EP0999328A1 - Schliesszylinder - Google Patents

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EP0999328A1
EP0999328A1 EP99122166A EP99122166A EP0999328A1 EP 0999328 A1 EP0999328 A1 EP 0999328A1 EP 99122166 A EP99122166 A EP 99122166A EP 99122166 A EP99122166 A EP 99122166A EP 0999328 A1 EP0999328 A1 EP 0999328A1
Authority
EP
European Patent Office
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coupling device
lock
lock cylinder
actuating element
door
Prior art date
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Application number
EP99122166A
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English (en)
French (fr)
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EP0999328B1 (de
Inventor
Herbert Meyerle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SimonsVoss Technologies GmbH
Original Assignee
Simons & Voss Identifikationssysteme GmbH
SimonsVoss Technologies GmbH
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Publication date
Priority claimed from DE1998151065 external-priority patent/DE19851065A1/de
Priority claimed from DE19851308A external-priority patent/DE19851308C2/de
Application filed by Simons & Voss Identifikationssysteme GmbH, SimonsVoss Technologies GmbH filed Critical Simons & Voss Identifikationssysteme GmbH
Publication of EP0999328A1 publication Critical patent/EP0999328A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0999328B1 publication Critical patent/EP0999328B1/de
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    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0638—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor
    • E05B47/0642—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor axially, i.e. with an axially disengaging coupling element
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
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    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0615—Cylinder locks with electromagnetic control operated by handles, e.g. by knobs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
    • E05B2047/0057—Feeding
    • E05B2047/0058—Feeding by batteries
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    • E05B2047/0092—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means including means for preventing manipulation by an external magnetic field, e.g. preventing opening by using a strong magnet
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
    • E05B47/0002—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets
    • E05B47/0003—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets having a movable core
    • E05B47/0004—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets having a movable core said core being linearly movable

Definitions

  • the present invention relates to a locking cylinder, in particular an electronic locking cylinder for use in mortise locks for doors.
  • Mortise locks for doors according to DIN 18251 are becoming large Number provided with mechanical locking cylinders according to DIN 18252.
  • Such locking cylinders have a cylinder housing and inside a cylinder core with a matching one Key can be turned in the housing and then one approximately from the center of the cylinder housing, inside the mortise lock lock bit protruding from the cylinder housing or driver moved to unlock or lock the lock.
  • the known mechanical lock cylinders can be regarding Many security, locking plan design and flexibility Desires open, because the mechanical keys are light can be copied, locking plans that define access authorizations, essentially have to be structured hierarchically and in case of key loss and locking plan modification the locking cylinders are completely replaced.
  • US-A-4 901 545 and US-A-5 447 047 are door locks specified for those in the outside of the knob or handle in addition to a mechanical lock still electronic Access control components are included. These orders too are susceptible to manipulation.
  • a special lock with integrated electronics, partly on the outer door fitting is located in US-A-4 820 320.
  • a door lock is included at least one handle on a protruding from the door leaf Rotation axis for actuating the latch and / or the bolt known.
  • the handle is in the closed position of the door lock rotatably arranged on the axis of rotation.
  • One with an electric drive actuatable coupling connects the handle with the Axis of rotation for opening the door.
  • the electric drive is through a code evaluation device with a device for contactless Code entry operable.
  • the electric drive, the coupling, the evaluation device with the contactless Code entry device and a power supply for the electric drive and the code evaluation device are in Handle of the door lock arranged.
  • this also leaves Door lock in terms of its reliability and security still to be desired.
  • the in this door lock provided coupling mechanism mechanical or magnetic attacks from outside essentially unprotected, so that tampering or breaking open are relatively easy.
  • the present invention has for its object a provide improved lock cylinder, the particular safer and more reliable than known locking cylinders is and at the same time a simple, safe and flexible usable locking system delivers. This task will solved with the features of the claims.
  • the invention is based on the basic idea that Lock cylinder with a coupling device for rotating To connect an outer actuating element to provide that the coupling device on a drive element a drive device axially movable and / or tiltable is trained.
  • a drive device axially movable and / or tiltable is trained.
  • the guide section of the coupling device between two stops of the drive element axially movable stored, with the first stop to engage and the second serves to disengage the clutch device.
  • the coupling device on much more reliable Way to be decoupled than before, which is a significant improvement the security of such electronic locking cylinders brings with it.
  • a spring element provided that a safe engagement of the coupling device causes.
  • the spring element is preferably a Compression spring when the drive device engages is excited when the coupling device is in a non-indentable position, and that by their pressure force due to the preload the coupling device pushes into the indented state as soon as one indentable position is present.
  • a temporarily monostable material is used as a drive device for the coupling device.
  • This material has the property that it is made by a Current pulse can be magnetized by an outer coil and this magnetization after a predetermined period of time reversed by suitable electrical control can be. By applying a holding current to the coil can preferably further support the magnetization become. With the degradation or loss of magnetic properties the clutch device is automatically disengaged.
  • a preferred embodiment of the invention Lock cylinder 2 is a schematic longitudinal section in Figure 1 shown.
  • the electronic locking cylinder according to the invention 2 can be used in a conventional door lock but also have any other external shape.
  • the invention Lock cylinder 2 essentially has a housing 4, one rotatably arranged with respect to the housing 4 Lock bit 6, an inside of the door or the potential Actuating element opposite on the attack side 8 in Shape of a first doorknob and a door outside or actuating element facing the potential attack side 10 in the form of a second doorknob.
  • An electronic one Access control circuit 12 for verifying a Access authorization is in the cylinder lock according to the invention 2 is preferably accommodated in the actuating element 8 on the inside of the door.
  • Actuator 10 is in the outside of the door preferably the power supply for the electronic Lock cylinder 2 provided in the form of a battery 14.
