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EP1022415B1 - Elektromagnetisch aktivierbarer Sperrmechanismus - Google Patents

Elektromagnetisch aktivierbarer Sperrmechanismus Download PDF

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Publication number
EP1022415B1
EP1022415B1 EP99124430A EP99124430A EP1022415B1 EP 1022415 B1 EP1022415 B1 EP 1022415B1 EP 99124430 A EP99124430 A EP 99124430A EP 99124430 A EP99124430 A EP 99124430A EP 1022415 B1 EP1022415 B1 EP 1022415B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking
locking mechanism
armature
electromagnet
mechanism according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99124430A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1022415A1 (de
Inventor
Bernd Refflinghaus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aug Winkhaus GmbH and Co KG
Original Assignee
Aug Winkhaus GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aug Winkhaus GmbH and Co KG filed Critical Aug Winkhaus GmbH and Co KG
Publication of EP1022415A1 publication Critical patent/EP1022415A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1022415B1 publication Critical patent/EP1022415B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0619—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor
    • E05B47/0626—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor radially
    • E05B47/063—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor radially with a rectilinearly moveable blocking element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/081—Magnetic constructions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0092—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means including means for preventing manipulation by an external magnetic field, e.g. preventing opening by using a strong magnet
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0002—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets
    • E05B47/0006—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets having a non-movable core; with permanent magnet

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetically activatable Locking mechanism, in particular for a lock cylinder a mortise lock for selective blocking or releasing a movable one disposed in a housing Kerns, with one a structural unit with one Anchor forming, in the trajectory of the core feasible Sperriegel, with one in open position for holding the Anker in a movement of the core through the locking bolt releasing position designed electromagnet and with a in the closed position for biasing the Sperriegels in a blocking the movement of the core Position designed locking spring, the anchor and a provided for installation of the armature pole face of the electromagnet a common, made of magnetizable material manufactured housing and wherein the eletromagnet a surrounded by a coil inner housing part and a Coil encompassing outer housing part has.
  • Such locking mechanisms are particularly in modern Access control systems commonly used. Hereby leaves the locking mechanism by means of an electric, the Unlock solenoid activating pulse.
  • the Locking mechanism can be in an additional mechanical Pin tumblers to block the core having Lock cylinder be arranged.
  • the impulse is usually generated by a freely programmable control electronics.
  • the control electronics can be, for example, a stored in a key moving the pin tumblers Control the code transmitter.
  • the anchor and a through a recess the lid to leading ram rigidly together connected so that already a slight deviation of the Recess in the lid to the intended direction of movement of the anchor to a gap between the anchor and the Pol vom and thus leads to a high power consumption.
  • EP 0 600 194 B1 is an access control system known in which an electromagnetically activated Locking mechanism with a lockable lock cylinder forming a structural unit.
  • a key for actuating the lock cylinder is a data memory arranged when inserting into the lock cylinder is read out.
  • a central controls the electromagnet depending on the data read out. For the lowest possible wiring effort is required that the electromagnet via a data bus from the central office or by means of a battery supply electricity.
  • EP 0 526 904 discloses a lock cylinder, in which a coil of the electromagnet below Pin tumblers is arranged.
  • the electromagnet is a bobbin parallel to a closing channel slidably arranged for a key having core.
  • the spool core can be from on one of the end faces move the coil arranged anchor plates and penetrates in open position into a notch of vertical on the core tapered locking bolt.
  • a disadvantage of This lock cylinder is that the bobbin and the Anchor plate from one outside the lock cylinder arranged magnets can be moved. hereby can the locking mechanism of a to unlock Unlock authorized person.
  • EP 0 370 666 A1 discloses an electromagnetic actuator become known, in which a pole face on an inner and an outer housing part are arranged. Between the housing parts a coil is arranged. One Anchor lying on the pole surface is thus off the side the coil forth largely against the effects of an external Magnetic field protected. Leaves from the side of the anchor However, initiate a magnetic field in the actuator and the Pull off the actuator from the pole faces. Furthermore, the actuator has a high power consumption, as the removal of the armature from the pole faces via the energization of the coil.
  • the invention is based on the problem, a locking mechanism of the type mentioned above to be designed so that he as much security against an unjustified Unlocking offers and a particularly low energy consumption Has.
  • the core thus remains in its immovable position.
  • a repeal of the locking mechanism according to the invention by a strong magnetic field applied from the outside This also avoided.
  • the inventive Locking mechanism a particularly low energy consumption and very high holding forces for very small Dimensions.
  • the outer housing part forms at the same time a part of the electromagnet shielding Housing.
  • the electromagnet can be inexpensively put together turnable parts.
  • the inventive Locking mechanism can therefore be special long from a very small button cell with electrical Supply electricity. Thanks to the invention could also the Electromagnet and the anchor with very small dimensions be provided. As a result, the inventive design Locking mechanism is particularly space-saving and suitable thus in particular for installation in a lock cylinder a mortise lock.
  • the lock cylinder can in addition to the locking mechanism according to the invention mechanical Have blocking means.
  • the locking mechanism according to the invention has a special low energy consumption when the electromagnet as Pot magnet with a flat pole face for the installation of the also designed anchor is formed.
  • the housing for shielding the pole face and the armature requires according to another advantageous development the invention a particularly low construction costs, if the anchor, the lid and adjacent to the lid Areas of the electromagnet made of the same material are.
  • a line of strong, outside of the invention Locking mechanism arranged magnetic fields to the armature can be easily avoided if the locking bolt and the Locking spring made of a non-magnetic material are.
