[0001] Die Erfindung betrifft eine Schlüsselbetätigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
[0002] Schlüsselbetätigungsvorrichtungen zur Drehen eines in einem Türschloss einer Tür,
insbesondere Haus- oder Wohnungstür befindlichen Schlüssels sind hinlänglich aus dem
Stand der Technik bekannt, und zwar beispielsweise aus der
DE 10 2004 021 704 B3 oder der
DE 10 2017 127 982 A1.
[0003] Derartige Schlüsselbetätigungsvorrichtungen sind üblicherweise zum Nachrüsten von
bestehenden Türanlagen vorgesehen und dienen zur elektronischen Steuerung des Schließmechanismus
der Tür durch entsprechendes, vorzugsweise ferngesteuertes Betätigen des im Türschloss
befindlichen Schlüssels im oder gegen den Uhrzeigersinn.
[0004] Hierzu sind die Schlüsselbetätigungsvorrichtungen häufig modulartig ausgebildet und
weisen ein geschlossenes Modulgehäuse auf, in dem alle für den Betrieb und die automatisierte
Steuerung der Schlüsselbetätigung erforderlichen Komponenten, insbesondere auch die
Energieversorgung aufgenommen sind. Dieses Modulgehäuse wird an dem Türschild und/oder
dem freien Ende des Schließzylinders drehfest montiert, vorzugsweise verklebt und/oder
geklemmt. Die Ansteuerung der Schlüsselbetätigungsvorrichtung erfolgt manuell und/oder
drahtlos unter Verwendung geeigneter Funkschnittstellen, welche beispielsweise in
den gängigen mobilen Kommunikationsgeräten standardmäßig verbaut sind.
[0005] Aus der
DE 10 2004 021 704 B3 ist eine Schlüsselbetätigungsvorrichtung zum Drehen eines Schlüssels in einem Schloss
umfassend einen Aktuator, einen zum Eingriff mit einem Schlüssel vorgesehenen Drehkranz
sowie ein Getriebe zur mechanischen Kopplung des Aktuators mit dem Drehkranz. Ferner
ist eine mit dem Drehkranz zusammenwirkende mehrteilige Kupplungseinrichtung vorgesehen,
die unterhalb des Drehkranzes im Gehäuse angeordnet ist.
[0006] Nachteilig benötigen bekannte Schlüsselbetätigungsvorrichtungen aufgrund der in das
Modulgehäuse zu integrierenden Antriebskomponenten einen hohen Bauraum, insbesondere
aufgrund eines zwingend erforderlichen Drehkörpers zur Aufnahme und drehfesten Kupplung
des Schlüssels, der üblicherweise über eine Kupplungs- und/oder Getriebeeinheit mit
einem ebenfalls im Gehäuse aufgenommenen Aktuator, vorzugsweise einem elektromotorischen
Antrieb in mechanischer Wirkverbindung steht. Besonders nachteilig weisen bekannte
Schlüsselbetätigungsvorrichtungen deshalb eine im Vergleich zu den Abmessungen der
Türgarnitur erhebliche Bauhöhe und Gesamtlänge auf. Es entsteht dadurch ein voluminöses
bzw. klotzartiges optisches Erscheinungsbild.
[0007] Ausgehend vom aufgezeigten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Schlüsselbetätigungsvorrichtung anzugeben, die die aus dem Stand der Technik
bekannten Nachteile beseitigt und insbesondere einen im Vergleich zum Stand der Technik
eine kompakte Bauweise mit reduzierter Bauhöhe ermöglicht.
[0008] Die Aufgabe wird ausgehend von einer Schlüsselbetätigungsvorrichtung mit den Merkmalen
des Oberbegriffs des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
[0009] Der wesentliche Aspekt der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung ist
darin zu sehen, dass die Drehaufnahmeeinheit und die mehrteilige Kupplungseinrichtung
relativ zueinander um die Rotationsachse drehbar im Gehäuse gelagert sind, wobei die
Drehaufnahmeeinheit zur drehbaren Lagerung um die Rotationsachse zumindest abschnittsweise
in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung aufgenommen und integriert ist. Besonders
vorteilhaft ermöglicht die erfindungsgemäße Integration der Drehaufnahmeeinheit in
die mehrteilige Kupplungseinrichtung eine deutliche Reduzierung der Bauhöhe und des
für die Integration der Antriebsmechanik erforderlichen Bauraums. Die erfindungsgemäße
Schlüsselbetätigungsvorrichtung weist damit eine besonders kompakte Bauweise auf.
Auch ist dadurch eine Reduzierung der zur Realisierung der Kupplungseinrichtung erforderlichen
Bauteile möglich.
[0010] Weiterhin vorteilhaft ist die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit zur
Erzeugung einer Antriebsbewegung um eine radial zur Rotationsachse orientierten Antriebsachse
ausgebildet. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der steuerbaren Antriebsmotoreinheit,
insbesondere mehrerer Antriebseinheiten ist eine weitere Reduzierung der Bauraumhöhe
möglich.
[0011] In eine bevorzugten Ausführungsform weist die mehrteilige Kupplungseinrichtung zumindest
ein ringförmiges Kronenzahnrad und zumindest ein im ringförmigen Kronenzahnrad aufgenommene
Kupplungshülse zur Herstellung einer drehfesten, mechanischen Wirkverbindung zwischen
dem ringförmigen Kronenzahnrad und der zumindest abschnittsweise in der Kupplungshülse
aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit auf. Durch die Kombination eines Kronenzahnrades
mit integrierter Kupplungshülse ist eine platzsparende und zuverlässige steuerbare
Kupplung mit der Drehaufnahmeeinheit möglich, die hierzu in der Kupplungshülse zumindest
teilweise aufgenommen ist.
[0012] Besonders vorteilhaft ist die mehrteilige Kupplungseinrichtung durch gesteuertes
Drehen des ringförmigen Kronenzahnrades im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Rotationsachse
von einem ersten oder zweiten gekoppelten Zustand in einen entkoppelten Zustand und
vice versa überführbar. Im ersten gekoppelten Zustand ist die Drehaufnahmeeinheit
bei einer Drehung im Uhrzeigersinn drehfest mit dem ringförmigen Kronenzahnrad verbunden.
Im zweiten gekoppelten Zustand ist die Drehaufnahmeeinheit bei einer Drehung gegen
den Uhrzeigersinn drehfest mit dem ringförmigen Kronenzahnrad verbunden. Dagegen ist
im entkoppelten Zustand die Drehaufnahmeeinheit vom ringförmigen Kronenzahnrad derart
entkoppelt, dass die Drehaufnahmeeinheit frei um die Rotationsachse drehbar ist. Die
erfindungsgemäße mehrteilige Kupplungseinrichtung ermöglicht damit sowohl ein gesteuertes,
motorisches Drehen des in der Drehaufnahmeeinheit aufgenommenen Schlüssels um die
Rotationsachse als auch ein freies Drehen dessen unabhängig von der bestehenden Kupplungsmechanik.
[0013] In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit
ein Antriebszahnrad auf, welches in antriebsmäßigen Eingriff mit dem ringförmigen
Kronenzahnrad steht bzw. bringbar ist. Das Antriebszahnrad ist vorzugsweise durch
ein Antriebsritzel oder ein zylinderförmiges Kammrad gebildet. Besonders vorteilhaft
bildet das ringförmige Kronenzahnrad und das Antriebszahnrad ein Winkelgetriebe aus.