  • the Door-side actuating element 8 is with the lock bit 6 of the cylinder lock 2 according to the invention by a connecting sleeve 16 rotatably connected so that the lock bit 6 from the inside or opposite the potential attack side Side is always actuable.
  • the schematic representation according to FIG. 1 shows the invention Lock cylinder 2 in a coupled state, i.e. the outside actuator 10 is also in a rotationally fixed operative connection with the lock bit 6.
  • the outside actuating element 10 preferably freely rotatable without actuating the lock bit 6.
  • the access control circuit 12 after Expiration of a verification protocol the outer actuator 10 temporarily couples with the lock bit 6. Is to a clutch device 18 and a drive device 20 for the coupling device 18 in the housing 4 of the invention Lock cylinder 2 provided.
  • the drive device 20 for the clutch device 18 is preferably in the form of an electromagnet, one coil 22 and an armature 24 axially movable thereto having.
  • the armature or the drive element 24 is in one guide element 26 mounted in the connecting sleeve 16 axially movable.
  • the maximum anchor or stamp path is denoted by "s" in FIG.
  • the anchor is preferred 24 made of a monostable material, e.g. can be temporarily magnetized when exposed to a magnetic field is. This magnetization is further preferred if appropriate supported by a holding current on a coil. To end the coupling, this material can e.g. reversed by a suitable electrical signal become.
  • the coupling device 18 is preferably in the form of a Coupling cross formed.
  • the coupling device 18 has in the embodiment shown in Figure 1 a guide section 28 on the area of a guide element 30 of the armature 24, the coupling device 18 is axially movable and / or tiltable leads.
  • the guide element 30 of the armature 24 is defined in the axial direction by two stops 32 and 34.
  • the non-rotatable connection between the outside actuating element 10 and the locking bit 6 is preferably carried out via a connecting sleeve 36 and an engaging element 38, both with the Actuator 10 are rotatably connected.
  • the engaging element 38 points e.g. Recesses 40 on the corresponding to the shape of engagement portions 42 of the coupling device 18 can be formed.
  • a sleeve is provided as the engaging element 38 which an end section facing the coupling device 18 has a crenellated engagement section, the one provided as the coupling device 18 Coupling cross can be brought into engagement.
  • the coupling device 18 is preferably in the housing 4 or an outer Guide sleeve guided axially movable.
  • the recesses 40 formed at an angle ⁇ opening in the disengaging direction.
  • the angle ⁇ is preferably in the range between 1 ° and 5 ° and preferably around 3 °.
  • preferred sleeve-shaped engaging elements 38 are Bevels provided on the longitudinal surfaces of the battlements in such a way that the gaps between the battlements in the direction of disengagement widen.
  • the circuit 12 When recognizing an access authorization the circuit 12 sets the coil 22 of the drive device 20 under tension so that the armature 24 moves out of the coil and with the stop 34, the coupling device 18 takes to the engaging portions 42 of the coupling device 18 with the recesses 40 of the engagement element 38 to connect positively.
  • Locking the locking cylinder 2 according to the invention or the clutch device 18 is disengaged by switching off the current of the drive device 20.
  • the clutch device 18 in the engaged state remains until the anchor 24 reaches the (shown in Figure 1) Distance ⁇ s has covered and with the stop 32 in contact is coming.
  • the distance ⁇ s is preferably approximately 0.5 mm. This ensures that the relatively large mass the armature 24 is already in motion when it is on the coupling device 18 hits and thereby this through one corresponding breakaway impulse with momentum from the engaged state dissolves.
  • a drilling protection 48 is provided, which is preferably made of hard metal is formed and a violent opening of the invention Lock cylinder 2 from the outside of the door prevents safe way.
  • the return spring 46 can for example with a centering element 50 in the housing 4 of the Lock cylinder 2 are performed.
  • the coupling device 18 in the form of an asymmetrical Form coupling cross, so as to be a particularly advantageous Release effect when decoupling the clutch device 18 to achieve from the door outside actuator 10.
  • an asymmetrical Coupling device 18 only a part (e.g. only one) of the engagement areas 42 with the engagement element 38 engaged so that when disengaging the clutch device 18 initially not (or with little force) engaged standing sections and thus more easily detachable sections be solved before then the more firmly engaged Engagement areas 42 are detached.
  • the coupling device 18 is causes a more reliable decoupling.
  • the sequence of the disengagement process shown schematically in FIG. 5 however, the coupling device 18 can also be independent can be achieved by the shape of the coupling device 18.
  • the disengagement process shown in Figure 5 can both in Combination with the breakaway pulse described above and / or the bevels according to FIG. 3 as well as independently of which apply. 5 is the stop 32 of the armature 24 first with the coupling device 18 in touch. When demagnetizing or switching off the energy supply for the drive device 20 presses the return spring 46, the armature 24 in the disengaging direction, whereby the coupling device 18 corresponding to the middle Figure in Figure 5 is initially tilted slightly to the Detach engagement portions 42 from the recesses 40. Then the coupling device 18 by the stop 32 and the return spring 46 in the disengaged or decoupled rest position moved.
  • FIG. 6 Another preferred embodiment of the invention Lock cylinder 2 and in particular the usable therein Coupling device is shown in Figure 6.
  • the engagement stop 34 is the Embodiments described above as a support for an engagement spring 52.
  • the spring 52 can for example be designed as a compression spring and thereby the coupling device 18 away from the support element 34 in the direction or push it up to the release stop 32.
  • This clutch assembly has the particular advantage that it still ensures more reliable engagement of the clutch device 18 can be.
