Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen mechatronischen S chließzy linder mit manuellem Antriebselement gemäß Anspruchl .

Ein verbreitetes Sicherungselement ist der sogenannte Schließzylinder, der als Profil-, Rund¬ oder Ovalzylihder bekannt ist. Er wird als Eingerichte für Einsteckschlösser verwendet, ist Basissicherungselement in verschiedenen Kleinschlössern, wie Hebelschlösser oder Drehstangenschlösser, und wird auch in Schlüsselschaltern eingesetzt. Der mechanische Schließzylinder besteht aus dem statischen Zylindergestell und dem beweglichem Zylinderkern, an dem sich ein Schließbart befindet. Zum Schließen wird mit einem zugehörigen Schlüssel, der in den Zylinderkern eingeführt wird, der Zylinderkern samt Schließbart gedreht. Die Gewährleistung einer freien Rotation des Zylinderkerns durch das gesamte Zylindergestell hindurch stellt ein zentrales Stabilitätsrisiko für Schließzylinder dar, da einerseits der Zylinderkern bzw. seine Einbauten gegen Herausziehen nur unzureichend mechanisch abgestützt werden können und andererseits das Zylindergestell eine mechanische Schwachstelle im Bereich der Schließbartausfräsung aufweist. Es gibt verschiedene Ansätze, die Stabilität eines Schließzylinders zu verbessern, so durch Kernziehschutzelemente, durchgehende Stahlstege bei geteilten Schließzylindern oder Verbindungsstangen bei geteilten Rundzylindern. Mechatronische Schließzylinder - auch als elektronische bezeichnet - etwa wie die in den DE-OS 198 51 065 und DE 198 51 308 beschrieben, weisen die gleichen mechanischen Stabilitätsrisiken auf. Ein weiterer Schwachpunkt insbesondere der mechatronische Schließzylinder mit Drehknauf ist, dass sie nur mit der Stulpschraube im Einsteckschloss befestigt und ansonsten lediglich durch die entsprechende Ausformung im Schlosskasten oder im Beschlag formschlüssig gestützt sind. Hierdurch ergibt sich insgesamt eine recht labile Konstruktion, die zudem leicht ein Abhebein des Knaufes ermöglicht, da zwischen Tür und/oder Beschlag und Knauf ein Werkzeug angesetzt werden kann. Bei mechatronischen Schließzylindern stellt sich zudem die Aufgabe, Batterie, Elektronik und Mechatronik sowie weitere Bauelemente, wie Codeleser oder Anzeigeelemente im Schließzylinder unterzubringen. Da bei mechatronischen Knaufzylindern die elektrische Verbundenheit der genannten Bauelemente gewährleistet sein muss und der verfügbare Nutzraum im Zylindergestell beschränkt ist, erfolgt dies innerhalb des konstruktiven Verbundes Knauf-Zylinderkern, also im beweglichen Teil des Schließzylinders. Hieraus ergeben sich Einschränkungen hinsichtlich Raum, Funktionalität und Stabilität. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen mechatronischen Schließzylindern mit manuellem Antrieb zu realisieren, bei dem die elektrischen, elektronischen, und mechatronischen Komponenten in Zylindergestell angeordnet sind. Die Aufgabe wird durch einen mechatronischen Schließzylinder mit manuellem Antrieb gemäß Anspruchl gelöst. Da bei mechatronischen Schließzylindern der Zylinderkern keine Schlüssel aufnehmen muss und nur die Aufgabe einer Kraftübertragung - ohne mechanische Schlüssel - aufzuweisen braucht, kann nach Anspruch 1 das entsprechende Antriebselement am Zylindergestell gelagert sein und den Zylinderkern indirekt - über eine Getriebestufe verbunden - antreiben. Der Verzicht auf die starre Kopplung bzw. konstruktive Einheit von Zylinderkern und Antriebselement - etwa ein Drehknauf - zieht eine