AT514508A1 - Schlüssel zum Betätigen eines Schließzylinders - Google Patents

Abstract

Bei einem Schlüssel (1) zum Betätigen eines Schließzylinders umfassend eine Reide (2) und einen Schaft (3) mit einer mechanisch und/oder magnetisch abtastbaren Codierung, weist der Schaft (3) einen die Einführbarkeit des Schafts (3) in den Schlüsselkanal des Schließzylinders begrenzenden Anschlag (6) auf und an der den Anschlag (6) begrenzenden Innenkante (7) ist eine Materialabtragung ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlüssel zum Betätigen einesSchließzylinders umfassend eine Reide und einen Schaft miteiner mechanisch und/oder magnetisch abtastbaren Codierung,wobei der Schaft einen die Einführbarkeit des Schafts inden Schlüsselkanal des Schließzylinders begrenzendenAnschlag aufweist.

Schlüssel der eingangs genannten Art bestehen in der Regelaus Metall. Die Herstellung eines Metallschlüssels istaufgrund der vielen Verfahrensschritte, die erforderlichsind, um den Schlüssel mit der jeweils individuellenmechanischen und/oder magnetischen Codierung zu versehen,sehr aufwändig. Im Falle eines eine mechanisch abtastbareCodierung aufweisenden Schlüssels geht man in der Regel voneinem Rohling aus, der bereits ein Querschnittsprofilaufweist, das der Formgebung des zugehörigenSchlüsselkanals des Schließzylinders angepasst ist. Nebender erwähnten Längsprofilierung weist ein mechanischerSchlüssel an einer oder an zwei gegenüberliegenden Kantendes Schlüsselschafts eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Erhebungen und Vertiefungen mit den Erhebungenjeweils zugeordneten Steuerkanten auf, die zum Betätigenvon Sperrelementen, wie z.B. Stiftzuhaltungen einesSchießzylinders ausgebildet sind. Diese Erhebungen undVertiefungen werden am Rohling mittels eines Fräswerkzeugsausgebildet. In einem nachfolgenden Schritt muss noch dieReide des Schlüssels bearbeitet werden, um Kennzeichnungen,wie beispielsweise Codierungsnummern oderMarkenbezeichnungen durch Prägen od. dgl. einzubringen.Schließlich ist eine Nachbearbeitung erforderlich,beispielsweise um scharfe Kanten zu vermeiden.

Der Schlüsselschaft weist einen meist als Vorsprungausgebildeten Anschlag auf, der die Einführbarkeit desSchafts in den Schlüsselkanal des zugehörigenSchließzylinders begrenzt und dadurch die relative Positionder mechanischen bzw. magnetischen Codierung des Schlüsselszu den Abtastelementen des Schließzylinders festlegt. ImBereich des Anschlags geht der Schlüsselschaft meist in dieReide über, wobei Belastung^uche durch Anbringung einesDrehmomentes im in den Schlüsselkanal eingestecktenSchlüssel zeigen, dass nach dem Anschlag auf Grund derKerbwirkung die höchsten Spannungen entstehen. Diese Stellestellt daher die Schwachstelle des Schlüssels dar, was beiGewaltanwendung zu einem Abbrechen des Schlüssels führt.

Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, dieBelastbarkeit des Schlüssels zu erhöhen, um einen Bruch zu verhindern.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einemSchlüssel der eingangs genannten Art vor, dass an der denAnschlag begrenzenden Innenkante eine Materialabtragungausgebildet ist. Die Materialabtragung kann hierbei nachArt eines Freistichs ausgebildet sein und reduziert diesonst auf Grund des scharfkantigen Übergangs am Absatz desAnschlags auftretenden Spannungsspitzen. Dabei hat sichherausgestellt, dass nur die erfindungsgemäß vorgeseheneMaterialabtragung im Sinne eines Freistichs zu einerErhöhung der Belastbarkeit bei den oben erwähntenBelastungsversuchen führt, wohingegen eine Abrundung derscharfkantigen Innenkante nicht zu der gewünschtenReduzierung der Spannungsspitzen führt.

Die Materialabtragung an der Innenkante kann inLängsrichtung des Schlüsselschafts oder senkrecht dazuerfolgen, wobei auch eine Kombination möglich ist. Diebesten Ergebnisse wurden jedoch erzielt, wenn, wie dieseiner bevorzugten Weiterbildung entspricht, dieMaterialabtragung lediglich in Längsrichtung des Schaftsvorgenommen ist.