  • the armature 24 of the drive device is first used for engagement 20 moved in the direction of engagement. If the to be coupled Do not divide into a defined one at this time coupled position are relative to each other, is from the drive device 20 to the armature 24th transmitted pulse energy by compressing the spring 52 as long as it is buffered until coupling is possible. Then the spring 52 pushes the coupling device 18 without further application of electrical energy into the coupled Position.
  • the decoupling is carried out by the stop 32, such as described above with respect to the other embodiments, the spring 52 possibly by its compressive force bringing the release stop 32 into contact with the coupling device 18 can still support.
  • the armature 24 the drive device 20 by a magnetic decoupling device 54 interrupted to which there is an extension section 56 of the armature 24 with preferably reduced Cross section connects.
  • the extension section 56 preferably extends to the release stop 32.
  • Between the decoupling device 54 and the extension section 56 is also a ferromagnetic material 60 intended.
  • the spring 46 is in this embodiment as Tension spring designed.
  • In the area of the tapered diameter Extension portion 56 is in accordance with this embodiment at least one so-called counter magnet 58 is provided.
  • this lock cylinder 2 corresponds to that described above Working principle, with the direction of engagement and disengagement are reversed.
  • the embodiment described with reference to FIG. 7 is with the embodiments explained above and with the aspects of the invention described therein can be combined.
  • the counter magnet 58 is a safety device against manipulation provided from the outside. It is magnetic from the rest Circle (the drive device) by the magnetic Decoupling device 54 isolated or isolated and is preferably magnetizable by an external magnetic field. This means that when attempting to manipulate the Lock cylinder 2 according to the invention from the outside with a strong magnetic field of the lock cylinder 2 by the magnetic field "Flooded" is what magnetizes him and thereby the counter magnet 58 a stronger force on the element 60 am Anchor 24 exerts as the drive device 20 so that the Armature 24 with the element 60 to the counter magnet 58 in the decoupled Position is pushed. With one intend In contrast, coupling can selectively be a magnetic field be applied to control the armature 24.
  • the lock cylinder according to the invention can accordingly another (not shown) embodiment formed in this way be that a counter magnet activates a locking device, if an external magnetic field for manipulation purposes is created.
  • the locking device is preferably designed such that that they engage the clutch device 18th prevents.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten elektronischen Schließzylinder, der insbesondere gegenüber herkömmlichen Schließzylindern sicherer, zuverlässiger und vielseitiger anwendbar ist. Der erfindungsgemäße Schließzylinder weist eine Kupplungseinrichtung auf, die auf einem Anker einer Betätigungseinrichtung axial beweglich und/oder kippbar geführt ist, um insbesondere beim Ausrücken bzw. Verriegeln des erfindungsgemäßen Schließzylinders zuverlässiger zu arbeiten. Der erfindungsgemäße Schließzylinder kann auch mindestens einen Gegenmagneten aufweisen, durch den bei Überlagerung mit einem äußeren Magnetfeld ein stärkeres Magnetfeld aufgebaut wird als dies die Antriebseinrichtung verursacht, so daß die Kupplungseinrichtung auf zuverlässige Weise in ihrer entkoppelten Position gehalten wird. Als Antriebseinrichtung bzw. Teil davon kann ein temporär monostabiles Material vorgesehen sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schließzylinder, insbesondere einen elektronischen Schließzylinder zum Einsatz in Einsteckschlössern für Türen.
Einsteckschlösser für Türen nach DIN 18251 werden in großer Zahl mit mechanischen Schließzylindern nach DIN 18252 versehen. Solche Schließzylinder weisen ein Zylindergehäuse und darin einen Zylinderkern auf, der mit einem passenden Schlüssel im Gehäuse gedreht werden kann und dann einen etwa aus der Mitte des Zylindergehäuses, innerhalb des Einsteckschlosses aus dem Zylindergehäuse herausragenden Schließbart bzw. Mitnehmer bewegt, um das Schloß auf- oder zuzusperren.
Die bekannten mechanischen Schließzylinder lassen bezüglich Sicherheit, Schließplangestaltung und Flexibilität viele Wünsche offen, denn die mechanischen Schlüssel sind leicht kopierbar, Schließpläne, die Zugangsberechtigungen definieren, müssen im wesentlichen hierarchisch strukturiert sein und bei Schlüsselverlust und Schließplanmodifizierung müssen die Schließzylinder komplett ausgetauscht werden.
Zur Vermeidung dieser Probleme wurden elektronische Schließsysteme vorgeschlagen. Beispiele für derartige Schließsysteme sind in der DE-A-44 38 832 und DE-A-195 02 288 angegeben. Dort ist ein Einsteckschloß für Türen so modifiziert, daß der Schließzylinder durch ein Gestänge ersetzt ist, das auf der Türinnen- und der Türaußenseite jeweils einen Drehknauf aufweist. Das Gestänge beinhaltet einen Mitnehmer, der wie bei einem mechanischen Schließzylinder das Schloß betätigt. Der Mitnehmer ist drehfest mit dem türinnenseitigen Knauf und über eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung mit dem Türaußenseitenknauf verbunden. Eine Elektronik steuert die Kupplung so an, daß diese nur dann eine drehschlüssige Verbindung herstellt, wenn sich an der Türaußenseite innerhalb der Reichweite einer Antenne beispielsweise ein Hochfre - quenztransponder befindet, der in einem vorangegangenen Programmiervorgang eine Zutrittsberechtigung erhalten hat. Elektronik, Antenne und ein elektromagnetischer Aktor zur Betätigung der Kupplung sind auf türinnen- und -außenseitige Türbeschläge verteilt. Diese Anordnung ist jedoch nur sehr aufwendig gegen Manipulationen zu schützen und entsprechende Sicherheitsvorkehrungen führen zu teuren und unansehnlichen Türbeschlägen.