[0014] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante sind drei steuerbare Antriebsmotoreinheit
in der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung vorgesehen, die zum synchronen
Antrieb des ringförmigen Kronenzahnrades eingerichtet sind. Dadurch können Antriebsmotoreinheiten
mit reduzierter Leistung verwendet werden, die einen geringeren Bauraum erfordern,
so dass bei radialer Ausrichtung dessen eine weitere Reduzierung der Höhe des Bauraums
im Bereich der Antriebsmechanik möglich ist.
[0015] In einer Weiterbildung der Erfindung weist das ringförmige Kronenzahnrad auf der
senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Oberseite einen umlaufenden Zahnkranz mit
einer Vielzahl von Zähnen auf. Das ringförmige Kronenzahnrad schließt ferner eine
im Querschnitt kreisförmige Durchgangsöffnung ein, in welcher die Kupplungshülse derart
aufgenommen ist, dass der umlaufende Zahnkranz weiterhin frei zugänglich ist. Über
den umlaufenden Zahnkranz kann besonders vorteilhaft der Antrieb mittels der radial
angeordneten steuerbaren Antriebseinheiten erfolgen.
[0016] Weiterhin vorteilhaft weist die Drehaufnahmeeinheit auf der Oberseite einen ebenen,
im Querschnitt kreisförmigen Aufnahmeabschnitt, einen daran entlang der Rotationsachse
unmittelbar anschließenden Übergangsabschnitt sowie einen daran anschließenden Kupplungsabschnitt
auf, wobei der Querschnitt des Übergangsabschnittes im Vergleich zum Aufnahmeabschnitt
reduziert ist sowie der Querschnitt des Kupplungsabschnittes im Vergleich Übergangsabschnitt
ebenfalls reduziert ist. Der kreisförmige Aufnahmeabschnitt besitzt ferner eine schlitzförmige
Aussparung bzw. einen schlitzförmigen Durchbruch zur Aufnahme des freien Endes des
Schlüssels.
[0017] Weiterhin vorteilhaft bildet der kreisförmige Aufnahmeabschnitt an einem stirnseitigen
Rand einen umlaufenden Zahnkranz aus, der zur Bestimmung der Drehposition der Drehaufnahmeeinheit
bezogen auf die Rotationsachse mit einer in Wirkverbindung steht. Die Positionssensoreinheit
umfasst hierzu ein Zahnrad, welches in Eingriff mit dem umlaufenden Zahnkranz des
kreisförmigen Aufnahmeabschnittes der Drehaufnahmeeinheit bringbar ist.
[0018] In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kupplungsabschnitt zumindest abschnittsweise
hülsenartig ausgebildet und verläuft konzentrisch zur Rotationsachse, wobei der Querschnitt
des Kupplungsabschnittes derart eingerichtet ist, dass dieser vollständig in die von
der Kupplungshülse freigegebenen Bereich der Durchgangsöffnung der Kupplungseinrichtung
eingreift. Dadurch ergibt sich eine Reduzierung der Bauhöhe.
[0019] Weiterhin vorteilhaft weist der Kupplungsabschnitt eine äußere Umfangsfläche mit
einer Vielzahl an teilkugelförmige Ausnehmungen auf, wobei die teilkugelförmigen Ausnehmungen
jeweils beanstandet zueinander angeordnet und gleichmäßig über die gesamte äußere
Umfangsfläche verteilt sind. Eine teilkugelförmige Ausnehmung ist dabei zur Aufnahme
einer Kupplungskugel ausbildet.
[0020] Weiterhin vorteilhaft sind zur Führung einer Kupplungskugel in der Kupplungshülse
entsprechend eingerichtete Führungsöffnungen eingebracht, die beispielsweise einen
rechteckförmigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen. Bei einem in der Kupplungshülse
aufgenommen Kupplungsabschnittes befinden sich besonders vorteilhaft die Führungsöffnungen
auf Höhe der teilkugelförmigen Ausnehmungen, und zwar derart, dass eine in einer der
teilkugelförmigen Ausnehmungen aufgenommene Kupplungskugel sich durch eine gegenüberliegende
Führungsöffnung erstreckt und über diese in Richtung der Innenfläche des ringförmigen
Kronenzahnrades aus der Führungsöffnung radial absteht.
[0021] In vorteilhafter Ergänzung weist das ringförmige Kronenzahnrad zumindest eine nutförmige
Führungsbahn auf, die in eine Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades eingebracht
ist und sich dort konzentrisch um die Rotationsachse erstreckt. Zur Realisierung einer
steuerbaren Kupplungsverbindung greift der aus der Führungsöffnung radial herausragende
Kugelabschnitt der Kupplungskugel in die zumindest eine nutförmige Führungsbahn des
ringförmigen Kronenzahnrades ein und wird darin geführt. Besonders vorteilhaft erstreckt
sich die nutförmige Führungsbahn nur über einen Ringabschnitt des ringförmigen Kronenzahnrades
und wird durch Anschlagbereiche begrenzt. Durch die Anlage der in der nutförmigen
Führungsbahn geführten Kupplungskugel entsteht vorteilhaft eine drehfeste Wirkverbindung
über die Kupplungskugel zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad und dem Kupplungsabschnitt
der Drehaufnahmeeinheit in oder entgegen dem Uhrzeigersinn.
[0022] In einer Ausführungsvariante kann zur Verhinderung eines Mitdrehens der Kupplungshülse
mit dem ringförmigen Kronenzahnrad bei einem Drehrichtungswechsel eine Bremse vorgesehen
sein, die die Kupplungshülse mit einer vorgegebenen Bremskraft beaufschlagt. Besonders
bevorzugt ist die Bremse einteilig mit einer Schutzabdeckung ausgebildet.
[0023] Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich
auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren.
Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer
Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der
Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
[0024] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht einer an einer Tür montierten erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung,
- Fig. 2
- eine schematische Frontansicht einer erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung,
- Fig. 3
- eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
gemäß der Figur 2,
- Fig.4
- eine perspektivische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
mit abgenommener Gehäusevorderseite und Gehäuseseitenwandung,
- Fig. 5
- eine perspektivische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
gemäß Figur 4,
- Fig. 6
- eine schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
gemäß Figur 5 ohne Schutzabdeckung,
- Fig. 7
- eine schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
gemäß Figur 5 ohne Schließzylinder, Schlüssel, Drehaufnahmeeinheit und Energieversorgungseinheit,
- Fig. 8
- eine schematische Draufsicht auf die freigestellte mehrteilige Kupplungseinrichtung
und die daran angebundenen steuerbaren Antriebsmotoreinheiten,
- Fig. 9
- eine perspektivische Ansicht der freigestellten mehrteiligen Kupplungseinrichtung
und die daran angebundenen steuerbaren Antriebsmotoreinheiten gemäß Figur 8,
- Fig. 10
- eine perspektivische Ansicht der freigestellten mehrteiligen Kupplungseinrichtung
mit darin aufgenommener Drehaufnahmeeinheit,
- Fig. 11
- eine schematische Draufsicht auf die freigestellte Drehaufnahmeeinheit,
- Fig. 12
- eine schematische Seitenansicht der freigestellten Drehaufnahmeeinheit gemäß Figur
11,
- Fig. 13
- eine perspektivische Ansicht der Unterseite der der freigestellten Drehaufnahmeeinheit
gemäß Figur 11 und 12,
- Fig. 14
- eine perspektivische Ansicht einer freigestellten Kupplungshülse mit Kupplungskugeln,
- Fig. 15
- eine perspektivische Ansicht eines freigestellten ringförmigen Kronenzahnrades mit
Kupplungskugeln,
- Fig. 16
- eine schematische Draufsicht auf das freigestellte ringförmige Kronenzahnrad mit Kupplungskugeln
gemäß Figur 15,
- Fig. 17a-c
- schematische Schnittdarstellungen durch die mehrteilige Kupplungseinrichtung in einem
ersten und zweiten gekoppelten Zustand und einem entkoppelten Zustand,
- Fig. 18
- eine schematische Draufsicht auf die freigestellte mehrteilige Kupplungseinrichtung
und die zugeordnete Schutzabdeckung mit integrierter Bremse und
- Fig. 19.