Die Kerbwirkung kann bei einer bevorzugten Weiterbildunginsbesondere dann reduziert werden, wenn dieMaterialabtragung eine gekrümmte Kontur aufweist. Besondersbevorzugt weist die Krümmung einen Radius von 0,2 - 0,5mmauf.

Die durch die Erfindung hervorgerufene Verbesserung derBelastbarkeit des Schlüssels ist grundsätzlich unabhängigvom Material des Schlüssels. Wie eingangs erwähnt, bestehenherkömmliche Schlüssel meist aus Metall, insbesondereNeusilber, einer Kupfer-Nickel-Zink-Legierung. Obwohl sichMetallschlüssel sehr bewährt haben, weisen sie neben deraufwändigen und kostenintensiven Herstellung eine Reiheweiterer Nachteile auf. Metallschlüssel haben ein hohesGewicht und können insbesondere im Fall eines Nickelenthaltenden Materials Allergien auslösen. Weiters ist dieProfilierung der Schlüssel aufgrund desHerstellungsverfahrens gewissen Einschränkungenunterworfen, sodass die Anzahl der Codierungsmöglichkeitengering ist. Weiters besteht der Nachteil, dass eine farbigeGestaltung von Metallschlüsseln nur eingeschränkt möglichist. Die Farbe des Metalls kann kaum beeinflusst werden.Eine Farbgestaltung ist lediglich durch Aufträgen einesLacks möglich, der naturgemäß einem hohen Verschleißunterworfen ist. Weiters gestaltet es sich bei

Metallschlüsseln schwierig, elektronische oder magnetischeCodierungselemente zu integrieren. ElektronischeCodierungselemente wie beispielweise Mikrochips könnendaher lediglich in die Reide integriert werden, wenn dieseaus einem nichtmetallischen Material ausgebildet ist. Ineinem solchen Fall können der Metallschaft und die Reide.somit nicht aus ein und demselben Material hergestelltwerden, was die Herstellung weiter verteuert. Im Falle vonmagnetischen Codierungselementen können diese gemäß demStand der Technik zwar in den metallischen Schlüsselbarteingebettet werden, es besteht jedoch der Nachteil, dassder Metallschaft die magnetischen Feldlinien negativbeeinflussen kann.

Zur Überwindung der oben genannten Nachteile ist bereitsvorgeschlagen worden, einen Schlüssel gänzlich oder inTeilbereichen aus einem Kunststoff zu fertigen.Diesbezüglich wird beispielsweise auf die EP 305588 A2verwiesen. In dieser Schrift wird aber bereits daraufhingewiesen, dass Schlüssel, die aus Kunststoff bestehen,keine ausreichende Torsionssteifigkeit aufweisen. In dergenannten Schrift wird daher vorgeschlagen,Versteifungselemente z.B. aus Metall im Übergangsbereichzwischen der Reide und dem Schlüsselschaft einzubringen.Weiters wird vorgeschlagen, als Kunststoff ein Polyacetalwie beispielsweise „Delrin 500” der Firma Dupont zuverwenden.

Herkömmliche KunststoffSchlüssel haben sich jedoch trotzverschiedener Vorschläge zur Versteifung desSchlüsselkörpers in der Praxis nicht durchgesetzt.Kunststoffschlüssel werden daher lediglich alsSpielzeugschlüssel oder allenfalls als Reserveschlüssel ausgeführt, die in einer scheckkartenartigen Halterungmitgeführt werden und lediglich im Notfall zum Sperreneines Schlosses verwendet werden.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Formgebung des Schlüsselsam Schlüsselanschlag wird die Belastbarkeit des Schlüsselsjedoch soweit verbessert, dass der Schlüssel, wie dieseiner bevorzugten Ausbildung entspricht, aus einemHartkunststoff besteht oder aus einem aus Hartkunststoffbestehenden Rohling gefertigt ist. Ein besonders geeigneterKunststoff ist hierbei ein Hartkunststoff aus der Gruppeder Polyimide. Polyimide sind Hochleistungskunststoffe,deren wichtigstes Strukturmerkmal die Imid-Gruppe ist. Zuden Polyimiden zählen beispielsweise Polyetherimide undPolyamidimide, wobei sich in Versuchen gezeigt hat, dassinsbesondere Polyetherimide für den Einsatz in derSchlüsselherstellung besonders bevorzugt sind. Polyimidezeichnen sich generell durch eine hohe mechanischeFestigkeit, eine hohe chemische Beständigkeit und eine hoheTemperaturfestigkeit aus. Polyetherimid erfüllt dietypischen Anforderungen an Schlüssel wie hohe Festigkeit,einen niedrigen Abrieb und hohe Temperaturbeständigkeit.Polyetherimide sind im Rahmen der vorliegenden Erfindunginsbesondere auch deshalb als bevorzugt zu bezeichnen, weilsie im Gegensatz zu anderen Polyimiden imSpritzgussverfahren verarbeitet werden können. Diesverringert den Herstellungsaufwand und die entsprechendenKosten.