In der US-A-4 901 545 und US-A-5 447 047 sind Türschlösser angegeben, bei denen im türaußenseitigen Knauf oder Drücker zusätzlich zu einem mechanischen Schloß noch elektronische Zutrittskontrollkomponenten enthalten sind. Auch diese Anordnungen sind manipulationsanfällig. Ein Spezialschloß mit integrierter Elektronik, die teilweise am äußeren Türbeschlag untergebracht ist, ist in der US-A-4 820 320.
Aus der DE-U-297 03 559 ist beispielsweise ein Türschloß mit mindestens einem Griff an einer aus dem Türblatt vorstehenden Drehachse zur Betätigung der Falle und/oder des Riegels bekannt. Der Griff ist in Schließstellung des Türschlosses drehbar auf der Drehachse angeordnet. Eine mit einem Elektroantrieb betätigbare Kupplung verbindet den Griff mit der Drehachse zum Öffnen der Türe. Der Elektroantrieb ist durch eine Codeauswerteeinrichtung mit einer Einrichtung zur berührungslosen Codeeingabe betätigbar. Der Elektroantrieb, die Kupplung, die Auswerteeinrichtung mit der berührungslosen Codeeingabeeinrichtung und eine Energieversorgung für den Elektroantrieb und die Codeauswerteeinrichtung sind im Griff des Türschlosses angeordnet. Jedoch läßt auch diese Türschloß hinsichtlich seiner Zuverlässigkeit und Sicherheit weiterhin zu wünschen übrig. So ist beispielsweise der in diesem Türschloß vorgesehene Kupplungsmechanismus gegenüber mechanischen oder magnetischen Angriffen von außen im wesentlichen ungeschützt, so daß Manipulationen bzw. ein Aufbrechen relativ leicht möglich sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schließzylinder bereitzustellen, der insbesondere sicherer und zuverlässiger als bekannte Schließzylinder ist und gleichzeitig ein einfaches und sicheres sowie flexibel einsetzbares Schließsystem liefert. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
Für die Lösung dieser Problematik ist der Aspekt zu berücksichtigen, daß derartige Schließzylinder, insbesondere für den Austausch bereits existierender Schließzylinder, üblicherweise eine autonome Energieversorgung aufweisen. Zur Gewährleistung eines hohen Lebensdauer ist es somit wünschenswert, den elektronischen Schließzylinder so auszubilden, daß er sich durch eine geringe Leistungsaufnahme auszeichnet.
Dabei geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, den Schließzylinder mit einer Kupplungseinrichtung zum drehbaren Verbinden eines äußeren Betätigungselements derart vorzusehen, daß die Kupplungseinrichtung auf einem Antriebselement einer Antriebseinrichtung axial bewegbar und/oder kippbar ausgebildet ist. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist der Führungsabschnitt der Kupplungseinrichtung zwischen zwei Anschlägen des Antriebselements axial bewegbar gelagert, wobei der erste Anschlag zum Einrücken und der zweite zum Ausrücken der Kupplungseinrichtung dient. Dadurch kann die Kupplungseinrichtung auf wesentlich zuverlässigere Weise als bisher entkoppelt werden, was eine erhebliche Verbesserung der Sicherheit derartiger elektronischer Schließzylinder mit sich bringt. Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Kupplungseinrichtung und der Antriebseinrichtung ein Federelement vorgesehen, das ein sicheres Einkuppeln der Kupplungseinrichtung bewirkt. Das Federelement ist vorzugsweise eine Druckfeder, die bei einer Einrückbewegung der Antriebseinrichtung gespannt wird, wenn sich die Kupplungseinrichtung in einer nicht-einrückbaren Position befindet, und die durch ihre Druckkraft aufgrund der Vorspannung die Kupplungseinrichtung in den eingerückten Zustand drängt, sobald eine einrückbare Stellung vorhanden ist.
Durch das Anbringen mindestens eines sogenannten Gegenmagneten im Gehäuse des erfindungsgemäßen Schließzylinders kann die Sicherheit weiter verbessert werden, da dadurch bei Überlagerung mit einem äußeren Magnetfeld die Kupplungseinrichtung nicht eingerückt wird, sondern immer im ausgerückten Zustand bleibt.
Als Antriebseinrichtung für die Kupplungseinrichtung wird vorzugsweise ein temporär monostabiles Material eingesetzt. Dieses Material hat die Eigenschaft, daß es durch einen Stromimpuls durch eine äußere Spule magnetisiert werden kann und diese Magnetisierung nach einer vorbestimmten Zeitdauer durch geeignete elektrische Ansteuerung rückgängig gemacht werden kann. Durch das Anlegen eines Haltestroms an die Spule kann die Magnetisierung vorzugsweise weiter unterstützt werden. Mit dem Abbau oder Verlust der magnetischen Eigenschaften wird die Kupplungseinrichtung automatisch ausgerückt.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
Figur 1
einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schließzylinder;
Figur 2
einen schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer im erfindungsgemäßen Schließzylinder vorgesehenen Kupplungseinrichtung;
Figur 3
eine Schnittansicht entlang der Linie III-III durch die Kupplungseinrichtung von Figur 2;
Figur 4
eine schematische Darstellung einer asymmetrischen Ausführungsform eines Kupplungselements;
Figur 5
den Ablauf eines Ausrückvorgangs der Kupplungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders;
Figur 6
einen vergrößerten schematischen Längsschnitt durch die Kupplungseinrichtung entsprechend einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders; und
Figur 7
einen schematischen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Schließzylinder entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 ist als schematischer Längsschnitt in Figur 1 gezeigt. Der erfindungsgemäße elektronische Schließzylinder 2 ist in ein herkömmliches Türschloß einsetzbar, kann jedoch auch jede andere äußere Form aufweisen. Der erfindungsgemäße Schließzylinder 2 weist im wesentlichen ein Gehäuse 4, einen bezüglich des Gehäuses 4 drehbar angeordneten Schließbart 6, ein türinnenseitiges bzw. der potentiellen Angriffsseite gegenüberliegendes Betätigungselement 8 in Form eines ersten Türknaufs und ein türaußenseitiges bzw. der potentiellen Angriffsseite zugewandtes Betätigungselement 10 in Form eines zweiten Türknaufs auf. Eine elektronische Zutrittskontrollschaltung 12 zur Verifizierung einer Zutrittsberechtigung ist im erfindungsgemäßen Zylinderschloß 2 vorzugsweise im türinnenseitigen Betätigungselement 8 untergebracht. Im türaußenseitigen Betätigungselement 10 ist vorzugsweise die Energieversorgung für den elektronischen Schließzylinder 2 in Form einer Batterie 14 vorgesehen. Das türinnenseitige Betätigungselement 8 ist mit dem Schließbart 6 des erfindungsgemäßen Zylinderschlosses 2 durch eine Verbindungshülse 16 drehfest verbunden, so daß der Schließbart 6 von innen bzw. der der potentiellen Angriffsseite gegenüberliegenden Seite stets betätigbar ist.