Reihe von vorteilhaften Konsequenzen nach sich, da sich nun eine klare Trennung der Konstruktionseinheiten in mechanische und nichtmechanische Bereiche realisieren lässt. Antriebselement und Zylinderkern können in ihrer Funktion vorzugsweise auf die rein mechanische Aufgabe beschränkt werden und der statische Bereich des Schließzylinders - das Zylindergestell - kann flexibel als Nutzraum erschlossen und sogar - ohne Handhabungseinschränkungen - räumlich erweitert werden. Die elektrischen, elektronischen und mechatronischen Komponenten sind funktionell besser im statischen Zylindergestell als im Zylinderkern oder in einem Drehknauf angeordnet und der gesamte Schließzylinder lässt hinsichtlich Stabilität und Funktion besser optimieren. Besondere Vorteile ergeben sich nach Anspruch 2 für Drehknaufzylinder. Das Versetzen der Drehknaufrotationsachse gegenüber der Zylinderkernrotationsachse ermöglicht es auf einfache Weise, das Zylindergestell zu erweitern und den Drehknauf herumzulegen. Diese Zylindergestellerweiterung kann nach Anspruch 3 eine größere Querschnittsfläche als die des Schließzylinders in der Tür aufweisen, was große Vorteile bezüglich einer Nutzraumerweiterung mit sich bringt. Für elektrische, elektronische, mechanische und elektromechanische Bauelemente steht dann nach den Ansprüchen 4 und 5 ein größerer Nutzraum im Zylindergestell zur Verfügung. Ein wichtiger Vorteil ergibt sich noch aufgrund der Ansprüche 1 und 2 insofern, dass der umlaufende Knauf uneingeschränkt frei rotieren und Kraft in den Zylinderkern eintragen kann, ohne dass das zentrale Zylindergestell dies behindert. Somit können die nach Anspruch 6 im Zylindergestell angeordneten Kommunikationselemente, wie Codeleser, Displays oder optische und akustische Signalelemente statisch fest und in gut zugänglicher Position angeordnet werden. Dies führt zu einem deutlichen Gebrauchsnutzen und zu mehr Konstruktionsfreiheit, da sich die genannten Kommunikationselemente nicht, wie bei bekannten Konstruktionen, mit dem Drehknauf mitbewegen müssen. Nach Anspruch 7 kann der mechatronische Schließzylinder geteilt sein. Dies hat den Vorteil, dass er flexibel an Türen unterschiedlicher Türblattstärke anpasst werden kann. Notwendig ist jedoch eine stabile Verbindung der einzelnen Zylinderelemente zueinander. Dies erfolgt über eine Zugsicherung nach Anspruch 8 im Bereich der Zylinderteilgestelle oder nach Anspruch 9 innerhalb des Zylinderkernes, wobei sich im letzten Fall die Zugsicherung ebenfalls in den Zylinderteilgestellen abstützt oder mit diesen verbunden ist. Danun die Zylinderteilgestelle in Höhe des Zylinderkernes zuggesichert sind, ergibt sich gegenüber bekannten Zylinderkonstruktionen ein erheblicher Stabilitätsgewinn. Um bei einem geteiltem Schließzylinder eine flexible Anpassung an unterschiedliche Türblattstärken zu gewährleisten, können nach Anspruch 10 axial-längenvariable Kupplungselemente eingesetzt werden. Dies sind bei den Zugsicherungen etwa Konstruktionen aus Gewindestangen und Rohren mit Innen- und/oder Außengewinde, und bei den Zylinderkernen Konstruktionselemente mit Längsschlitzen, Nuten und ähnlichem, die eine weitestgehend axiale Bewegungsfreiheit erlauben aber rotatorisch eine tangentiale Kraftübertragung sicherstellen. Im Zusammenhang mit den Ansprüchen 3 und 7 kann der erfindungsgemäße Schließzylinder nun sehr flexibel in Türen unterschiedlicher Blattstärke eingebaut und die beiden außenliegenden Zylinderelemente sehr fest