  • Locking mechanism helps when in a basic position of the anchor from the core against the pole face is biased. This design becomes one unnecessary energy consumption avoided by the anchor must be held by the electromagnet only.
  • the Basic position is, for example, in the lock cylinder used locking mechanism the position in the key is removed from the closing channel can.
  • the electromagnet receives no electrical impulse, so that the locking bolt in a movement of the core in the Barrier recess penetrates and prevents further movement.
  • the electromagnet hold the voltage applied to the pole face anchor thus the core without obstruction by the locking bolt can be moved. Since the electromagnet thereby the He does not need to move an anchor, he only needs to hold it particularly low forces and thus only a very small Field strength and thus a very low energy consumption.
  • the anchor is disc-shaped and the locking bolt pin-shaped.
  • this design leads to a particularly simple assembly of the electromagnet, since this attached without complex alignment in a recording can be.
  • the prefabricated structural unit made of locking bolt and Anchor is structurally particularly simple if the locking bolt a penetrating the anchor in a recess Thong has and if the free end of the pin to Schugreifung the anchor has a broadening. This will ensure that the amount is up to the locking bar in its direction of movement opposite the anchor is slidable, the intended, for the Function of the locking mechanism does not exceed necessary level.
  • Disturbing noises of the locking mechanism according to the invention can be easily avoided if the locking bolt means a retaining spring is clamped away from the armature.
  • the locking mechanism is easy to prevent when the locking bar in the open position during a rotation the core slightly against the force of the retaining spring is displaceable.
  • the lock bolt for example slightly protrude into the trajectory of the core.
  • the locking bolt is also with the armature resting against the pole face with each revolution the core slightly moved and thus bonds or rust solved.
  • the core could be a single wedge-shaped one Locking recess for receiving the locking bolt in the closed position have, so that it in the closed position only in a direction can be moved.
  • the core could be a single wedge-shaped one Locking recess for receiving the locking bolt in the closed position have, so that it in the closed position only in a direction can be moved.
  • the locking bar is advantageous according to another Development of the invention with every movement of the Kerns moved several times when the core two side by side arranged, each adjacent to a Residuum locking recesses has to penetrate the locking bolt. This will the rusting or sticking of the locking bolt in the open position particularly reliably avoided.
  • the manufacture of the locking mechanism according to the invention designed especially easy when the electromagnet cylindrical shaped and in a likewise cylindrical, on the movable core tapered recess is arranged.
  • the intended position of the locking bolt relative to the Electromagnet can be according to another advantageous Establish the invention easily, if the residuum in a mounting position of the electromagnet aligned with the locking bar. For assembly simply the core is moved to the mounting position. Subsequently can the electromagnet together with the Anchor, the locking bolt and the locking spring to the stop, in which the locking bolt from the residuum against the Anchor plate and this is pressed against the pole face, insert into the recess and fasten.
  • the locking bolt which penetrates into the locking recess can become tilt in his leadership without damaging his flanks when the locking bolt is a circumferential, in in a closed position between the recess and the Has core located region arranged clamping groove. Is attempted in the closed position of the locking mechanism, to move the core with great force, prevent first the shear forces on locking bolt and locking recess a rotation of the locking bolt. The same time to the radial attacking Shear forces on the locking bar and vertically acting forces on the locking bolt try the locking bolt easy to tilt and against the force of the locking spring to push out of the locking recess.
  • the perpendicular to the locking forces acting for example by asymmetries in the arrangement of locking bars and Core or by necessary play of the locking bolt in caused his leadership. Thanks to the invention can the locking bolt no longer moves out of the locking recess, because the edge of the locking recess in this clamping groove engages and slightly tilt the locking bar, so that an edge of the guide of the locking bolt also in the Clamping groove engages.
  • FIG. 1 shows a partial section in the longitudinal direction by a double-profile lock cylinder provided for a mortise lock 1.
  • the lock cylinder 1 points two housing parts connected to one another via a web 2 3, 4 on.
  • the housing parts 3, 4 are each used for Recording a by means of a key, not shown rotatable core 5, 6.
  • the core 5 can be couple with a cam 7 rotatably and from block several mechanical pin tumblers 8. Between the pin tumblers 8 and the cam 7 is an inventive locking mechanism 9 is arranged.
  • the Locking mechanism 9 has a in one Recess 10 of the lock cylinder 1 attached electromagnet 11 and one in a locking recess 12 of the core. 5 movable locking bolt 13.
  • FIG. 2 shows the lock cylinder 1 from FIG. 1 in FIG a sectional view taken along the line II - II through the locking mechanism according to the invention 9.
  • the locking bolt 13 is connected to one of the pole face 14 of the electromagnet 11 adjacent armature 15 is connected and is of a retaining spring 16 stretched away from the armature 15.
  • the electromagnet 11 is as a pot magnet 17 with an inner and a outer housing part 18, 19 is formed. Between Housing parts 18, 19, a coil 20 is arranged. Farther the electromagnet 11 is shielded by a housing 21.
  • the housing 21 is composed of the outer housing part 19 and one connected to this, the anchor 15 overlapping cover 22 together.
  • the lid 22 and the outer housing part 19 are made of the same magnetizable Material made.
  • the locking bolt 13, the retaining spring 16 and a locking spring 23 are made of a non-magnetic material made to an initiation of magnetic Field lines to avoid the anchor 15.
  • the locking bolt 13 has a pin 24, with which he the disc-shaped anchor 15 in a stepped Recess 25 penetrates.
  • the pin 24 is connected to a provided the anchor 15 engaging behind broadening 26.