Die schematische Darstellung gemäß Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Schließzylinder 2 in einem gekoppelten Zustand, d.h. das außenseitige Betätigungselement 10 steht ebenfalls in drehfester Wirkverbindung mit dem Schließbart 6. Im entkoppelten Zustand ist das außenseitige Betätigungselement 10 vorzugsweise frei drehbar, ohne den Schließbart 6 zu betätigen. Zur Koppelung des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 ist es bevorzugt, daß die Zutrittskontrollschaltung 12 nach Ablauf eines Verifikationsprotokolls das äußere Betätigungselement 10 temporär mit dem Schließbart 6 koppelt. Dazu ist eine Kupplungseinrichtung 18 und eine Antriebseinrichtung 20 für die Kupplungseinrichtung 18 im Gehäuse 4 des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 vorgesehen.
Die Antriebseinrichtung 20 für die Kupplungseinrichtung 18 ist vorzugsweise in Form eines Elektromagneten ausgebildet, der eine Spule 22 und einen axial dazu beweglichen Anker 24 aufweist. Der Anker bzw. das Antriebselement 24 ist in einem in der Verbindungshülse 16 montierten Führungselement 26 axial beweglich gelagert. Der maximale Anker- oder Stempelweg ist in Figur 1 mit "s" bezeichnet. Bevorzugt ist der Anker 24 aus einem monostabilen Material hergestellt, das z.B. bei Beaufschlagung mit einem Magnetfeld temporär magnetisierbar ist. Diese Magnetisierung wird weiter bevorzugt gegebenenfalls durch einen Haltestrom an einer Spule unterstützt. Zum Beenden der Koppelung kann dieses Material z.B. durch ein geeignetes elektrisches Signal rückgängig gemacht werden.
Die Kupplungseinrichtung 18 ist vorzugsweise in Form eines Koppelkreuzes ausgebildet. Die Kupplungseinrichtung 18 weist in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform einen Führungsabschnitt 28 auf, der im Bereich eines Führungselements 30 des Ankers 24 die Kupplungseinrichtung 18 axial beweglich und/oder kippbar führt. Das Führungselement 30 des Ankers 24 wird in Axialrichtung durch zwei Anschläge 32 bzw. 34 definiert. Beim Aktivieren der Kupplungseinrichtung, d.h. wenn eine Zutrittsberechtigung erteilt und die Antriebseinrichtung 20 von der Schaltung 12 aktiviert wurde, schiebt der Anker 24 mit dem Anschlag 34 die Kupplungseinrichtung 18 in die in Figur 1 dargestellte Position. Die Kupplungseinrichtung 18 verbindet in dieser Stellung das türaußenseitige Betätigungselement 10 mit dem Schließbart 6, so daß die Türe auch von außen geöffnet werden kann. Die drehfeste Verbindung zwischen dem türaußenseitigen Betätigungselement 10 und dem Schließbart 6 erfolgt vorzugsweise über eine Verbindungshülse 36 und ein Eingriffselement 38, die beide mit dem Betätigungselement 10 drehfest verbunden sind. Das Eingriffselement 38 weist z.B. Ausnehmungen 40 auf, die korrespondierend zur Form von Eingriffsabschnitten 42 der Kupplungseinrichtung 18 ausgebildet sein können. Bevorzugt ist jedoch als Eingriffselement 38 eine Hülse vorgesehen, die an einem zur Kupplungseinrichtung 18 weisenden Endabschnitt einen zinnenartig ausgebildeten Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem als Kupplungseinrichtung 18 bevorzugt vorgesehenen Koppelkreuz in Eingriff bringbar ist. Die Kupplungseinrichtung 18 ist vorzugsweise im Gehäuse 4 oder einer äußeren Führungshülse axial bewegbar geführt.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform, die in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, sind die Ausnehmungen 40 unter einem sich in Ausrückrichtung öffnenden Winkel α ausgebildet. Der Winkel α liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1° und 5° und vorzugsweise bei etwa 3°. Im Fall des bevorzugten hülsenförmigen Eingriffselements 38 sind die Schrägen an den Längsflächen der Zinnen derart vorgesehen, daß sich die Zwischenräume zwischen den Zinnen in Ausrückrichtung verbreitern. Durch das Vorsehen der Abschrägungen um den Winkel α an den Ausnehmungen 40 bzw. Zinnen des Verbindungselements 38 und/oder auch durch das Vorsehen von Abschrägungen am Eingriffsabschnitt 42 der Kupplungseinrichtung 18 bzw. am Koppelkreuz ist ein zuverlässigeres Entkoppeln der Kupplungseinrichtung 18 erzielbar. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die Kontaktfläche zwischen den Eingriffsabschnitten 42 der Kupplungseinrichtung 18 und den Ausnehmungen 40 des Eingriffselements 38 relativ klein ist, so daß nach einem anfänglichen Loslösen der gekoppelten Teile aufgrund des sich in Ausrückrichtung erweiternden Zwischenraums das weitere Ausrücken mit wesentlich geringerer Reibung oder sogar ohne weiteren Kontakt erfolgt. Dadurch kann also die Loslösekraft bzw. Losbrechkraft des Eingriffsabschnitts 42 aus den Ausnehmungen 40 erheblich reduziert werden, wodurch die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Schließzylinders erheblich gesteigert werden kann.
