Elektromotorisches Stellelement

Abstract

 Bei einem elektromotorischen Stellelement greift eine Schubstange (7) mit einem an einem Federarm (8) ange­brachten Mitnehmer (9) auf einen von einer Gewindespin­del (5) antreibbaren Betätiger (6), welcher mit einem Nocken (10) gegen den Mitnehmer (9) zu gelangen vermag. Eine Sperrfläche (12) des Gehäuses (1) des Stellelemen­tes verhindert, daß sich nach Überwindung eines Anfangs­hubes der Federarm (8) mit dem Mitnehmer (9) vom Betä­tiger (6) weg bewegen kann und es dadurch zu einem Aus­kuppeln zwischen dem Betätiger (6) und der Schubstange (7) kommt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromotorisches Stellelement, insbesondere für eine zentrale Türverrie­gelung, welches einen von einem Elektromotor antreib­baren Betätiger hat, welcher mittels einer Kupplung mit einer Schubstange derart verbunden ist, daß die Kupplung durch geringfügiges Weiterfahren des Betätigers über die Schubstangenendstellungen hinaus durch Überwinden einer Auskuppelkraft auskuppelt. Solche Stellelemente sind zur Betätigung von Türschlössern bei zentralen Türverriege­lungen allgemein bekannt und gebräuchlich.

[0002] Bei elektromotorischen Stellelementen dieser Art ist es erforderlich, daß auch bei Ausfall der elektrischen Energie für den Elektromotor eine Betätigung von Hand ohne Fremdenergie möglich ist. Durch das Auskuppeln der Verbindung zwischen Betätiger und Schubstange in den End­stellungen der Schubstange erreicht man, daß bei Hand­betätigung der Schubstangenantrieb nicht mitbetätigt erden muß, was zu einem unerwünscht hohen Kraftaufwand führen oder im Falle eines selbsthemmenden Getriebes sogar eine Handbetätigung ausschließen würde. Bei der Gestaltung der Kupplung zwischen dem Betätiger und der Schubstange ist darauf zu achten, daß die Auskuppel­kräfte höher sind als die maximal zu erwartenden Stell­kräfte. Anderenfalls würde die Kupplung bei Schwergängig­keit des zu betätigenden Schlosses auskuppeln und da­durch eine weitere elektromotorische Betätigung aus­schließen. Bei den bekannten Stellelementen müssen der Elektromotor und das Getriebe deshalb für die erheblich höher als die normale Betätigungskraft liegende Auskup­pelkraft ausgelegt sein und diese Auskuppelkraft bei jeder Schloßbetätigung aufgebracht werden. Diese erfor­derliche Antriebskraft kann jedoch nur teilweise als Stellkraft genutzt werden.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromo­torisches Stellelement der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß stets die volle Motorkraft als Stell­kraft zur Verfügung steht.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplung mit einer nur in den Endstellungen der Schubstange unwirksamen Auskuppelsperre versehen ist.

[0005] Durch diese erfindungsgemäße Auskuppelsperre erreicht man, daß ein Auskuppeln nur in den Endstellungen möglich ist. Dadurch wird verhindert, daß es während der Betäti­gung zu einem Auskuppeln kommen kann. Deshalb steht bei jeder Betätigung die volle motorische Betätigungskraft zur Verfügung. Die in den Endstellungen zu überwindende Auskuppelkraft braucht nicht über der normalen Betäti­gungskraft zu liegen, so daß der Elektromotor zum Aus­kuppeln keine höhere Kraft aufbringen muß als zur norma­len Schloßbetätigung. Dadurch verbilligt sich das Stell­element erheblich. Weiterhin ist der Energiebedarf des Stellelementes erheblich geringer als bei dem bekannten Stellelement.

[0006] Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Stellelementes arbeitet seine Kupplung in ihren Endstellungen kraft­schlüssig, während des Arbeitshubes der Schubstange je­doch formschlüssig.

[0007] Unterschiedliche Schlösser weisen einen unterschied­lichen Verlauf der Betätigungskraft relativ zum Stellhub auf. Wenn schon zu Beginn des Stellhubes eine relativ große Betätigungskraft erforderlich ist, dann ist es zweckmäßig, wenn die Schubstange eine einen Freihub in den Endstellungen zulassende Stellhebelaufnahme hat und dieser Freihub gleich oder größer ist als die Unwirksam­keitsbereiche der Auskuppelsperre in den Endstellungen der Schubstange. Durch diese Gestaltung erreicht man, daß die Auskuppelsperre wirksam wird, bevor die Betäti­gungskraft auf einen Wert angestiegen ist, der ohne Aus­kuppelsperre zu einem Auskuppeln führen könnte.

[0008] Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Kupplung durch einen Federarm der Schubstange gebildet ist, welcher über den Betätiger greift und mit ihm kraftschlüssig verrastbar ist und daß die Auskuppelsperre durch eine im geringeren Abstand als der Auskuppelweg des Federarmes über den Federarm verlaufende gehäusefeste Sperrfläche gebildet ist.