  • the recess 25 in the armature 15 is dimensioned that the locking bolt 13 relative to the armature 15 slightly move axially and can swing.
  • One in the Cover 22 arranged recess 31 for carrying out the Sperriegels 13 is also slightly larger for this purpose designed as the locking bolt 13.
  • the locking bolt 13 has in the lock cylinder 1, a guide 27. Further shows Figure 2, that in the core 5 two locking recesses 12, 28 incorporated are each having a wedge-shaped shape and adjacent to a residue 29.
  • the trajectory Residual 29 when turning the core 5 is in the area the locking bolt 13 shown in phantom. at a rotation of the core 5, the Residuum 29 comes against the locking bolt 13 and pushes this slightly against the Force of the locking spring 23 and the retaining spring 16 in the direction of the armature 15.
  • the locking bolt 13 to avoid its sticking or rusting when closing the Locking cylinder 1 regularly moved slightly.
  • the Pivoting the locking bolt 13 against the anchor 15th ensures that tolerances, for example, in the Alignment of the recess 10 for the electromagnet 11th and the guide 27 of the locking bolt 13 not to a Clamping the locking bolt 13 or a non-uniform system of the armature 15 lead to the pole face 14.
  • FIG. 3 shows the locking mechanism according to the invention 9 in a locked position.
  • the Lock bar 13 by the locking spring 23 in one of the recesses 12 biased.
  • the anchor 15 is therewith in a remote from the pole face 14 position.
  • One strong, from outside on the locking mechanism according to the invention 9 acting magnetic field does not lead to a Movement of the armature 15 in the direction of the pole face 14, da this area of the lid 22 and the outer housing part 19 of the electromagnet 11 is shielded.
  • the in the locking recess 12 projecting portion of the locking bolt 13 is provided with a circumferential clamping groove 30. These Clamping groove 30 is located in the adjoining area between the core 5 and the casing 3.
  • FIG. 4 shows the locking mechanism according to the invention 9 in a basic position. In this position can be insert a key into a closing channel 32 of the core 5 and pull out of this. This expresses that Residuum 29 of the core 5 the locking bolt 13 against the force the locking spring 23 to the electromagnet 11 back. Of the Sperriegel 13 is in turn against the anchor 15th biased and pushes it against the pole face 14 of the Electromagnet 11. Energizing the electromagnet 11 is not required for this purpose. At a circuit of Locking mechanism 9 remains in the closed position Electromagnet 11 de-energized, so that the locking bolt 13 at a rotation of the core 5, as shown in Figure 3, in the locking recess 12 penetrates.
  • the locking mechanism according to the invention can be 9 in the marked basic position in the lock cylinder 1 mount.
  • the locking mechanism according to the invention 9 can be together with the electromagnet 11, the Lock bar 13 and the lid 22 to a structural unit protruding. Subsequently, this structural unit inserted into the recess 10 of the lock cylinder 1. First, the locking bolt 13 comes against the Residuum 29. The structural unit will, however, until it stops moved on until the locking bolt 13 and the anchor 15 between the Residuum 29 and the electromagnet 11th are clamped. Subsequently, the electromagnet 11th fastened in the recess 10 of the lock cylinder 1.
  • This attachment can, for example, by gluing, Jamming or screwing done.

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Description

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus, insbesondere für einen Schließzylinder eines Einsteckschlosses zum wahlweisen Blockieren oder Freigeben eines in einem Gehäuse angeordneten beweglichen Kerns, mit einem eine bauliche Einheit mit einem Anker bildenden, in die Bewegungsbahn des Kerns führbaren Sperriegel, mit einem in Offenstellung zur Halterung des Ankers in einer eine Bewegung des Kerns durch den Sperriegel freigebenden Stellung gestalteten Elektromagneten und mit einer in Schließstellung zur Vorspannung des Sperriegels in eine die Bewegung des Kerns blockierende Stellung gestalteten Sperrfeder, wobei der Anker und eine zur Anlage des Ankers vorgesehene Polfläche des Elektromagneten ein gemeinsames, aus magnetisierbarem Material gefertigtes Gehäuse haben und wobei der Eletromagnet ein von einer Spule umgebenes inneres Gehäuseteil und ein die Spule umgreifendes äußeres Gehäuseteil hat.
Ein solcher Sperrmechanismus ist aus der EP-A-0 794 540 bekannt.
Solche Sperrmechanismen werden insbesondere in modernen Zutrittskontrollanlagen häufig eingesetzt. Hierbei läßt sich der Sperrmechanismus mittels eines elektrischen, den Elektromagneten ansteuernden Impulses entriegeln. Der Sperrmechanismus kann in einem zusätzlich mechanische Stiftzuhaltungen zur Blockierung des Kerns aufweisenden Schließzylinder angeordnet sein. Der Impuls wird meist von einer frei programmierbaren Steuerelektronik erzeugt. Die Steuerelektronik läßt sich beispielsweise von einem in einem die Stiftzuhaltungen bewegenden Schlüssel abgelegten Codegeber ansteuern.
Bei dem aus der EP 0 794 540 A1 bekannten Kleinmagnet haben der Anker und die zur Anlage des Ankers vorgesehene Polfläche ein gemeinsames, aus magnetisierbarem Material gefertigtes Gehäuse. Der Anker wird innerhalb einer Spule des Elektromagneten geführt und in Offenstellung an einem Polstück gehalten. Das Polstück ist als Deckel des Elektromagneten ausgebildet und damit von außen zugänglich. Damit kann der Sperriegel mittels eines von außerhalb des Elektromagneten aufgebrachten Magnetfeldes in der Offenstellung gehalten werden. Hierdurch läßt sich der Sperrmechanismus von einem zum Entriegeln des Schlosses nicht Berechtigten entriegeln. Weiterhin sind der Anker und ein durch eine Ausnehmung des Deckels zu führender Stößel starr miteinander verbunden, so dass bereits eine geringe Abweichung der Ausnehmung im Deckel zu der vorgesehenen Bewegungsrichtung des Ankers zu einem Spalt zwischen dem Anker und den Polflächen und damit zu einem hohen Stromverbrauch führt.
