweglichen Träger 31 und andererseits mit dem Sperrelement 2 verbunden. Sie üben eine von der Freilage x_F weg gerichtete Rückstellkraft F_R auf das Sperrelement 2 aus, wenn sich das Sperrelement 2 zwischen der Freilage x_F und einer Ruhelage x₀ befindet. Am Sperrelement 2 können Antriebsmittel 9 mit einer Arbeitskraft F_A wirken, um das Sperrelement 2 kontrolliert von der Sperrlage x_S in die Freilage x_F oder umgekehrt überzuführen.

[0032] Mit den Antriebsmitteln 9 sind Führungsmittel 5 verbunden. Diese führen das Sperrelement 2, indem sie seine Lage eindeutig bestimmen. Dadurch wird verhindert, dass das Sperrelement 2 an den Rückstellmitteln 3 unter Einwirkung einer von aussen am Schloss angelegten Vibration in Resonanzschwingungen versetzt werden kann. Mit anderen Worten: Durch die Führungsmittel 5 werden frei schwingende Massen vermieden.

[0033] In den folgenden Figuren 5 und 11-13 sind schematisch verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung dargestellt. Sie unterscheiden sich hauptsächlich durch ihre Führungsmittel.

[0034] Figur 5 zeigt eine erste, bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung. Das Sperrelement 2 ist als Zuhaltungsstift ausgebildet, welcher in einem Schliesszylinder im wesentlichen in radialer Richtung bewegbar ist. Das Sperrelement 2 durchsetzt eine mit einer Bohrung 11.1 des Rotors 1 kommunizierende Durchtrittsöffnung 11.2 des Stators 6 und taucht in der Sperrlage in die Bohrung 11.1 ein. Wenn sich das Endstück 21 des Zuhaltungsstiftes 2 hingegen weiter aussen, vollständig im Stator 6, befindet, so ist der Rotor 1 ungehindert drehbar (vorausgesetzt, dass auch eventuelle mechanisch gesteuerte Sperrelemente den Rotor freigeben).

[0035] Als Antriebsmittel dient in dieser Ausführungsform ein Elektromotor 9 mit einer Antriebswelle 91. Das durch den Elektromotor 9 erzeugte und durch die Antriebswelle 91 übertragene Drehmoment ist in die für die reversible Bewegung des Zuhaltungsstiftes 2 benötigte Arbeitskraft F_A umwandelbar. Diese Umwandlung wird durch ein Gewinde 53, welches drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist, bewerkstelligt.

[0036] Mit dem Zuhaltungsstift 2 ist in diesem Beispiel ein Kraftübertragungsmittel 4 verbunden, durch welches die Arbeitskraft F_A und/oder die Rückstellkraft F_R von den Antriebsmitteln 9 bzw. von Rückstellmitteln 3 auf den Zuhaltungsstift 2 übertragbar ist. Das Kraftübertragungsmittel 4 ist bspw. als Hebel ausgebildet. Die Verbindung zwischen dem Zuhaltungsstift 2 und dem Hebel 4 kann formschlüssig, bspw. mittels eines Loches 22 im Zuhaltungsstift 2, durch welches der Hebel 4 im wesentlichen senkrecht geführt ist, realisiert werden.

[0037] Das Rückstellmittel ist in dieser Ausführungsform eine Schraubenfeder 3. Die Schraubenfeder 3 drückt ein erstes Ende 41 des Hebels 4 an einen Träger 31. Der Hebel 4 ist um einen Drehpunkt P des Trägers 31 drehbar (aber nicht notwendigerweise im Drehpunkt P befestigt), so dass er als zweiseitiger Hebel die Rückstellkraft F_R der Schraubenfeder 3 auf den Zuhaltungsstift 2 überträgt.

[0038] Ein zweites, geführtes Ende 42 des Hebels 4 wird vom Gewinde 53 als Führungsmittel formschlüssig im wesentlichen ohne Spiel geführt bzw. gehalten. Das Gewinde 53 ist in dieser Ausführungsform als eingängiges Aussengewinde mit mehreren die Antriebswelle 91 umgebenden Windungen ausgebildet. Mittels Rotation des Gewindes 53 mit mehreren Umdrehungen kann das geführte Ende 42 des Hebels 4 zum ersten Ende 53.1 oder zum zweiten Ende 53.2 des Gewindes 53 hin bewegt werden. Entsprechend wird durch Hebelwirkung auch der Zuhaltungsstift 2 radial bewegt; je nach seiner Lage ist der Rotor 1 bezüglich des Stators 6 gesperrt oder frei. In Fig. 5 ist der Zuhaltungsstift 2 in einer Lage eingezeichnet, in welcher er den Rotor 1 sperrt. Dreht sich das Gewinde 53 in die mit einem Pfeil 92 bezeichnete Richtung, so bewegt sich der Zuhaltungsstift in die mit einem Pfeil 23 bezeichnete Richtung im wesentlichen radial nach aussen gegen die Freilage hin.

