EP0278905B1 - Contact device for transmitting electrical signals between lock and key of a cylinder lock - Google Patents
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- EP0278905B1 EP0278905B1 EP19880810059 EP88810059A EP0278905B1 EP 0278905 B1 EP0278905 B1 EP 0278905B1 EP 19880810059 EP19880810059 EP 19880810059 EP 88810059 A EP88810059 A EP 88810059A EP 0278905 B1 EP0278905 B1 EP 0278905B1
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- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B35/00—Locks for use with special keys or a plurality of keys ; keys therefor
- E05B35/001—Locks for use with special keys or a plurality of keys ; keys therefor with key identifying function
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- G07—CHECKING-DEVICES
- G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- G07C9/00—Individual registration on entry or exit
- G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
- G07C9/00944—Details of construction or manufacture
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H27/00—Switches operated by a removable member, e.g. key, plug or plate; Switches operated by setting members according to a single predetermined combination out of several possible settings
- H01H27/06—Key inserted and then turned to effect operation of the switch
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Definitions
- the invention relates to a contact device for transmitting electrical signals between the lock and key on a cylinder lock with a stator housing, a rotor arranged in this with mechanical tumblers and a key channel, in which contact elements for signal transmission are present in a partial area, and a key with a Integrated electronic information carrier and contact points arranged on the key bit, in a partial area next to the mechanical coding.
- Cylinder locks of this type are used where the security of the known, purely mechanical cylinder locks no longer meets the requirements and where additional electronic security means are arranged both on the key and on the lock. It is known to equip keys to such cylinder locks with at least one storage element which contains a magnetic or electronic code. A corresponding reading device is located in the lock, which can consist of a simple electronic reading unit or one or more microprocessors. Optical, inductive or mechanical contact elements can be used to transfer the stored data from the key to the lock. Since the key and cylinder lock in such locking devices are exposed to many interfering influences such as dirt, deformation, strong magnetic fields, etc., this often results Malfunctions when using such locks and keys equipped with additional electronic elements. This is particularly true where the stored data is transmitted via optical or inductive contact elements.
- pin tumblers are mounted in a rotor which can be rotated in the stator housing of the cylinder lock. If the key incisions match the penetration depths of the pin tumblers, the mechanical lock between the rotor and the stator housing is released.
- an electronic security system is arranged at the end of the key bit.
- a data carrier ring on the key bit for example in the form of a magnetic strip or with a light or electro-optical dot or strip pattern.
- a read head is arranged in the area of the data carrier on the key, which makes contact-free contact with the transition of information between the key and lock.
- the contact or reading unit decodes the data contained on the key and checks it for agreement with the data stored in the lock. If there is a match, the rotary movement of the rotor is released via an electromagnet and a locking element, and the lock can be opened.
- the number of possible closure variations can be significantly increased by superimposing the electronic system on the mechanical one.
- the system described here is extremely susceptible to malfunction, since foreign parts can accumulate on the data carrier at the key bit and interfere with or even prevent the transfer of data between the key and the lock.
- the data stored on the data carrier at the key bit can be intentionally or unintentionally changed by strong magnetic fields or other external influences. As a result, this lock / key system loses considerable security and is extremely susceptible to failure.
- a lock / key system is known from patent specification DE 3006128 A1, in which the information is transmitted from the key to the lock via a mechanical contact device.
- an electronic circuit is housed in the key of the key, which contains, among other things, storage units for electronic coding.
- Contact rings which are connected to the electronic circuit, are arranged on the key bit.
- the receptacle housing for the key contains sliding contacts which rest on the contact surfaces on the key bit when the key is fully inserted.
- an electromagnetic Actuated lock arranged, which is controlled by a locking control, such as a microprocessor. If the data stored in the electronics of the key matches the approval conditions in the locking control, this opens the electromagnetic lock.
- a jacket segment is cut out on the stator housing in the area of the contact elements, this section exposes a partial area of the jacket of the rotor and the partial area of the key channel, which serves to accommodate the key bit part with the contact points, in the cutout of the stator housing and
- a guide element made of electrically insulating material for mechanical contact elements is arranged, which are attached to a carrier plate and which engage in the guide element, consist of pairs of grinding springs, the spring elements in the exposed partial area of the rotor shell depending on both sides of the central axis approximately tangentially and without contact with them are created and the carrier plate with the contact elements and the guide element are inserted radially into the stator cutout and are surrounded by the protective sleeve.
- the contact device on the lock consists of a circular segment-shaped guide element on which a printed circuit board and at least two pairs of mechanical contact elements arranged next to one another are present.
- the contact elements are in the installed state in the areas of the lock in which the contact points arranged on the key bit are positioned when the key is inserted.
- the contact elements are connected directly to the circuit board, which results in a very compact design in the area of the guide element. Since the guide element has the shape of a circular ring segment of the stator housing, the unit formed by the guide element with the contact elements and the printed circuit board can be inserted radially into the stator housing. This facilitates the installation and removal of the contact device with at least some of the associated electronic components on the lock.
- contact elements and printed circuit boards can be removed without having to rotate them mechanical elements of the lock, especially the rotor, must be removed.
- a preferred embodiment of the invention is characterized in that the carrier plate is formed from a reinforced printed circuit board and the connecting parts of the contact elements are connected to conductors on the plate. It has also proven to be advantageous that the spring elements of the contact elements are separated in the central region and have two contact points.
- the contact elements which are designed as spring elements, each with a pair of legs forming loop springs, are fixed in their position in the lock or on the guide element via the connection part fastened to the printed circuit board.
- the distance between the individual contact elements corresponds to the distance between the contact points on the key bit.
- One loop spring element of each contact element forms a tangent to an outside diameter of the rotor on both sides of the connection part without touching the rotor, which is ensured by the free guidance of the spring areas of the loop spring elements in the guide element and the shape of the spring areas.
- the position of the contact elements arranged one behind the other in the direction of the axis of the lock is clearly defined in terms of their position due to the fastening of the sliding spring elements on the printed circuit board on the one hand and the freely movable guidance of the spring areas in the guide element, but at the same time they only occupy a partial area of the circumference of the rotor.
- the arrangement and shape of the two loop spring elements of each contact element also ensure the exact dimensioning of the contact forces as well as a high level of safety and service life.
- Each of the loop spring elements has several spring areas. Since the loop spring elements are precisely positioned and fixed in their mutual position, can be made wider and separated. The separation takes place by means of a longitudinal slot or the arrangement of two spring elements.
- a preferred embodiment consists in the fact that the grinding springs are arranged in the range of at most 90 ° on both sides of the withdrawal position of the key channel. Since the withdrawal position of the key channel is identical to the position in which the key can be inserted into the lock, it follows that data can be transferred between the key and lock during a maximum 90 ° rotation of the key in both directions.
- the symmetrical design of the loop spring elements on both sides of the key channel ensures the generation of an electrical contact between the lock and key in both directions of rotation.
- the rotor has at least one annular groove in the area of the loop spring elements on the outer casing and there is a space between the loop spring elements and the groove bottom.
- a further preferred embodiment consists in that when the key is completely inserted into the key channel of the rotor, the one narrow side with the contact points of the key protrudes beyond the groove base on the rotor and touches the grinding spring elements during part of the rotary movement of the rotor.
- a further improvement of the contact device can be achieved in that a microswitch is arranged on the carrier plate, this microswitch is switched on in the electrical circuit and one as a switching element Has switching pin, the end of which protrudes into the key channel.
- the microswitch comprises a membrane key which is integrated in the printed circuit board.
- Membrane keyboards are currently used in control panels of machine controls. The combination with a switching pin enables integration into the network of electrical conductors on the circuit board and thus the combination of the essential electrical parts on the circuit board or carrier plate.
- the subject of the invention can be used to control the current sources, in that the switching pin of the microswitch interacts with the key in the area of the rear three quarters of the length of the key bit, which extends from the beginning of the contact area towards the key end.
- the microswitch is thus activated before the key is fully inserted into the lock.
- batteries e.g. by removing the passivation layer in lithium batteries, and other electronic components can be activated before the signal transmission between key and lock begins.
- the microswitch is placed more against the first quarter of the key bit or against the contact area.
- a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that in the two contact surfaces between the stator housing and the guide element on the stator housing and / or on the guide element there are parallel guide grooves running approximately at right angles to the rotor axis, and the free ends of the loop spring elements of the contact elements are movably mounted in these grooves are.
- the individual loop spring elements are supported at both ends. This enables a precise measurement of the spring forces in the central area of the sliding spring elements and results in a high level of mechanical safety. Guide element and contact elements can be easily radially into the stator housing without having to intervene in the mechanical part of the lock.
- the free ends of the loop spring elements of the contact elements are provided with an electrically insulating layer and / or the guide grooves are provided with an electrically insulating layer.
- Various known materials such as e.g. Teflon can be used.
- the contact elements have a connection part in the region of the central axis of the lock, the two loop spring elements start from this connection part, and are bent in the area remote from the connection part and returned to the connection part and each in two approximately parallel Shaped spring areas, the spring area is directed with the free end of the spring element against the rotor and arranged without contact to the rotor and the free end of each loop spring element is supported on a central web of the guide element.
- the loop spring elements are attached to the circuit board and the spring areas are freely movable in the guides of the guide element.
- the position of the contact elements which are arranged one behind the other in the direction of the axis of the lock are clearly defined in their position, but at the same time only occupy a portion of the circumference of the rotor.
- This arrangement and shape of the two loop spring elements of each contact element ensure the exact dimensioning of the contact forces as well as a high level of safety and service life.
- Each of the loop spring elements has a plurality of spring areas in that it can deflect at the clamping point of the bending point and along the two spring areas running approximately in parallel. This reduces the stress on the material in the individual bending points.
- the bend is a minimum of 160 ° and a maximum of 200 °.
- the contact device according to the invention can be implemented in a compact and miniaturized construction. It can be easily combined with the well-known mechanical lock / key systems and integrated into corresponding cylinder locks. The security of the contact between lock and key is considerably increased by the proposed device compared to the known systems, which results in a significant improvement in the operational security of the mechanical / electronic lock / key system.
- the assembly of corresponding lock units is very simple since the contact device does not comprise any rotating parts. It is also possible to exchange defective contact devices with the associated circuit board parts without interfering with the mechanical part of the lock.
- the cylinder lock 1 shown in Figure 1 is part of a double cylinder lock, which is provided with known mechanical tumblers and also with an electronic security device.
- the cylinder lock 1 essentially consists of a stator 4, a stator housing 3 and a rotor 5 shown in FIG. 2.
- the entire lock is surrounded by an outer casing 11. Further details of the lock / key unit shown in Figure 1 are shown in Figures 2, 3 and 4.