Aus der EP 0 600 194 B1 ist eine Zutrittskontrollanlage bekannt, bei der ein elektromagnetisch aktivierbarer Sperrmechanismus mit einem mechanisch sperrbaren Schließzylinder eine bauliche Einheit bildet. In einem Schlüssel zum Betätigen des Schließzylinders ist ein Datenspeicher angeordnet, der beim Einführen in den Schließzylinder ausgelesen wird. Eine Zentrale steuert den Elektromagneten in Abhängigkeit von den ausgelesenen Daten an. Für einen möglichst geringen Verkabelungsaufwand ist es erforderlich, daß sich der Elektromagnet über einen Datenbus von der Zentrale oder mittels einer Batterie mit elektrischem Strom versorgen läßt. Durch die EP 0 526 904 ist ein Schließzylinder bekannt, bei dem eine Spule des Elektromagneten unterhalb von Stiftzuhaltungen angeordnet ist. In dem Elektromagneten ist ein Spulenkern parallel zu einem einen Schließkanal für einen Schlüssel aufweisenden Kern verschieblich angeordnet. Der Spulenkern läßt sich von an einer der Stirnseiten der Spule angeordneten Ankerplättchen verschieben und dringt in Offenstellung in eine Kerbe des senkrecht auf den Kern zulaufenden Sperriegels ein. Nachteilig bei diesem Schließzylinder ist, daß der Spulenkern und das Ankerplättchen von einem außerhalb des Schließzylinders angeordneten Magneten bewegt werden können. Hierdurch läßt sich der Sperrmechanismus von einem zum Entriegeln des Schlosses nicht Berechtigten entriegeln.
Aus der US 5,014,030 ist ein elektromagnetisch aktivierbarer Sperrmechanismus bekannt, bei dem der Sperriegel in Schließstellung in eine Ausnehmung eines scheibenförmigen Kerns eindringt. Der Elektromagnet hat einen U-förmigen Kern und an einem Schenkel des Kerns eine Spule. Der Anker und der Sperriegel sind einteilig aus einem magnetisierbaren Material gefertigt. In einem bestromten Zustand des Elektromagneten liegt der Anker an den freien Enden der Schenkel des Elektromagneten an. Der Sperriegel wird damit gegen die Kraft der Sperrfeder in eine von dem scheibenförmigen Kern entfernte Stellung vorgespannt. Der scheibenförmige Kern lässt sich dadurch drehen. Dies kennzeichnet die Offenstellung. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass der Elektromagnet durch den U-förmig gebogenen Kern sehr große Abmessungen aufweist und einen sehr hohen Energieverbrauch hat. Weiterhin lässt sich der Sperriegel von einem außerhalb des Sperrmechanismus angeordneten Magneten bewegen. Hierdurch kann der Sperrmechanismus unabhängig von einer Bestromung des Elektromagneten von einer Schließstellung in die Offenstellung bewegt werden.
Aus der EP 0 370 666 A1 ist ein elektromagnetischer Aktor bekannt geworden, bei dem eine Polfläche auf einem inneren und einem äußeren Gehäuseteil angeordnet sind. Zwischen den Gehäuseteilen ist eine Spule angeordnet. Ein auf der Polfläche liegender Anker ist damit von der Seite der Spule her weitgehend gegen Einwirkungen eines äußeren Magnetfeldes geschützt. Von der Seite des Ankers lässt sich jedoch ein Magnetfeld in den Aktor einleiten und den Aktor von den Polflächen abziehen. Weiterhin hat der Aktor einen hohen Stromverbrauch, da die Entfernung des Ankers von den Polflächen über die Bestromung der Spule erfolgt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Sperrmechanismus der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß er eine möglichst große Sicherheit gegen ein unberechtigtes Entriegeln bietet und einen besonders geringen Energieverbrauch hat.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Polfläche an dem inneren Gehäuseteil und dem äußeren Gehäuseteil angeordnet ist und daß der Sperriegel gegenüber dem Anker um einen vorgesehenen Betrag in seiner Bewegungsrichtung und/oder quer zu seiner Bewegungsrichtung beweglich gehalten ist.
