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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abgabe von elektrischen Schaltsignalen für mittels solcher Signale betätigbare Geräte, insbesondere elektromechanische Verriegelungseinrichtungen, wie Schlösser, Schliessanlagen od. dgl., bei der einer Erkennungseinrichtung Signale eines tragbar ausgestalteten, mit der Erkennungseinrichtung elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch verbindbaren, sowie zur Abgabe von Signalen in Form einer vorgegebenen Impulsfolge eingerichteten Gebers zugeführt sind und die Erkennungseinrichtung für die Abgabe eines Schaltsignals nur bei bestimmten Eigenschaften dieser Signale eingerichtet ist.
Mittels Schaltsignalen können vielerlei Geräte, wie z. B. Motoren, Beleuchtungseinrichtungen usw., direkt oder über Relais betätigt werden. Auch solche Geräte, die an sich rein mechanisch betätigt werden, etwa Türschlösser oder Tore, können mit Hilfe von Elektromotoren oder- magneten elektrisch gesteuert werden. Sehr oft ist es wünschenswert, dass gewisse Geräte oder Anlagen nur von einem bestimmten Personenkreis eingeschaltet werden können.
Es ist eine grosse Zahl von Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art bekanntgeworden, die meistens zur Öffnung von Garagentoren dienen und bei welchen ein Geber Hochfrequenz abstrahlt, die von einem auf diese Frequenz abgestimmten Empfänger aufgenommen wird und in der Folge ein Schaltsignal auslöst. Um den Empfänger gegen eine unbeabsichtigte Beeinflussung durch HF-Störungen, bzw. gegen eine nicht autorisierte Betätigung zu schützen, wird das Hochfrequenzsignal oft niederfrequent moduliert. Der Empfänger enthält meist extrem schmalbandige, auf die Hochfrequenz bzw. Modulationsfrequenz abgestimmte Verstärkerstufen. Bei manchen Geräten werden zwei oder mehrere Kanäle verwendet und ein Schaltsignal wird nur dann ausgelöst, wenn dem Empfänger auf allen Kanälen gleichzeitig Signale zugeführt werden.
Kompliziertere Geräte dieser Art sind recht störsicher, doch ist ihr Aufwand in jeder Hinsicht als hoch zu bezeichnen, und auch die Abmessungen des Gebers können nicht sehr klein gehalten werden.
Bei einer weiteren bekanntgewordenen Vorrichtung (deutsche Offenlegungsschrift Nr. 1901912), bei der allerdings in der Erkennungseinrichtung keine Impulsfolge in Abhängigkeit von der Impulsfolge des Gebers auslösbar ist, ist ein Geber (Schlüssel) und in der Erkennungseinrichtung (Schloss) jeweils ein Impulsgenerator vorgesehen. Beim Anstecken des Schlüssels werden beide Generatoren in Betrieb gesetzt und der jeweils erste Impuls jedes Generators zündet einen Thyristor. Die Ausgangsimpulse der beiden Thyristoren werden nach weiterer Impulsformung auf Koinzidenz innerhalb eines Toleranzintervalls überprüft. Massgebend für die Abgabe eines Schaltsignals ist also die Zeitdauer zwischen dem Einstecken des Schlüssels und dem Auftreten der Ausgangsimpulse des ersten bzw. des zweiten Thyristors.
Bei einer Variante dieser bekannten Vorrichtung wird nach einer positiv ausgefallenen Überprüfung ein zweiter Impulsgenerator des Schlüssels ausgelöst und ein weiterer Überprüfungsvorgang eingeleitet.
Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung der hohe erforderliche Aufwand.
Es ist ein Ziel der Erfindung, eine für die erwähnten Zwecke bestimmte Vorrichtung zu schaffen, bei welcher mit bescheidenem Aufwand eine hohe Sicherheit gegen unbefugte oder unbeabsichtigte Betätigung erreicht wird.
Zu diesem Ziel gelangt man mit einer Vorrichtung der eingangs umrissenen Art, bei welcher erfindungsgemäss die Erkennungseinrichtung zur Erzeugung mindestens einer, in Abhängigkeit von der Impulsfolge des Gebers auslösbaren, vorbestimmte Impulsformen aufweisenden Impulsfolge, zum Vergleich dieser Impulsfolge bzw. -folgen mit der Impulsfolge des Gebers, sowie bei Übereinstimmung vorbestimmter Merkmale der verglichenen Folgen zur Abgabe eines Schaltsignals, etwa zur Betätigung eines Schlosses, und gegebenenfalls bei Nichtübereinstimmung zur Abgabe eines Alarmsignals, z. B. eines Schaltsignals zur Betätigung eines Alarmgerätes, eingerichtet ist.