- a flat key 2 inserted into the cylinder lock 1 consists of a ridge 10 and a key bit 7. In the rear area of the key bit 7 there is a contact part 12 on which contact points 8 are located. These contact points 8 are connected to an electronic information carrier 9 via electrical conductors 13.
- the electronic information carrier 9 consists of a microprocessor and / or an application-oriented integrated circuit (ASIC) with one or more memory elements, which can process and recognize electronic information.
- ASIC application-oriented integrated circuit
- These electronic components of the information carrier 9 are installed in the box 10 of the key 2.
- Mechanical tumblers (not shown) are arranged in the area of the key bit 7 in the rotor 5 of the cylinder lock 1, which interact with mechanical codes on the key bit 7. This mechanical closure can be carried out in a known manner, for example according to European Patent No. 8,310.
- the mechanical part of the cylinder lock 1 is released when the correct key 2 is fully inserted into the key channel 6.
- an electromagnetic locking device is also installed, which acts between rotor 5 and stator 4.
- This electromagnetic locking device also includes a carrier plate 14 to which the contact elements 15 are fastened in the form of grinding springs.
- Electronic components 41 are further arranged on the carrier plate 14, which is formed from a printed circuit board, and connected to the contact elements 15 via electrical conductors. Depending on the design of the lock, these electronic components 41 comprise simple electronic parts, memory elements or one or more microprocessors.
- a power source, not shown, is also provided for operating the electronic system.
- the microprocessor of the electronic component 41 in the cylinder lock 1 reads the data from the electronic information carrier 9 on the key 2 and stores new data in this information carrier 9 if necessary.
- the electromagnetic lock which is not shown, but is known per se, is released in the cylinder lock 1, and the lock can be opened by turning the rotor 5 if the mechanical codes on the key bit 7 are correct at the same time are.
- the data is transmitted from the key 2 to the lock 1 and vice versa via the sliding spring elements 27, 28 in the cylinder lock 1 and via the contact points 8 arranged on the contact part 12 of the key bit 7.
- the carrier or circuit board 14 and the contact elements 15 are arranged in a guide element 16, which consists of a circular ring segment and is inserted at right angles to the lock axis 17 into the jacket segment-shaped cutout 45 on the stator housing 3 and is detachably connected to this housing 3.
- a microswitch 42 is arranged on the carrier or printed circuit board 14.
- This microswitch 42 comprises a membrane key 44 integrated in the printed circuit board 14, which opens or closes the circuit in the cylinder lock 1.
- the membrane key 44 is actuated by means of the key bit 7, which acts on a switching pin 43 when inserted into the key channel 6.
- the switching pin 43 is supported in the stator 4 and is also part of the microswitch 42.
- the section through the cylinder lock 1 in the area of the contact device according to FIG. 2 shows the stator housing 3, the rotor 5 with the key channel 6, the contact part 12 of the key bit 7 and the guide element 16.
- This guide element 16 has a cutout 22 with side grooves 23, 24 in which the carrier or printed circuit board 14 is fastened.
- the contact elements 15 are arranged on the lower side of the carrier or printed circuit board 14.
- Each contact element 15 has a connection part 26 which penetrates the carrier or printed circuit board 14 and is connected on its upper surface to the electrical conductors 25, for example by soldering.
- each contact element 15 consists of two loop spring elements 27, 28, the ends 29, 30 of which are guided in the guide element 16.
- the guide element 16 For guiding the ends 29, 30 of the grinding spring elements 27, 28, the guide element 16 is provided with guide grooves 31 as shown in FIG. These guide grooves 31 are arranged in the support surface 32 of the guide element 16 and run at right angles to the lock axis 17.
- the guide element 16 lies with the surface 32 on the support surface 33 on the stator housing 3 and is detachably connected to the latter by means of screws 34, 35.
- the guide element 16 has the shape of a Annular ring segment and is inserted into the corresponding recess 45 on the stator housing 3.
- the contact element 15 according to FIG. 4 has a pair of grinding springs 27, 28. Both loop spring elements 27 and 28 are provided in the middle with a longitudinal slot 36 and divided into two parts which can move independently of one another above the contact area. The ends 29 and 30 of the grinding spring elements 27 and 28 are bent and form sliding areas 37 and 38. These sliding areas 37, 38 are provided with an insulating layer 39, 40, Teflon being used in the example shown. These coatings 39 and 40 serve to electrically isolate the loop spring elements 27, 28 of the contact elements 15 from the guide element 16 and at the same time to ensure that the loop spring ends 29, 30 slide in the guide grooves 31.
- the contact element 15 is shaped such that it can be inserted into the cutout 22 on the guide element 16 and the connecting part 26 can be molded out.
- the guide grooves 31 and the contact surface 33 are also provided with appropriate coatings made of Teflon.
- the contact points 8 are arranged on the key 2 on its narrow sides 20 and 21.
- the contact points 8 are formed symmetrically on both narrow sides 20, 21 and are connected in the same way via the electrical conductors 13 to the electronic components 9 in the key 2.
- an annular groove 18 is formed on the rotor 5, as a result of which an annular gap is formed in this area between the rotor 5, the stator housing 3 and the carrier body 16.
- the grinding spring elements 27, 28 of the contact regions 15 are positioned in the upper regions of this annular groove 18. Their position is determined on the one hand by the attachment of the connecting part 26 to the carrier plate 14 and on the other hand by the inevitable guidance of the ends 29, 30 in the guide grooves 31.
- the loop spring elements 27, 28 form tangents to an outer diameter of the rotor 5 on both sides of the connecting part 26 or of the key channel 6 in the pull-off position, wherein they are arranged without contact with the jacket of the rotor 5. There is therefore a gap between the groove bottom 19 on the rotor 5 and the two loop springs 27, 28 of the contact elements 15.
- the dimensions of the contact part 12 with the contact points 8 on the key bit 7 and the groove 18 on the rotor 5 are selected such that the narrow side 20 of the contact part 12 protrudes beyond the groove bottom 19.
- This protrusion is dimensioned such that, in the example shown, the contact points 8 on the narrow side 20 touch one of the sliding springs 27 or 28 when the rotor 5 is rotated and deflect it from its rest position until the desired contact force is reached. This creates the electrical connection between the electronic components 9, 41 in the lock 1 and in the key 2, and data can be transmitted as long as the contact points 8 are connected to one of the wiper springs 27, 28 of the contact elements 15.
- the cylinder lock 1 shown in Figure 5 is in most parts identical to the lock according to Figure 1 and is part of a double cylinder lock, which is provided with known mechanical tumblers and also with an electronic safety device.
- the cylinder lock 1 essentially consists of the stator 4, the stator housing 3 and the rotor 5, which can be seen more clearly in FIG. 6, and is surrounded by an outer casing 11.
- the flat key 2 inserted into the cylinder lock 1 consists of the ridge 10 and the key bit 7. In the rear area of the key bit 7 there is a contact part 12 on which contact points 8 are located. These contact points 8 are connected to an electronic information carrier 9 via electrical conductors 13.
- electrical conductors 13 As in the example according to FIG.
- the electronic information carrier 9 consists of a microprocessor and / or an application-oriented integrated circuit (ASIC) with one or more Storage elements that can process and recognize electronic information. These electronic components of the information carrier 9 are installed in the box 10 of the key 2. Mechanical tumblers, not shown, are arranged in the area of the key bit 7 in the rotor 5 of the cylinder lock 1, which interact with mechanical codings 47 on the key bit 7. This mechanical closure is also carried out in a known manner according to European Patent No. 8,310. The mechanical part of the cylinder lock 1 is released when the correct key 2 is fully inserted into the key channel 6. In the lower part of the cylinder lock 1, an electromagnetic locking device is also installed, which acts between the rotor 5 and the stator 4.
- ASIC application-oriented integrated circuit
- This electromagnetic locking device includes the carrier plate 14, to which the contact elements 55 with the grinding springs 57, 58 are fastened.
- the electronic components 41 are arranged on the carrier plate 14, which is formed from a printed circuit board, and are connected to the connecting parts 56 on the contact elements 55 via electrical conductors. Depending on the design of the lock, these electronic components 41 comprise simple electronic parts, memory elements or one or more microprocessors. A power source, not shown, is also provided for operating the electronic system.
- the microprocessor of the electronic component 41 in the cylinder lock 1 reads the data from the electronic information carrier 9 on the key 2 and stores new data in this information carrier 9 if necessary.
- the electromagnetic lock (not shown) which is known per se in the cylinder lock 1 is released and the lock can be opened by turning the rotor 5 if the mechanical codes on the key bit 7 are correct at the same time are.
- the data is transmitted from the key 2 to the lock 1 and vice versa via the loop spring elements 57, 58 of the contact elements 55 in the cylinder lock 1 and via the contact points 8 arranged on the contact part 12 of the key bit 7
- four contact elements 55 and, accordingly, four contact points 8 are also present on each narrow side 20, 21 of the key bit 7. Both the individual contact elements 55 and the individual contact points 8 are insulated from one another and connected to the corresponding electronic components 9 and 41 via the integrated electrical conductors.
- a guide element 50 is radially inserted into the shell segment 45 cut out in the stator housing 3.
- This guide element 50 is in the form of a segment of a circle and consists of electrically insulating material, e.g. Plastic, and has guide slots for the loop spring elements 57, 58 of the contact elements 55.
- the carrier or circuit board 14 and the contact elements 55 are fastened to the stator housing 3 by means of screws 48, 49.
- the carrier plate 14 with the contact elements 55 like the guide element 50, is inserted into the stator housing 3 at right angles to the lock axis 17 and is detachably connected to this housing 3.
- a microswitch 42 is arranged on the carrier or printed circuit board 14.
- This microswitch 42 comprises a membrane key 44 integrated in the printed circuit board 14, which opens or closes the circuit in the cylinder lock 1.
- the membrane key 44 is actuated by means of the key bit 7, which acts on a switching pin 43 when inserted into the key channel 6.
- the switching pin 43 is supported in the stator 4 and is also part of the microswitch 42.
- the section through the cylinder lock 1 shown as an example in FIG. 5 in the area of the contact device according to FIG. 6 shows the stator housing 3, the rotor 5 with the key channel 6, the contact part 12 of the key bit 7 and the guide element 50.
- the guide element 50 rests on surfaces 33 Stator housing 3 and is fastened with screws 34, 35.
- Electrical conductors 25 are located on the carrier or printed circuit board 14, at least on the upper side. These form the connections to the microswitch 42 and further electronic connection points in the form of printed circuits.
- the contact elements 55 with the grinding springs 57, 58 are arranged on the lower side of the carrier plate 14.
- Each contact element 55 has a connecting part 56, which penetrates the carrier or printed circuit board 14 and is connected on its upper surface to the electrical conductors 25, for example by soldering. Furthermore, the pairs of grinding springs 57, 58 belonging to each contact element are guided in the cutouts 68, 69 in the guide element 50.