Durch diese Gestaltung werden die Feldlinien von dem von außen aufgebrachten starken Magnetfeld um den Anker und die Polfläche herumgeführt, so daß der Anker und der Elektromagnet zuverlässig abgeschirmt sind. Damit ist es für einen zum Entriegeln des erfindungsgemäßen Sperrmechanismus nicht Berechtigten nicht möglich, ohne großen Aufwand den Sperrriegel aus der Sperrmulde zu entfernen. Der Kern verbleibt damit in seiner unbeweglichen Position. Eine Aufhebung des erfindungsgemäßen Sperrmechanismus durch ein von außen aufgebrachtes starkes Magnetfeld wird hierdurch ebenfalls vermieden. Zudem hat der erfindungsgemäße Sperrmechanismus einen besonders geringen Energieverbrauch und sehr hohe Haltekräfte bei besonders kleinen Abmessungen. Das äußere Gehäuseteil bildet gleichzeitig einen Bestandteil des den Elektromagneten abschirmenden Gehäuses. Weiterhin lässt sich der Elektromagnet aus kostengünstig herstellbaren Drehteilen zusammenstellen. Durch die Beweglichkeit des Sperriegels gegenüber dem Anker werden Toleranzen in der Ausrichtung zwischen dem Elektromagneten und dem Sperriegel ausgeglichen. Der Betrag, um den sich Sperriegel und Anker bewegen können, läßt sich hierfür sehr gering halten. Hierdurch liegt der Anker zuverlässig an der vorgesehenen Fläche des Elektromagneten an. Da der Strombedarf beim glatten Anliegen des Ankers an einer Polfläche des Elektromagneten besonders gering ist, weist der erfindungsgemäße Sperrmechanismus einen besonders geringen Stromverbrauch auf. Der erfindungsgemäße Sperrmechanismus läßt sich deshalb besonders lange von einer sehr kleinen Knopfzelle mit elektrischem Strom versorgen. Dank der Erfindung könnten zudem der Elektromagnet und der Anker mit sehr kleinen Abmessungen versehen werden. Hierdurch gestaltet sich der erfindungsgemäße Sperrmechanismus besonders platzsparend und eignet sich damit insbesondere zum Einbau in einem Schließzylinder eines Einsteckschlosses. Der Schließzylinder kann hierbei neben dem erfindungsgemäßen Sperrmechanismus mechanische Sperrmittel aufweisen.
Der erfindungsgemäße Sperrmechanismus hat einen besonders geringen Energieverbrauch, wenn der Elektromagnet als Topfmagnet mit einer ebenen Polfläche zur Anlage des ebenfalls eben gestalteten Ankers ausgebildet ist.
Das den Anker und die Polfläche magnetisch abschirmende Gehäuse gestaltet sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kostengünstig, wenn der Elektromagnet einen an dem Topfmagneten angrenzenden, den Anker übergreifenden, aus magnetisierbarem Material gefertigten Deckel hat und wenn der Deckel eine Ausnehmung zur Durchführung des Sperriegels hat.
Das Gehäuse zur Abschirmung der Polfläche und des Ankers erfordert gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn der Anker, der Deckel und an den Deckel angrenzende Bereiche des Elektromagneten aus demselben Material gefertigt sind.
Eine Leitung von starken, außerhalb des erfindungsgemäßen Sperrmechanismus angeordneten Magnetfeldern zu dem Anker lässt sich einfach vermeiden, wenn der Sperriegel und die Sperrfeder aus einem unmagnetischen Material gefertigt sind.
Zur weiteren Verringerung des Energieverbrauchs des erfindungsgemäßen Sperrmechanismus trägt es bei, wenn in einer Grundstellung der Anker von dem Kern gegen die Polfläche vorgespannt ist. Durch diese Gestaltung wird ein unnötiger Energieverbrauch dadurch vermieden, daß der Anker von dem Elektromagneten nur gehalten werde muß. Die Grundstellung ist beispielsweise bei dem in den Schließzylinder eingesetzten Sperrmechanismus die Stellung, in der der Schlüssel aus dem Schließkanal abgezogen werden kann. Bei einer fehlenden Freigabe des Sperrmechanismus erhält der Elektromagnet keinen elektrischen Impuls, so daß der Sperriegel bei einer Bewegung des Kerns in die Sperrmulde eindringt und eine weitere Bewegung verhindert. Bei einer Freigabe des Sperrmechanismus muß der Elektromagnet den an der Polfläche anliegenden Anker halten, damit der Kern ohne Behinderung durch den Sperriegel bewegt werden kann. Da der Elektromagnet hierdurch den Anker nicht bewegen, sondern nur halten muß, benötigt er besonders geringe Kräfte und und somit eine nur sehr geringe Feldstärke und damit einen sehr geringen Energiebedarf.
In der Regel ist der Anker scheibenförmig gestaltet und der Sperriegel stiftförmig. Ein Ausgleich einer Winkelabweichung zwischen dem Elektromagneten und einer Führung für den Sperriegel gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn der Sperriegel gegenüber dem Anker verschwenkbar ist. Weiterhin führt diese Gestaltung zu einer besonders einfachen Montage des Elektromagneten, da dieser ohne aufwendige Ausrichtung in einer Aufnahme befestigt werden kann.
Die vormontierbare bauliche Einheit aus Sperriegel und Anker gestaltet sich konstruktiv besonders einfach, wenn der Sperriegel einen den Anker in einer Ausnehmung durchdringenden Zapfen hat und wenn das freie Ende des Zapfens zur Hintergreifung des Ankers eine Verbreiterung aufweist. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Betrag, um den der Sperriegel in seiner Bewegungsrichtung gegenüber dem Anker verschiebbar ist, das vorgesehene, für die Funktion des Sperrmechanismus notwendige Maß nicht überschreitet.
Störende Geräusche des erfindungsgemäßen Sperrmechanismus lassen sich einfach vermeiden, wenn der Sperriegel mittels einer Haltefeder von dem Anker weggespannt ist.
Ein Einrosten oder Festkleben des Sperriegels in Offenstellung des Sperrmechanismus läßt sich einfach verhindern, wenn der Sperriegel in Offenstellung bei einer Drehung des Kerns geringfügig gegen die Kraft der Haltefeder verschiebbar ist. Hierfür kann der Sperriegel beispielsweise geringfügig in die Bewegungsbahn des Kerns hineinragen. Durch diese Gestaltung wird der Sperriegel auch bei an der Polfläche anliegendem Anker bei jeder Umdrehung des Kerns geringfügig bewegt und damit Verklebungen oder Flugrost gelöst.