[0039] In Sperrlage befindet sich das geführte Ende 42 des Hebels 4 am ersten Ende 53.1 des Gewindes 53, und der Zuhaltungsstift 2 ist weit in den Rotor 1 hinein versenkt. In Ruhelage befindet sich das geführte Ende 42 des Hebels 4 in der Mitte des Gewindes 53, und der Zuhaltungsstift 2 blockiert immer noch den Rotor 1. In Freilage befindet sich das geführte Ende 42 des Hebels 4 am zweiten Ende 53.2 des Gewindes 53, und der Rotor 1 ist nun frei. Die Enden 53.1, 53.2 des Gewindes 53 sind also der Sperrlage bzw. der Freilage zugeordnet.

[0040] Sowohl in Sperr- als auch in Freilage kann sich das Gewinde 53 weiterdrehen, ohne dass dies irgendwelche Konsequenzen für die Lage des Zuhaltungsstiftes 2 hätte; dies hat den Vorteil, dass der Antriebsmotor nicht exakt beim Erreichen der jeweiligen Endlage abgestellt werden muss. Das geführte Ende 42 des Hebels 4 bleibt am jeweiligen Ende 53.1, 53.2 des Gewindes 53 und führt während einer Gewindeumdrehung höchstens eine kleine Auf- und Abbewegung aus. Wird jedoch die Drehrichtung des Gewindes 53 bzw. des Antriebsmotors in einer solchen Lage 53.1, 53.2 umgekehrt, so wird das geführte Ende 42 des Hebels 4 durch die Rückstellkraft F_R wieder ins Gewinde 53 hineingezwungen. Um diese vorteilhafte Wirkung zu erzielen, muss die Ruhelage zwischen der Sperrlage und der Freilage liegen.

[0041] Durch äussere Vibrations- oder Schockeinwirkungen lässt sich zwar der Zuhaltungsstift 2 unter Umständen von der Sperrlage in die Ruhelage bringen; auch dann ist der Rotor 1 noch blockiert. Es ist aber bei der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung nicht möglich, den Zuhaltungsstift 2 durch Vibrations- oder Schockeinwirkungen weiter aus der Ruhelage in die Freilage zu bringen, weil die Kraft F_R der Rückstellmittel 3 einer solchen Bewegung rückstellend entgegenwirkt. Die Rückstellkraft F_R ist sogar umso grösser, je weiter sich der Zuhaltungsstift 2 von der Ruhelage zur Freilage hin bewegt, was die Sicherheit noch erhöht.

[0042] Die Figuren 6, 7 bzw. 8 zeigen in perspektivischer Ansicht einen Antriebsmotor 9, das Gewinde 53 mit seinen Enden 53.1, 53.2, die Antriebswelle 91 und den Hebel 4 mit seinem geführten Ende 42 der Ausführungsform von Fig. 5 in Sperrlage, in Ruhelage bzw. in Freilage.

[0043] Die Figuren 9 und 10 zeigen Details von Varianten der Ausführungsform von Fig. 5, nämlich leicht verschiedene Arten, das geführte Ende 42 des Hebels 4 entlang eines Gewindes zu führen.

[0044] In Figur 9 greift das geführte Ende 42 des Hebels 4 nicht direkt in ein Gewinde ein, sondern wird von einer Nut 54.1 in einer Schraubenmutter 54 formschlüssig geführt bzw. gehalten. Die Schraubenmutter 54 ihrerseits wird von einem entsprechenden Schraubengewinde 52 auf und ab bewegt. Die übrigen Elemente der Verriegelungsvorrichtung gemäss Fig. 6 können gleich gestaltet und angeordnet sein wie in Fig. 5.

[0045] In Figur 10 ist das Gewinde 53 durch die Antriebswelle 91 umgebende Windungen 53' ersetzt, welche mit der Antriebswelle 91 bspw. nur an einem ersten Ende 53.1' und einem zweiten Ende 53.2' verbunden sind. Die Windungen 53' können bspw. durch als Platten ausgebildete Begrenzungen 51.1, 51.2 begrenzt sein.

[0046] Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung zeigt Figur 11. Der Hebel 4 als Kraftübertragungsmittel wird von einer (perspektivisch dargestellten) Spirale 55 als Führungsmittel geführt, indem das zweite Ende 42 des Hebels 4 formschlüssig zwischen die Spiralwindungen greift. Die Spirale 55 ihrerseits wird über eine Welle 91 von einem (nicht eingezeichneten) Motor gedreht. In Sperrlage befindet sich das geführte Ende 42 des Hebels 4 in der Nähe der Welle 91. Wird die Spirale 55 vom Motor in der entsprechenden Richtung (angedeutet durch einen Pfeil 92) gedreht, so drückt sie das geführte Ende 42 des Hebels 4 von der Welle 91 weg nach aussen. Nach mehreren Motorumdrehungen wird die Freilage erreicht. In Freilage befindet sich das geführte Ende 42 des Hebels 4 am äusseren Umfang der Spirale 55. Auch hier muss die Drehung des Motors nicht sofort aufhören, wenn die jeweils angestrebte Lage erreicht ist.