- each of the contact elements 55 belonging, for example, according to FIG. 5 has a connecting part 56 and a pair of sliding springs 57, 58 which are arranged on both sides of the connecting part 56.
- the sliding springs 57, 58 each form an angle of approximately 60 ° with the axis 64, the angle being selected such that the springs 57, 58 in the installed state are approximately tangential to the rotary circle formed by contact points 8 on the key 2 run.
- the individual wiper springs 57, 58 each consist of an outer spring region 61 and an inner spring region 62. These two regions 61 and 62 are formed in one piece by the springs in the bending points 59 and 60 being bent through approximately 180 °.
- each loop spring element 57, 58 has a longitudinal slot 36. This creates two contact points on the spring areas 62 which can be moved independently of one another.
- FIG. 8 shows the guide element 50 which is used in the example according to FIG. 5.
- the front part of the wall is cut away.
- This guide element 50 consists of an electrically insulating plastic with good sliding properties.
- the guide element 50 has the shape of a shell segment and is designed in the form of a bridge.
- the two side parts 52 and 53 are arranged on both sides of the central web 51 and have bores 65, 66 for the fastening screws 34, 35.
- the guide element 50 is curved and forms a cavity 67 for the rotor 5.
- guide slots 68, 69 are machined into the side parts 52 and 53. These serve to guide the contact elements 55.
- the contact points 8 are arranged on the key 2 on its narrow sides 20 and 21.
- the contact points 8 are formed symmetrically on both narrow sides 20, 21 and are connected in the same way via the electrical conductors 13 to the electronic components 9 in the key 2.
- an annular groove 18 is formed on the rotor 5, whereby an annular gap 18 is formed in this area between the rotor 5, the stator housing 3 and the guide element 50.
- the spring areas 62 of the loop spring elements 57, 58 are positioned in the upper areas of this annular groove 18.
- the grinding spring elements 57, 58 form on both sides of the connecting part 56 or the key channel 6 in the pull-off position tangents to an outer diameter of the rotor 5, wherein they are arranged without contact to the jacket of the rotor 5. There is therefore a gap between the groove bottom 19 on the rotor 5 and the two spring areas 62 of the loop springs 57, 58.
- the dimensions of the contact section 12 with the contact points 8 on the key bit 7 and of the groove 18 on the rotor 5 are selected such that the narrow side 20 of the contact section 12 protrudes beyond the groove bottom 19.
- This protrusion is dimensioned such that in the example shown the contact points 8 on the narrow side 20 touch the spring region 62 of the sliding spring 58 when the rotor 5 is rotated and deflect it from its rest position until the desired contact force is reached. This creates the electrical connection between the electronic components 9, 41 in the lock 1 and in the key 2, and data can be transmitted as long as the contact points 8 are connected to one of the wiper springs 57, 58 of a contact element 55.
- the two exemplary embodiments of the lock 1 shown in FIGS. 1 to 4 and 5 to 8 both have the following advantages.
- the construction according to the invention enables the pre-assembly of the contact elements 15 or 55 on the carrier or printed circuit board 14.
- the guide element 16 is inserted radially into the stator housing 3 together with the carrier plate 14 and the contact elements 15 and attached.
- the guide element 50 and the carrier plate 14 with the contact elements 55 are successively inserted and fastened radially into the stator housing 3. Regardless of the installation of the electrical parts and the contact elements, the entire mechanical part of the cylinder lock 1 can be fully assembled in both exemplary embodiments and tested in advance.
- the manufacturing process of such locks can be considerably simplified and the reject rate is considerably reduced, since the electrical parts can also be checked independently of the mechanical part.
- a further improvement in the contact between the contact elements 15, 55 and the contact points 8 on the key bit 7 is achieved by dividing the grinding springs 27, 28 and 57, 58 into two parts which can move independently of one another. This arrangement enables the error rate to be reduced to the level of the second power. Since the Contact elements 15, 55 can only be brought from the outside to the rotating parts of the rotor 5 and the key 2, the installation and removal of the guide element 16 or 50 with the carrier or printed circuit board 14 and the contact elements 15 or 55 take place without intervention in the mechanical part of the cylinder lock 1. In order to ensure this accessibility, the sliding spring elements 27, 28 or 57, 58 extend at most over the range of 90 ° on both sides of the withdrawal position of the key channel 6 in the cylinder lock 1.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung zur Uebertragung von elektrischen Signalen zwischen Schloss und Schlüssel an einem Zylinderschloss mit einem Statorgehäuse, einem in diesem angeordneten Rotor mit mechanischen Zuhaltungen und einem Schlüsselkanal, bei welchem in einem Teilbereich Kontaktelemente für die Signalübertragung vorhanden sind, sowie einem Schlüssel mit einem integrierten elektronischen Informationsträger und am Schlüsselbart, in einem Teilbereich neben den mechanischen Kodierungen, angeordneten Kontaktstellen.The invention relates to a contact device for transmitting electrical signals between the lock and key on a cylinder lock with a stator housing, a rotor arranged in this with mechanical tumblers and a key channel, in which contact elements for signal transmission are present in a partial area, and a key with a Integrated electronic information carrier and contact points arranged on the key bit, in a partial area next to the mechanical coding.
Zylinderschlösser dieser Art finden dort Verwendung, wo die Sicherheit der bekannten, rein mechanischen Zylinderschlösser den Anforderungen nicht mehr genügt und sowohl am Schlüssel wie am Schloss zusätzliche elektronische Sicherheitsmittel angeordnet sind. Es ist bekannt, Schlüssel zu derartigen Zylinderschlössern mit mindestens einem Speicherelement zu bestücken, welches einen magnetischen oder elektronischen Kode enthält. Im Schloss befindet sich eine entsprechende Leseeinrichtung, wobei diese aus einer einfachen elektronischen Leseeinheit oder einem oder mehreren Mikroprozessoren bestehen kann. Zur Uebertragung der gespeicherten Daten vom Schlüssel an das Schloss können optische, induktive oder mechanische Kontaktelemente eingesetzt werden. Da Schlüssel und Zylinderschloss bei derartigen Schliesseinrichtungen vielen Störeinflüssen wie Verschmutzung, Deformation, starken Magnetfeldern, etc. ausgesetzt sind, ergeben sich häufig Störungen beim Gebrauch solcher mit elektronischen Zusatzelementen bestückten Schlössern und Schlüsseln. Dies trifft insbesondere dort zu, wo die Uebertragung der gespeicherten Daten über optische oder induktive Kontaktelemente erfolgt.Cylinder locks of this type are used where the security of the known, purely mechanical cylinder locks no longer meets the requirements and where additional electronic security means are arranged both on the key and on the lock. It is known to equip keys to such cylinder locks with at least one storage element which contains a magnetic or electronic code. A corresponding reading device is located in the lock, which can consist of a simple electronic reading unit or one or more microprocessors. Optical, inductive or mechanical contact elements can be used to transfer the stored data from the key to the lock. Since the key and cylinder lock in such locking devices are exposed to many interfering influences such as dirt, deformation, strong magnetic fields, etc., this often results Malfunctions when using such locks and keys equipped with additional electronic elements. This is particularly true where the stored data is transmitted via optical or inductive contact elements.
Schlüssel und Schlösser, bei welchen elektronische Bauelemente mit Sicherheitsinformationen mit mechanischen Zuhaltungen, bzw. Kodierungen kombiniert werden, finden erst seit kurzer Zeit in breiterem Rahmen Anwendung. Dabei hat sich gezeigt, dass die Verwendung von mechanischen Kontakten die höchste Sicherheit bei der Uebertragung der Signale gewährleistet. Infolge des hohen Miniaturisierungsgrades der bekannten mechanischen Zylinderschlösser und der notwendigen langen Lebensdauer der Kontaktpartien zwischen Schloss und Schlüssel, bereitet die Gestaltung der Kontaktelemente im Schloss ausserordentlich grosse Schwierigkeiten. Die meisten der heute bekannten Kontaktelemente genügen den hohen Anforderungen an die Lebensdauer und Sicherheit bei Zylinderschlössern nicht. Aus der Patentschrift DE 3245681 A1 ist ein derartiges Zylinderschloss mit zugehörigem Schlüssel bekannt. Bei dem dort beschriebenen Schlüssel sind am Schlüsselbart Einschnitte angeordnet, in welche bei in das Schloss eingestecktem Schlüssel Stiftzuhaltungen eingreifen. Diese Stiftzuhaltungen sind in einem Rotor gelagert, welcher im Statorgehäuse des Zylinderschlosses drehbar ist. Bei Uebereinstimmung der Schlüsseleinschnitte mit den Eindringtiefen der Stiftzuhaltungen wird die mechanische Sperrung zwischen Rotor und Statorgehäuse aufgehoben. Zusätzlich zu diesen mechanischen Kodierungen, bzw. Zuhaltungen, ist am Ende des Schlüsselbartes ein elektronisches Sicherheitssystem angeordnet. Dazu befindet sich am Schlüsselbart ein Datenträgerring, beispielsweise in der Form eines Magnetstreifens oder mit einer Licht-, bzw. elektro-optischen Punkt- oder Streifenrasterung. Im Schloss ist im Bereiche der Datenträger am Schlüssel ein Lesekopf angeordnet, welcher berührungslos den Kontakt zum Uebergang von Informationen zwischen Schlüssel und Schloss herstellt. Diese Kontakt-, bzw. Leseeinheit dekodiert die auf dem Schlüssel enthaltenen Daten und prüft diese auf Uebereinstimmung mit im Schloss gespeicherten Daten. Wenn Uebereinstimmung vorliegt, wird über einen Elektromagnet und ein Sperrelement die Drehbewegung des Rotors freigegeben, und das Schloss kann geöffnet werden. Durch diese Anordnung kann die Zahl der möglichen Schliessvariationen durch die Ueberlagerung des elektronischen Systems über das mechanische wesentlich erhöht werden. Das hier beschriebene System ist jedoch ausserordentlich störungsanfällig, da sich Fremdteile auf dem Datenträger am Schlüsselbart ansammeln können und die Uebertragung der Daten zwischen Schlüssel und Schloss stören oder gar verhindern. Zudem können die auf dem Datenträger am Schlüsselbart gespeicherten Daten durch starke Magnetfelder oder andere Fremdeinflüsse gewollt oder ungewollt verändert werden. Dadurch verliert dieses Schloss-/Schlüsselsystem erheblich an Sicherheit und wird ausserordentlich störungsanfällig. Störungen im elektronischen Bereich wirken sich zudem so aus, dass das Schloss auch bei Uebereinstimmung der mechanischen Kodierung zwischen Schlüssel und Schloss nicht geöffnet werden kann, da der Rotor elektromechanisch gesperrt bleibt. Wird diese Sperre durch Ueberbrückung des elektronischen Systems gelöst, so beschränkt sich die Sicherheit des Schlosses auf diejenige eines rein mechanisch kodierten Schloss-/Schlüsselsystems.Keys and locks, in which electronic components with security information are combined with mechanical tumblers or codes, have only recently been used in a broader context. It has been shown that the use of mechanical contacts ensures the highest level of security when transmitting the signals. Due to the high degree of miniaturization of the known mechanical cylinder locks and the necessary long service life of the contact parts between the lock and key, the design of the contact elements in the lock is extremely difficult. Most of the contact elements known today do not meet the high demands on the service life and security of cylinder locks. Such a cylinder lock with an associated key is known from patent specification DE 3245681 A1. In the key described there, incisions are arranged on the key bit, into which pin tumblers engage when the key is inserted into the lock. These pin tumblers are mounted in a rotor which can be rotated in the stator housing of the cylinder lock. If the key incisions match the penetration depths of the pin tumblers, the mechanical lock between the rotor and the stator housing is released. In addition to these mechanical codes or tumblers, an electronic security system is arranged at the end of the key bit. For this purpose there is a data carrier ring on the key bit, for example in the form of a magnetic strip or with a light or electro-optical dot or strip pattern. In the lock, a read head is arranged in the area of the data carrier on the key, which makes contact-free contact with the transition of information between the key and lock. These The contact or reading unit decodes the data contained on the key and checks it for agreement with the data stored in the lock. If there is a match, the rotary movement of the rotor is released via an electromagnet and a locking element, and the lock can be opened. With this arrangement, the number of possible closure variations can be significantly increased by superimposing the electronic system on the mechanical one. However, the system described here is extremely susceptible to malfunction, since foreign parts can accumulate on the data carrier at the key bit and interfere with or even prevent the transfer of data between the key and the lock. In addition, the data stored on the data carrier at the key bit can be intentionally or unintentionally changed by strong magnetic fields or other external influences. As a result, this lock / key system loses considerable security and is extremely susceptible to failure. Faults in the electronic area also have the effect that the lock cannot be opened even if the mechanical coding between the key and lock matches, since the rotor remains locked electromechanically. If this lock is released by bridging the electronic system, the security of the lock is limited to that of a purely mechanically coded lock / key system.