Der Kern könnte beispielsweise eine einzige keilförmige Sperrmulde zur Aufnahme des Sperriegels in Schließstellung aufweisen, so daß er in der Schließstellung nur in eine Richtung bewegt werden kann. Beispielsweise ließe sich hierdurch ein mit dem erfindungsgemäßen sperrmechanismus ausgestattetes Schloß nur zuschließen, aber ohne Impuls an den Elektromagneten nicht mehr aufschließen. Der Sperriegel wird jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei jeder Bewegung des Kerns mehrfach bewegt, wenn der Kern zwei nebeneinander angeordnete, jeweils an ein Residuum angrenzende Sperrmulden zum Eindringen des Sperriegels hat. Hierdurch wird das Einrosten oder Festkleben des Sperriegels in Offenstellung besonders zuverlässig vermieden.
Die Fertigung des erfindungsgemäßen Sperrmechanismus gestaltet sich besonders einfach, wenn der Elektromagnet zylinderförmig gestaltet und in einer ebenfalls zylinderförmigen, auf den beweglichen Kern zulaufenden Ausnehmung angeordnet ist.
Die vorgesehene Position des Sperriegels gegenüber dem Elektromagneten läßt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach festlegen, wenn das Residuum in einer Montagestellung des Elektromagneten auf den Sperriegel weisend ausgerichtet ist. Zur Montage wird einfach der Kern in die Montagestellung bewegt. Anschließend läßt sich der Elektromagnet zusammen mit dem Anker, dem Sperriegel und der Sperrfeder bis zum Anschlag, bei dem der Sperriegel von dem Residuum gegen die Ankerplatte und diese gegen die Polfläche gedrückt wird, in die Ausnehmung einführen und befestigen.
Der in die Sperrmulde eindringende Sperriegel kann sich in seiner Führung verkanten, ohne daß seine Flanken beschädigt werden, wenn der Sperriegel eine umlaufende, in einem in Schließstellung zwischen der Ausnehmung und dem Kern befindlichen Bereich angeordnete Klemmnut aufweist. Wird in Schließstellung des Sperrmechanismus versucht, den Kern mit großer Kraft zu bewegen, verhindern zunächst die Scherkräfte an Sperriegel und Sperrmulde eine Rotation des Sperriegels. Die gleichzeitig zu den radial angreifenden Scherkräften an dem Sperriegel und senkrecht wirkenden Kräfte auf den Sperriegel versuchen den Sperrriegel leicht zu kippen und gegen die Kraft der Sperrfeder aus der Sperrmulde herauszudrücken. Die senkrecht auf den Sperriegel wirkenden Kräfte werden beispielsweise durch Unsymmetrien in der Anordnung von Sperriegel und Kern oder auch durch notwendiges Spiel des Sperriegels in seiner Führung hervorgerufen. Dank der Erfindung kann sich der Sperriegel nicht mehr aus der Sperrmulde herausbewegen, da der Rand der Sperrmulde in diese Klemmnut eingreift und den Sperriegel geringfügig kippt, so daß ein Rand der Führung des Sperriegels ebenfalls in die Klemmnut eingreift.
Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
Fig. 1
einen Teilschnitt in Längsrichtung durch einen Schließzylinder mit einem erfindungsgemäßen Sperrmechanismus,
Fig.2
eine Schnittdarstellung durch den Schließzylinder entlang der Linie II - II in einer Offenstellung des Sperrmechanismus,
Fig.3
den Sperrmechanismus aus Figur 1 in einer Sperrstellung,
Fig.4
den Sperrmechanismus in einer Grundstellung.
Die Figur 1 zeigt einen Teilschnitt in Längsrichtung durch einen für ein Einsteckschloß vorgesehenen Doppelprofil-Schließzylinder 1. Der Schließzylinder 1 weist zwei über einen Steg 2 miteinander verbundene Gehäuseteile 3, 4 auf. Die Gehäuseteile 3, 4 dienen jeweils zur Aufnahme eines mittels eines nicht dargestellten Schlüssels drehbaren Kerns 5, 6. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist nur einer der Kerne 5 mit dem entsprechenden Gehäuseteil 3 geschnitten dargestellt. Der Kern 5 läßt sich mit einem Schließbart 7 drehbeweglich kuppeln und von mehreren mechanischen Stiftzuhaltungen 8 blockieren. Zwischen den Stiftzuhaltungen 8 und dem Schließbart 7 ist ein erfindungsgemäßer Sperrmechanismus 9 angeordnet. Der erfindungsgemäße Sperrmechanismus 9 hat einen in einer Ausnehmung 10 des Schließzylinders 1 befestigten Elektromagneten 11 und einen in eine Sperrmulde 12 des Kerns 5 beweglichen Sperriegel 13.