[0047] In der Ausführungsform von Figur 12 sind die Führungsmittel für den Hebel 4 bzw. den elektronisch gesteuerten Zuhaltungsstift 2 ein Zahnrad bzw. Ritzel 56.1 mit einem Zahnradsegment 56.2. Das Zahnrad bzw. Ritzel 56.1 ist mit einem am geführten Ende 42 des Hebels 4 befestigten Zahnradsegment 56.2 verzahnt. Ein (in Fig. 12 nicht eingezeichneter) Motor treibt über eine Welle 91 das Zahnrad 56.1 an und bewegt bzw. kontrolliert somit den Zuhaltungsstift 2. Die Übersetzung von Zahnrad 56.1 zu Zahnradsegment 56.2 wird vorzugsweise gross gewählt, so dass mehrere Motorumdrehungen nötig sind, um den Zuhaltungsstift 2 von der Sperrlage in die Freilage überzuführen.

[0048] Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung ist schematisch in Figur 13 dargestellt. Hier sind die Führungsmittel ein Spannband bzw. ein Spanndraht 57.1, an dem das geführte Ende 42 des Hebels 4 befestigt ist. Das Spannband bzw. der Spanndraht 57.1 ist ein- oder mehrmals um eine Rolle 57.2 gewickelt und wird durch Haftreibung gezwungen, Rotationen der Rolle 57.2 mitzumachen. Die Rolle 57.2 wird über eine Welle 57.3 von einem (nicht eingezeichneten) Motor angetrieben. Der Umfang der Rolle 57.2 wird vorzugsweise klein gegenüber der Länge des Spannbandes bzw. des Spanndrahtes 57.1 gewählt, so dass mehrere Rollenumdrehungen nötig sind, um den Zuhaltungsstift 2 von der Sperrlage in die Freilage überzuführen.

[0049] In Fig. 13 sind die Kraftübertragungsmittel 4 selbst federnd, bspw. als Blattfeder, ausgebildet. Das erste Ende 41 des Hebels 4 ist fest im Träger 31 eingespannt. In diesem Fall wirkt die Blattfeder bzw. der Hebel 4 gleichzeitig als Kraftübertragungsmittel und als Rückstellmittel. Selbstverständlich sind auch Kombinationen dieser Ausführungsform mit der als Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellmitteln der Figuren 5, 11 oder 12 möglich. Eine solche Variante zeigt Figur 14. Hier ist das erste Ende 41 des Hebels 4 fest im Träger 31 eingespannt, und es wirken zwei Schraubenfedern 31., 3.2 als Rückstellmittel auf den Hebel 4.

[0050] Figur 15 zeigt in einer perspektivischen, teilweise offengelegten Ansicht eine erste Ausführungsform eines Schliessmoduls 10 bzw. einen Teil eines Schlosses mit einer erfindugsgemässen Verriegelungsvorrichtung, eingebaut in einer (nicht eingezeichneten) Tür. Das Schliessmodul 10 weist einen doppelten Schliesszylinder 12 auf, wobei ein erster Teilzylinder 12.1 gegen eine Türaussenseite 61 und ein zweiter Teilzylinder 12.2 gegen eine Türinnenseite 62 gerichtet ist. Der erste Teilzylinder 12.1 enthält einen mechanischen Abschnitt 13.1 und einen elektronischen Abschnitt 13.2; diese beiden Abschnitte 13.1, 13.2 können auch ineinander übergehen und müssen nicht klar voneinander abgegrenzt sein. In einem Rotor 1 ist eine gegen eine Türaussenseite 61 gerichtete Schlüsselöffnung 14 angebracht. Ein elektrisches Kabel 16 verbindet das Schliessmodul 10 mit einem (nicht eingezeichneten) schlosseitigen Elektronikmodul und dient der elektrischen Übertragung von Energie zur Betätigung der Antriebsmittel 9 und/oder von Information. Zwischen dem ersten Teilzylinder 12.1 und dem zweiten Teilzylinder 12.2 befindet sich ein Schliessbart 17 zur Betätigung eines (nicht eingezeichneten) Türschlosses. Aus der Türinnenseite 62 kann bspw. ein Drehknopf 18 herausragen; in einer anderen Variante kann aber auch auf der Türinnenseite 62 mit einer Schlüsselöffnung versehen sein. Das Schloss kann mit einer auf der Türaussenseite 61 angebrachten Schlossplatte 63 geschützt sein.