- eine perspektivische Ansicht der freigestellten mehrteiligen Kupplungseinrichtung
mit zugeordneter Schutzabdeckung mit integrierter Bremse gemäß Figur 18.
[0025] Für gleiche oder gleich wirkende Elemente der Erfindung werden in den Figuren identische
Bezugszeichen verwendet. Ferner werden der Übersichtlichkeit halber nur Bezugszeichen
in den einzelnen Figuren dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Figur
erforderlich sind. Auch ist die Erfindung in den Figuren anhand schematischer Ansichten
zur Erläuterung des grundlegenden Prinzips der Erfindung beispielhaft dargestellt.
[0026] In Figur 1 ist in eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
1 zum Betätigen bzw. Drehen eines in einem Türschloss 2 befindlichen Schlüssels 8
einer Tür, insbesondere Haus- oder Wohnungstür beispielhaft in einer üblichen Montagesituation
dargestellt, und zwar ist die in Figur 1 dargestellte Schlüsselbetätigungsvorrichtung
1 bespielhaft an der Innenseite der Tür 3 montiert. Zur Montage der erfindungsgemäßen
Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 an der Tür 3 kann beispielhaft eine Montageplatte
4 verwendet werden. Unter einer Tür 3 im erfindungsgemäßen Sinne wird insbesondere
das Türblatt oder der Flügel einer Tür 3 verstanden, welcher üblicherweise in einer
Türzarge aufgenommen ist.
[0027] Derartige Schlüsselbetätigungsvorrichtungen 1 sind hinsichtlich ihres Aufbaus und
ihrer Funktionsweise grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt, und zwar sind
diese vorzugsweise modulartig ausgebildet und weisen ein entsprechendes Gehäuse 5
auf.
[0028] In Figur 2 ist beispielshaft eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
1, insbesondere dessen Gehäusevorderseite 5.1 mit einer Abdeckhaube 5.2 gezeigt. Die
Abdeckhaube 5.2 dient zur Abdeckung einer kreisförmigen Öffnung in der Gehäusevorderseite
5.1, über welche der Zugang zur Antriebsmechanik und den darin und im Schließzylinder
2.1 aufgenommenen Schlüssel 8 ermöglicht. Die Abdeckhabe 5.2 weist hierzu beispielsweise
einen ebenen, kreisförmigen Abdeckabschnitt auf, von dem ein quaderförmiger Haubenabschnitt
nach außen hervorsteht. Der quaderförmige Haubenabschnitt schließt einen schlitzförmigen
Aufnahmeraum zur Aufnahme des freien Endes des Schlüssels 8 ein, der in Richtung der
Unterseite der Abdeckhaube 5.2 geöffnet ist. Die Abdeckhaube 5.2 ist vorzugsweise
lösbar mit der Antriebsmechanik verbunden, dass ein Mitdrehen der Abdeckhaube 5.2
um die Rotationsachse RA beim Betrieb erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
1 möglich ist. Vorzugsweise ist eine Steckverbindung vorgesehen. Dabei zeigt der quaderförmige
Haubenabschnitt zugleich auch die aktuelle Drehposition des Schlüssels 8 optisch an.
[0029] Das Gehäuse 5 dient zur Aufnahme aller wesentlichen Bauteile bzw. Komponenten der
erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 einschließlich der Energieversorgung,
so dass ein autarker Betrieb ohne zusätzliche Leitungsverbindungen möglich ist. Die
Montage der Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 an der Tür 3 bzw. an Teilen dessen Türbeschlages
6 erfolgt über das Gehäuse 5 direkt oder eine in Figur 1 gezeigte Montageplatte 4.
Der Türbeschlag 6 umfasst neben einem Türdrücker 6.1 auch ein zugehöriges Lang- oder
Kurzschild (nicht in den Figuren gezeigt) oder zwei Rosetten 6.2, wobei die eine Rosette
6.2 einen Abschnitt des Türdrückers 6.1 aufnimmt und die weitere Rosette (nicht in
Figur 1 dargestellt) zur Aufnahme des freien Endes des Schließzylinders 2.1 eingerichtet
ist.
[0030] Figur 3 zeigt eine Seitenansicht der Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 gemäß Figur
2 mit einem angedeuteten Schließzylinder 2.1 des Türschlosses 2, dessen freies Ende
im Gehäuse 5 aufgenommen ist. Das Gehäuse 5 umfasst eine Gehäuserückseite 5.3 mit
einer Aussparung bzw. einem Durchbruch, wobei die Aussparung bzw. der Durchbruch zur
formschlüssigen Aufnahme des Schließzylinders 2.1 ausgebildet ist, um eine drehfeste
Aufnahme des Schließzylinders 2.1 im Gehäuse 5 zu gewährleisten. Die Gehäusevorderseite
5.1 und die Gehäuserückseite 5.3 sind über eine umlaufende Gehäuseseitenwandung 5.4
miteinander verbunden, so dass ein im Wesentlichen geschlossenes Gehäuse 5 entsteht.
Besonders bevorzugt sind die Gehäusevorderseite 5.1 und die Gehäuseseitenwandung 5.4
einteilig bzw. einstückig ausgebildet und bilden eine haubenartige Gehäuseabdeckung
aus, welche lösbar mit der eine formstabile Trägerplatte bildenden Gehäuserückseite
5.3 verbindbar ist.
[0031] Das Gehäuse 5 der Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 ist mit der zur Tür 2 gewandeten
Gehäuserückseite 5.3 des Gehäuses 5 entweder mit der Tür 2 und/oder einem an Tür 2
montierten Lang- oder Kurzschild bzw. einer Rosette direkt verbunden, wobei das Lang-
oder Kurzschild bzw. die entsprechende Rosette das freie Ende des Schließzylinder
2.1 des Türschlosses 2 umschließen. Zur Herstellung einer drehfesten, direkten Verbindung
finden bevorzugt Klebe- und/oder Klemmverbindungen Anwendungen, und zwar beispielsweise
durch Aufspenden einer Kleberbeschichtung auf der Gehäuserückseite 5.3 und/oder Vorsehen
einer formschlüssigen Aussparung 5.3' in der Gehäuserückseite 5.3 zur Aufnahme des
abstehenden freien Endes des Schließzylinders 2.1 des Türschlosses 2. Besonders bevorzugt
ist hierzu auf der Gehäuserückseite 5.3 noch eine Klebeschicht 5.5 aufgebracht, welche
zur Herstellung einer Klebeverbindung mit der den Schließzylinder 2.1 umgebenden Rosette
oder mit einem den Schließzylinder 2.1 aufnehmenden Schild vorgesehen ist.