Aus der Patentschrift DE 3006128 A1 ist ein Schloss-/Schlüsselsystem bekannt, bei welchem die Informationen vom Schlüssel an das Schloss über eine mechanische Kontakteinrichtung übertragen werden. Bei dieser Vorrichtung ist in der Reide des Schlüssels eine elektronische Schaltung untergebracht, welche unter anderem Speichereinheiten für elektronische Kodierungen enthält. Am Schlüsselbart sind Kontaktringe angeordnet, welche in Verbindung mit der elektronischen Schaltung stehen. Das Aufnahmegehäuse für den Schlüssel enthält Schleifkontakte, welche bei vollständig eingestecktem Schlüssel an den Kontaktflächen am Schlüsselbart anliegen. Neben dem Schlüsselgehäuse ist ein elektromagnetisch betätigbares Schloss angeordnet, welches von einer Schliesssteuerung, z.B. einem Mikroprozessor, gesteuert wird. Bei Uebereinstimmung der in der Elektronik des Schlüssels gespeicherten Daten mit den Zulassungsbedingungen in der Schliesssteuerung, öffnet diese das elektromagnetische Schloss. Es ist offensichtlich, dass die mechanische Kontaktanordnung in der Form eines koaxialen Klinkensteckers, wie sie hier dargestellt ist, an einem mechanischen Zylinderschloss mit der bekannten Miniaturbauweise nur mit Schwierigkeiten einsetzbar ist. Koaxialstecker dieser Art sind voluminös und genügen den Anforderungen an Lebensdauer und Sicherheit wie sie bei mechanischen Zylinderschlössern gefordert werden nicht.A lock / key system is known from patent specification DE 3006128 A1, in which the information is transmitted from the key to the lock via a mechanical contact device. In this device, an electronic circuit is housed in the key of the key, which contains, among other things, storage units for electronic coding. Contact rings, which are connected to the electronic circuit, are arranged on the key bit. The receptacle housing for the key contains sliding contacts which rest on the contact surfaces on the key bit when the key is fully inserted. In addition to the key housing is an electromagnetic Actuated lock arranged, which is controlled by a locking control, such as a microprocessor. If the data stored in the electronics of the key matches the approval conditions in the locking control, this opens the electromagnetic lock. It is obvious that the mechanical contact arrangement in the form of a coaxial jack plug, as shown here, can only be used with difficulty on a mechanical cylinder lock with the known miniature construction. Coaxial connectors of this type are voluminous and do not meet the requirements for durability and security that mechanical cylinder locks require.
Aus der Patentschrift US A 4379966 kann ein weiteres Kontaktsystem mit Schleifkontakten entnommen werden. Hier sind die Kontaktfedern an einer elastischen Trägerplatte angeordnet, welche auch Leiterbahnen aufweist. Diese elastische Platte wird um einen Teil des Schlossstators gelegt und mit Hilfe von komplizierten, ineinander geschobenen Teilen in der vorgesehenen Lage festgehalten. Auch dieses Schloss weist keine mechanischen Sperrelemente auf, sondern kann nur von einem Datenträgerschlüssel elektrische Signale übernehmen. Es ist offensichtlich, dass diese Kontakteinrichtung nicht in ein bekanntes mechanisches Zylinderschloss eingebaut werden kann, da die aufgezeigte Lösung zu kompliziert und zu voluminös ist und den ganzen Umfang des Stators beansprucht.A further contact system with sliding contacts can be found in the patent specification US A 4379966. Here the contact springs are arranged on an elastic carrier plate, which also has conductor tracks. This elastic plate is placed around a part of the lock stator and held in the intended position with the help of complicated, pushed parts. This lock also has no mechanical locking elements, but can only accept electrical signals from a data carrier key. It is obvious that this contact device cannot be installed in a known mechanical cylinder lock, since the solution shown is too complicated and too voluminous and takes up the entire scope of the stator.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mechanische Kontakteinrichtung zwischen Schloss und Schlüssel zu schaffen, welche so klein ist, dass sie leicht in ein bekanntes mechanisches Zylinderschlosssystem eingebaut und dieses zu einem mechanisch-/elektronischen Zylinderschloss ausgebaut werden kann, welche nur in einem Teilbereich des Rotorumfanges angeordnet ist und nur einen Teilbereich des Statorumfanges beansprucht, bei welcher die störungsfreie Kontaktierung zwischen Schloss und Schlüssel über eine lange Lebensdauer gewährleistet und trotz der starken Miniaturisierung eine Betriebssicherheit erreicht wird, welche derjenigen der bekannten mechanischen Schloss-/Schlüsselsysteme entspricht.It is an object of the present invention to provide a mechanical contact device between the lock and key, which is so small that it can easily be installed in a known mechanical cylinder lock system and this can be expanded to form a mechanical / electronic cylinder lock which can only be used in a partial area of the Rotor circumference is arranged and only occupies a portion of the stator circumference, in which the trouble-free contact between lock and key ensures a long life and despite the strong miniaturization Operational security is achieved, which corresponds to that of the known mechanical lock / key systems.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass am Statorgehäuse im Bereiche der Kontaktelemente ein Mantelsegment ausgeschnitten ist, dieser Ausschnitt einen Teilbereich des Mantels des Rotors und den Teilbereich des Schlüsselkanales, welcher der Aufnahme des Schlüsselbartteiles mit den Kontaktstellen dient, freilegt, in dem Ausschnitt des Statorgehäuses und innerhalb der Schutzhülse ein Führungselement aus elektrisch isolierendem Material für mechanische Kontaktelemente angeordnet ist, die an einer Trägerplatte befestigten und in das Führungselement eingreifenden Kontaktelemente aus Paaren von Schleiffedern bestehen, wobei die Federelemente im freigelegten Teilbereich des Rotormantels je beidseits der Mittelachse etwa tangential und berührungsfrei an diesen angelegt sind und die Trägerplatte mit den Kontaktelementen und das Führungselement radial in den Statorausschnitt eingesetzt und von der Schutzhülse umschlossen sind.This object is achieved in that a jacket segment is cut out on the stator housing in the area of the contact elements, this section exposes a partial area of the jacket of the rotor and the partial area of the key channel, which serves to accommodate the key bit part with the contact points, in the cutout of the stator housing and Within the protective sleeve, a guide element made of electrically insulating material for mechanical contact elements is arranged, which are attached to a carrier plate and which engage in the guide element, consist of pairs of grinding springs, the spring elements in the exposed partial area of the rotor shell depending on both sides of the central axis approximately tangentially and without contact with them are created and the carrier plate with the contact elements and the guide element are inserted radially into the stator cutout and are surrounded by the protective sleeve.
Nach der Erfindung besteht die Kontakteinrichtung am Schloss aus einem kreissegmentförmigen Führungselement, an welchem eine Leiterplatte und mindestens zwei nebeneinander angeordnete Paare von mechanischen Kontaktelementen vorhanden sind. Die Kontaktelemente befinden sich in eingebautem Zustand in dem Bereiche des Schlosses, in welchem bei eingestecktem Schlüssel die am Schlüsselbart angeordneten Kontaktstellen positioniert sind. Die Kontaktelemente sind direkt mit der Leiterplatte verbunden, woraus sich eine sehr kompakte Bauweise im Bereiche des Führungselementes ergibt. Da das Führungselement die Form eines Kreisringsegmentes des Statorgehäuses aufweist, ist die durch das Führungselement mit den Kontaktelementen und der Leiterplatte gebildete Einheit radial in das Statorgehäuse einsetzbar. Dies erleichtert den Ein- und Ausbau der Kontakteinrichtung mit mindestens einem Teil der zugehörigen elektronischen Bauelemente am Schloss. Zudem lassen sich Kontaktelemente und Leiterplatte ausbauen, ohne dass drehbare mechanische Elemente des Schlosses, insbesondere der Rotor, ausgebaut werden müssen. Dies hat den weiteren Vorteil, dass der mechanische Teil des Schloss-/Schlüsselsystemes fertiggestellt und geprüft werden kann, ohne dass die Kontakteinrichtung und/oder elektronische Bauelemente im Schloss eingebaut sein müssen.According to the invention, the contact device on the lock consists of a circular segment-shaped guide element on which a printed circuit board and at least two pairs of mechanical contact elements arranged next to one another are present. The contact elements are in the installed state in the areas of the lock in which the contact points arranged on the key bit are positioned when the key is inserted. The contact elements are connected directly to the circuit board, which results in a very compact design in the area of the guide element. Since the guide element has the shape of a circular ring segment of the stator housing, the unit formed by the guide element with the contact elements and the printed circuit board can be inserted radially into the stator housing. This facilitates the installation and removal of the contact device with at least some of the associated electronic components on the lock. In addition, contact elements and printed circuit boards can be removed without having to rotate them mechanical elements of the lock, especially the rotor, must be removed. This has the further advantage that the mechanical part of the lock / key system can be completed and checked without the contact device and / or electronic components having to be installed in the lock.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte aus einer verstärkten Leiterplatte gebildet ist und die Anschlussteile der Kontaktelemente mit Leitern auf der Platte verbunden sind. Als vorteilhaft erweist sich auch, dass die Federelemente der Kontaktelemente im Mittelbereich getrennt sind und zwei Kontaktstellen aufweisen.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the carrier plate is formed from a reinforced printed circuit board and the connecting parts of the contact elements are connected to conductors on the plate. It has also proven to be advantageous that the spring elements of the contact elements are separated in the central region and have two contact points.
