Nuki hat die fünfte Produktgeneration seines Smart Locks in kompakter Bauform und überarbeiteter Mechanik auf den Markt gebracht. Bei der komplizierten Neukonzeption sorgen zwei unterschiedliche PMMA-Formmassen von Röhm für die zuverlässige Funktion.
Ein leuchtender Ring, der signalisiert, ob das Türschloss offen oder verschlossen ist, ist das unverwechselbare Erkennungszeichen der Smart Locks von Nuki, Graz (Österreich). Rund zehn Jahre nach der Vorstellung des Prototyps auf einer Crowdfunding-Plattform ist das Unternehmen einer der europäischen Marktführer für elektronische Zutrittstechnik. Weltweit nutzen mehr als eine Million Menschen die smarte Technik von Nuki. Mehr als 400.000 elektronische Türschlösser sind aktiv. Diese ermöglichen nicht nur den schlüssellosen Zugang zu privaten Wohnungen und Häusern oder Ferienappartements, sondern über eine App auch Zutrittskontrolle aus der Ferne.
Nun hat Nuki die fünfte Produktgeneration mit kompakter Bauform und komplett überarbeiteter Mechanik auf den Markt gebracht. Bei der komplizierten Neukonzeption wurden PMMA-Formmassen von Röhm, Darmstadt, zu einem Teil der Konstruktion.
Der geschlossene Lichtring signalisiert, dass die Tür verschlossen ist. (Foto: Nuki)
Der Leuchtkreis ist ein gelungenes Beispiel für Kommunikationsdesign mit Licht. Er ist von Anfang an das Markenzeichen von Nuki. „Unsere Leitfrage war: Wie lässt sich intuitiv erkennen, ob das Türschloss offen oder zugesperrt ist?“, beschreibt Alexander Ketter, Head of Operations der Nuki Home Solutions GmbH, die Ideenfindung in Zusammenarbeit mit dem Wiener Designstudio Eoos. „Wir wollten weder das allgegenwärtige Vorhängeschloss-Symbol verwenden noch rote und grüne Lichtsignale.“ Rot und Grün könnten je nach Nutzerintention gegensätzlich gedeutet werden, denn Grün kann sowohl eine sicher verschlossene Tür als auch freien Zugang signalisieren. Außerdem sind diese Farben für Menschen mit Rot-Grün-Schwäche kaum zu unterscheiden.
Bei geöffnetem Schloss bleibt das obere Segment unbeleuchtet. (Foto: Nuki)
Schließlich entschied sich das Design-Team für den segmentierten Leuchtkreis als eindeutiges Signal: Vollkreis für „verschlossen“ und Dreiviertelkreis für „geöffnet“.
Miniaturisierung als Herausforderung
Die neuen Modelle Smart Lock Pro und Smart Lock Ultra wurden auf ein Drittel der ursprünglichen Größe komprimiert. „Je kleiner und unauffälliger sich ein nachrüstbares elektronisches Türschloss in die bestehende Einrichtung einfügt, desto größer ist die Akzeptanz bei den Kunden. Allerdings erhöhte die Miniaturisierung die Komplexität der Konstruktion und limitierte die technischen Möglichkeiten“, erläutert Ketter.
Die anspruchsvolle Neukonzeption übernahmen die Ingenieurinnen und Ingenieure der Xitec Engineering GmbH, eines Entwicklungsbüros für mechatronische Komponenten und Produkte. Sie haben sowohl Mechanik als auch Antrieb im Drehzylinder untergebracht. Der kastenförmige Unterbau der Vorgängermodelle entfällt. Dazu mussten sämtliche Komponenten von Grund auf neu entwickelt und verkleinert werden. Das erforderte innovative Technik und andere Werkstoffe – unter anderem Plexiglas für die lichtführenden Teile.
„Im Innern der Nuki Smart Locks befinden sich etwa 60 selbst entwickelte Komponenten, kein einziges Normteil“, sagt Andreas Rainer. Der Diplom-Ingenieur ist technischer Leiter bei Xitec. Das Smart Lock Pro und das Smart Lock Ultra sind mit einem bürstenlosen Motor ausgestattet, der rapide und energieeffizient arbeitet und gleichzeitig eine kompaktere Bauform ermöglicht.
Das Nuki Smart Lock Pro und das kleinere Nuki Smart Lock Ultra. Von außen lediglich als schmaler Lichtring erkennbar ist ein Lichtleiter, der mit der Drehmechanik zusammenwirkt. (Foto: Nuki)
Verbindung von Mechanik und Lichtleiter
„Lichtleitung und Lichtstreuung waren ein riesiges Thema bei der Neukonzeption, denn die Vorgabe von Nuki war: Der Leuchtkreis muss bleiben“, sagt Rainer. Der Zylinder der Smart Locks dreht sich beim Öffnen und Schließen, aber der Leuchtkreis soll sich nicht sichtbar mitdrehen. Das offene Segment soll immer an derselben Stelle oben erscheinen. Bei der neuen Bauweise mit begrenztem Raum musste das Licht der LEDs dazu um 90 Grad umgelenkt werden. Ein Kniff in der Konstruktion und zwei Plexiglas- Produkte mit unterschiedlichen Eigenschaften ermöglichten eine smarte Lösung.
„Für diese anspruchsvolle Konstruktion benötigte Nuki zum einen eine lichtstreuende Plexiglas-Formmasse, damit der Ring schön gleichmäßig leuchtet, zum anderen eine transparente Plexiglas-Variante mit sehr hoher mechanischer Stabilität, damit die lichtleitende Komponente dem Drehmoment der Zahnflanken standhält“, sagt Christian Bitsch, Senior Market Tech Consulting Manager in der Business Unit Molding Compounds bei Röhm.
Plexiglas Softlight lässt den Lichtring gleichmäßig leuchten
Eine Streuscheibe über der Platine mit acht kreisförmig angeordneten LEDs sorgt für die Lichtdiffusion. Sie wird im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren aus lichtstreuendem Plexiglas Softlight und einem weißen Kunststoff als Reflektor gefertigt. Das PMMA verwandelt das intensive Punktlicht der LEDs in ein weiches, homogenes Licht und lenkt es um. Dies geschieht durch die im Material enthaltenen Streupartikel. „Diese Diffuser-Formmasse bietet großen Spielraum bei Beleuchtungsanwendungen aller Art, zum Beispiel für Ambientebeleuchtung. Die Varianten der Produktfamilie sind mit unterschiedlicher Dichte an Streupartikeln für Vorwärts- und Rückwärtsstreuung erhältlich“, präzisiert Bitsch.
Bauteil mit Plexiglas Resist wirkt als mechanischer Lichtleiter
Für das Zusammenwirken von Mechanik und Lichtsignal ist ein separates Hybridbauteil aus transparentem Plexiglas Resist mit einem Metall-Insert zuständig. Die hier verwendete Spezialformmasse ist schlagzäh modifiziert und bietet gleichzeitig eine sehr gute Lichtleitfähigkeit. „Dieses Bauteil dreht sich mit der Antriebseinheit mit und muss einer enormen mechanischen Beanspruchung standhalten. Es ist für ein Drehmoment von bis zu 5 Newtonmeter ausgelegt“, erklärt Xitec-Ingenieur Rainer.
Der Lichtleiter aus Plexiglas Resist ist geformt wie eine Scheibe mit einem schmalen Kranz in der Mitte. Der Kranz steckt in der ringförmigen Öffnung des Drehzylinders. Das ist die Stelle, an der das bereits durch Plexiglas Softlight gestreute Licht beim Nutzer-Interface als leuchtender Ring austritt.