gegeneinander verschraubt werden - sowohl im Bereich des Zylinderkernes als auch außerhalb. Hierdurch ergibt sich eine außerordentlich stabile Gesamtkonstruktion. Nach Anspruch 11 kann eine Zugsicherung ein durchgehendes axiales Loch aufweisen. Damit ergibt sich die Möglichkeit, eine Verbindung zwischen den beiden außenliegenden Zylindergestellen herzustellen und nach Anspruch 12 diese für elektrische und mechanisch-funktionelle Durchführungen zu nutzen. Dies erweitert die konstruktiven Möglichkeiten in funktioneller Hinsicht aber auch zur Erhöhung der Zuverlässigkeit sowie Sicherheit erheblich. Dadurch sind Schließzylinderkonstruktionen möglich, bei denen die Kommunikationselemente im außenliegenden Zylinderelement verbleiben können und zuverlässigkeits- bzw. sicherheitsrelevante Bauelemente, das elektromechanische Schaltelement und die Batterie in dem Zylinderelement untergebracht werden kann, das sich auf der sicheren Innentürseite befindet. Über diese axialen Löcher gemäß Anspruch 11 können Energie, Kraft und Informationen zwischen den einzelnen Zylinderelementen übertragen werden. Die Erfindung wir nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In Fig. 1 ist die in Blickrichtung der Rotationsachsen 4 und 5 von manuellem Antriebselement 1 und Zylinderkern 3 ein Teilbereich eines Schließzylinders (19) nach Anspruch 1 und 2 dargestellt. Die Rotationsachsen 4 und 5 sind nach Anspruch 2 gegeneinander versetzt. Das manuelle Antriebselement 1 ist ein Drehknauf und besitzt eine - als gestrichelte Linie dargestellte - Innenverzahnung 16, die in die Außenverzahnung 17 eines Zahnrades 18 eingreift, welches mit dem drehbaren Zylinderkern 3 des Schließzylinders 19 gekoppelt werden kann. Die einfach schraffiert dargestellte Fläche stellt den Bereich für Zylindergestellerweiterung 6 dar, in dem mechanische, elektrische, elektronische sowie elektromechanische Bauelemente, wie nach Anspruch 5 das elektromechanische Schaltelement 7 zum Kuppeln oder Sperren der Kraftübertragung zwischen dem manuellen Antriebselement 1 und dem Zylinderkern 3, angeordnet sind. Die Zylindergestellerweiterung 6 hat insgesamt den selben Durchmesser wie der Drehknauf. Doppelt schraffiert ist der Querschnitt des Profilzylinders 20 angedeutet, auf dem die Zylindererweiterung 6 aufsetzt, und die bekannte, skizzierte Gestalt aufweist, um in die entsprechenden Normöffnungen von Beschlag, Tür und Einsteckschloss zu passen. Nicht gezeigt in Fig. 1 ist die durch das Zahnrad 18 und den Zylinderkern 3 hindurchgehende Zugsicherung 12, die jedoch in Fig. 2 dargestellt wird. In Fig. 2 ist ein Teil des geteilten Schließzylinders 19 in der Seitenansicht dargestellt. Gezeigt ist das Zylinderelement 9 mit dem manuellen Antriebselement 1, dem Drehknauf mit InnenVerzahnung 16, der mit einem Sprengring 21 in der Zylindererweiterung 6 gelagert ist und diese umschließt. An die Zylindererweiterung 6 schließt sich in dem nach Innen gerichteten Teil noch ein Stück Profilzylinder 20 an. Dieser kann in einen Beschlag oder direkt in eine Tür formschlüssig eingreifen. In die Innenverzahnung 16 greift das Zahnrad 18 ein, das ein Loch und einen hohlen Stutzen aufweist. Mit einem elektromechanischen Schaltelement 7 kann dieser mit dem ebenfalls hohlen Zylinderkern 3 gekuppelt werden und so die Kraft vom manuellen Antriebselement 1 - dem Drehknauf- zum Zylinderkern 3 und damit zum Schließbart 10 übertragen. Der Schließbart 10 befindet sich in einem zweiten Zylinderelement 