[0051] Weiter weist das in Fig. 15 dargestellte Schliessmodul einen Kragen 15 auf, in welchem die erfindungsgemässe elektronisch gesteuerte Verriegelungsvorrichtung untergebracht sein kann. In dieser Variante ist der (gestrichelt angedeutete) Elektromotor 9 am Umfang des Schliesszylinders 12 angeordnet und seine Antriebswelle 91 verläuft im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Schliesszylinders 12. In einer anderen Variante kann der Elektormotor 9' bzw. 9" in einem Steg 19, bspw. im Bereich des ersten Teilzylinders 12.1 bzw. des zweiten Teilzylinders 12.2, untergebracht sein. Dann ist der Elektromotor 9' bzw. 9" ebenfalls am Umfang des Schliesszylinders 12 angeordnet, wobei aber seine Antriebswelle 91' bzw. 91" im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Schliesszylinders 12 verläuft. Einige Elemente der elektronisch gesteuerten Verriegelungsvorrichtung sind der Einfachheit halber in Fig. 15 nicht eingezeichnet.

[0052] Ein Schlüssel 7 mit einem Schlüsselkopf 73 und einem Schlüsselbart 75 ist in die Schlüsselöffnung 14 einführbar. Er enthält, bspe. auf dem Schlüsselbart 75, elektrische Kontakte 71 zur Datenübertragung vom Schlüssel 7 in den elektronischen Abschnitt 13.2 des ersten Teilzylinders 12.1. Eventuelle elektronische Bauteile und/oder integrierte Schaltkreise 74 können bspw. im Schlüsselbart 75 oder im Schlüsselkopf 73 untergebracht sein. Weiter kann der Schlüssel 7 mit mechanischen Kodierungen 72 auf dem Schlüsselbart 75 versehen sein.

[0053] Figur 16 zeigt eine von Fig. 15 leicht verschiedene Ausführungsform eines Schliessmoduls 10. Hier ist der Steg 19 nur kurz, so dass das Schliessmodul 10 anderen Einbaunormen entspricht.

[0054] In Figur 17 ist ein Querschnitt durch den Kragen 15 von Fig. 15 oder 16 dargestellt. Die in Fig. 15 dargestellte Ausführungsform der erfindungsgemässen Verriegelungsvorrichtung entspricht im wesentlichen derjenigen von Fig. 5. Der Schliesszylinder 12 besteht aus einem Stator 6 und einem darin drehbar gelagerten Rotor 1. Ein elektronisch gesteuerter Zuhaltungsstift 2 wird über ein als Führungsmittel wirkendes Gewinde 53 und einen Hebel 4 von einem Elektromotor 9 bewegt. Zwischen den Elektromotor 9 und das Gewinde 53 ist ein Zahnradvorgelege 93 mit bspw. zwei ineinandergreifenden Zahnrädern 93.1, 93.2 geschaltet. Ein solches Zahnradvorgelege 93 kann vorteilhaft sein. wenn das Gewinde 53 aus geometrischen Gründen, bspw. wegen engen Platzverhältnissen, nicht direkt an einer Antriebswelle 91.1 des Elektromotors 9 befestigt werden kann, sondern eine eigene Antriebswelle 91.2 hat. Es kann auch Kraft bzw. Drehzahl des Elektromotors 9 in für das Gewinde 53 geeigneter Weise anpassen.

[0055] Der Hebel 4 dient als Kraftübertragungsmittel und ist an seinem nicht geführten Ende 41 mit einer Schraubenfeder 3 an das Gehäuse 31 des Schliessmoduls 15 angedrückt. Die Schraubenfeder 3 dient als Rückstellmittel. Der elektronisch gesteuerte Zuhaltungsstift 2 ist etwa in der Ruhelage eingezeichnet.

[0056] Der Hebel 4 ist ausser in der Ruhelage strichpunktiert auch in der Freilage (4') und in einer Extremlage (4") ausserhalb der Freilage eingezeichnet. In der Freilage gibt der Zuhaltungsstift 2 den Rotor 1 gegenüber dem Stator 6 frei. Wird dann der Rotor 1 gedreht, so drückt er den mit einem kegelförmigen Ende 2.1 versehenen Zuhaltungsstift 2 noch weiter nach aussen, wodurch der Hebel 4 seine Extremlage (4") erreicht. In dieser Extremlage befindet sich das zweite Ende 42 des Hebels 4 in einer Entfernung vom Gewinde 53, so dass das Gewinde 53 das Ende 42 nicht greifen kann, falls der Elektromotor 9 das Gewinde 53 in Rotation versetzen sollte. Durch diesen Aufbau wird die Fehlfunktion vermieden, bei welcher zwar das zweite Ende 42 des hebels 4 vom Gewinde 53 zum ersten Gewindeende 53.1 geführt würde, der Rotor 1 aber in einer Lage wäre, die es dem Zuhaltungsstift 2 nicht erlauben würde, in die Bohrung 11.1 einzutauchen und so der Bewegung des Hebels 4 zu folgen.