[0032] Das Türschloss 2 ist beispielsweise in Form eines Kastenschlosses ausgebildet und
umfasst neben dem Schließzylinder 2.1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Falle
2.2 und einen Riegel 2.3. Bei herkömmlichen Türen 3 ist zur Aufnahme der Türschlosses
2 zumindest eine genormte, stirnseitig geöffnete Ausnehmung in der Tür 3 vorhanden.
Analog dazu finden sich auch genormte Durchgangsbohrungen zur Montage der Türgarnitur
6, insbesondere der Rosetten 6.2. Der Schließzylinder 2.1 steht üblicherweise in Wirkverbindung
mit der Falle 2.2 und dem Riegel 2.3 des Türschlosses 2, um ein Abschließen bzw. Absperren
sowie Öffnen der Tür 3 zu ermöglichen. Im abgeschlossenen Zustand ist damit die Tür
3 auch nicht mehr durch eine entsprechende Betätigung der Falle 2.2 mittels Betätigung
des Türdrückers 6.1 zu öffnen.
[0033] Erfindungsgemäß weist die Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 eine Drehaufnahmeeinheit
7 zur drehfesten Aufnahme des freien Endes des Schlüssels 8, zumindest eine steuerbare
Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9", eine mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 zur mechanischen,
antriebsmäßigen Kupplung der zumindest einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit 9, 9',
9" mit der Drehaufnahmeeinheit 7. Ferner ist eine Steuereinheit 11 zur Ansteuerung
der zumindest einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" vorgesehen, die ebenfalls
im Gehäuse 5 aufgenommen ist. Die Steuereinheit 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel
in Form einer Schaltplatine mit entsprechenden elektronischen Bauteilen, integrierten
Schaltungen und ggf. Speicherbauteilen realisiert, die über eine ebenfalls im Gehäuse
5 aufgenommene Energieversorgungseinheit 13 mit der zum Betrieb erforderlichen elektrischen
Energie versorgt wird.
[0034] In Figur 4 ist beispielhaft eine perspektivische Frontansicht der Schlüsselbetätigungsvorrichtung
1 ohne Gehäusevorderseite 5.1, Abdeckhaube 5.2 und Gehäuseseitenwandung 5.4 gezeigt,
wobei der im Schließzylinder 2.1 eingeführte Schlüssel 8 durch einen schlitzförmigen
Durchbruch 7a in der Drehaufnahmeeinheit 7 geführt ist und mit seinen freien Ende
über die Drehaufnahmeeinheit 7 hervorsteht, damit auch nach erfolgter Montage des
erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 an der Tür 3 weiterhin der Schlüssel
8 vom Nutzer gegriffen und manuell aus dem Schließzylinder 2.1 gezogen werden kann.
Parallel zum schlitzförmigen Durchbruch 7a sind beispielhaft zwei weitere schlitzförmige
Ausnehmungen oder Durchbrüche 7b, 7c vorgesehen, die zur Herstellung einer Steckverbindung
mit der Abdeckhaube 5.2 dienen. Die Abdeckhaube 5.2 weist hierzu entsprechende nasenartige
Vorsprünge auf, die in die zwei weiteren schlitzförmigen Ausnehmungen oder Durchbrüche
7b, 7c eingreifen.
[0035] Figur 5 zeigt beispielhaft eine perspektivische Seitenansicht der Schlüsselbetätigungsvorrichtung
1 gemäß Figur 3. In gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Schutzabdeckung 12 vorgesehen,
mittels der die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" sowie die
Steuereinheit 11 auch nach Abnehmen der Gehäusevorderseite 5.1 und der Gehäuseseitenwandung
5.3 weiterhin vor einem Zugriff von außen geschützt sind. Die Schutzabdeckung 12 ist
vorzugsweise lösbar mit der Gehäuserückseite 5.3 verbunden, und zwar besonders bevorzugt
mittels Schraubverbindungen.
[0036] Die im Gehäuse 5 aufgenommene Energieversorgungseinheit 13 ist beispielsweise in
Form einer Batterie oder eines Akkus ausgebildet und unterhalb der Schutzabdeckung
12 angeordnet, und zwar vorzugsweise über entsprechende zwei, einander gegenüberliegende
und von der Schaltplatine abstehende Kontaktelemente mit der Steuereinheit 11 verbunden.
Die Schutzabdeckung 12 ist vorzugsweise entsprechend ausgespart, so dass die Batterie
oder der Akku frei zugänglich ist, um einen Wechsel der Batterie oder des Akkus durch
den Benutzer zu ermöglichen ohne das die Schutzabdeckung 12 abgenommen werden muss.
[0037] Figur 6 zeigt eine perspektivische Frontansicht der erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung
1 gemäß Figur 4 und 5, jedoch mit abgenommener Schutzabdeckung 12. Unterhalb der Schutzabdeckung
12 ist die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" angeordnet, welche
in antriebsmäßiger Verbindung mit der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 steht,
um entsprechend gesteuert, eine gesteuerte Drehung der Drehaufnahmeeinheit 7 und damit
des darin aufgenommenen Schlüssels 8 um die Rotationsachse RA zu bewirken. Besonders
bevorzugt weist die erfindungsgemäße Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 mehrere steuerbare
Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" auf, die im Gehäuse aufgenommen sind und zum Antrieb
der Drehaufnahmeeinheit 7 über die Kupplungseinrichtung 10 vorgesehen sind.
[0038] Erfindungsgemäß ist die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9"
zur Erzeugung einer Antriebsbewegung um eine radial zur Rotationsachse RA orientierten
Antriebsachse AR ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die zumindest
eine steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" radial zur Rotationsachse RA im Gehäuse
angeordnet und darüber eine Drehbewegung um die Antriebsachse AR erzeugbar, die durch
die Kupplungseinrichtung 10 in eine Drehbewegung der Drehaufnahmeeinheit 7 um die
Rotationsachse RA übersetzt wird.
[0039] Weiterhin sind die Drehaufnahmeeinheit 7 und die mehrteilige Kupplungseinrichtung
10 relativ zueinander um die Rotationsachse RA drehbar gelagert, wobei die Drehaufnahmeeinheit
7 zur drehbaren Lagerung um die Rotationsachse RA zumindest abschnittsweise in der
mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 aufgenommen ist. Durch die erfindungsgemäße Integration
der Drehaufnahmeeinheit 7 in die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10, die zur Herstellung
einer antriebsmäßigen Verbindung zwischen der Drehaufnahmeeinheit 7 und der zumindest
einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" eingerichtet ist, wird die Bauhöhe
der Antriebsmechanik deutlich reduziert, wodurch eine äußerst kompakte Bauweise der
erfindungsgemäßen Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 entsteht.
[0040] In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung weist die Schlüsselbetätigungsvorrichtung
1 mehrere steuerbare Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" auf, und zwar eine erste, zweite
und dritte steuerbare Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9", die jeweils radial zur Rotationsachse
RA im Gehäuse angeordnet bzw. ausgerichtet und zur Erzeugung einer Antriebsbewegung
um eine radial zur Rotationsachse RA orientierten Antriebsachse AR ausgebildet sind.