[0009] Die Kupplung selbst kann sehr einfach dadurch gebildet sein, daß am Federarm ein auf den Betätiger gerichteten Mitnehmer und auf dem Betätiger ein gegen den Mitnehmer bewegbarer Nocken vorgesehen ist.

[0010] Die Möglichkeit des Auskuppelns in den Endstellungen der Schubstange läßt sich auf sehr einfache Weise erreichen, wenn die Unwirksamkeitsbereiche der Auskuppelsperre durch Ausnehmungen in der entlang des Hubweges des Feder­armes verlaufenden Sperrfläche gebildet sind.

[0011] Sollte es während des Freihubes nicht zu einem vollstän­digen Einkuppeln gekommen sein, so wird der Federarm an­schließend zwangsläufig vollständig eingekuppelt, bevor die Kupplung in den Bereich der Kupplungssperre gelangt, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung die Sperrfläche im Kupplungssperrbereich an ihren beiden Enden zu den Ausnehmungen hin jeweils eine Rampe hat.

[0012] Das Stellelement kann weitgehend aus üblichen, bei be­reits gebauten Stellelementen gebräuchlichen Bauteilen aufgebaut sein, wenn der Betätiger eine von einer Gewin­despindel bewegbare Spindelmutter ist. Die Erfindung läßt sich jedoch auch bei einem Stellelement mit Zahn­stangenantrieb anwenden.

[0013] Eine gewünschte Ausrückkraft der Kupplung läßt sich durch Festlegung der Hebellänge des Federarmes auf ein­fache Weise erreichen, wenn der Federarm mit einem Gleit­nocken gegen die Sperrfläche anliegt und der Mitnehmer nahe des antriebsseitigen Endes der Schubstange mit Abstand zum Gleitnocken angeordnet ist.

[0014] Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird nach­folgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungs­gemäßes Stellelement,

Fig. 2 - 5 Längsschnitte durch jeweils einen Teilbe­reich des Stellelementes in verschie­denen Stellungen.

[0015] Das in Figur 1 gezeigte Stellelement hat in einem Gehäu­se 1 einen Elektromotor 2, welcher über ein aus zwei Zahnrädern 3, 4 bestehendes Getriebe eine Gewindespindel 5 anzutreiben vermag. Auf dieser Gewindespindel 5 ist ein Betätiger 6 angeordnet, bei dem es sich bei diesem Ausführungsbeispiel um eine unverdrehbar angeordnete Spindelmutter handelt.

[0016] Eine Schubstange 7 greift mit einem Federarm 8 über den Betätiger 6. Dieser Federarm 8 hat nahe seines freien Endes einen zum Betätiger 6 hin gerichteten, gerundet endenden Mitnehmer 9, gegen den ein ebenfalls gerundeter Nocken 10 auf dem Betätiger 6 zu gelangen vermag. Dieser Mitnehmer 9 ragt auch auf der dem Betätiger 6 abgewand­ten Seite geringfügig aus dem Federarm 8 heraus. Der Federarm 8 bildet mit dem Mitnehmer 9 und dem Nocken 10 eine Kupplung 11, durch welche die Schubstange 7 mit dem Betätiger 6 verbindbar ist.

[0017] Eine Sperrfläche 12 verläuft mit geringem Abstand zum federarm 8 entlang des Hubweges der Schubstange 7. Diese Sperrfläche 12 weist dort, wo sich der Mitnehmer 9 in den Endstellungen der Schubstange 7 befindet, jeweils eine Ausnehmung 13, 14 auf. Dadurch kann sich der Feder­arm 8 in den Endstellungen in diese Ausnehmungen 13, 14 hineinbiegen, wenn der Nocken 10 gegen den Mitnehmer 9 drückt, und es dem Nocken 10 dadurch ermöglichen, am Mit­nehmer 9 vorbei zu gelangen. Rampen 15, 16 stellen sicher, daß der Federarm 8 bei einem Hub der Schubstange 7 zwangsläufig in die Einkuppelstellung gelangt, so daß er sich entlang der Sperrfläche 12 bewegen kann.

[0018] Die Figur 1 läßt weiterhin erkennen, daß der Federarm 8 nit einem Gleitnocken 17 gegen die Sperrfläche 12 an­liegt. Dadurch ist der federnde Hebelarm des Federarmes 8 genau festgelegt, so daß sich beim Auskuppeln genau festlegbare Auskuppelkräfte ergeben. Am freien, aus dem Gehäuse 1 herausragenden Ende der Schubstange 7 ist eine Stellhebelaufnahme 18 in Form eines rechteckigen Loches vorgesehen, in die ein in den Figuren 2 bis 5 gezeigter Stellhebel 19 mit Spiel eingreift.