Von Vorteil ist es, wenn der Geber zur Abgabe einer Folge von Rechteckimpulsen eingerichtet ist und die Erkennungseinrichtung ein logisches Netzwerk mit Schaltkreisen zur Erzeugung von an den Flanken der Rechteckimpulse des Gebers auslösbaren Rechteckimpulsen, sowie zum Vergleich der Impuls- bzw. Pausendauer der Rechteckimpulse des Gebers mit der Dauer der in dem logischen Netzwerk erzeugten Impulse, bzw. mit deren Pausendauer, aufweist.
Eine solche-Ausführungsform ist besonders einfach aufzubauen und die Abmessungen des Gebers können extrem klein gehalten werden.
Eine besonders günstige Ausführungsform der Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen in dem Geber vorgesehenen astabilen Multivibrator, dem in der Erkennungseinrichtung ein erster Negator nachgeordnet ist, einen diesem nachfolgenden zweiten Negator, dessen Ausgang mit dem Triggereingang eines ersten monostabilen Multivibrators verbunden ist, einen von den Rechteckimpulsen des ersten Multivibrators getriggerten zweiten monostabilen Multivibrator, ein erstes NAND-Gatter, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des ersten Negators und dessen anderer Eingang mit dem Ausgang des zweiten Multivibrators verbunden ist, ein zweites NAND-Gatter, dessen einer Eingang an den Komplementärausgang des zweiten Multivibrators und dessen anderer Eingang an den Ausgang des zweiten Negators gelegt ist, sowie durch eine Schaltstufe,
welcher das Summenausgangssignal der beiden NAND-Gatter zugeführt und die zur zeitverzögerten Abgabe des Schaltsignals eingerichtet ist.
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Eine einfache und wirksame Art der Zeitverzögerung erhält man, wenn die Schaltstufe als zeitverzögernde Einheit einen bei Erreichen eines festgesetzten Niveaus der Eingangsspannung auslösbaren, bzw. bei Unterschreitung dieses Niveaus rücksetzbaren Sägezahngenerators enthält und zur Abgabe eines Schaltsignals bei Überschreiten eines vorbestimmten Wertes der Sägezahnspannung eingerichtet ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 das Schaltbild einer Vorrichtung zur Abgabe von elektrischen Schaltsignalen, bestehend aus Geber und Erkennungseinrichtung, Fig. 2 den Aufbau des logischen Schaltkreises nach Fig. 1, Fig. 3 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Funktion einer Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 und 4 die Seitenansicht eines Gebergehäuses.
Wie aus Fig. 1 entnehmbar, besteht die Vorrichtung aus zwei Einheiten, nämlich aus einem Geber--l-- und einer Erkennungseinrichtung --2--. Kontakte --3, 4, 5--des Gebers und Kontakte--3', 4', 5'--der Erkennungseinrichtung sind einander zugeordnet und dienen zur elektrischen Verbindung der beiden Einheiten.
Die Schaltung des Gebers zeigt einen herkömmlichen astabilen Multivibrator, gebildet aus Transistoren --T1, T2--, ihren Basiswiderständen--Rl, R4--, Kollektorwiderständen--R2, R3--sowie Koppel- kondensatoren --Cl, C2-- und dient zur Erzeugung eines Rechteckpulses, dessen Impuls- bzw. Pausendauer durch die Dimensionierung der Schaltelemente --R1 bis R4 sowie Cl und C2-- festgelegt ist. Der Rechteckimpuls wird am Kollektor des Transistors -- T2-- abgenommen und gelangt über die Kontakte --3, 3'--zur Erkennungseinrichtung. Die Versorgungsspannung des Gebers wird über die Kontakte-4, 4' bzw. 5, 5'--der Erkennungseinrichtung entommen.
Der astabile Multivibrator kann natürlich auch nach einer
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Klinkenschalter, an eine Spannungsquelle, wie etwa eine Batterie angeschlossen. Über die Kontakte --3, 3'--gelangt der Rechteckpuls des Gebers zu einem logischen Netzwerk--L--der Erkennungseinrichtung. In diesem Netzwerk, dessen genaue Funktion weiter unten beschrieben wird, werden in Abhängigkeit von der Geberimpulsfolge Impulsfolgen erzeugt und deren Impuls- bzw. Pausendauern mit der Impuls- bzw. Pausendauer des Geberpulses verglichen. Bei Übereinstimmung tritt am Ausgang dieses Netzwerkes eine logische "1" auf, worunter in diesem Fall eine positive Spannung in der Höhe von einigen Volt zu verstehen ist.