[0041] Vorteilhaft können aufgrund der erfindungsgemäßen radialen Anordnung zur Rotationsachse
steuerbare Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" mit geringer Antriebsleistung Verwendung
finden, deren Raumbedarf im Vergleich zu Antriebsmotoreneinheiten mit höherer Antriebsleistung
deutlich geringer ist, so dass auch dadurch der Bauraumbedarf nochmal erheblich reduziert
werden kann. Vorzugsweise sind die erste, zweite und dritte steuerbare Antriebsmotoreinheit
9, 9', 9" zum synchronen Antrieb der Drehaufnahmeeinheit 7 über die mehrteilige Kupplungseinrichtung
10 ausgebildet. Die steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" sind vorzugsweise
durch Elektromotoreinheiten, beispielsweise Servomotoren oder Schrittmotoren gebildet,
die gemeinsam über die Steuereinheit 11 ansteuerbar sind. Die Versorgung mit elektrischer
Energie erfolgt über die im Gehäuse aufgenommene Energieversorgungseinheit 13.
[0042] Die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 weist zumindest ein ringförmiges Kronenzahnrad
10.1 und zumindest eine im ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 aufgenommene Kupplungshülse
10.2 zur Herstellung einer drehfesten, mechanischen Wirkverbindung zwischen dem ringförmigen
Kronenzahnrad 10.1 und der zumindest abschnittsweise in der Kupplungshülse 10.2 aufgenommenen
Drehaufnahmeeinheit 7 auf. Das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 ist durch eine entsprechende
Ausgestaltung der Innenseite der Gehäuserückseite 5.3 drehbar gelagert und vorzugsweise
seitlich geführt.
[0043] Das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 besitzt auf der senkrecht zur Rotationsachse RA
verlaufenden Oberseite einen umlaufenden Zahnkranz 10.11 mit einer Vielzahl von Zähnen,
die vorzugsweise schräg zu einer radial zur Rotationsachse RA orientierten Linie verlaufen.
Ferner bildet das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 eine im Querschnitt kreisförmige
Durchgangsöffnung 10.12 aus, in welcher die Kupplungshülse 10.2 derart aufgenommen
ist, dass der umlaufende Zahnkranz 10.11 weiterhin frei zugänglich ist und mit zumindest
einem mit einer Antriebswelle einer steuerbaren Antriebsmotoreinheit 9, 9', 9" verbundenen
Antriebszahnrad 14, 14'. 14" in Eingriff gebracht werden kann. Das jeweilige Antriebszahnrad
14, 14'. 14" der steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" umfasst ebenfalls eine
Vielzahl an Zähnen, die an hinsichtlich Form, Abmessungen und Ausrichtung an die Zähne
des umlaufenden Zahnkranz 10.11 des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 angepasst sind.
[0044] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die erste steuerbare Antriebsmotoreinheit
9 ein erstes Antriebszahnrad 14, die zweite steuerbare Antriebsmotoreinheit 9' ein
zweites Antriebszahnrad 14' und die dritte steuerbare Antriebsmotoreinheit 9" ein
drittes Antriebszahnrad 14" auf, die jeweils an einer radial zur Rotationsachse RA
verlaufenden Antriebswelle der jeweiligen steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9',
9" montiert sind.
[0045] Das Antriebszahnrad 14, 14'. 14" ist vorzugsweise durch ein Antriebsritzel oder ein
zylinderförmiges Kammrad gebildet. Damit bilden das ringförmige Kronenzahnrad 10.1
und das jeweilige Antriebszahnrad 14, 14'. 14" ein Winkelgetriebe mit einem vorgegebenen
Übersetzungsverhältnis aus. Bei einer synchronen Ansteuerung der drei steuerbaren
Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" erfolgt eine entsprechende Drehung des ringförmigen
Kronenzahnrades 10.1 um die Rotationsachse RA.
[0046] In Figur 7 ist beispielhaft eine schematische Frontansicht der erfindungsgemäßen
Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 gemäß Figur 6 ohne die Drehaufnahmeeinheit 7, den
Schließzylinder 2.1 sowie den darin aufgenommenen Schlüssel 8 als auch ohne die Energieversorgungseinheit
13 dargestellt. Das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 und die in dessen kreisförmige
Durchgangsöffnung 10.12 aufgenommene Kupplungshülse 10.2 sowie die in Eingriff mit
dem Zahnkranz 10.11 des ringförmige Kronenzahnrad 10.1 stehenden Antriebszahnrad 14,
14'. 14" sind der Figur 6 zu entnehmen. Die kreisförmige Durchgangsöffnung 10.12 gibt
ebenfalls die Sicht frei auf das in der Gehäuserückseite 5.3 vorgesehen formschlüssige
Aussparung 5.3' zur Durchführung und formschlüssigen Aufnahme des Schließzylinders
2.1, wobei sowohl das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 als auch die Kupplungshülse 10.2
konzentrisch um die Rotationsachse RA verlaufen.
[0047] Figur 8 zeigt eine weitere schematische Draufsicht auf die freigestellte mehrteilige
Kupplungseinrichtung 10 sowie die zugeordneten drei steuerbaren Antriebsmotoreinheiten
9, 9', 9". In Figur 9 ist eine perspektivische Ansicht der in Figur 8 gezeigten Anordnung
dargestellt, aus der sowohl die Ausgestaltung der Antriebszahnräder 14, 14'. 14" als
auch deren Eingriff in den umlaufenden Zahnkranz 10.11 des ringförmigen Kronenzahnrad
10.1 zu entnehmen ist.
[0048] In Figur 9 ist eine perspektivische Seitenansicht der in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung
10 aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit 7 dargestellt. Die Drehaufnahmeeinheit 7 greift
zur Herstellung der antriebsmäßigen Verbindung zwischen der mehrteiligen Kupplungseinrichtung
10 und der Drehaufnahmeeinheit 7 in die nach Einbringen der Kupplungshülse 10.2 verbleibende
kreisförmige Durchgangsöffnung 10.12 bzw. die von der Kupplungshülse 10.2 umschlossene
Durchgangsöffnung ein.
[0049] Die Drehaufnahmeeinheit 7 weist auf der Oberseite einen ebenen, im Querschnitt kreisförmigen
Aufnahmeabschnitt 7.1 auf, der die schlitzförmige Aussparung 7a zur Aufnahme des freien
Endes des Schlüssels 8 und die parallel dazu angeordneten Montageschlitze 7b, 7c zur
Montage der Abdeckhaube 5.2 umfasst. Ferner ist am stirnseitigen Rand des kreisförmigen
Aufnahmeabschnittes 7.1 ein umlaufender Zahnkranz 7.11 ausgebildet, der zur Bestimmung
der Drehposition der Drehaufnahmeeinheit 7 bezogen auf die Rotationsachse RA mit einer
Positionssensoreinheit 15 in Wirkverbindung steht, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ebenfalls ein Zahnrad 15.1 aufweist, welches in Eingriff mit dem umlaufenden Zahnkranz
7.11 der Drehaufnahmeeinheit 7 steht. An den flanschartig ausgebildeten kreisförmigen
Aufnahmeabschnitt 7.1 schließt sich ein im Vergleich zum Aufnahmeabschnitt 7.1 querschnittsreduzierter
Übergangsabschnitt 7.2 an, der in einem wiederum noch weiter querschnittsreduzierten
Kupplungsabschnitt 7.3 übergeht, der zumindest abschnittsweise hülsenartig ausgebildet
ist und konzentrisch zur Rotationsachse RA verläuft. Damit ergibt sich ausgehend vom
kreisförmigen Aufnahmeabschnitt 7.1 bis zum Kupplungsabschnitt 7.3 ein entlang der
Rotationsachse RA gestuft ausgebildeter Querschnittsverlauf, wobei der Querschnitt
des Kupplungsabschnittes 7.3 derart eingerichtet ist, dass dieser vollständig in den
von Kupplungshülse 10.2 freigegeben Durchgangsöffnung 10.12 der Kupplungseinrichtung
10 eingreift.