[0019] Zur Erläuterung der Funktionsweise des beschriebenen Stellelementes sei nunmehr auf die Figuren 2 bis 5 Bezug genommen. Bei der in Figur 2 gezeigten Stellung der Bau­teile des Stellelementes ist der Stellhebel 19 so ge­schwenkt, daß sich ein nicht gezeigtes Türschloß in Offenstellung befindet. Der Nocken 10 des Betätigers 6 befindet sich links vom Mitnehmer 9. Dadurch kann man von Hand mittels eines Schlüssels die Schubstange 7 in der Zeichnung gesehen nach rechts schieben, um das Tür­schloß in Schließstellung zu bringen. Der Betätiger 6 bleibt hierbei in der dargestellten Endstellung stehen.

[0020] Soll das Türschloß elektromotorisch geschlossen werden, so wird die Gewindespindel 5 vom in Figur 1 gezeigten Elektromotor 2 in einem solchen Drehsinn angetrieben, daß der etätiger 6 sich nach rechts bewegt. Dadurch gelangt der Nocken 10 gegen den Mitnehmer 9, so daß die Schubstange 7 verschoben werden kann. Durch einen in Figur 2 gezeigten Freihub 20 wird erreicht, daß der Stellhebel 19 erst zu schwenken beginnt, wenn sich der Mitnehmer 9 unterhalb der Sperrfläche 12 befindet, was in der Figur 3 gezeigt ist.

[0021] In der in Figur 4 gezeigten Position der Bauteile ist der Stellhebel 19 in die Offenstellung des Türschlosses gelangt. Der Mitnehmer 9 befindet sich unterhalb der Ausnehmung 14. Wenn nun der Betätiger 6 sich weiter nach rechts bewegt, dann drückt der Nocken 10 gegen den Mit­nehmer 9, welcher dadurch zur Ausnehmung 14 hin aus­weicht. Dadurch kann der Nocken 10 am Mitnehmer 9 vorbei bis in die in Figur 5 gezeigte Stellung gelangen. In ihr ist die Schubstange 7 von Hand aus der Schließstellung nach links in Offenstellung zu verschieben, ohne daß hierbei der Betätiger 6 verschoben werden muß.

[0022] Soll das geschlossene Türschloß aus der in Figur 5 ge­zeigten Stellung elektromotorisch in Offenstellung be­wegt werden, so muß die Gewindespindel 5 in einem sol­chen Drehsinn angetrieben werden, daß der Betätiger 6 sich nach links bewegt. Der Nocken 10 gelangt dann wiederum gegen den Mitnehmer 9 und schiebt dadurch die Schubstange 7 nach links. Ein Freihub 21 des Stellhebels 19 stellt wiederum sicher, daß dieser anfängliche Hub so lange leichtgängig ist, bis daß sich der Mitnehmer 9 unterhalb der Sperrfläche 12 befindet und dadurch nicht mehr ausweichen kann.

Ansprüche

1. Elektromotorisches Stellelement, insbesondere für eine zentrale Türverriegelung, welches einen von einem Elektromotor angetriebenen Betätiger hat, welcher mittels einer Kupplung mit einer Schubstange derart ver­bunden ist, daß die Kupplung durch geringfügiges Weiter­fahren des Betätigers über die Schubstangenendstellungen hinaus durch Überwinden einer Auskuppelkraft auskuppelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (11) mit einer nur in den Endstellungen der Schubstange (7) unwirksamen Auskuppelsperre (Sperrfläche 12) versehen ist.

2. Elektromotorisches Stellelement nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß die Schubstange (7) eine einen Freihub in den Endstellungen zulassende Stellhebelauf­nahme (18) hat und dieser Freihub (20, 21) gleich oder größer ist als die Unwirksamkeitsbereiche der Auskuppel­sperre in den Endstellungen der Schubstange (7).

3. Elektromotorisches Stellelement nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (11) durch einen Federarm (8) der Schubstange (7) gebildet ist, welcher über den Betätiger (6) greift und mit ihm kraftschlüssig verrastbar ist und daß die Auskuppel­sperre durch eine im geringeren Abstand als der Auskup­pelweg des Federarmes (8) über den Federarm (8) verlau­fende, gehäusefeste Sperrfläche (12) gebildet ist.

4. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehre­ren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Federarm (8) ein auf den Betätiger (6) gerich­teter Mitnehmer (9) und auf dem Betätiger (6) ein gegen den Mitnehmer (9) bewegbarer Nocken (10) vorgesehen ist.

5. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehre­ren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Unwirksamkeitsbereiche der Auskuppelsperre durch Ausnehmungen (13, 14) in der entlang des Hubweges des Federarmes (8) verlaufenden Sperrfläche (12) gebildet sind.

6. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehre­ren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrfläche (12) im Kupplungssperrbereich zu den Ausnehmungen (13, 14) hin jeweils eine Rampe (15, 16) hat.

6. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehre­ren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger (6) eine von einer Gewindespindel (5) bewegbare Spindelmutter ist.

7. Elektromotorisches Stellelement nach einem oder mehre­ren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federarm (8) mit einem Gleitnocken (17) gegen die Sperrfläche (12) anliegt und der Mitnehmer (9) nahe des antriebsseitigen Endes der Schubstange (7) mit Ab­stand zum Gleitnocken (17) angeordnet ist.

Zeichnung