Besonders bevorzugt bestehen die Reide und derSchlüsselschaft aus demselben Hartkunststoff, insbesondereaus Polyetherimid, wobei der Schlüsselschaft und die Reidebevorzugt miteinander einstückig ausgebildet sind.

Der gesamte Schlüssel kann bevorzugt somit in einemeinzigen Arbeitsschritt hergestellt werden, wobei in diesemZusammenhang bevorzugt ein Spritzgussverfahren zurAnwendung gelangt. Wenn, wie dies einer bevorzugtenWeiterbildung entspricht, der Schlüssel oder der Rohlingvollständig aus einem Hartkunststoff bestehen, kann derentsprechende Teil bzw. der gesamte Schlüssel einstückigund aus einer einzigen Kunststoffkomponente imSpritzgussverfahren hergestellt werden. Wenn verschiedeneTeilbereiche des Schlüssels aus verschiedenen Kunststoffenbestehen sollen, kann so vorgegangen werden, dass ein Zwei¬oder Mehrkomponentenspritzgussverfahren zum Einsatzgelangt. Die Verwendung von zwei oder mehr Kunststoffsortenkann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn die Reidemit einem im Vergleich zum Hartkunststoff, insbesonderePolyetherimid, weicheren Material beschichtet werden soll,um die Haptik zu verbessern. Die Verwendung eines Zwei¬oder Mehrkomponentenspritzgussverfahrens kann aber aucherforderlich sein, wenn, wie es bevorzugt vorgesehen ist,der Hartkunststoff in wenigstens einem Teilbereich desSchlüsselschafts mit einem Füllstoff versetzt ist. DerFüllstoff kann bevorzugt ferromagnetisch sein, sodass indem genannten wenigstens einen Teilbereich eine magnetischeCodierung erfolgen kann. Die magnetische Codierung kanndabei insbesondere dadurch individualisiert werden, dassdie magnetischen Eigenschaften des genannten Teilbereichsvom Volumenanteil bzw. der absoluten Menge desferromagnetischen Füllstoffs im Hartkunststoff abhängen.

Eine andere bevorzugte Ausführung sieht vor, dass derSchlüsselkörper aus dem Hartkunststoff, insbesonderePolyetherimid besteht und an der Oberfläche mit einer dünnen Metallschicht (z.B. 10-100μιη) versehen, insbesonderebedampft ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass der Schlüsselwenigstens ein der magnetischen oder elektronischenCodierung dienendes Bauteil aufweist. Das genannte Bauteilkann dabei in den Hartkunststoff des Schlüsselschafts oderder Reide eingebettet .sein oder völlig von demHartkunststoff umschlossen sein. Bevorzugt ist das dermagnetischen oder elektronischen Codierung dienende Bauteilein Mikrochip. Der Mikrochip kann dabei in besondersbevorzugter Weise als RFID-Transponder ausgebildet sein.Wenn der Mikrochip im Material des Schlüsselschaftseingebettet oder von diesem völlig umschlossen ist, isteine Ausführung besonders vorteilhaft, bei welcher derMikrochip passiv arbeitet, d.h. ohne eine eigeneStromquelle. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang einpassiver RFID-Transponder bevorzugt.