[0050] Zur Ausbildung einer steuerbaren Kupplungsmechanik sind an der äußeren Umfangsfläche
des Kupplungsabschnittes 7.3 eine Vielzahl an teilkugelförmige Ausnehmungen 7.31 jeweils
beanstandet zueinander angeordnet. Diese sind gleichmäßig über die gesamte äußere
Umfangsfläche verteilt und bilden jeweils eine Aufnahme für eine Kupplungskugel 16
aus. Der Radius bzw. Durchmesser der teilkugelförmigen Ausnehmungen 7.31 ist derart
gewählt, dass eine zumindest teilweise formschlüssige Aufnahme der Kupplungskugel
16 in einer teilkugelförmige Ausnehmungen 7.31 möglich ist.
[0051] Analog dazu sind in der Kupplungshülse 10.2 zur Führung einer Kupplungskugel 16 eingerichtete
Führungsöffnungen 10.21 eingebracht, die beispielsweise einen rechteckförmigen oder
quadratischen Querschnitt aufweisen. Ist der Kupplungsabschnittes 7.3 in der Kupplungshülse
10.2 aufgenommen, dann befinden sich die Führungsöffnungen 10.21 auf Höhe der teilkugelförmigen
Ausnehmungen 7.31, so dass eine in einer der teilkugelförmigen Ausnehmungen 7.31 aufgenommene
Kupplungskugel 16 sich durch eine gegenüberliegende Führungsöffnung 10.21 erstreckt
und über diese in Richtung der Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 aus
der Führungsöffnung 10.21 radial absteht. Der aus der Führungsöffnung 10.21 herausragende
Kugelabschnitt der Kupplungskugel 16 greift zur Realisierung einer steuerbaren Kupplungsverbindung
in eine nutförmige Führungsbahn 10.13 der ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 ein, welche
in die Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 eingebracht ist und sich
dort konzentrisch um die Rotationsachse RA erstreckt, und zwar über einen Ringabschnitt
des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1. An den gegenüberliegenden Enden der nutförmige
Führungsbahn 10.13 sind Anschlagbereiche 10.13a, 10.13b ausgebildet, über welche eine
drehfeste Wirkverbindung über die Kupplungskugel 16 zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad
10.1 und dem Kupplungsabschnittes 7.3 der Drehaufnahmeeinheit 7 in oder entgegen dem
Uhrzeigersinn erzeugt wird. Die Kupplungskugel 16 ist teilweise in der teilkugelförmigen
Ausnehmungen 7.31 aufgenommen und erstreckt sich durch die damit durch die Führungsöffnung
10.21 der Kupplungshülse 10.2 in die nutförmige Führungsbahn 10.13 des ringförmigen
Kronenzahnrades 10.1. Erreicht die Kupplungskugel 16 einen der Anschlagbereiche 10.13a,
10.13b am Ende der nutförmigen Führungsbahn 10.13, so wird über die Kupplungskugel
16 eine antriebsmäßige Verbindung zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 und
der Drehaufnahmeeinheit 7 hergestellt. Zum Lösen dieser antriebsmäßigen Verbindung
wird das ringförmige Kronenzahnrad 10.1 zumindest über einen vorgegebenen Drehwinkelbereich
in gegenläufiger Drehrichtung über die steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9"
gedreht und damit die antriebsmäßige Verbindung wieder gelöst.
[0052] Figur 10 zeigt eine schematische Ansicht der in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung
10 aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit 7. Der äußere Durchmesser des Aufnahmeabschnittes
7.1 der Drehaufnahmeeinheit 7 entsprich näherungsweise dem äußeren Durchmesser des
ringförmigen Kronenzahnrades 10.1, wobei der Durchmesser des Kupplungsabschnittes
7.3 der Drehaufnahmeeinheit 7 derart reduziert ist, dass dieser in der Kupplungshülse
10.2 vollständig aufgenommen ist und der äußere Durchmesser der Kupplungshülse 10.2
wiederum näherungsweise mit dem Durchmesser des im Vergleich zum Aufnahmeabschnitt
7.1 querschnittsreduzierten Übergangsabschnitt 7.2 übereinstimmt. Dadurch wird ein
umlaufender Freiraum zwischen dem Zahnkranz 10.11 und der Unterseite des Aufnahmeabschnittes
7.1 geschaffen, in dem die Antriebszahnrad 14, 14'. 14" der steuerbaren Antriebsmotoreinheiten
9, 9', 9" aufgenommen sind. Dadurch ist eine bauhöhenoptimierte antriebsmäßige Verbindung
zwischen den Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" und dem ringförmigen Kronenzahnrades
10.1 bzw. der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 gewährleistet.
[0053] Figur 11 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Drehaufnahmeeinheit 7 und Figur
12 eine schematische Seitenansicht der Drehaufnahmeeinheit 7 gemäß Figur 11. Eine
perspektivische Ansicht der der Drehaufnahmeeinheit 7 gemäß der Figuren 11 und 12
ist schließlich der Figur 13 zu entnehmen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind
drei Kupplungskugel 16 zur Herstellung der Kupplungsverbindung vorgesehen, die gleichmäßig
beanstandet zueinander vorgesehen sind.
[0054] In Figur 14 ist eine perspektivische Darstellung der Kupplungshülse 10.2 gezeigt,
aus der die Anordnung und Ausgestaltung der Führungsöffnungen 10.21 im Verhältnis
zur Kupplungskugel 16 hervorgeht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Führungsöffnungen
10.21 gleichmäßig entlang des Umfanges der Kupplungshülse 10.2 verteilt angeordnet,
über welche jeweils eine Kupplungskugel 16 seitlich geführt wird. Analog dazu weist
der in Figur 15 in einer perspektivischen Ansicht dargestellte ringförmige Kronenzahnrades
10.1 ebenfalls drei nutförmige Führungsbahn 10.13 auf, die sich jeweils näherungsweise
über ein Drittel des Umfangs erstrecken und jeweils über einen Anschlagbereich 10.13a,
10.13b, 10.13c voneinander getrennt sind. Aus der schematischen Draufsicht auf den
ringförmigen Kronenzahnrad 10.1 gemäß Figur 16 sind die dadurch entstehenden Führungsbahnen
für die Kupplungskugeln 16 deutlich ersichtlich. Hierbei sind die drei nutförmigen
Führungsbahnen 10.13 näherungsweise identisch zueinander ausgebildet.
[0055] Die beschriebene mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 ermöglicht durch ein gesteuertes
Drehen des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 im oder gegen den Uhrzeigersinn um die
Rotationsachse RA die Auswahl unterschiedlicher Kupplungszustände, und zwar von einem
ersten oder zweiten gekoppelten Zustand und einem entkoppelten Zustand.
[0056] Die unterschiedlichen Kupplungszustände sind in Figur 17 (a) bis (c) dargestellt,
wobei Figur 17 jeweils einen schematischen Schnitt entlang einer senkrecht zur Rotationsachse
RA verlaufenden Schnittebene durch die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 zeigt.
[0057] Figur 17 (a) zeigt den ersten gekoppelte Zustand, bei dem bei einem Antrieb des ringförmigen
Kronenzahnrades 10.1 im Uhrzeigersinn eine entsprechende Betätigung des Schlüssels
8 über die Drehaufnahmeeinheit 7 bewirkt wird.