Die eigentliche Verbindung zwischen der Kupplungseinrichtung 18 und dem Schließbart 6 wird durch eine an der Kupplungseinrichtung 18 vorgesehene Verbindungshülse 44 realisiert. Diese ist lediglich in Figur 1 schematisch dargestellt. Wie bereits vorstehend beschrieben ist die Kupplungseinrichtung 18 auf dem Führungsabschnitt 30 des Ankers 24 axial bewegbar und/oder kippbar geführt. Dies ist insbesondere für das Ausrücken der Kupplungseinrichtung 18 von besonderem Vorteil. Im entkoppelten Zustand ist die Kupplungseinrichtung 18 außer Eingriff mit dem Eingriffselement 38, so daß das türaußenseitige Betätigungselement 10 frei drehbar ist. In dieser Position befindet sich der erfindungsgemäße Schließzylinder 2 immer dann, wenn die Antriebseinrichtung 20 stromlos ist. Dazu ist vorzugsweise eine Druckfeder 46 vorgesehen, die als Rückstellfeder wirkt und den Anker 24 in seine entkoppelte Position zwingt. Beim Erkennen einer Zugangsberechtigung setzt die Schaltung 12 die Spule 22 der Antriebseinrichtung 20 unter Spannung, so daß der Anker 24 aus der Spule herausfährt und mit dem Anschlag 34 die Kupplungseinrichtung 18 mitnimmt, um die Eingriffsabschnitte 42 der Kupplungseinrichtung 18 mit den Ausnehmungen 40 des Eingriffselements 38 formschlüssig zu verbinden.
Das Verriegeln des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 bzw. das Ausrücken der Kupplungseinrichtung 18 erfolgt durch Abschalten des Stroms der Antriebseinrichtung 20. Sofort nach Abschalten der Energiezufuhr schiebt die Rückstellfeder 46 den Anker 24 in Richtung seiner Ausgangsposition, wobei zunächst die Kupplungseinrichtung 18 im eingerückten Zustand verbleibt, bis der Anker 24 die (in Figur 1 dargestellte) Strecke Δs zurückgelegt hat und mit dem Anschlag 32 in Berührung kommt. Die Strecke Δs beträgt vorzugsweise etwa 0,5 mm. Dadurch wird gewährleistet, daß die relativ große Masse des Ankers 24 bereits in Bewegung ist wenn sie auf die Kupplungseinrichtung 18 trifft und dadurch diese durch einen entsprechenden Losbrechimpuls mit Schwung aus dem Eingriffszustand herauslöst. Diese Effekt läßt sich insbesondere mit den vorstehend bereits beschriebenen Abschrägungen auf vorteilhafte Weise kombinieren, da durch den Losbrechimpuls die Kupplungseinrichtung besonders zuverlässig aus der anfänglichen Koppelstellung losgelöst wird. Der Anschlag 32 des Ankers 24 verschiebt durch die Kraft der Rückstellfeder 46 die Kupplungseinrichtung 18 weiter bis in die Ruhestellung, d.h. den völlig entkoppelten Zustand.
Im Gehäuse 4 des erfindungsgemäßen Zylinders 2 ist ferner ein Bohrschutz 48 vorgesehen, der vorzugsweise aus Hartmetall ausgebildet ist und ein gewaltsames Öffnen des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 von der Türaußenseite auf sichere Weise unterbindet. Die Rückstellfeder 46 kann beispielsweise mit einem Zentrierelement 50 im Gehäuse 4 des Schließzylinders 2 geführt werden.
In den Figuren 4 und 5 ist eine weitere bevorzugte Ausfüh - rungsform bzw. Funktion des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 gezeigt. Entsprechend Figur 4 kann es bevorzugt sein, die Kupplungseinrichtung 18 in Form eines asymmetrischen Kupplungskreuzes auszubilden, um so eine besonders vorteilhafte Ausrückwirkung beim Entkoppeln der Kupplungseinrichtung 18 vom türaußenseitigen Betätigungselement 10 zu erzielen. Vorzugsweise kommt bei der Verwendung einer asymmetrischen Kupplungseinrichtung 18 lediglich ein Teil (z.B. nur einer) der Eingriffsbereiche 42 mit dem Eingriffselement 38 in Eingriff, so daß beim Ausrücken der Kupplungseinrichtung 18 zunächst die nicht (oder mit geringer Kraft) in Eingriff stehenden Abschnitte und somit leichter lösbaren Abschnitte gelöst werden, bevor dann die fester in Eingriff stehenden Eingriffsbereiche 42 losgelöst werden. Durch die daraus resultierende Kippbewegung der Kupplungseinrichtung 18 wird ein zuverlässigeres Entkoppeln bewirkt.