Die als Federelemente mit je einem Schleiffedern bildenden Schenkelpaar ausgebildeten Kontaktelementen sind über den an der Leiterplatte befestigten Anschlussteil in ihrer Lage im Schloss, bzw. am Führungselement, festgelegt. Der Abstand zwischen den einzelnen Kontaktelementen entspricht dem Abstand der Kontaktstellen am Schlüsselbart. Je ein Schleiffederelement jedes Kontaktelementes bildet beidseits des Anschlussteiles eine Tangente an einen Aussendurchmesser des Rotors, ohne den Rotor zu berühren, was durch die freie Führung der Federbereiche der Schleiffederelemente im Führungselement und die Formgebung der Federbereiche gewährleistet ist. Durch die Befestigung der Schleiffederelemente an der Leiterplatte einerseits und die frei bewegliche Führung der Federbereiche im Führungselement sind die in Richtung der Achse des Schlosses hintereinander angeordneten Kontaktelemente in ihrer Position eindeutig festgelegt, beanspruchen jedoch gleichzeitig nur einen Teilbereich des Umfanges des Rotors. Die Anordnung und Formgebung der beiden Schleiffederelemente jedes Kontaktelementes gewährleisten zudem die genaue Bemessung der Kontaktkräfte sowie eine hohe Sicherheit und Lebensdauer. Jedes der Schleiffederelemente weist mehrere Federbereiche auf. Da die Schleiffederelemente genau positioniert und in ihrer gegenseitigen Lage festgelegt sind, können diese breiter ausgeführt und zusätzlich getrennt werden. Die Trennung erfolgt mittels eines Längsschlitzes oder der Anordnung von zwei Federelementen. Dadurch entstehen pro Kontaktstelle am Schlüsselbart zwei Kontaktstellen an jedem Schleiffederelement, was eine Erhöhung des Kontaktsicherheitsfaktors in der zweiten Potenz darstellt. Zusätzlich werden geometrische Ungleichförmigkeiten im Uebergangsbereich zwischen Kontaktstelle am Schlüssel und am Schloss besser ausgeglichen, woraus eine zusätzliche Verbesserung des Uebergangskontaktes resultiert.The contact elements, which are designed as spring elements, each with a pair of legs forming loop springs, are fixed in their position in the lock or on the guide element via the connection part fastened to the printed circuit board. The distance between the individual contact elements corresponds to the distance between the contact points on the key bit. One loop spring element of each contact element forms a tangent to an outside diameter of the rotor on both sides of the connection part without touching the rotor, which is ensured by the free guidance of the spring areas of the loop spring elements in the guide element and the shape of the spring areas. The position of the contact elements arranged one behind the other in the direction of the axis of the lock is clearly defined in terms of their position due to the fastening of the sliding spring elements on the printed circuit board on the one hand and the freely movable guidance of the spring areas in the guide element, but at the same time they only occupy a partial area of the circumference of the rotor. The arrangement and shape of the two loop spring elements of each contact element also ensure the exact dimensioning of the contact forces as well as a high level of safety and service life. Each of the loop spring elements has several spring areas. Since the loop spring elements are precisely positioned and fixed in their mutual position, can be made wider and separated. The separation takes place by means of a longitudinal slot or the arrangement of two spring elements. This creates two contact points on each key spring element for each contact point on the key bit, which represents an increase in the contact security factor in the second power. In addition, geometric irregularities in the transition area between the contact point on the key and on the lock are better compensated, which results in an additional improvement in the transition contact.
Im weiteren besteht eine bevorzugte Ausführungsform darin, dass die Schleiffedern im Bereiche von maximal 90° beidseitig der Abzugsposition des Schlüsselkanales angeordnet sind. Da die Abzugsposition des Schlüsselkanales mit derjenigen Position identisch ist, in welcher der Schlüssel in das Schloss eingesteckt werden kann, folgt daraus, dass die Uebertragung von Daten zwischen Schlüssel und Schloss während maximal 90° Drehbewegung des Schlüssels in beiden Richtungen möglich ist. Durch die symmetrische Ausbildung der Schleiffederelemente beidseitig des Schlüsselkanals wird die Erzeugung eines elektrischen Kontaktes zwischen Schloss und Schlüssel in beiden Drehrichtungen gewährleistet. Eine weitere erfinderische Verbesserung besteht darin, dass der Rotor im Bereiche der Schleiffederelemente am Aussenmantel mindestens eine Ringnut aufweist und zwischen den Schleiffederelementen und dem Nutboden ein Zwischenraum besteht. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass bei vollständig in den Schlüsselkanal des Rotors eingestecktem Schlüssel die eine Schmalseite mit den Kontaktstellen des Schlüssels über den Nutboden am Rotor vorsteht und während eines Teils der Drehbewegung des Rotors die Schleiffederelemente berührt.Furthermore, a preferred embodiment consists in the fact that the grinding springs are arranged in the range of at most 90 ° on both sides of the withdrawal position of the key channel. Since the withdrawal position of the key channel is identical to the position in which the key can be inserted into the lock, it follows that data can be transferred between the key and lock during a maximum 90 ° rotation of the key in both directions. The symmetrical design of the loop spring elements on both sides of the key channel ensures the generation of an electrical contact between the lock and key in both directions of rotation. Another inventive improvement is that the rotor has at least one annular groove in the area of the loop spring elements on the outer casing and there is a space between the loop spring elements and the groove bottom. A further preferred embodiment consists in that when the key is completely inserted into the key channel of the rotor, the one narrow side with the contact points of the key protrudes beyond the groove base on the rotor and touches the grinding spring elements during part of the rotary movement of the rotor.
Eine weitere Verbesserung der Kontakteinrichtung lässt sich dadurch erreichen, dass an der Trägerplatte ein Mikroschalter angeordnet ist, dieser Mikroschalter in den elektrischen Stromkreis eingeschaltet ist und als Schaltelement einen Schaltstift aufweist, dessen Ende in den Schlüsselkanal ragt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Mikroschalter eine Folientaste, welche in die Leiterplatte integriert ist. Folientastaturen finden zur Zeit bei Bedienungsfeldern von Maschinensteuerungen Verwendung. Die Kombination mit einem Schaltstift ermöglicht die Integration in das Netz der elektrischen Leiter auf der Leiterplatte und damit die Zusammenfassung der wesentlichen elektrischen Teile auf der Leiter-, bzw. Trägerplatte.A further improvement of the contact device can be achieved in that a microswitch is arranged on the carrier plate, this microswitch is switched on in the electrical circuit and one as a switching element Has switching pin, the end of which protrudes into the key channel. In a further embodiment of the invention, the microswitch comprises a membrane key which is integrated in the printed circuit board. Membrane keyboards are currently used in control panels of machine controls. The combination with a switching pin enables integration into the network of electrical conductors on the circuit board and thus the combination of the essential electrical parts on the circuit board or carrier plate.
In einfacher Weise kann der Erfindungsgegenstand zur Ansteuerung der Stromquellen verwendet werden, indem der Schaltstift des Mikroschalters im Bereiche der hinteren, sich vom Beginn der Kontaktpartie gegen das Schlüsselende erstreckenden drei Viertel der Länge des Schlüsselbartes mit dem Schlüssel zusammenwirkt. Der Mikroschalter wird somit betätigt, bevor der Schlüssel vollständig in das Schloss eingesteckt ist. Dies hat den Vorteil, dass Batterien, z.B. durch Abbau der Passivierungsschicht bei Litium-Batterien, und andere elektronische Bauelemente aktiviert werden, bevor die Signalübertragung zwischen Schlüssel und Schloss beginnt. Je nach Anlaufträgheit des elektronischen Systems wird der Mikroschalter mehr gegen den ersten Viertel des Schlüsselbartes oder gegen die Kontaktpartie angeordnet.In a simple manner, the subject of the invention can be used to control the current sources, in that the switching pin of the microswitch interacts with the key in the area of the rear three quarters of the length of the key bit, which extends from the beginning of the contact area towards the key end. The microswitch is thus activated before the key is fully inserted into the lock. This has the advantage that batteries, e.g. by removing the passivation layer in lithium batteries, and other electronic components can be activated before the signal transmission between key and lock begins. Depending on the inertia of the electronic system, the microswitch is placed more against the first quarter of the key bit or against the contact area.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden Auflageflächen zwischen Statorgehäuse und Führungselement am Statorgehäuse und/oder am Führungselement parallele, etwa rechtwinklig zur Rotorachse verlaufende Führungsnuten angeordnet sind, und die freien Enden der Schleiffederelemente der Kontaktelemente in diesen Nuten beweglich gelagert sind. Bei dieser Anordnung sind die einzelnen Schleiffederelemente an beiden Enden abgestützt. Dies ermöglicht eine genaue Bemessung der Federkräfte im Mittelbereich der Schleiffederelemente und ergibt eine hohe mechanische Sicherheit. Führungselement und Kontaktelemente lassen sich in einfacher Weise radial in das Statorgehäuse einsetzen, ohne dass in den mechanischen Teil des Schlosses eingegriffen werden muss.A further advantageous embodiment of the invention is characterized in that in the two contact surfaces between the stator housing and the guide element on the stator housing and / or on the guide element there are parallel guide grooves running approximately at right angles to the rotor axis, and the free ends of the loop spring elements of the contact elements are movably mounted in these grooves are. In this arrangement, the individual loop spring elements are supported at both ends. This enables a precise measurement of the spring forces in the central area of the sliding spring elements and results in a high level of mechanical safety. Guide element and contact elements can be easily radially into the stator housing without having to intervene in the mechanical part of the lock.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die freien Enden der Schleiffederelemente der Kontaktelemente mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen und/oder die Führungsnuten sind mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen. Für die Isolationsschichten sind verschiedene bekannte Materialien wie z.B. Teflon einsetzbar.In a further preferred embodiment, the free ends of the loop spring elements of the contact elements are provided with an electrically insulating layer and / or the guide grooves are provided with an electrically insulating layer. Various known materials such as e.g. Teflon can be used.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Kontaktelemente im Bereiche der Mittelachse des Schlosses einen Anschlussteil auf, gehen die beiden Schleiffederelemente von diesem Anschlussteil aus, und sind in dem vom Anschlussteil entfernten Bereich umgebogen und gegen den Anschlussteil zurückgeführt und je zu zwei etwa parallel laufenden Federbereichen geformt, ist der Federbereich mit dem freien Federelementende gegen den Rotor gerichtet und berührungsfrei zum Rotor angeordnet und das freie Ende jedes Schleiffederelementes ist an einem Mittelsteg des Führungselementes abgestützt.According to a further preferred embodiment of the invention, the contact elements have a connection part in the region of the central axis of the lock, the two loop spring elements start from this connection part, and are bent in the area remote from the connection part and returned to the connection part and each in two approximately parallel Shaped spring areas, the spring area is directed with the free end of the spring element against the rotor and arranged without contact to the rotor and the free end of each loop spring element is supported on a central web of the guide element.