Alternativ oder zusätzlich zum Mikrochip kann vorgesehensein, dass das der magnetischen oder elektronischenCodierung dienende Bauteil ein dauermagnetisierbaresMaterial, insbesondere Samarium-Cobalt, umfasst. Einderartiges Bauteil aus dauermagnetisierbarem Material kommtbeispielsweise bei sogenannten Magnetschlössern zumEinsatz, bei denen die Sperrelemente des SchließzylindersMagnetrotoren umfassen, deren Drehstellung durchmagnetische Kräfte veränderbar ist, die von dem genanntendauermagnetisierbaren Material, wie beispielsweiseSamarium-Cobalteinsätzen herrühren.

Die Integration des der magnetischen oder elektronischenCodierung dienenden Bauteils in den Schlüssel erfolgt herstellungstechnisch besonders bevorzugt dadurch, dass dasgenannte Bauteil vor dem Spritzgießen in die Spritzgussformeingelegt wird. Das genannte Bauteil wird beimSpritzgießvorgang umspritzt oder in den durch dasSpritzgießen hergestellten Schlüsselkörper eingebettet.

Die Spritzgussform kann bevorzugt derart weitergebildetsein, dass beim Spritzgießen im gleichen Arbeitsschritt dieüblicherweise im Bereich der Reide vorgesehenenKennzeichnungen, wie z.B. eine Markenbezeichnung oder eineCodierungsidentifikation, ausgeformt werden.

Obwohl der vorgesehene Hartkunststoff aus der Gruppe derPolyimide, insbesondere Polyetherimid, bereits eine hoheFestigkeit sowie eine hohe Schlagzähigkeit aufweist, könnendie Materialeigenschaften bevorzugt noch dadurch verbessertwerden, dass der Hartkunststoff, insbesonderePolyetherimid, faserverstärkt ist, wobei zur Verstärkungbevorzugt Kohle- und/oder Glasfasern eingesetzt sind. DieFaserverstärkung dient insbesondere der Erhöhung derTorsions- und Biegesteifigkeit des Schlüsselkörpers. Indiesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass derfaserverstärkte Hartkunststoff, insbesondere dasfaserverstärkte Polyetherimid einen Faseranteil von 5-40,bevorzugt 20-35 Vol.-% bezogen auf den Hartkunststoffaufweist.

Um die festigkeitssteigernde Wirkung der Fasern zumaximieren, sieht eine bevorzugte Weiterbildung vor, dassdie Fasern in gleichorientiertem Zustand vorliegen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnungschematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig.l einen Schlüssel mit einermechanisch abtastbaren Profilierung, Fig.2, 3 und 4 eineAnsicht des Details X des Schlüssels gemäß Fig.l im Bereichdes Schlüsselanschlags in verschiedenen Ausführungsformenund Fig.5 eine Spritzgussform zur Herstellung einesSchlüssels gemäß Fig.l.

Fig.l zeigt einen Schlüssel 1 mit einer Reide 2 und einemSchlüsselschaft 3. Der Schlüsselschaft 3 weist eineMehrzahl von das Querschnittsprofil des Schlüssels 1bestimmenden Längsnuten 4 und einen Schlüsselbart mit einereine Mehrzahl von Vertiefungen und Erhebungen aufweisendenProfilierung 5. Der Schlüsselschaft 3 weist weiters einenAnschlag 6 auf, der mit einem Gegenanschlag imSchließzylinder zusammenwirkt und die maximaleEinstecktiefe des Schlüsselschafts 3 im Schlüsselkanal deszugehörigen Schließzylinders definiert. Der in Fig.ldargestellte Schlüssel ist in einem Stück in einemSpritzgussverfahren hergestellt und besteht zur Gänze ausfaserverstärktem Polyetherimid. Die Spritzgussform zurHerstellung des Schlüssels 1 ist in Fig. 5 dargestellt.

Fig.2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Schlüssels imBereich des Anschlags 6. Mit strichlierter Linie ist dieInnenkante 7 des Anschlags 6 im Falle einer scharfkantigenAusführung nach dem Stand der Technik dargestellt. An derInnenkante 7 ist erfindungsgemäß nun eine Materialabtragungmit einer gekrümmten Kontur 8 ausgebildet, sodass eineAusnehmung nach Art eines Freistichs entsteht. Der Anschlag6 selbst weist ausgehend von der Anschlagfläche 12 einenersten Bereich 13 mit verrundeter, nach außen gekrümmterKontur und einen daran anschließenden Bereich 11 mit sich in Richtung zur Reide 2 kontinuierlich verringernderErstreckung auf.