9, welches ein weiteres Stück Profilzylinder 20 ist. Die Zylinderteilgestelle 11 sind mit einer Zugsicherung 12 entsprechend Anspruch 8 verbunden. Sie stellt eine Spezialschraube aus hochfestem Stahl dar. Indem das Sackloch 22 im Zylinderteilgestell 11 des Zylinderelementes 9 mit manuellem Antriebselement 1 entsprechend tief ausgebildet ist, ergibt sich damit für diese Zugsicherung 12 automatisch ein axial-längenvariables Kuppliαngselement 13. Nicht dargestellt ist ein drittes Zylinderelement 9, das weitestgehend dem in Fig. 2 gezeigten Zylinderelement 9 mit manuellem Antriebselement 1 entspricht. Bei diesem wird lediglich die Zugsicherung 12 zum Zylinderteilgestell 11 des mittleren Zylinderelementes 9 mit einer stärkeren Schraube als Zugsicherung 12 ausgebildet. Diese Schraube ist hohl, um einem Schraubendreher den Zugang zur dargestellten Zugsicherung 12 zu ermöglichen. Im Inneren des Zahnrades 18 und des Zylinderkerns 3 ist nach Anspruch 9 eine weitere Zugsicherung 12 vorhanden, die ein axiales Loch 15 aufweist. Diese Zugsicherung 12 geht durch das Zahnrad 18, den hohlen Zylinderkern 3 und durch die entsprechenden Teile in dem nicht dargestellten Zylinderelementes 9. Sie weist ein axial-längenvariables Kupplungselement 13 in Form eines Hohlzylinders mit durchgehendem Innengewinde auf, in den diese Zugsicherung 12, die an dieser Stelle über ein Außengewinde verfügt, ebenso wie das entsprechende Gegenstück auf der Seite des nicht dargestellten Zylinderelementes 9 eingeschraubt werden kann und so eine variable Länge einstellbar wird. Die durchgehende Zugsicherung 12 im Zylinderkern 3 reicht durch alle Zylinderelemente 9, stützt sich im dargestellten Zylinderteilgestell 11 des Zylinderelementes 9 mit manuellem Antriebselement 1 ab und wird in dem nichtdargestellten Zylinderelement 9 mit manuellem Antriebselement 1 gegen das Zylinderteilgestell 11 verschraubt. Bei einer Montage in eine Tür können damit die unmittelbar hinter den Drehknäufen befindlichen Teile der Zylindergestellerweiterungen 6 fest auf die dazwischenliegenden Türelemente aufgepresst werden, so dass der gesamte Schließzylinder außerordentlich stabil in der Tür befestigt ist. Damit bei dieser Montage auch der Zylinderkern 3 Flexibilität mitbringt, verfügt dieser ebenfalls über ein axial- längenvariables Kupplungselement 14. Im vorderen Teil der Zylindergestellerweiterung 6 befinden sich die Kommunikationselemente 8 in Form eines Codelesers und eines Displays, das für die Zeitanzeige sowie zur Information für einen Nutzer verwendet werden kann. In Fig. 3 ist die Aufsicht eines Drehknaufzylinders dargestellt, bei dem die Zylindergestellerweiterung 6 über den Drehknauf hinaus erweitert wurde und zur Aufnahme von Kommunikationselementen 8 in Form eines Displays und zweier Leuchtdioden genutzt wird. Im zentralen Teil der Zylindergestellerweiterung 6 befindet sich lediglich ein Codeleser als Kommunikationselement 8. Liste der Bezugszeichen

1 manuelles Antriebselement 2 Zylindergestell 3 Zylinderkern 4 Rotationsachse des manuellen Antriebselementes 5 Rotationsachse des Zylinderkerns 6 Zylindergestellerweiterung 7 eleldxomechaniscb.es Schaltelement 8 Kommunikationselemente 9 Zylinderelement 10 " Schließbart 11 Zylinderteilgestell 12 Zugsicherung 13 axial-längenvariables Kupplungselement 14 axial-längenvariables Kupplungselement 15 axiales Loch 16 Innenverzahnung 17 Außenverzahnung 18 Zahnrad 19 Schließzylinder 20 Profilzylinder 21 Sprengring 22 Sackloch