Mit dem Anschlussteil sind die Schleiffederelemente an der Leiterplatte befestigt und die Federbereiche sind in den Führungen des Führungselementes frei beweglich. Die in Richtung der Achse des Schlosses hintereinander angeordneten Kontaktelemente sind in ihrer Position eindeutig festgelegt, beanspruchen jedoch gleichzeitig nur einen Teilbereich des Umfanges des Rotors. Diese Anordnung und Formgebung der beiden Schleiffederelemente jedes Kontaktelementes gewährleisten die genaue Bemessung der Kontaktkräfte sowie eine hohe Sicherheit und Lebensdauer. Jedes der Schleiffederelemente weist mehrere Federbereiche auf, indem es an der Einspannstelle der Umbiegestelle und entlang der beiden etwa parallel laufenden Federbereiche einfedern kann. Dadurch wird die Belastung des Materiales in den einzelnen Biegestellen reduziert. Die Umbiegung beträgt minimal 160° und maximal 200°.With the connecting part, the loop spring elements are attached to the circuit board and the spring areas are freely movable in the guides of the guide element. The position of the contact elements which are arranged one behind the other in the direction of the axis of the lock are clearly defined in their position, but at the same time only occupy a portion of the circumference of the rotor. This arrangement and shape of the two loop spring elements of each contact element ensure the exact dimensioning of the contact forces as well as a high level of safety and service life. Each of the loop spring elements has a plurality of spring areas in that it can deflect at the clamping point of the bending point and along the two spring areas running approximately in parallel. This reduces the stress on the material in the individual bending points. The bend is a minimum of 160 ° and a maximum of 200 °.
Die erfindungsgemässe Kontakteinrichtung ist in kompakter und miniaturisierter Bauweise ausführbar. Sie lässt sich leicht mit den bekannten mechanischen Schloss-/Schlüsselsystemen kombinieren und in entsprechende Zylinderschlösser integrieren. Die Sicherheit der Kontaktierung zwischen Schloss und Schlüssel wird durch die vorgeschlagene Einrichtung gegenüber den bekannten Systemen erheblich erhöht, woraus eine wesentliche Verbesserung der Betriebssicherheit des mechanisch-/elektronischen Schloss-/Schlüsselsystems folgt. Der Zusammenbau entsprechender Schlosseinheiten ist sehr einfach, da die Kontakteinrichtung keine rotierenden Teile umfasst. Auch der Austausch defekter Kontakteinrichtungen mit den zugehörigen Leiterplattenteilen ist möglich, ohne in den mechanischen Teil des Schlosses einzugreifen.The contact device according to the invention can be implemented in a compact and miniaturized construction. It can be easily combined with the well-known mechanical lock / key systems and integrated into corresponding cylinder locks. The security of the contact between lock and key is considerably increased by the proposed device compared to the known systems, which results in a significant improvement in the operational security of the mechanical / electronic lock / key system. The assembly of corresponding lock units is very simple since the contact device does not comprise any rotating parts. It is also possible to exchange defective contact devices with the associated circuit board parts without interfering with the mechanical part of the lock.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung eines Zylinderschlosses mit eingestecktem Schlüssel und einem Teilschnitt im Bereiche der Kontakteinrichtung mit einem Führungselement gemäss Figur 3,
- Fig. 2
- einen Querschnitt durch das
Zylinderschloss gemäss Figur 1 im Bereiche der Kontakteinrichtung, - Fig. 3
- das Führungselement der Kontakteinrichtung im
Schloss gemäss Figur 1 und 2 in vergrössertem Massstabe und in einem Längsschnitt, - Fig. 4
- ein zum Führungselement gemäss Figur 3 passendes Kontaktelement mit den zwei Schleiffedern in vergrössertem Massstabe.
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung eines Zylinderschlosses mit eingestecktem Schlüssel und einem Teilschnitt im Bereiche der Kontakteinrichtung, mit einem Führungselement gemäss Figur 7,
- Fig. 6
- einen Querschnitt durch das
Zylinderschloss gemäss Figur 5 im Bereiche der Kontakteinrichtung, - Fig. 7
- ein Kontaktelement wie es in
Figur 6 eingesetzt ist mit den beiden Schleiffederelementen in vergrössertem Massstabe, - Fig. 8
- das Führungselement für die Kontaktelemente gemäss Fig. 7 in perspektivischer Ansicht.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
- Fig. 1
- 3 shows a schematic illustration of a cylinder lock with a key inserted and a partial section in the area of the contact device with a guide element according to FIG. 3,
- Fig. 2
- 2 shows a cross section through the cylinder lock according to FIG. 1 in the area of the contact device,
- Fig. 3
- the guide element of the contact device in the lock according to Figures 1 and 2 on an enlarged scale and in a longitudinal section,
- Fig. 4
- a contact element matching the guide element according to FIG. 3 with the two grinding springs on an enlarged scale.
- Fig. 5
- 2 shows a schematic illustration of a cylinder lock with a key inserted and a partial section in the area of the contact device, with a guide element according to FIG. 7,
- Fig. 6
- 5 shows a cross section through the cylinder lock according to FIG. 5 in the region of the contact device,
- Fig. 7
- 6 a contact element as used in FIG. 6 with the two loop spring elements on an enlarged scale,
- Fig. 8
- the guide element for the contact elements according to FIG. 7 in a perspective view.
Das in Figur 1 dargestellte Zylinderschloss 1 ist Bestandteil eines Doppelzylinderschlosses, welches mit bekannten mechanischen Zuhaltungen und zusätzlich mit einer elektronischen Sicherheitseinrichtung versehen ist. Das Zylinderschloss 1 besteht im wesentlichen aus einem Stator 4, einem Statorgehäuse 3 und einem in Figur 2 dargestellten Rotor 5. Das ganze Schloss ist von einem Aussenmantel 11 umgeben. Weitere Details der in Figur 1 dargestellten Schloss-/Schlüsseleinheit sind in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellt. Ein in das Zylinderschloss 1 eingesteckter Flachschlüssel 2 besteht aus einer Reide 10 und einem Schlüsselbart 7. Im hinteren Bereich des Schlüsselbartes 7 ist eine Kontaktpartie 12 angeordnet, auf welcher sich Kontaktstellen 8 befinden. Diese Kontaktstellen 8 sind über elektrische Leiter 13 mit einem elektronischen Informationsträger 9 verbunden. Im dargestellten Beispiel besteht der elektronische Informationsträger 9 aus einem Mikroprozessor und/ oder einer anwendungsorientierten integrierten Schaltung (ASIC) mit einem oder mehreren Speicherelementen, welcher elektronische Informationen verarbeiten und erkennen kann. Diese elektronischen Bauelemente des Informationsträgers 9 sind in der Reide 10 des Schlüssels 2 eingebaut. Im Rotor 5 des Zylinderschlosses 1 sind im Bereiche des Schlüsselbartes 7 nicht dargestellte mechanische Zuhaltungen angeordnet, welche mit mechanischen Kodierungen am Schlüsselbart 7 zusammenwirken. Diese mechanische Schliessung kann in bekannter Weise beispielsweise nach dem Europäischen Patent Nr. 8 310 ausgeführt sein. Der mechanische Teil des Zylinderschlosses 1 wird freigegeben, wenn der richtige Schlüssel 2 vollständig in den Schlüsselkanal 6 eingeschoben ist. Im unteren Teil des Zylinderschlosses 1 ist im weiteren eine elektromagnetische Sperreinrichtung eingebaut, welche zwischen Rotor 5 und Stator 4 wirkt. Zu dieser elektromagnetischen Sperreinrichtung gehört auch eine Trägerplatte 14, an welcher die Kontaktelemente 15 in der Form von Schleiffedern befestigt sind. Auf der Trägerplatte 14, welche aus einer Leiterplatte gebildet ist, sind im weiteren elektronische Bauelemente 41 angeordnet und über elektrische Leiter mit den Kontaktelementen 15 verbunden. Diese elektronischen Bauelemente 41 umfassen je nach Ausführungsart des Schlosses einfache elektronische Teile, Speicherelemente oder einen oder mehrere Mikroprozessoren. Für den Betrieb des elektronischen Systems ist auch eine nicht dargestellte Stromquelle vorhanden. Der Mikroprozessor des elektronischen Bauelementes 41 im Zylinderschloss 1 liest die Daten aus dem elektronischen Informationsträger 9 am Schlüssel 2 und speichert bei Bedarf neue Daten in diesem Informationsträger 9 ab. Enthält der elektronische Informationsträger 9 am Schlüssel 2 die richtigen Daten, so wird die nicht dargestellte, jedoch an sich bekannte elektromagnetische Sperre im Zylinderschloss 1 freigegeben, und das Schloss kann durch Drehen des Rotors 5 geöffnet werden, wenn gleichzeitig die mechanischen Kodierungen am Schlüsselbart 7 richtig sind. Die Uebertragung der Daten vom Schlüssel 2 an das Schloss 1 und umgekehrt erfolgt über die Schleiffederelemente 27, 28 im Zylinderschloss 1 und über die an der Kontaktpartie 12 des Schlüsselbartes 7 angeordneten Kontaktstellen 8. Im dargestellten Beispiel sind vier Kontaktelemente 15 und dementsprechend auch an jeder Schmalseite 20, 21 des Schlüsselbartes 7 vier Kontaktstellen 8 vorhanden. Sowohl die einzelnen Kontaktelemente 15 wie auch die einzelnen Kontaktstellen 8 sind gegeneinander isoliert und über die integrierten elektrischen Leiter mit den entsprechenden elektronischen Bauelementen 9 und 41 verbunden. Die Träger-, bzw. Leiterplatte 14 und die Kontaktelemente 15 sind in einem Führungselement 16 angeordnet, welches aus einem Kreisringsegment besteht und rechtwinklig zur Schlossachse 17 in den mantelsegmentförmigen Ausschnitt 45 am Statorgehäuse 3 eingeschoben und lösbar mit diesem Gehäuse 3 verbunden ist.The