Die Figur 2 zeigt den Schließzylinder 1 aus Figur 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II - II durch den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus 9. Der Sperriegel 13 ist mit einem an der Polfläche 14 des Elektromagneten 11 anliegenden Anker 15 verbunden und wird von einer Haltefeder 16 von dem Anker 15 weggespannt. Der Elektromagnet 11 ist als Topfmagneten 17 mit einem inneren und einem äußeren Gehäuseteil 18, 19 ausgebildet. Zwischen den Gehäuseteilen 18, 19 ist eine Spule 20 angeordnet. Weiterhin ist der Elektromagnet 11 von einem Gehäuse 21 abgeschirmt. Das Gehäuse 21 setzt sich aus dem äußeren Gehäuseteil 19 und einem mit diesem verbundenen, den Anker 15 übergreifenden Deckel 22 zusammen. Der Deckel 22 und das äußere Gehäuseteil 19 sind aus demselben magnetisierbaren Material gefertigt. Hierdurch werden von einem starken äußeren Magnetfeld erzeugte Feldlinien um die Polfläche 14 herumgeführt. Damit kann der erfindungsgemäße Sperrmechanismus 9 nicht durch einen starken Magneten aufgehoben werden. Der Sperriegel 13, die Haltefeder 16 und eine Sperrfeder 23 sind aus einem unmagnetischen Material gefertigt, um eine Einleitung von magnetischen Feldlinien zu dem Anker 15 zu vermeiden.
Der Sperriegel 13 hat einen Zapfen 24, mit dem er den scheibenförmig gestalteten Anker 15 in einer stufenförmigen Ausnehmung 25 durchdringt. Der Zapfen 24 ist mit einer den Anker 15 hintergreifenden Verbreiterung 26 versehen. Die Ausnehmung 25 in dem Anker 15 ist so bemessen, daß sich der Sperriegel 13 gegenüber dem Anker 15 geringfügig axial verschieben und schwenken läßt. Eine in dem Deckel 22 angeordnete Ausnehmung 31 zur Durchführung des Sperriegels 13 ist hierfür ebenfalls geringfügig größer gestaltet als der Sperriegel 13. Der Sperriegel 13 hat in dem Schließzylinder 1 eine Führung 27. Weiterhin zeigt Figur 2, daß in dem Kern 5 zwei Sperrmulden 12, 28 eingearbeitet sind, die jeweils eine keilförmige Gestalt aufweisen und an ein Residuum 29 angrenzen. Die Bewegungsbahn des Residuums 29 beim Drehen des Kerns 5 ist im Bereich des Sperriegels 13 strichpunktiert dargestellt. Bei einer Drehung des Kerns 5 gelangt das Residuum 29 gegen den Sperriegel 13 und drückt diesen geringfügig gegen die Kraft der Sperrfeder 23 und der Haltefeder 16 in Richtung des Ankers 15. Damit wird der Sperriegel 13 zur Vermeidung seines Einklebens oder Einrostens beim Schließen des Schließzylinders 1 regelmäßig geringfügig bewegt. Die Schwenkbarkeit des Sperriegels 13 gegenüber dem Anker 15 gewährleistet, daß Toleranzen beispielsweise in der Fluchtung der Ausnehmung 10 für den Elektromagneten 11 und der Führung 27 des Sperriegels 13 nicht zu einem Klemmen des Sperriegels 13 oder einer ungleichmäßigen Anlage des Ankers 15 an der Polfläche 14 führen.
In der eingezeichneten Stellung wird der Sperriegel 13 in einer außerhalb der Sperrmulden 12, 28 befindlichen Position gehalten. Dies kennzeichnet die Offenstellung des Sperrmechanismus 9. Der Elektromagnet 11 ist in dieser Stellung bestromt und hält den Anker 15 an der Polfläche 14.
Die Figur 3 zeigt den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus 9 in einer Sperrstellung. In dieser Stellung wird der Sperriegel 13 durch die Sperrfeder 23 in eine der Ausnehmungen 12 vorgespannt. Der Anker 15 befindet sich damit in einer von der Polfläche 14 entfernten Stellung. Ein starkes, von außerhalb auf den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus 9 einwirkendes Magnetfeld führt nicht zu einer Bewegung des Ankers 15 in Richtung der Polfläche 14, da dieser Bereich von dem Deckel 22 und dem äußeren Gehäuseteil 19 des Elektromagneten 11 abgeschirmt ist. Der in die Sperrmulde 12 hineinragende Bereich des Sperriegels 13 ist mit einer umlaufenden Klemmnut 30 versehen. Diese Klemmnut 30 befindet sich in dem aneinandergrenzenden Bereich zwischen dem Kern 5 und dem Gehäuse 3. Wird versucht, den Kern 5 mit großer Kraft entgegen dem Uhrzeigersinn weiterzudrehen, verhindern die Scherkräfte an Sperriegel 13 und Sperrmulde 12 eine Rotation des Sperrriegels 13. Die gleichzeitig zu den radial angreifenden Scherkräften am Sperriegel 13 und senkrecht auf den Sperriegel 13 wirkenden Kräfte werden den Sperriegel 13 leicht kippen und in Richtung des Elektromagneten 11 bewegen. Ein vollständiges Herausdrücken des Sperriegels 13 aus der Sperrmulde 12 wird jedoch zuverlässig verhindert, da durch das leichte Kippen des Sperriegels 13 der Rand der Sperrmulde 12 in die Klemmnut 30 eingreift und der Sperriegel 13 deshalb in der eingezeichneten Schließstellung verhakt.
Die Figur 4 zeigt den erfindungsgemäßen Sperrmechanismus 9 in einer Grundstellung. In dieser Stellung läßt sich ein Schlüssel in einen Schließkanal 32 des Kerns 5 einführen und aus diesem herausziehen. Hierbei drückt das Residuum 29 des Kerns 5 den Sperriegel 13 gegen die Kraft der Sperrfeder 23 zu dem Elektromagneten 11 hin. Der Sperriegel 13 ist dabei seinerseits gegen den Anker 15 vorgespannt und drückt diesen gegen die Polfläche 14 des Elektromagneten 11. Eine Bestromung des Elektromagneten 11 ist hierzu nicht erforderlich. Bei einer Schaltung des Sperrmechanismus 9 in die Schließstellung bleibt der Elektromagnet 11 unbestromt, so daß der Sperriegel 13 bei einer Drehung des Kerns 5, wie in Figur 3 dargestellt, in die Sperrmulde 12 eindringt. Bei einer Schaltung des Sperrmechanismus 9 in Offenstellung wird der Elektromagnet 11 bestromt und hält den Anker 15, wie in Figur 2 dargestellt, an der Polfläche 14. Der Kern 5 läßt sich anschließend drehen. Hierdurch wird ersichtlich, daß der Elektromagnet 11 nur zum Halten des Ankers 15 und nicht zu dessen Bewegung ausgebildet ist.