[0058] Der zweite gekoppelte Zustand ist in Figur 17 (b) dargestellt, bei dem bei einem
Antrieb des ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 im Gegenuhrzeigersinn der in der Drehaufnahmeeinheit
7 aufgenommene Schlüssel 8 ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn um die Rotationsachse RA
gesteuert gedreht wird.
[0059] Figur 17 (c) zeigt den entkoppelten Zustand, in dem keine Verbindung zwischen Drehaufnahmeeinheit
7 und der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 bzw. den steuerbaren Antriebsmotoreinheiten
9, 9', 9" mehr besteht, d.h. der in der Drehaufnahmeeinheit 7 aufgenommene Schlüssel
8 kann frei sowohl im oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden.
[0060] Um ein Mitdrehen der Kupplungshülse 10.2 beim Wechsel zwischen den Kupplungszuständen
zu unterbinden, ist ein Bremse 17 vorgesehen, welche die Kupplungshülse 10.2 mit einer
vorgegebene Bremskraft beaufschlagt, die derart bemessen ist, dass ein Überführen
der mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 in die drei genannten Kupplungszustände durch
entsprechende Ansteuerung der steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" gewährleistet
ist, jedoch bei einem Wechsel der Drehrichtung die Kupplungshülse 10.2 durch die Bremse
17 ein Mitdrehen mit der ringförmigen Kronenzahnrades 10.1 verhindert wird. Dann befindet
sich die mehrteilige Kupplungseinrichtung 10 im Leerlauf, d.h. der in der erfindungsgemäßen
Schlüsselbetätigungsvorrichtung 1 aufgenommene Schlüssel 8 kann frei gedreht werden,
und zwar durch entsprechendes Drehen der Abdeckhaube 5.2. um die Rotationsachse RA.
Die Kupplungshülse 10.2 dreht sich somit nur im ersten oder zweiten gekoppelten Zustand
mit, im entkoppelten Zustand wird diese durch die Bremse 15 gehalten.
[0061] Die Bremse 17 wirkt in einer bevorzugten Ausführungsvariante auf die obere Stirnfläche
der Kupplungshülse 10.2 ein und erzeugt dort eine Reibkraft, welche das Mitdrehen
verhindert. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Bremse 17 Teil
der Schutzabdeckung 12 und erstreckt sich von dieser radial zur Rotationsachse RA.
Die Bremse 17 ist beispielsweise einstückig mit der Schutzabdeckung 12 ausgebildet,
wobei die Schutzabdeckung 12 aus einem zumindest teilelastischen Material, beispielsweise
Kunststoff hergestellt ist. Im Bereich des die Bremse 12 bildenden radial abstehenden
Abdeckungsabschnittes ist dann eine Montageschraube vorgesehen, um darüber die erzeugte
Bremskraft manuell einstellen zu können, und zwar durch entsprechendes Anziehen der
Montageschraube. In Figur 18 ist eine schematische Draufsicht und in Figur 19 eine
perspektivische Ansicht einer entsprechend ausgebildeten Schutzabdeckung 12 und der
damit in Wirkverbindung stehenden mehrteiligen Kupplungseinrichtung 10 beispielhaft
dargestellt.
[0062] In eine bevorzugten Ausführungsvariante ist die Positionssensoreinheit 15 durch eine
Hall-Sensoreinheit gebildet, welche einen geringen Bauraum benötigt. Das Zahnrad 15.1
der Positionssensoreinheit 15 steht in Eingriff mit dem Zahnkranz 7.11 des Aufnahmeabschnittes
der Drehaufnahmeeinheit 7 und ermöglicht dadurch eine relative Winkelmessung. Die
dadurch erhaltene aktuelle Drehposition der Drehaufnahmeeinheit 7 bzw. des Schlüssels
8 bezogen auf die Rotationsachse RA wird durch die Steuereinheit 11 zur Ansteuerung
der steuerbaren Antriebsmotoreinheiten 9, 9', 9" ausgewertet.
[0063] Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht
sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch
der der Erfindung zugrundeliegend Erfindungsgedanke verlassen wird.
Bezugszeichenliste
[0064]
- 1
- Schlüsselbetätigungsvorrichtung
- 2
- Türschloss
- 2.1
- Schließzylinder
- 2.2
- Falle
- 2.3
- Riegel
- 3
- Tür bzw. Türblatt
- 4
- Montageplatte
- 5
- Gehäuse
- 5.1
- Gehäusevorderseite
- 5.2
- Abdeckhaube
- 5.3
- Gehäuserückseite
- 5.3'
- formschlüssige Aussparung
- 5.4
- Gehäuseseitenwandung
- 5.5
- Klebeschicht
- 6
- Türgarnitur bzw. Türbeschlag
- 6.1
- Türdrücker
- 6.2
- Rosette
- 7
- Drehaufnahmeeinheit
- 7a
- schlitzförmige Aussparung
- 7b
- Montageschlitz
- 7c
- Montageschlitz
- 7.1
- Aufnahmeabschnitt
- 7.11
- Zahnkranz
- 7.2
- Übergangsabschnitt
- 7.3
- Kupplungsabschnitt
- 7.31
- teilkugelförmige Ausnehmung
- 8
- Schlüssel
- 9, 9', 9"
- steuerbare Antriebsmotoreinheiten
- 10
- mehrteilige Kupplungseinrichtung
- 10.1
- ringförmiges Kronenzahnrad
- 10.13
- nutförmige Führungsbahn
- 10.13a
- Anschlagbereich
- 10.13b
- Anschlagbereich
- 10.13c
- Anschlagbereich
- 10.11
- Zahnkranz
- 10.12
- Durchgangsöffnung
- 10.2
- Kupplungshülse
- 10.21
- Führungsöffnungen
- 11
- Steuereinheit
- 12
- Schutzabdeckung
- 13
- Energieversorgungseinheit
- 14, 14', 14"
- Antriebszahnrad
- 15
- Positionssensoreinheit
- 16
- Kupplungskugeln
- 17
- Bremse
- AR
- Antriebsachse
- RA
- Rotationsachse
1. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) zum Drehen eines in einem Türschloss (2) einer
Tür( 3), insbesondere Haus- oder Wohnungstür befindlichen Schlüssels (8) um eine Rotationsachse
(RA) umfassend eine Drehaufnahmeeinheit (7) zur drehfesten Aufnahme des freien Endes
des Schlüssels (8), zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9"), eine
mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) zur antriebsmäßigen Kupplung der steuerbaren
Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9") mit der Drehaufnahmeeinheit (7), ein Gehäuse (5)
und eine Steuereinheit (11) zur Ansteuerung der zumindest einen steuerbaren Antriebsmotoreinheit
(9, 9', 9"),wobei die Drehaufnahmeeinheit (7) und die mehrteilige Kupplungseinrichtung
(10) relativ zueinander um die Rotationsachse (RA) drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehaufnahmeeinheit (7) zur drehbaren Lagerung um die Rotationsachse (RA) zumindest
abschnittsweise in der mehrteiligen Kupplungseinrichtung (10) aufgenommen und integriert
ist.
2. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9', 9") zur Erzeugung einer
Antriebsbewegung um eine radial zur Rotationsachse (RA) orientierte Antriebsachse
(AR) ausgebildet ist und/oder dass die mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) zumindest
ein ringförmiges Kronenzahnrad (10.1) und zumindest ein im ringförmigen Kronenzahnrad
(10.1) aufgenommene Kupplungshülse (10.2) zur Herstellung einer drehfesten, mechanischen
Wirkverbindung zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) und der zumindest abschnittsweise
in der Kupplungshülse (10.2) aufgenommenen Drehaufnahmeeinheit (7) aufweist.
3. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrteilige Kupplungseinrichtung (10) durch gesteuertes Drehen des ringförmigen
Kronenzahnrades (10.1) im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Rotationsachse (RA)
von einem ersten oder zweiten gekoppelten Zustand in einen entkoppelten Zustand und
vice versa überführbar ist.
4. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten gekoppelten Zustand die Drehaufnahmeeinheit (7) bei einer Drehung im Uhrzeigersinn
drehfest mit dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) verbunden ist und/oder das im zweiten
gekoppelten Zustand die Drehaufnahmeeinheit (7) bei einer Drehung gegen den Uhrzeigersinn
drehfest mit dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) verbunden ist und/oder dass im
entkoppelten Zustand die Drehaufnahmeeinheit (7) vom ringförmigen Kronenzahnrad (10.1)
entkoppelt und damit frei um die Rotationsachse (RA) drehbar ist.
5. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9'. 9") ein Antriebszahnrad
(14, 14', 14') aufweist, welches in antriebsmäßigen Eingriff mit dem ringförmigen
Kronenzahnrad (10.1) steht.
6. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebszahnrad (14, 14', 14') durch ein Antriebsritzel oder ein zylinderförmiges
Kammrad gebildet ist und/oder dass das ringförmige Kronenzahnrad (10.1) und das Antriebszahnrad
(14, 14', 14') ein Winkelgetriebe ausbilden.
7. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, vorzugsweise drei steuerbare Antriebsmotoreinheit (9, 9'. 9") vorgesehen
sind, wobei die steuerbaren Antriebsmotoreinheiten (9, 9'. 9") vorzugsweise zum synchronen
Antrieb des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) eingerichtet sind.
8. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Kronenzahnrad (10.1) auf der senkrecht zur Rotationsachse (RA) verlaufenden
Oberseite einen umlaufenden Zahnkranz (10.11) mit einer Vielzahl von Zähnen aufweist
und/oder dass das ringförmige Kronenzahnrad (10.1) eine im Querschnitt kreisförmige
Durchgangsöffnung (10.12) einschließt, in welcher die Kupplungshülse (10.2) derart
aufgenommen ist, dass der umlaufende Zahnkranz (10.11) weiterhin frei zugänglich ist.
9. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehaufnahmeeinheit (7) auf der Oberseite einen ebenen, im Querschnitt kreisförmigen
Aufnahmeabschnitt (7.1), einen daran entlang der Rotationsachse (RA) unmittelbar anschließenden
Übergangsabschnitt (7.2) sowie einen daran anschließenden Kupplungsabschnitt (7.3)
aufweist, wobei der Querschnitt des Übergangsabschnitt (7.2) im Vergleich zum Aufnahmeabschnitt
(7.1) reduziert ist sowie der Querschnitt des Kupplungsabschnittes (7.3) im Vergleich
Übergangsabschnitt (7.2) noch weiter reduziert ist.
10. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der kreisförmige Aufnahmeabschnitt (7.1) eine schlitzförmige Aussparung bzw. einen
schlitzförmigen Durchbruch (7a) zur Aufnahme des freien Endes des Schlüssels (8) aufweist
und/oder dass der kreisförmige Aufnahmeabschnitt (7.1) an seinem stirnseitigen Rand
einen umlaufenden Zahnkranz (7.11) ausbildet, der zur Bestimmung der Drehposition
der Drehaufnahmeeinheit (7) bezogen auf die Rotationsachse (RA) mit einer Positionssensoreinheit
(15) in Wirkverbindung steht.
11. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionssensoreinheit (15) ein Zahnrad (15.1) aufweist, welches in Eingriff
mit dem umlaufenden Zahnkranz (7.11) des kreisförmigen Aufnahmeabschnittes (7.1) der
Drehaufnahmeeinheit (7) steht.
12. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (7.3) zumindest abschnittsweise hülsenartig ausgebildet ist
und konzentrisch zur Rotationsachse (RA) verläuft und/oder dass der Querschnitt des
Kupplungsabschnittes (7.3) derart eingerichtet ist, dass dieser vollständig in den
von der Kupplungshülse (10.2) freigegebenen Bereich der Durchgangsöffnung (10.12)
der Kupplungseinrichtung (10) eingreift.
13. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungsabschnitt (7.3) eine äußere Umfangsfläche mit einer Vielzahl an teilkugelförmige
Ausnehmungen (7.31) aufweist, wobei die teilkugelförmigen Ausnehmungen (7.31) jeweils
beanstandet zueinander angeordnet und gleichmäßig über die gesamte äußere Umfangsfläche
verteilt sind, wobei eine teilkugelförmige Ausnehmung (7.31) vorzugsweise eine Aufnahme
für eine Kupplungskugel (16) ausbildet.
14. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung einer Kupplungskugel (16) in der Kupplungshülse (10.2) entsprechend eingerichtete
Führungsöffnungen (10.21) eingebracht sind, die beispielsweise einen rechteckförmigen
oder quadratischen Querschnitt aufweisen.
15. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem in der Kupplungshülse (10.2) aufgenommen Kupplungsabschnittes (7.3) die
Führungsöffnungen (10.21) sich auf Höhe der teilkugelförmigen Ausnehmungen (7.31)
befinden, und zwar derart, dass eine in einer der teilkugelförmigen Ausnehmungen (7.31)
aufgenommene Kupplungskugel (16) sich durch eine gegenüberliegende Führungsöffnung
(10.21) erstreckt und über diese in Richtung der Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades
(10.1) aus der Führungsöffnung (10.21) radial absteht.
16. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Kronenzahnrad (10.1) zumindest eine nutförmige Führungsbahn (10.13)
aufweist, die in eine Innenfläche des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) eingebracht
ist und sich dort konzentrisch um die Rotationsachse (RA) erstreckt, wobei zur Realisierung
einer steuerbaren Kupplungsverbindung der aus der Führungsöffnung (10.21) radial herausragende
Kugelabschnitt der Kupplungskugel (16) vorzugsweise in die zumindest eine nutförmige
Führungsbahn (10.13) des ringförmigen Kronenzahnrades (10.1) eingreift und darin geführt
ist.
17. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die nutförmige Führungsbahn (10.13) nur über einen Ringabschnitt des ringförmigen
Kronenzahnrades (10.1) erstreckt und durch Anschlagbereiche (10.13a, 10.13b, 10.3c)
begrenzt ist und/oder dass durch die Anlage der in der nutförmigen Führungsbahn (10.13)
geführten Kupplungskugel (16) eine drehfeste Wirkverbindung über die Kupplungskugel
(16) zwischen dem ringförmigen Kronenzahnrad (10.1) und dem Kupplungsabschnitt (7.3)
der Drehaufnahmeeinheit (7) in oder entgegen dem Uhrzeigersinn entsteht.
18. Schlüsselbetätigungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verhinderung eines Mitdrehens der Kupplungshülse (10.2) mit dem ringförmigen
Kronenzahnrad (10.1) bei einem Drehrichtungswechsel eine Bremse (17) vorgesehen ist,
die die Kupplungshülse (10.2) mit einer vorgegebenen Bremskraft beaufschlagt, wobei
die Bremse (17) vorzugsweise einteilig mit einer Schutzabdeckung (12) ausgebildet
ist.