An der Träger-, bzw. Leiterplatte 14 ist ein Mikroschalter 42 angeordnet. Dieser Mikroschalter 42 umfasst eine in die Leiterplatte 14 integrierte Folientaste 44, welche den Stromkreis im Zylinderschloss 1 öffnet oder schliesst. Die Betätigung der Folientaste 44 erfolgt mittels des Schlüsselbartes 7, welcher beim Einschieben in den Schlüsselkanal 6 auf einen Schaltstift 43 einwirkt. Der Schaltstift 43 ist im Stator 4 abgestützt und ebenfalls Teil des Mikroschalters 42.A
Der Schnitt durch das Zylinderschloss 1 im Bereiche der Kontakteinrichtung entsprechend der Figur 2 zeigt das Statorgehäuse 3, den Rotor 5 mit dem Schlüsselkanal 6, die Kontaktpartie 12 des Schlüsselbartes 7 und das Führungselement 16. Dieses Führungselement 16 weist eine Aussparung 22 mit Seitennuten 23, 24 auf, in welcher die Träger-, bzw. Leiterplatte 14 befestigt ist. Auf der Leiterplatte 14 befinden sich mindestens auf der oberen Seite elektrische Leiter 25. Diese stellen in der Form von gedruckten Schaltungen die Verbindungen zum Mikroschalter 42 und zu den Anschlussstellen her. An der unteren Seite der Träger-, bzw. Leiterplatte 14 sind die Kontaktelemente 15 angeordnet. Jedes Kontaktelement 15 weist einen Anschlussteil 26 auf, welcher die Träger-, bzw. Leiterplatte 14 durchdringt und an deren oberen Fläche mit den elektrischen Leitern 25, zum Beispiel durch Löten, verbunden ist. Im weiteren besteht jedes Kontaktelement 15 aus zwei Schleiffederelementen 27, 28, deren Enden 29, 30 im Führungselement 16 geführt sind.The section through the
Für die Führung der Enden 29, 30 der Schleiffederelemente 27, 28 ist das Führungselement 16 wie in Figur 3 dargestellt mit Führungsnuten 31 versehen. Diese Führungsnuten 31 sind in der Auflagefläche 32 des Führungselementes 16 angeordnet und verlaufen rechtwinklig zur Schlossachse 17. Das Führungselement 16 liegt mit der Fläche 32 auf der Auflagefläche 33 am Statorgehäuse 3 auf und ist mit Schrauben 34, 35 lösbar mit diesem verbunden. Das Führungselement 16 hat die Form eines Kreisringsegmentes und ist in die entsprechende Aussparung 45 am Statorgehäuse 3 eingefügt.For guiding the
Das Kontaktelement 15 gemäss Figur 4 weist ein Paar von Schleiffedern 27, 28 auf. Beide Schleiffederelemente 27 und 28 sind in der Mitte mit einem Längsschlitz 36 versehen und über dem Kontaktbereich in zwei voneinander unabhängig bewegliche Teile geteilt. Die Enden 29 und 30 der Schleiffederelemente 27 und 28 sind gebogen und bilden Gleitbereiche 37 und 38. Diese Gleitbereiche 37, 38 sind mit einer isolierenden Schicht 39, 40 versehen, wobei im dargestellten Beispiel Teflon verwendet wird. Diese Beschichtungen 39 und 40 dienen dazu, die Schleiffederelemente 27, 28 der Kontaktelemente 15 elektrisch vom Führungselement 16 zu isolieren und gleichzeitig das Gleiten der Schleiffederenden 29, 30 in den Führungsnuten 31 zu gewährleisten. Im mittleren Bereich ist das Kontaktelement 15 so geformt, dass es in die Aussparung 22 am Führungselement 16 eingeführt werden kann und sich das Anschlussteil 26 herausformen lässt. Zur Erhöhung der Isolations- und Gleitsicherheit sind auch die Führungsnuten 31 sowie die Auflagefläche 33 mit entsprechenden Beschichtungen aus Teflon versehen.The
Wie aus Figur 2 erkennbar ist, sind die Kontaktstellen 8 am Schlüssel 2 an dessen Schmalseiten 20 und 21 angeordnet. Die Kontaktstellen 8 sind dabei an beiden Schmalseiten 20, 21 symmetrisch ausgebildet und in gleicher Weise über die elektrischen Leiter 13 mit den elektronischen Bauelementen 9 im Schlüssel 2 verbunden. Im Bereiche der Kontakteinrichtung ist am Rotor 5 eine Ringnute 18 ausgebildet, wodurch in diesem Bereich zwischen dem Rotor 5, dem Statorgehäuse 3 und dem Trägerkörper 16 ein Ringspalt entsteht. Im oberen Bereiche dieser Ringnute 18 sind die Schleiffederelemente 27, 28 der Kontaktbereiche 15 positioniert. Ihre Position ist dabei einerseits durch die Befestigung des Anschlussteiles 26 an der Trägerplatte 14 und anderseits durch die zwangsläufige Führung der Enden 29, 30 in den Führungsnuten 31 bestimmt. Die Schleiffederelemente 27, 28 bilden beidseits des Anschlussteiles 26, bzw. des Schlüsselkanales 6 in Abzugsposition Tangenten an einen Aussendurchmesser des Rotors 5, wobei sie berührungsfrei zum Mantel des Rotors 5 angeordnet sind. Zwischen dem Nutboden 19 am Rotor 5 und den beiden Schleiffedern 27, 28 der Kontaktelemente 15 besteht somit ein Zwischenraum. Die Abmessungen der Kontaktpartie 12 mit den Kontaktstellen 8 am Schlüsselbart 7 und der Nute 18 am Rotor 5 sind so ausgewählt, dass die Schmalseite 20 der Kontaktpartie 12 über den Nutboden 19 vorsteht. Dieser Ueberstand ist so bemessen, dass im dargestellten Beispiel die Kontaktstellen 8 an der Schmalseite 20 bei einer Verdrehung des Rotors 5 eine der Schleiffedern 27 oder 28 berühren und diese soweit aus ihrer Ruheposition auslenken, bis die gewünschte Kontaktkraft erreicht ist. Dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen den elektronischen Bauelementen 9, 41 im Schloss 1 und im Schlüssel 2 hergestellt, und es können Daten übermittelt werden, solange die Kontaktstellen 8 mit einer der Schleiffedern 27, 28 der Kontaktelemente 15 in Verbindung stehen.As can be seen from Figure 2, the contact points 8 are arranged on the
Das in Figur 5 dargestellte Zylinderschloss 1 ist in den meisten Teilen identisch mit dem Schloss gemäss Figur 1 und ist Bestandteil eines Doppelzylinderschlosses, welches mit bekannten mechanischen Zuhaltungen und zusätzlich mit einer elektronischen Sicherheitseinrichtung versehen ist. Das Zylinderschloss 1 besteht auch hier im wesentlichen aus dem Stator 4, dem Statorgehäuse 3 und dem in Figur 6 besser erkennbaren Rotor 5 und ist von einem Aussenmantel 11 umgeben. Der in das Zylinderschloss 1 eingesteckte Flachschlüssel 2 besteht aus der Reide 10 und dem Schlüsselbart 7. Im hinteren Bereich des Schlüsselbartes 7 ist eine Kontaktpartie 12 angeordnet, auf welcher sich Kontaktstellen 8 befinden. Diese Kontaktstellen 8 sind über elektrische Leiter 13 mit einem elektronischen Informationsträger 9 verbunden. Wie im Beispiel gemäss der Figur 1 besteht der elektronische Informationsträger 9 aus einem Mikroprozessor und/oder einer anwendungsorientierten integrierten Schaltung (ASIC) mit einem oder mehreren Speicherelementen, welcher elektronische Informationen verarbeiten und erkennen kann. Diese elektronischen Bauelemente des Informationsträgers 9 sind in der Reide 10 des Schlüssels 2 eingebaut. Im Rotor 5 des Zylinderschlosses 1 sind im Bereiche des Schlüsselbartes 7 nicht dargestellte mechanische Zuhaltungen angeordnet, welche mit mechanischen Kodierungen 47 am Schlüsselbart 7 zusammenwirken. Auch diese mechanische Schliessung ist in bekannter Weise nach dem Europäischen Patent Nr. 8 310 ausgeführt. Der mechanische Teil des Zylinderschlosses 1 wird freigegeben, wenn der richtige Schlüssel 2 vollständig in den Schlüsselkanal 6 eingeschoben ist. Im unteren Teil des Zylinderschlosses 1 ist im weiteren eine elektromagnetische Sperreinrichtung eingebaut, welche zwischen Rotor 5 und Stator 4 wirkt. Zu dieser elektromagnetischen Sperreinrichtung gehört die Trägerplatte 14, an welcher die Kontaktelemente 55 mit den Schleiffedern 57, 58 befestigt sind. Auf der Trägerplatte 14, welche aus einer Leiterplatte gebildet ist, sind die elektronischen Bauelemente 41 angeordnet und über elektrische Leiter mit den Anschlussteilen 56 an den Kontaktelementen 55 verbunden. Diese elektronischen Bauelemente 41 umfassen je nach Ausführungsart des Schlosses einfache elektronische Teile, Speicherelemente oder einen oder mehrere Mikroprozessoren. Für den Betrieb des elektronischen Systems ist auch eine nicht dargestellte Stromquelle vorhanden. Der Mikroprozessor des elektronischen Bauelementes 41 im Zylinderschloss 1 liest die Daten aus dem elektronischen Informationsträger 9 am Schlüssel 2 und speichert bei Bedarf neue Daten in diesem Informationsträger 9 ab. Enthält der elektronische Informationsträger 9 am Schlüssel 2 die richtigen Daten, so wird die nicht dargestellte, jedoch an sich bekannte elektromagnetische Sperre im Zylinderschloss 1 freigegeben, und das Schloss kann durch Drehen des Rotors 5 geöffnet werden, wenn gleichzeitig die mechanischen Kodierungen am Schlüsselbart 7 richtig sind. Die Uebertragung der Daten vom Schlüssel 2 an das Schloss 1 und umgekehrt erfolgt über die Schleiffederelemente 57, 58 der Kontaktelemente 55 im Zylinderschloss 1 und über die an der Kontaktpartie 12 des Schlüsselbartes 7 angeordneten Kontaktstellen 8. Im dargestellten Beispiel sind vier Kontaktelemente 55 und dementsprechend auch an jeder Schmalseite 20, 21 des Schlüsselbartes 7 vier Kontaktstellen 8 vorhanden. Sowohl die einzelnen Kontaktelemente 55 wie auch die einzelnen Kontaktstellen 8 sind gegeneinander isoliert und über die integrierten elektrischen Leiter mit den entsprechenden elektronischen Bauelementen 9 und 41 verbunden.The