Bei der Ausbildung gemäß Fig.2 ist die Materialabtragunglediglich in Längsrichtung 9 vorgenommen. Die gekrümmteKontur 8 weist einen Krümmungsradius von 0,2mm auf.

Bei der Ausbildung gemäß Fig.3 ist die Materialabtragungsowohl in Längsrichtung 9 als auch senkrecht (Pfeil 10)dazu vorgenommen. Die gekrümmte Kontur 8 weist einenKrümmungsradius von 0,5mm auf.

Bei der Ausbildung gemäß Fig.4 ist die Materialabtragungebenfalls sowohl in Längsrichtung 9 als auch senkrecht(Pfeil 10) dazu vorgenommen. Die gekrümmte Kontur 8 hat dieForm eines 3/4-Kreises und hat einen Krümmungsradius von 0,5mm.

In Fig. 5 ist die Spritzgussform 14 eines nicht näherdargestellten Spritzgusswerkzeugs schematisch dargestellt.Die Spritzgussform 14 umfasst zwei Formhälften, die eineKavität begrenzen. Die Kavität hat die Form der in Fig. 5mit 15 bezeichneten, gegengleich angeordneten Schlüssel.

Die zwei Formhälften können entlang einer in derZeichnungsebene verlaufenden Trennebene voneinandergetrennt werden, um das Innere der Form 14 zwecks Entnahmedes spritzgegossenen Schlüssels freizugeben. Fig.5 zeigtdie Lage der Formbilder in der Form 14 und den Verlauf desAngusskanales 16.

Claims (13)

1. Patentansprüche: 1. Schlüssel zum Betätigen eines Schließzylindersumfassend eine Reide und einen Schaft mit einer mechanischund/oder magnetisch abtastbaren Codierung, wobei der Schafteinen die Einführbarkeit des Schafts in den Schlüsselkanaldes Schließzylinders begrenzenden Anschlag aufweist,dadurch gekennzeichnet, dass an der den Anschlag (6)begrenzenden Innenkante (7) eine Materialabtragungausgebildet ist.
2. 2. Schlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Materialabtragung lediglich in Längsrichtung (9)des Schafts (3) vorgenommen ist.
3. 3. Schlüssel nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, dass die Materialabtragung eine gekrümmteKontur (8) aufweist.
4. 4. Schlüssel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass die Krümmung einen Krümmungsradius von 0,2 - 0,5mmaufweist.
5. 5. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurchgekennzeichnet, dass der Schüssel (1) aus einemHartkunststoff besteht oder aus einem aus Hartkunststoffbestehenden Rohling gefertigt ist.
6. 6. Schlüssel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,dass der Hartkunststoff aus der Gruppe der Polyimideausgewählt ist.
7. 7. Schlüssel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,dass der Hartkunststoff Polyetherimid ist.
8. 8. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurchgekennzeichnet, dass der Schlüsselschaft (3) und die Reide(2) miteinander einstückig ausgebildet sind.
9. 9. Schlüssel nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurchgekennzeichnet, dass der Hartkunststoff, insbesonderePolyetherimid, faserverstärkt ist, wobei zur Verstärkungbevorzugt Kohle- und/oder Glasfasern eingesetzt sind.
10. 10. Schlüssel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass der faserverstärkte Hartkunststoff, insbesondere dasfaserverstärkte Polyetherimid einen Faseranteil von 5-40,bevorzugt 20-35 Vol.-% aufweist.
11. 11. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurchgekennzeichnet, dass der Schlüssel (1) bzw. der Rohling alsSpritzgussteil ausgebildet ist.
12. 12. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurchgekennzeichnet, dass der Schlüssel (1) zur Ausbildung einesSchlüsselprofils mehrere in Längsrichtung verlaufende Nuten(4) aufweist.
13. 13. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurchgekennzeichnet, dass der Schlüssel (1) eine Mehrzahl vonaufeinanderfolgenden Erhebungen und Vertiefungen mit denErhebungen jeweils zugeordneten Steuerkanten aufweist, diezum Betätigen von Sperrelementen, wie z.B. Stiftzuhaltungen eines Schließzylinders ausgebildet sind.