Weiterhin läßt sich der erfindungsgemäße Sperrmechanismus 9 in der eingezeichneten Grundstellung in dem Schließzylinder 1 montieren. Der erfindungsgemäße Sperrmechanismus 9 läßt sich zusammen mit dem Elektromagneten 11, dem Sperriegel 13 und dem Deckel 22 zu einer baulichen Einheit vormontieren. Anschließend wird diese bauliche Einheit in die Ausnehmung 10 des Schließzylinders 1 eingeführt. Dabei gelangt zunächst der Sperriegel 13 gegen das Residuum 29. Die bauliche Einheit wird jedoch bis zum Anschlag weiterbewegt, bis der Sperriegel 13 und der Anker 15 zwischen dem Residuum 29 und dem Elektromagneten 11 eingespannt sind. Anschließend wird der Elektromagnet 11 in der Ausnehmung 10 des Schließzylinders 1 befestigt. Diese Befestigung kann beispielsweise durch ein Verkleben, Verklemmen oder Verschrauben erfolgen.

Claims (14)

  1. Elektromagnetisch aktivierbarer Sperrmechanismus, insbesondere für einen Schließzylinder eines Einsteckschlosses zum wahlweisen Blockieren oder Freigeben eines in einem Gehäuse angeordneten beweglichen Kerns (5, 6), mit einem eine bauliche Einheit mit einem Anker (15) bildenden, in die Bewegungsbahn des Kerns (5, 6) führbaren Sperriegel (13), mit einem in Offenstellung zur Halterung des Ankers (15) in einer eine Bewegung des Kerns (5, 6) durch den Sperriegel (13) freigebenden Stellung gestalteten Elektromagneten (11) und mit einer in Schließstellung zur Vorspannung des Sperriegels (13) in eine die Bewegung des Kerns (5, 6) blockierende Stellung gestalteten Sperrfeder (23), wobei der Anker (15) und eine zur Anlage des Ankers (15) vorgesehene Polfläche (14) des Elektromagneten (11) ein gemeinsames, aus magnetisierbarem Material gefertigtes Gehäuse (21) haben und wobei der Elektromagnet (11) ein von einer Spule (20) umgebenes inneres Gehäuseteil (18) und ein die Spule (20) umgreifendes äußeres Gehäuseteil (19) hat, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche (14) an dem inneren Gehäuseteil (18) und dem äußeren Gehäuseteil (19) angeordnet ist und daß der Sperriegel (13) gegenüber dem Anker (15) um einen vorgesehenen Betrag in seiner Bewegungsrichtung und/oder quer zu seiner Bewegungsrichtung beweglich gehalten ist.
  2. Sperrmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (11) als Topfmagnet (17) mit einer ebenen Polfläche (14) zur Anlage des ebenfalls eben gestalteten Ankers (15) ausgebildet ist.
  3. Sperrmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (11) einen an den Topfmagneten (17) angrenzenden, den Anker (15) übergreifenden, aus magnetisierbarem Material gefertigten Deckel (22) hat und daß der Deckel (22) eine Ausnehmung zur Durchführung des Sperriegels (13) hat.
  4. Sperrmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15), der Deckel (22) und an den Deckel (22) angrenzende Bereiche des Elektromagneten (11) aus demselben Material gefertigt sind.
  5. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperriegel (13) und die Sperrfeder (23) aus einem unmagnetischen Material gefertigt sind.
  6. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Grundstellung der Anker (15) von dem Kern (5) gegen die Polfläche (14) vorgespannt ist.
  7. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperriegel (13) gegenüber dem Anker (15) verschwenkbar ist.
  8. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperriegel (13) einen den Anker (15) in einer Ausnehmung (25) durchdringenden Zapfen (24) hat und daß das freie Ende des Zapfens (24) zur Hintergreifung des Ankers (15) eine Verbreiterung (26) aufweist.
  9. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperriegel (13) mittels einer Haltefeder (16) von dem Anker (15) weggespannt ist.
  10. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperriegel (13) in Offenstellung bei einer Drehung des Kerns (5) geringfügig gegen die Kraft der Haltefeder (16) verschiebbar ist.
  11. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (5) zwei nebeneinander angeordnete, jeweils an ein Residuum (29) angrenzende Sperrmulden (12, 28) zum Eindringen des Sperriegels (13) hat.
  12. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (11) zylinderförmig gestaltet und in einer ebenfalls zylinderförmigen, auf den beweglichen Kern (5) zulaufenden Ausnehmung (10) angeordnet ist.
  13. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Residuum (29) in einer Montagestellung des Elektromagneten (11) auf den Sperriegel (13) weisend ausgerichtet ist.
  14. Sperrmechanismus nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperriegel (13) eine umlaufende, in einem in Schließstellung zwischen der Ausnehmung (10) und dem Kern (5) befindlichen Bereich angeordnete Klemmnut (30) aufweist.
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