[0057] Im Schliesszylinder 12 kann auch mindestens ein mechanisch gesteuerter Zuhaltungsstift 8 vorhanden sein, auf welchen eine vorgespannte Stiftfeder 81 wirkt. Der mechanisch gesteuerte Zuhaltungsstift 8 spielt mit einer entsprechenden mechanischen Kodierung 72 auf einem in den Schliesszylinder 12 eingeschobenen Schlüssel 7 zusammen. Selbstverständlich können mehrere mechanisch gesteuerte Zuhaltungsstifte vorhanden sein. Ebenso können mehrere elektronisch gesteuerte Sperrelemente vorhanden sein.

[0058] Das Ausüben der Arbeitskraft zur Überführung des Sperrelementes 2 von der Sperriage in die Freilage wird durch ein Einschieben eines dem Schliesszylinder 12 zugeordneten Schlüssels 7 in den Rotor 1 oder eine Drehbewegung in bzw. mit dem Rotor 1 initiiert. Umgekehrt wird das Ausüben der Arbeitskraft zur Überführung des Sperrelementes 2 von der Freilage in die Sperrlage wird durch Herauszeihen des Schlüssels aus dem Rotor 1 initiiert.

Ansprüche

1. Verriegelungsvorrichtung für einen einen Rotor (1) und einen Stator (6) beinhaltenden Schliesszylinder (12),

mit mindestens einem elektronisch gesteuerten Sperrelement (2), durch welches der Rotor (1) und der Stator (6) gegenseitig verriegelbar sind, wobei das elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) mindestens einen Bewegungsfreiheitsgrad (x) aufweist, in einer Sperrlage (x_S) den Rotor (1) gegenüber dem Stator (6) sperrt und in einer Freilage (x_F) den Rotor (1) freigibt,

mit Antriebsmitteln (9) zum Ausüben einer Arbeitskraft (F_A) am mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelement (2), mittels welcher Arbeitskraft (F_A) das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) reversibel von der Sperrlage (x_S) in die Freilage (x_F) und umgekehrt überführbar ist, und

mit Rückstellmitteln (3), welche einerseits mit einem relativ zum Stator (6) unbeweglichen Träger (31) und andererseits mit dem mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelement (2) verbunden sind und eine von der Freilage (x_F) weg gerichtete Rückstellkraft (F_R) auf das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) ausüben, wenn sich das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) in einer Umgebung der Freilage (x_F) befindet, wobei das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) in der Umgebung der Freilage (x_F) sperrt,

gekennzeichnet durch
Führungsmittel (52-57), welche mit den Antriebsmitteln (9) verbunden sind und zumindest ausserhalb der Freilage (x_F) die Lage des mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelementes (2) eindeutig bestimmen.

2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) eine Ruhelage (x₀) aufweist, in welcher die Rückstellmittel (3) keine Kraft auf das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) ausüben und in welcher das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) den Schliesszylinder (12) sperrt.

3. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellmittel (3) eine von der Freilage (x_F) weg gerichtete Rückstellkraft (F_R) auf das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) ausüben, wenn sich das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) zwischen der Freilage (x_F) und der Ruhelage (x₀) befindet, und dass das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) in der Ruhelage (x₀) sowie in den Positionen zwischen der Ruhelage (x₀) und der Freilage (x_F) den Schliesszylinder (12) sperrt.

4. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) eine mit einer Bohrung (11.1) des Rotors (1) kommunizierende Durchtrittsöffnung (11.2) des Stators (6) durchsetzt und in der Sperrlage (x_S) in die Bohrung (11) eintaucht.

5. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) als Zuhaltungsstift ausgebildet ist, welcher im wesentlichen radial im Schliesszylinder (12) bewegbar ist.

6. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsmittel als Elektromotor (9) mit einer Antriebswelle (91) ausgebildet sind, deren Drehmoment in die für die reversible Bewegung des mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelementes (2) benötigte Arbeitskraft (F_A) umwandelbar ist.

7. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (9) am Umfang des Schliesszylinders (12) angeordnet ist und seine Antriebswelle (91) im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Schliesszylinders (12) verläuft.

8. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (9) am Umfang des Schliesszylinders (12) angeordnet ist und seine Antriebswelle (91) im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Schliesszylinders (12) verläuft.

9. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel als Gewinde (53) oder Windungen (53'), als Schraubengewinde (52) mit entsprechender Schraubenmutter (54), als Spirale (55), als Zahnrad bzw. Ritzel (56.1) oder als Spannband bzw. Spanndraht (57.1) ausgebildet sind.

10. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel als Gewinde (53) oder Windungen (53') mit mehreren die Antriebswelle (91) umgebenden Windungen ausgebildet sind und dass die Enden (53.1, 53.2) des Gewindes (53) oder der Windungen (53') der Sperrlage (x_S) bzw. der Freilage (x_F) zugeordnet sind.

11. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10, gekennzeichnet durch Kraftübertragungsmittel (4), welche mit dem mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelement (2) verbunden sind und durch welche die Arbeitskraft (F_A) und/oder die Rückstellkraft (F_R) von den Antriebsmitteln (9) bzw. von den Rückstellmitteln (3) auf das mindestens eine elektronisch gesteuerte Sperrelement (2) übertragbar ist.

12. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsmittel als Hebel (4) ausgebildet sind, wobei ein Ende (42) des Hebels (4) von den Führungsmitteln (52-57) geführt ist.

13. Verriegelungsvorrichtung nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende (42) des Hebels (4) im wesentlichen ohne Spiel zwischen zwei Windungen des Gewindes (53) oder der Windungen (53') geführt ist.

14. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungsmittel (4) federnd ausgebildet sind und als Rückstellmittel (3) wirken.

15. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, dass sie als mindestens eine Schraubenfeder (3) ausgebildete Rückstellmittel aufweist.

16. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Antriebsmitteln (9) und den Führungsmitteln (52-57) ein Zahnradvorgelege (93) geschaltet ist.

17. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-16, gekennzeichnet durch mindestens ein mechanisch gesteuertes Sperrelement (8).

18. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausüben der Arbeitskraft (F_A) durch die Antriebsmittel (9) zur Überführung des mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelementes (2) von der Sperrlage (x_S) in die Freilage (x_F) durch ein Einschieben eines dem Schliesszylinder (12) zugeordneten Schlüssels (7) in den Rotor (1) oder eine Drehbewegung in bzw. mit dem Rotor (1) und zur Überführung des mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelementes (2) von der Freilage (x_F) in die Sperrlage (x_S) durch Herausziehen des Schlüssels (7) aus dem Rotor (1) initiierbar ist.

19. Verfahren zum Verhindern eines Öffnens einer Verriegelungsvorrichtung durch parasitäre, durch Vibrations- und/oder Schockeinwirkung oder Magneteinwirkung entstehende Kräfte (F_P), ausführbar mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-18, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vermeidung frei schwingender Massen die Lage des mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelementes (2) durch Führungsmittel (52-57) eindeutig vorgegeben wird und dass wenigstens in einer Umgebung der Freilage (x_F) eine Rückstellkraft (F_R) am mindestens einen elektronisch gesteuerten Sperrelement (2) ausgeübt wird, welche den parasitären Kräften (F_P) entgegengesetzt ist.

Claims

1. Locking device for a lock cylinder (12) incorporating a rotor (1) and a stator (6),

with at least one electronically controlled inhibiting element (2) through which the rotor (1) and stator (6) can be mutually locked, the electronically controlled inhibiting element (2) having at least one degree of freedom (x) of movement, inhibits the rotor (1) with respect to the stator (6) in an inhibit position (x_S) and frees the rotor (1) in a free position (x_F),

with drive means (9) for exerting a working force (F_A) on at least one electronically controlled inhibiting element (2), which working force (F_A) transfers in reversible manner the at least one electronically controlled inhibiting element (2) from the inhibit position (x_S) into the free position (x_F) and vice versa and

with restoring means (3), which are connected on the one hand to a support (31) immovable relative to the stator (6) and on the other hand to the at least one electronically controlled inhibiting element (2) and exert a restoring force (F_R) directed away from the free position (x_F) on the at least one electronically controlled inhibiting element (2), if the at least one electronically controlled inhibiting element (2) is in the vicinity of the free position (x_F), with the at least one electronically controlled inhibiting element (2) inhibiting in the vicinity of the free position (x_F),

   characterized in that guidance means (52-57) which are connected to the driving means (9) clearly determine the position of the at least one electronically controlled inhibiting element (2) at least outside the free position (x_F).

2. Locking device according to claim 1, characterized in that the at least one electronically controlled inhibiting element (2) has a rest position (x₀), in which the restoring means (3) exert no force on the at least one electronically controlled inhibiting element (2) and in which the at least one electronically controlled inhibiting element (2) inhibits the lock cylinder.

3. Locking device according to claim 2, characterized in that the restoring means (3) exert a restoring force (F_R) directed away from the free position(x_F) on the at least one electronically controlled inhibiting element (2), if the at least one electronically controlled inhibiting element (2) is located between the free position (x_F) and the rest position (x₀) and that the at least one electronically controlled inhibiting element (2) inhibits the lock cylinder (12) in the rest position (x₀) and in positions between the rest position (x₀) and the free position (x_F).