Der in Figur 5 schematisch dargestellte Ablauf des Ausrückvorgangs der Kupplungseinrichtung 18 kann jedoch auch unabhängig von der Form der Kupplungseinrichtung 18 erzielt werden. Der in Figur 5 gezeigte Ausrückablauf kann sowohl in Kombination mit dem vorstehend beschriebenen Losbrechimpuls und/oder den Abschrägungen gemäß Figur 3 als auch unabhängig davon Anwendung finden. Entsprechend Figur 5 ist der Anschlag 32 des Ankers 24 zunächst mit der Kupplungseinrichtung 18 in Berührung. Beim Entmagnetisieren bzw. Abschalten der Energieversorgung für die Antriebseinrichtung 20 drückt die Rückstellfeder 46 den Anker 24 in Ausrückrichtung, wodurch die Kupplungseinrichtung 18 entsprechend der mittleren Abbildung in Figur 5 zunächst leicht gekippt wird, um die Eingriffsabschnitte 42 aus den Ausnehmungen 40 loszulösen. Anschließend wird die Kupplungseinrichtung 18 durch den Anschlag 32 und die Rückstellfeder 46 in die ausgerückte bzw. entkoppelte Ruhestellung bewegt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 und insbesondere der darin verwendbaren Kupplungseinrichtung ist in Figur 6 gezeigt. Entsprechend dieser Ausführungsform ist der Einrückanschlag 34 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hier als Abstützung für eine Einrückfeder 52. Die Feder 52 kann beispielsweise als Druckfeder ausgebildet sein und dadurch die Kupplungseinrichtung 18 vom Abstützelement 34 weg in Richtung oder bis zum Ausrückanschlag 32 drängen. Diese Kupplungsanordnung hat insbesondere den Vorteil, daß dadurch ein noch zuverlässigeres Einrücken der Kupplungseinrichtung 18 gewährleistet werden kann.
Zum Einrücken wird zunächst der Anker 24 der Antriebseinrichtung 20 in Einrückrichtung verschoben. Falls die zu koppelnden Teile sich zu diesem Zeitpunkt nicht in einer definierten koppelbaren Stellung relativ zueinander befinden, wird die von der Antriebseinrichtung 20 auf den Anker 24 übertragene Impulsenergie durch Komprimieren der Feder 52 solange zwischengespeichert bis ein Einkoppeln möglich ist. Dann schiebt die Feder 52 die Kupplungseinrichtung 18 ohne weiteres Aufbringen elektrischer Energie in die gekoppelte Stellung. Das Entkoppeln erfolgt durch den Anschlag 32, wie vorstehend bezüglich der anderen Ausführungsformen beschrieben, wobei die Feder 52 gegebenenfalls durch ihre Druckkraft das Inkontaktbringen des Ausrückanschlags 32 mit der Kupplungseinrichtung 18 noch unterstützen kann.
Entsprechend der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 ist der Anker 24 der Antriebseinrichtung 20 durch einer magnetischen Entkoppelungseinrichtung 54 unterbrochen, an die sich ein Verlängerungsabschnitt 56 des Ankers 24 mit vorzugsweise reduziertem Querschnitt anschließt. Der Verlängerungsabschnitt 56 erstreckt sich vorzugsweise bis zum Ausrückanschlag 32. Zwischen der Entkoppelungseinrichtung 54 und dem Verlängerungsabschnitt 56 ist ferner ein ferromagnetisches Material 60 vorgesehen. Die Feder 46 ist in dieser Ausführungsform als Zugfeder ausgebildet. Im Bereich des durchmesserverjüngten Verlängerungsabschnitts 56 ist gemäß dieser Ausführungsform mindestens ein sogenannter Gegenmagnet 58 vorgesehen. Im übrigen entspricht dieser Schließzylinder 2 dem vorstehend beschriebenen Wirkprinzip, wobei die Ein- und Ausrückrichtung umgekehrt sind. Die mit Bezug auf Figur 7 beschriebene Ausführungsform ist mit den vorstehend erläuterten Ausführungsformen und mit den darin beschriebenen Aspekten der Erfindung kombinierbar.
Der Gegenmagnet 58 ist als Sicherheitseinrichtung gegen Manipulationen von außen vorgesehen. Er ist vom übrigen magnetischen Kreis (der Antriebseinrichtung) durch die magnetische Entkoppelungseirichtung 54 getrennt bzw. isoliert und ist vorzugsweise durch ein externes Magnetfeld magnetisierbar. Dies bedeutet, daß beim Versuch der Manipulation des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 von außen mit einem starken Magnetfeld der Schließzylinder 2 durch das Magnetfeld "überschwemmt" wird, was ihn magnetisiert und dadurch der Gegenmagnet 58 eine stärkere Kraft auf das Element 60 am Anker 24 als die Antriebseinrichtung 20 ausübt, so daß der Anker 24 mit dem Element 60 zum Gegenmagneten 58 in die entkoppelte Stellung gedrängt wird. Bei einer beabsichtigen Koppelung kann im Gegensatz dazu punktuell ein Magnetfeld zum Ansteuern des Ankers 24 angelegt werden.
Im Falle einer derartigen Magnetfeldüberschwemmung wird der Anker 24 und damit die Kupplungseinrichtung 18 in die Ruhestellung gezwungen, was gleichbedeutend mit einer Entkoppelung des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 ist.
Der erfindungsgemäße Schließzylinder kann entsprechend einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform derart ausgebildet sein, daß ein Gegenmagnet eine Sperreinrichtung aktiviert, wenn ein äußeres Magnetfeld zu Manipulationszwecken angelegt wird. Die Sperreinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie ein Einrücken der Kupplungseinrichtung 18 unterbindet.