In das im Statorgehäuse 3 ausgeschnittene Mantelsegment 45, ist ein Führungselement 50 radial eingefügt. Dieses Führungselement 50 ist kreissegmentförmig und besteht aus elektrisch isolierendem Material, z.B. Kunststoff, und weist Führungsschlitze für die Schleiffederelemente 57, 58 der Kontaktelemente 55 auf. Die Träger-, bzw. Leiterplatte 14 und die Kontaktelemente 55 sind mittels Schrauben 48, 49 am Statorgehäuse 3 befestigt. Die Trägerplatte 14 mit den Kontaktelementen 55 wird wie das Führungselement 50 rechtwinklig zur Schlossachse 17 in das Statorgehäuse 3 eingeschoben und ist lösbar mit diesem Gehäuse 3 verbunden.A
An der Träger-, bzw. Leiterplatte 14 ist ein Mikroschalter 42 angeordnet. Dieser Mikroschalter 42 umfasst eine in die Leiterplatte 14 integrierte Folientaste 44, welche den Stromkreis im Zylinderschloss 1 öffnet oder schliesst. Die Betätigung der Folientaste 44 erfolgt mittels des Schlüsselbartes 7, welcher beim Einschieben in den Schlüsselkanal 6 auf einen Schaltstift 43 einwirkt. Der Schaltstift 43 ist im Stator 4 abgestützt und ebenfalls Teil des Mikroschalters 42.A
Der Schnitt durch das als Beispiel in Figur 5 dargestellte Zylinderschloss 1 im Bereiche der Kontakteinrichtung entsprechend der Figur 6 zeigt das Statorgehäuse 3, den Rotor 5 mit dem Schlüsselkanal 6, die Kontaktpartie 12 des Schlüsselbartes 7 und das Führungselement 50. In Figur 6 ist der Rotor 5 mit dem Schlüssel um ca. 15° aus der Abzugsstellung verdreht. Das Führungselement 50 liegt an Flächen 33 am Statorgehäuse 3 auf und ist mit Schrauben 34, 35 befestigt. Auf der Träger-, bzw. Leiterplatte 14 befinden sich mindestens auf der oberen Seite elektrische Leiter 25. Diese stellen in der Form von gedruckten Schaltungen die Verbindungen zum Mikroschalter 42 und zu weiteren elektronischen Anschlussstellen her. An der unteren Seite der Trägerplatte 14 sind die Kontaktelemente 55 mit den Schleiffedern 57, 58 angeordnet. Jedes Kontaktelement 55 weist einen Anschlussteil 56 auf, welcher die Träger-, bzw. Leiterplatte 14 durchdringt und an deren oberer Fläche mit den elektrischen Leitern 25, zum Beispiel durch Löten, verbunden ist. Im weiteren sind die zu jedem Kontaktelement gehörenden Paare von Schleiffedern 57, 58 in den Aussparungen 68, 69 im Führungselement 50 geführt.The section through the
Gemäss Figur 7 weist jedes der zum Beispiel gemäss Figur 5 gehörenden Kontaktelemente 55 einen Anschlussteil 56 und ein Paar von Schleiffedern 57, 58 auf, welche an beiden Seiten des Anschlussteiles 56 angeordnet sind. Im dargestellten Beispiel schliessen die Schleiffedern 57, 58 zur Achse 64 je einen Winkel von ca. 60° ein, wobei der Winkel so gewählt ist, dass die Federn 57, 58 in eingebautem Zustande etwa tangential zu dem von Kontaktstellen 8 am Schlüssel 2 gebildeten Drehkreis verlaufen. Die einzelnen Schleiffedern 57, 58 bestehen je aus einem äusseren Federbereich 61 und einem inneren Federbereich 62. Diese beiden Bereiche 61 und 62 werden aus einem Stück gebildet, indem die Federn in den Biegestellen 59 und 60 um etwa 180° umgebogen sind. Die beiden Federbereiche 61, 62 verlaufen nach dem Umbiegen etwa parallel. Im eingebauten Zustande liegen die Enden 63 der inneren Federbereiche 62 am Mittelsteg 51 des Führungselementes 50 auf, woraus sich die gewünschte Position der Federelemente 61 und 62 ergibt. Die Kontaktelemente 55 sind aus bekannten Leiterwerkstoffen hergestellt. Zur Erhöhung der Kontaktsicherheit weist jedes Schleiffederelement 57, 58 einen Längsschlitz 36 auf. Dadurch entstehen an den Federbereichen 62 zwei Kontaktpunkte welche voneinander unabhängig bewegbar sind.According to FIG. 7, each of the
In Figur 8 ist das Führungselement 50 dargestellt, welches im Beispiel gemäss Figur 5 verwendet wird. Dabei ist die vordere Wandpartie weggeschnitten. Dieses Führungselement 50 besteht aus einem elektrisch isolierenden Kunststoff mit guten Gleiteigenschaften. Das Führungselement 50 hat die Form eines Mantelsegmentes und ist brückenförmig ausgebildet. Die beiden Seitenteile 52 und 53 sind beidseits des Mittelsteges 51 angeordnet und weisen Bohrungen 65, 66 für die Befestigungsschrauben 34, 35 auf. Im Mittelbereich ist das Führungselement 50 gewölbt und bildet einen Hohlraum 67 für den Rotor 5. Beidseits des Mittelsteges 51 sind Führungsschlitze 68, 69 in die Seitenteile 52 und 53 eingearbeitet. Diese dienen zur Führung der Kontaktelemente 55.FIG. 8 shows the
Die Funktion des in Figur 5 dargestellten Schlosses lässt sich wie folgt erläutern. Wie aus Figur 6 erkennbar ist, sind die Kontaktstellen 8 am Schlüssel 2 an dessen Schmalseiten 20 und 21 angeordnet. Die Kontaktstellen 8 sind dabei an beiden Schmalseiten 20, 21 symmetrisch ausgebildet und in gleicher Weise über die elektrischen Leiter 13 mit den elektronischen Bauelementen 9 im Schlüssel 2 verbunden. Im Bereiche der Kontakteinrichtung ist am Rotor 5 eine Ringnut 18 ausgebildet, wodurch in diesem Bereich zwischen dem Rotor 5, dem Statorgehäuse 3 und dem Führungselement 50 ein Ringspalt 18 entsteht. Im oberen Bereiche dieser Ringnut 18 sind die Federbereiche 62 der Schleiffederelemente 57, 58 positioniert. Ihre Position ist dabei einerseits durch die Befestigung des Anschlussteiles 56 an der Träger-, bzw. Leiterplatte 14 und anderseits durch die zwangsläufige Führung der Enden 63 in den Führungsschlitzen 68, 69 bestimmt. Die Schleiffederelemente 57, 58 bilden beidseits des Anschlussteiles 56, bzw. des Schlüsselkanales 6 in Abzugsposition Tangenten an einen Aussendurchmesser des Rotors 5, wobei sie berührungsfrei zum Mantel des Rotors 5 angeordnet sind. Zwischen dem Nutboden 19 am Rotor 5 und den beiden Federbereichen 62 der Schleiffedern 57, 58 besteht somit ein Zwischenraum. Die Abmessungen der Kontaktpartie 12 mit den Kontaktstellen 8 am Schlüsselbart 7 und der Nut 18 am Rotor 5 sind so ausgewählt, dass die Schmalseite 20 der Kontaktpartie 12 über den Nutboden 19 vorsteht. Dieser Ueberstand ist so bemessen, dass im dargestellten Beispiel die Kontaktstellen 8 an der Schmalseite 20 bei der dargestellten Verdrehung des Rotors 5 den Federbereich 62 der Schleiffeder 58 berühren und diesen soweit aus seiner Ruheposition auslenken, bis die gewünschte Kontaktkraft erreicht ist. Dadurch wird die elektrische Verbindung zwischen den elektronischen Bauelementen 9, 41 im Schloss 1 und im Schlüssel 2 hergestellt, und es können Daten übermittelt werden, solange die Kontaktstellen 8 mit einer der Schleiffedern 57, 58 eines Kontaktelementes 55 in Verbindung stehen.The function of the lock shown in Figure 5 can be explained as follows. As can be seen from FIG. 6, the contact points 8 are arranged on the
Die zwei in den Figuren 1 bis 4 sowie 5 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele des Schlosses 1 weisen beide die nachfolgenden Vorteile auf. Die erfindungsgemässe Konstruktion ermöglicht die Vormontage der Kontaktelemente 15, bzw. 55 an der Träger-, bzw. Leiterplatte 14. Beim Beispiel gemäss den Figuren 1 bis 4 wird das Führungselement 16 gemeinsam mit der Trägerplatte 14 und den Kontaktelementen 15 radial in das Statorgehäuse 3 eingesetzt und befestigt. Beim Beispiel gemäss den Figuren 5 bis 8 werden das Führungselement 50 und die Trägerplatte 14 mit den Kontaktelementen 55 nacheinander radial in das Statorgehäuse 3 eingesetzt und befestigt. Unabhängig vom Einbau der elektrischen Teile und der Kontaktelemente kann der gesamte mechanische Teil des Zylinderschlosses 1 bei beiden Ausführungsbeispielen vollständig montiert und zum voraus ausgetestet werden. Dadurch lässt sich der Herstellvorgang derartiger Schlösser wesentlich vereinfachen, und die Ausschussquote wird erheblich reduziert, da auch die elektrischen Teile unabhängig vom mechanischen Teil geprüft werden können. Eine weitere Verbesserung der Kontaktierung zwischen den Kontaktelementen 15, 55 und den Kontaktstellen 8 am Schlüsselbart 7 wird durch die Aufteilung der Schleiffedern 27, 28, bzw. 57, 58 in zwei voneinander unabhängig bewegliche Teile erreicht. Diese Anordnung ermöglicht eine Reduktion der Fehlerquote in der Höhe der zweiten Potenz. Da die Kontaktelemente 15, 55 nur von aussen an die sich drehenden Teile des Rotors 5 und des Schlüssels 2 herangeführt werden, kann der Ein- und Ausbau des Führungselementes 16, bzw. 50 mit der Träger-, bzw. Leiterplatte 14 und den Kontaktelementen 15, bzw. 55 ohne Eingriff in den mechanischen Teil des Zylinderschlosses 1 erfolgen. Um diese Zugänglichkeit zu gewährleisten, erstrecken sich die Schleiffederelemente 27, 28, bzw. 57, 58 maximal über den Bereich von 90° beidseitig der Abzugposition des Schlüsselkanales 6 im Zylinderschloss 1.The two exemplary embodiments of the
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CH3988 | 1988-01-07 |
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