4. Locking device according to one of the claims 1 to 3, characterized in that the at least one electronically controlled inhibiting element (2) traverses a passage opening (11.2) of the stator (6) communicating with a bore (11.1) of the rotor (1) and is inserted in the bore (11.1) in the inhibit position (x_S).

5. Locking device according to claim 4, characterized in that the at least one electronically controlled inhibiting element (2) is constructed as a tumbler pin movable substantially radially in the lock cylinder (12).

6. Locking device according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the drive means are constructed as an electric motor (9) with a drive shaft (91), whose torque can be converted into the working force (F_A) required for the reversible movement of the at least one electronically controlled inhibiting element (2).

7. Locking device according to claim 6, characterized in that the electric motor (9) is located on the circumference of the lock cylinder (12) and its drive shaft (91) is substantially perpendicular to the longitudinal direction of the lock cylinder (12).

8. Locking device according to claim 6, characterized in that the electric motor (9) is located on the circumference of the lock cylinder (12) and its drive shaft (91) is substantially parallel to the longitudinal direction of the lock cylinder (12).

9. Locking device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the guidance means are constructed as a thread (53) or turns (53'), as a screw thread (52) with a corresponding nut (54), as a spiral (55), as a toothed gear or pinion (56.1) or as tension belt or wire (57.1).

10. Locking device according to claim 9, characterized in that the guidance means as a thread (53) or turns (53') are constructed with several turns surrounding the drive shaft (91) and that the ends (53.1, 53.2) of the thread (53) or turns (53') are associated with the inhibit position (x_S) or free position (x_F).

11. Locking device according to one of the claims 1 to 10, characterized by force transfer means (4) connected to the at least one electronically controlled inhibiting element (2) and through which the working force (F_A) and/or restoring force (F_R) can be transferred from the drive means (9) or restoring means (3) to the at least one electronically controlled inhibiting element (2).

12. Locking device according to claim 11, characterized in that the force transfer means are constructed as levers (4), one end (42) of the lever (4) being guided by guidance means (52-57).

13. Locking device according to claims 10 and 12, characterized in that one end (42) of the lever (4) is guided, substantially without clearance, between two turns of the thread (53) or the turns (53').

14. Locking device according to one of the claims 11 to 13, characterized in that the force transfer means (4) are resiliently constructed and act as restoring means (3).

15. Locking device according to one of the claims 1 to 14, characterized in that it has restoring means constructed as at least one helical spring (3).

16. Locking device according to one of the claims 1 to 15, characterized in that a back gear (93) is located between the drive means (9) and guidance means (52-57).

17. Locking device according to one of the claims 1 to 16, characterized by a least one mechanical inhibiting element (8).

18. Locking device according to one of the claims 1 to 17, characterized in that the exerting of the working force (F_A) by the drive means (9) for transferring the at least one electronically controlled inhibiting element (2) from the inhibit position (x_S) into the free position (x_F) is initiatable by inserting a key (7), associated with the lock cylinder (12), in the rotor (1), or a rotary movement in or with the rotor (1) and for transferring the at least one electronically controlled inhibiting element (2) from the free position (x_F) into the inhibit position (x_S) is initiatable by extracting the key (7) from the rotor (1).

19. Method for preventing an opening of a locking device by parasitic forces (F_P) caused by vibration and/or shock effects or magnetic action, performable with a device according to one of the claims 1 to 18, characterized in that for avoiding freely oscillating masses, the position of the at least one electronically controlled inhibiting element (2) is clearly predetermined by guidance means (52-57) and that at least in the vicinity of the free position (x_F) a restoring force (F_R) is exerted on at least one electronically controlled inhibiting element (2), which opposes the parasitic forces (F_P).

Revendications

1. Dispositif de verrouillage destiné à un barillet de serrure (12) contenant un rotor (1) et un stator (6), comprenant au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique, à l'aide duquel le rotor (1) et le stator (6) peuvent être verrouillés réciproquement, l'élément de verrouillage (2) à commande électronique comportant au moins un degré de liberté de mouvement (x) verrouillant, dans une position de verrouillage (x_S), le rotor (1) par rapport au stator (6) et déverrouillant, dans une position de déverrouillage (x_F), le rotor (1) ; comprenant des moyens d'entraînement (9) destinés à exercer une force de travail (F_A) sur le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique, par laquelle force de travail (F_A) le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique peut être transposé de manière réversible de la position de verrouillage (x_S) vers la position de déverrouillage (x_F) et inversement ; et comprenant des moyens de rappel (3) qui sont reliés, d'une part, à un support (31) immobile par rapport au stator (6) et, d'autre part, au au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique et qui exercent sur le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique une force de rappel (F_R) orientée dans le sens s'éloignant de la position de déverrouillage (x_F) lorsque le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique se trouve dans le voisinage de la position de déverrouillage (x_F), le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique verrouillant dans le voisinage de la position de déverrouillage (x_F), caractérisé par des moyens de guidage (52-57), qui sont reliés aux moyens d'entraînement (9) et, au moins en dehors de la position de déverrouillage (x_F), déterminent sans ambiguïté la position du au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique.

2. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique présente une position de repos (x₀), dans laquelle les moyens de rappel (3) n'exercent aucune force sur le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique et dans laquelle le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique verrouille le barillet de serrure (12).

3. Dispositif de verrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de rappel (3) exercent sur le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique une force de rappel (F_R) orientée dans le sens s'éloignant de la position de déverrouillage (X_F), lorsque le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique se situe entre la position de déverrouillage (x_F) et la position de repos (x₀), et en ce que le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique, dans la position de repos (x₀) ainsi que dans les positions entre la position de repos (x₀) et la position de déverrouillage (x_F), verrouille le barillet de serrure (12).

4. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique passe à travers un trou débouchant (11.2) du stator (6), communiquant avec une forure (11.1) du rotor (1), et, dans la position de verrouillage (x_S), plonge dans la forure (11).

5. Dispositif de verrouillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique est conçu sous forme de goupille de verrouillage, qui peut se déplacer sensiblement dans le sens radial dans le barillet de serrure (12).

6. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens d'entraînement sont conçus sous forme de moteur électrique (9) avec un arbre de transmission (91), dont le couple de rotation peut être transformé en force de travail (F_A) nécessaire pour le mouvement réversible du au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique.

7. Dispositif de verrouillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moteur électrique (9) est disposé sur la périphérie du barillet de serrure (12) et son arbre de transmission (91) est sensiblement perpendiculaire au sens longitudinal du barillet de serrure (12).

8. Dispositif de verrouillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moteur électrique (9) est disposé sur la périphérie du barillet de serrure (12) et son arbre de transmission (91) est sensiblement parallèle au sens longitudinal du barillet de serrure (12).

9. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de guidage sont conçus sous forme de filets (53) ou spires (53'), sous forme de filets de vis (52) avec un écrou (54) correspondant, sous forme de spirale (55), sous forme de roue dentée ou de pignon (56.1) ou sous forme de bande de serrage ou de fil tendeur (57.1).

10. Dispositif de verrouillage selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de guidage sont conçus sous forme de filets (53) ou spires (53') avec plusieurs spires entourant l'arbre de transmission (91) et en ce que les extrémités (53.1, 53.2) du filet (53) ou des spires (53') sont associées respectivement à la position de verrouillage (x_S) et à la position de déverrouillage (x_F).

11. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par des moyens de transmission de force (4), qui sont reliés au au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique et à l'aide desquels la force de travail (F_A) et/ou la force de rappel (F_R) peuvent être transmises par les moyens d'entraînement (9) ou les moyens de rappel (3) sur le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique.

12. Dispositif de verrouillage selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de transmission de force sont conçus sous forme de levier (4), une extrémité (42) du levier (4) étant guidée par les moyens de guidage (52-57).

13. Dispositif de verrouillage selon les revendications 10 et 12, caractérisé en ce qu'une extrémité (42) du levier (4) est guidée sensiblement sans jeu entre deux spires du filet (53) ou des spires (53').

14. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que les moyens de transmission de force (4) sont conçus de manière flexible et agissent comme moyens de rappel (3).

15. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de rappel conçus sous forme d'au moins un ressort à boudin (3).

16. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'un engrenage à roues dentées (93) est intercalé entre les moyens d'entraînement (9) et les moyens de guidage (52-57).

17. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé par au moins un élément de verrouillage (8) à commande mécanique.

18. Dispositif de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que la force de travail (F_A), exercée par les moyens d'entraînement (9) afin de transposer le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique de la position de verrouillage (x_S) vers la position de déverrouillage (x_F), peut être initiée par l'introduction dans le rotor (1) d'une clef (7) associée au barillet de serrure (12), ou un mouvement de rotation dans ou avec le rotor (1) et destiné à transposer le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique de la position de déverrouillage (x_F) vers la position de verrouillage (x_S) peut être initié par l'extraction de la clef (7) hors du rotor (1).

19. Procédé destiné à empêcher l'ouverture d'un dispositif de verrouillage par des forces parasitaires (F_P), dues à un effet de vibration et/ou de choc ou à un effet magnétique, lequel procédé peut être mis en oeuvre avec un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que, pour empêcher des masses oscillant librement, la position du au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique est prédéfinie sans ambiguïté par des moyens de guidage (52-57) et en ce que, au moins dans le voisinage de la position de déverrouillage (x_F), une force de rappel (F_R) est exercée sur le au moins un élément de verrouillage (2) à commande électronique, laquelle force s'oppose aux forces parasitaires (F_P).

Zeichnung