Dem logischen Wert "0" ist in dieser Schaltung eine kleine, positive Spannung zugeordnet, die jedenfalls
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Festlegung in der Basiszuleitung des Transistors --T6-- zwei in Serie geschaltete Dioden-D5 und D6-liegen, so wird die Darlingtonschaltung der Transistoren-T6 und T7-leitend und ein im Kollektorkreis von --T7-- liegendes Relais--A--wird erregt. Über einen Relaiskontakt--a--wird ein positives Schaltsignal - -S8-- abgegeben.
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T7-ist- und der Abgabe des Schaltsignals-S8-gegeben, d. h. mit andern Worten, zur Auslösung des Schaltsignals ist das Auftreten einer Anzahl richtiger Geberimpulse erforderlich.
Sinkt die Spannung an der Basis des Transistors--T3--unter einen gewissen Wert, d. h. liegt am Ausgang des logischen Netzwerkes--L--eine logische"0", so sperrt der Transistor--T3--, das Potential an seinem Kollektor steigt, die Zenerdiode --D1-- wird stromlos und der Stromgenerator liefert keinen Ladestrom für den Kondensator--C4--. Ausserdem wird nun die in der Basisleitung des Transistors--T5--
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Die Erkennungseinrichtung kann einen Zusatz enthalten, der ein Alarmsignal abgibt, wenn ein falscher Geber mit der Erkennungseinrichtung verbunden wird. Bei Schliessen des Kontaktes-S-, d. h. also bei der Verbindung des Gebers mit der Erkennungseinrichtung, wird ein Kondensator --C5-- über einen Einstellwiderstand--P2--aufgeladen.
Erreicht die Spannung an--C5--einen gewissen Wert, der von den
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des Alarmsignals--S9--, welche durch--P2, C5--und die Ansprechspannung der Darlingtonschaltung - - T8, T9-- bestimmt ist, wird nun so eingestellt, dass sie länger ist als die Zeitverzögerung vom Auftreten einer "1" an der Basis von--T3--bis zum Ansprechen des Relais--A--. Die Wirkungsweise ist also die folgende :
Wird ein richtiger Geber mit der Erkennungseinrichtung verbunden, so werden zunächst beide Kondensatoren-C4 und C5-- aufgeladen ; die Darlingtonschaltung-T6, T7-wird jedoch früher leitend als die Darlingtonschaltung--T8, T9--und der Kondensator--C5--wird entladen, bevor es zum Ansprechen des Relais-B-kommt. Wird hingegen ein falscher Geber verwendet, so wird am Ausgang des logischen Netzwerkes--L-ein"0"-Signal auftreten, die Transistoren--T6 und T7--werden nie leitend und nach Ablauf der Verzögerung zieht Relais-B-an-ein Alarmsignal wird abgegeben.
An Hand der Fig. 2 und 3 soll nun die Wirkungsweise des logischen Netzwerkes-L-erklärt werden.
Der Geber-l-gibt eine Impulsfolge-Sl-ab, deren Flanken bei einfachem Aufbau der Geberschaltung nicht sehr steil sein werden.
Im logischen Netzwerk-L-wird dieses Signal in einem Negator-N1--invertiert ; gleichzeitig wird eine Impulsformung und Anpassung an das Niveau der folgenden Schaltkreise durchgeführt. Das so erhaltene Signal --S2-- wird in einem weiteren Negator-N2--invertiert, das Signal-S3-, also im wesentlichen
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Impulsdauer der richtigen Geberimpulse entspricht. Nun werden diese Impulse einem weiteren monostabilen Multivibrator --M2-- zugeführt, der an den negativen Flanken seiner Eingangsimpulse getriggert wird und einerseits ein Signal-S4--abgibt, dessen Pausendauer der der richtigen Geberimpulse entspricht, anderseits ein Signal-S5-, das ein negiertes Signal --S4-- darstellt.
In einem NAND-Gatter-U l-kommt es nun
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--SI--Signal --S6-- nach "0" gehende, nadelförmige Impulse auf, die eine Rückstellung des Sägezahngenerators bewirken können. Aus diesem Grund ist dem logischen Netzwerk-L-der RC-Tiefpass--R5, C3-- nachgeschaltet.
Die in dem an der Basis von-T3-liegenden Signal-S7-enthaltenen Nadelimpulse sind daher weitgehend geschwächt ; sie reichen nicht unter die in Fig. 3 strichliert eingetragenen Schaltschwelle des Transistors-T3-.