Claims (19)

  1. Schließzylinder (2) mit einem in ein Türschloß einsetzbaren Gehäuse (4), einem bezüglich des Gehäuses (4) drehbar angeordneten Schließbart (6), einem türinnenseitigen Betätigungselement (8) für den Schließbart (6), einer Zutrittskontrollschaltung (12) zur Verifizierung einer Zutrittsberechtigung, einem türaußenseitigen Betätigungselement (10) und einer Kupplungseinrichtung (18) zum drehbaren Verbinden des äußeren Betätigungselements (10) mit dem Schließbart (6), wobei die Kupplungseinrichtung (18) mit mindestens einem Eingriffsabschnitt (42) relativ zu einem mit dem türaußenseitigen Betätigungselement (10) in Wirkverbindung stehenden Eingriffselement (40) axial bewegbar ausgebildet ist und die Kupplungseinrichtung (18) auf einem Antriebselement (24) einer Antriebseinrichtung (20) axial bewegbar und/oder kippbar ausgebildet ist.
  2. Schließzylinder (2) mit einem in ein Türschloß einsetzbaren Gehäuse (4), einem bezüglich des Gehäuses (4) drehbar angeordneten Schließbart (6), einem türinnenseitigen Betätigungselement (8) für den Schließbart (6), einer Zutrittskontrollschaltung (12) zur Verifizierung einer Zutrittsberechtigung, einem türaußenseitigen Betätigungselement (10) und einer elektromagnetisch betätigbaren Kupplungseinrichtung (18) zum drehbaren Verbinden des äußeren Betätigungselements (10) mit dem Schließbart (6), wobei im Gehäuse (4) mindestens ein Gegenmagnet (50) vorgesehen ist, der bei Überlagerung mit einem äußeren Magnetfeld die Kupplungseinrichtung (18) stärker in eine entkoppelte Stellung drängt als eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung (20) der Kupplungseinrichtung (18).
  3. Schließzylinder (2) mit einem in ein Türschloß einsetzbaren Gehäuse (4), einem bezüglich des Gehäuses (4) drehbar angeordneten Schließbart (6), einem türinnenseitigen Betätigungselement (8) für den Schließbart (6), einer Zutrittskontrollschaltung (12) zur Verifizierung einer Zutrittsberechtigung, einem türaußenseitigen Betätigungselement (10) und einer elektromagnetisch betätigbaren Kupplungseinrichtung (18) zum drehbaren Verbinden des äußeren Betätigungselements (10) mit dem Schließbart (6), wobei im Gehäuse (4) mindestens ein Gegenmagnet (50) vorgesehen ist, der bei Überlagerung mit einem äußeren Magnetfeld eine Sperreinrichtung aktiviert, die ein Koppeln der Kupplungseinrichtung (18) unterbindet.
  4. Schließzylinder (2) mit einem in ein Türschloß einsetzbaren Gehäuse (4), einem bezüglich des Gehäuses (4) drehbar angeordneten Schließbart (6), einem türinnenseitigen Betätigungselement (8) für den Schließbart (6), einer Zutrittskontrollschaltung (12) zur Verifizierung einer Zutrittsberechtigung, einem türaußenseitigen Betätigungselement (10) und einer Kupplungseinrichtung (18) zum drehbaren Verbinden des äußeren Betätigungselements (10) mit dem Schließbart (6), wobei ein temporär monostabiles Antriebselement (24) die Kupplungseinrichtung (18) betätigt.
  5. Kombination der Schließzylinder nach mindestens zwei der Ansprüche 1 bis 4.
  6. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kupplungseinrichtung (18) innen geführt ist.
  7. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kupplungseinrichtung (18) außen geführt ist.
  8. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kupplungseinrichtung (18) innen und außen geführt ist.
  9. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 und 5 bis 8, wobei der Führungsabschnitt (30) zwischen zwei Anschlägen (32, 34) des Antriebselements (24) axial bewegbar gelagert ist, wobei der erste Anschlag (32) zum Ausrücken und der zweite Anschlag (34) zum Einrücken der Kupplungseinrichtung (18) dient.
  10. Schließzylinder (2) nach Anspruch 9, wobei zwischen dem Einrückanschlag (34) und der Kupplungseinrichtung (18) ein Federelement (52) vorgesehen ist.
  11. Schließzylinder (2) nach Anspruch 9 oder 10, wobei zum Ausrücken der erste Anschlag (32) mittels einer Rückstellfeder (46) mit Schwung gegen die Kupplungseinrichtung (18) führbar ist.
  12. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Eingriffsabschnitt (42) der Kupplungseinrichtung (18) und/oder das Eingriffselement (40) des türaußenseitigen und/oder türinnenseitigen Betätigungselements (8, 10) in Ausrückrichtung nach außen hin abgeschrägt ist.
  13. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Zutrittsberechtigung nur temporär erteilbar ist.
  14. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Kupplungseinrichtung (18) und/oder die koppelbaren Teile derart asymmetrisch ausgebildet sind, daß beim Entkoppeln eine Kippbewegung unterstützt wird.
  15. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das türinnenseitige Betätigungselement (8) die Zutrittskontrollschaltung (12) und das türaußenseitige Berätigungselement (10) eine Energieversorgung (14) aufweist.
  16. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Zutrittskontrollschaltung (12) derart ausgebildet ist, daß sie einen Datenaustausch mit einem Identifikationsträger einer Zutritt verlangenden Person nach einem festgelegten Zutrittskontrollprotokoll ausführt, um die Zutrittsberechtigung zu verifizieren.
  17. Schließzylinder (2) nach Anspruch 16, wobei der Identifikationsträger einen Transponder aufweist und der Datenaustausch mit der Zutrittskontrollschaltung (12) drahtlos erfolgt.
  18. Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei zwischen dem türaußenseitigen Betätigungselement (10) und dem Schließbart (6) ein Bohrschutz (48) vorgesehen ist.
  19. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 4 bis 18, wobei das temporär monostabile Antriebselement (24) während der möglichen Betätigung der Kupplungseinrichtung (18) zusätzlich durch ein andauerndes Magnetfeld magnetisiert und danach entmagnetisiert wird.
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