Aus Fig. 3 ist auch deutlich zu entnehmen, dass bei falschen Geberimpulsen, gleichzeitig ob deren Dauer zu lang oder zu kurz ist, das Signal--S7--immer auf"0"abfallen wird, d. h. der Kondensator --C4-- wird immer wieder über --T5-- entladen und die Spannung an--C4--kann nie genügend hoch werden, um - T6 und T7-durchzuschalten.
Die im logischen Netzwerk--L--verwendeten Schaltkreise sind handelsübliche integrierte Schaltungen und es liegt auf der Hand, dass ebensogut andere Teile der Schaltung in integrierten Bausteinen zusammengefasst werden können.
Die Verwendung von Relais ist keinesfalls zwingend ; die Schaltsignale können auch direkt von Transistoren, Thyristoren od. ähnl. abgegeben werden.
Die Geberimpulse müssen nicht Rechteckform aufweisen, sondern können eine andere, der Erkennungseinrichtung angepasste Form besitzen.
Auch kann die Erkennungseinrichtung im Rahmen der Erfindung anders aufgebaut sein, wie folgendes Beispiel zeigen soll : An den positiven Flanken des Rechteckpulses des Gebers werden zwei Sägezahngeneratoren mit gleichen Anstieg ausgelöst. Der eine Sägezahn wird an den negativen Flanken des Geberpulses zurückgesetzt, der andere nach einer eingestellten Zeit, die der Pulsdauer des zugeordneten Gebers entspricht. In einem Komparator werden die beiden Sägezahnimpulse miteinander verglichen und je nachdem, ob eine Abweichung
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seinem Oberteil --7-- ist die Schaltung des Gebers untergebracht, sein unterer Teil ist mit Kontaktringen --8-- versehen, die durch Zwischenringe--9--aus Isoliermaterial getrennt sind.
Zur Befestigung etwa an einem Schlüsselbund kann das Gebergehäuse z. B. mit einer durchlochten Lasche --10-- versehen sein.
Eine Erkennungseinrichtung der oben beschriebenen Art kann leicht in ein Schloss eingebaut werden, und ein an Stelle des Relais--A--liegender Elektromagnet od. dgl. kann zur Betätigung eines Verriegelungsbolzens herangezogen werden. Das Schloss wird dann mittels des Gebers, dessen Abmessungen etwa denen eines üblichen Schlüssels entsprechen, geöffnet. Bei Schlössern von Aktentaschen, Koffern od. ähnl. kommt als Stromversorgungsquelle unter andern nur eine Batterie oder ein Akkumulator in Betracht. Grösse und Kapazität dieser Stromquelle werfen jedoch keine Probleme auf, da nur während des Öffnungsvorganges eines solchen Schlosses kurzzeitig Strom benötigt wird.
Besonders erwähnenswert ist noch die Tatsache, dass gegenüber üblichen mechanischen Schlössern eine erhöhte Sicherheit gegen Nachbilden des Gebers bzw. Schlüssels geboten wird, da es nicht möglich ist, an der Eingangsbuchse der Erkennungseinrichtung deren Eigenschaften durch Messungen zu bestimmen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Abgabe von elektrischen Schaltsignalen für mittels solcher Signale betätigbare Geräte, insbesondere elektromechanische Verriegelungseinrichtungen, wie Schlösser, Schliessanlagen od. dgl., bei der einer Erkennungseinrichtung Signale eines tragbar ausgestalteten, mit der Erkennungseinrichtung elektrisch und vorzugsweise auch mechanisch verbindbaren, sowie zur Abgabe von Signalen in Form einer vorgegebenen Impulsfolge eingerichteten Gebers zugeführt sind und die Erkennungseinrichtung für die Abgabe eines Schaltsignals nur bei bestimmten Eigenschaften dieser Signale eingerichtet ist, d a d u r c h g e k e n n - zeichnet, dass die Erkennungseinrichtung zur Erzeugung mindestens einer, in Abhängigkeit von der Impulsfolge des Gebers auslösbaren,
vorbestimmte Impulsformen aufweisenden Impulsfolge, zum Vergleich dieser Impulsfolge bzw. -folgen mit der Impulsfolge des Gebers, sowie bei Übereinstimmung vorbestimmter Merkmale der verglichenen Folgen zur Abgabe eines Schaltsignals, etwa zur Betätigung eines Schlosses, und gegebenenfalls bei Nichtübereinstimmung zur Abgabe eines Alarmsignals, z. B. eines Schaltsignals zur Betätigung eines Alarmgerätes, eingerichtet ist.
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