AT515900A2 - 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, wobei die Materialabtragung eine gekrümmte Kontur (8) aufweist und die Krümmung einen Krümmungsradius von 0,2 - 0,5mm aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlüssel zum Betätigen eines Schließzylinders umfassend eine Reide und einen Schaft mit einer mechanisch und/oder magnetisch abtastbaren Codierung, wobei der Schaft einen die Einführbarkeit des Schafts in den Schlüsselkanal des Schließzylinders begrenzenden Anschlag aufweist.

Schlüssel der eingangs genannten Art bestehen in der Regel aus Metall. Die Herstellung eines Metallschlüssels ist aufgrund der vielen Verfahrensschritte, die erforderlich sind, um den Schlüssel mit der jeweils individuellen mechanischen und/oder magnetischen Codierung zu versehen, sehr aufwändig. Im Falle eines eine mechanisch abtastbare Codierung aufweisenden Schlüssels geht man in der Regel von einem Rohling aus, der bereits ein Querschnittsprofil aufweist, das der Formgebung des zugehörigen Schlüsselkanals des Schließzylinders angepasst ist. Neben der erwähnten Längsprofilierung weist ein mechanischer Schlüssel an einer oder an zwei gegenüberliegenden Kanten des Schlüsselschafts eine Mehrzahl von aufeinander folgenden Erhebungen und Vertiefungen mit den Erhebungen jeweils zugeordneten Steuerkanten auf, die zum Betätigen von Sperrelementen, wie z.B. Stiftzuhaltungen eines Schießzylinders ausgebildet sind. Diese Erhebungen und Vertiefungen werden am Rohling mittels eines Fräswerkzeugs ausgebildet. In einem nachfolgenden Schritt muss noch die Reide des Schlüssels bearbeitet werden, um Kennzeichnungen, wie beispielsweise Codierungsnummern oder Markenbezeichnungen durch Prägen od. dgl. einzubringen. Schließlich ist eine Nachbearbeitung erforderlich, beispielsweise um scharfe Kanten zu vermeiden.

Der Schlüsselschaft weist einen meist als Vorsprung ausgebildeten Anschlag auf, der die Einführbarkeit des Schafts in den Schlüsselkanal des zugehörigen Schließzylinders begrenzt und dadurch die relative Position der mechanischen bzw. magnetischen Codierung des Schlüssels zu den Abtastelementen des Schließzylinders festlegt. Im Bereich des Anschlags geht der Schlüsselschaft meist in die Reide über, wobei Belastungssuche durch Anbringung eines Drehmomentes im in den Schlüsselkanal eingesteckten Schlüssel zeigen, dass nach dem Anschlag auf Grund der Kerbwirkung die höchsten Spannungen entstehen. Diese Stelle stellt daher die Schwachstelle des Schlüssels dar, was bei Gewaltanwendung zu einem Abbrechen des Schlüssels führt.

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

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Schlüssel der eingangs genannten Art vor, dass an der den Anschlag begrenzenden Innenkante eine Materialabtragung ausgebildet ist, wobei die Materialabtragung eine gekrümmte Kontur aufweist und die Krümmung einen Radius von 0,2 -0,5mm aufweist. Die Materialabtragung kann hierbei nach Art eines Freistichs ausgebildet sein und reduziert die sonst auf Grund des scharfkantigen Übergangs am Absatz des Anschlags auftretenden Spannungsspitzen. Dabei hat sich herausgestellt, dass nur die erfindungsgemäß vorgesehene Materialabtragung im Sinne eines Freistichs zu einer Erhöhung der Belastbarkeit bei den oben erwähnten Belastungsversuchen führt, wohingegen eine Abrundung der scharfkantigen Innenkante nicht zu der gewünschten Reduzierung der Spannungsspitzen führt. Die erfindungsgemäße Ausbildung reduziert insbesondere die Kerbwirkung.

Die Materialabtragung an der Innenkante kann in Längsrichtung des Schlüsselschafts oder senkrecht dazu erfolgen, wobei auch eine Kombination möglich ist. Die besten Ergebnisse wurden jedoch erzielt, wenn, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, die Materialabtragung lediglich in Längsrichtung des Schafts vorgenommen ist.

Die durch die Erfindung hervorgerufene Verbesserung der Belastbarkeit des Schlüssels ist grundsätzlich unabhängig vom Material des Schlüssels. Wie eingangs erwähnt, bestehen herkömmliche Schlüssel meist aus Metall, insbesondere Neusilber, einer Kupfer-Nickel-Zink-Legierung. Obwohl sich Metallschlüssel sehr bewährt haben, weisen sie neben der aufwändigen und kostenintensiven Herstellung eine Reihe weiterer Nachteile auf. Metallschlüssel haben ein hohes Gewicht und können insbesondere im Fall eines Nickel enthaltenden Materials Allergien auslösen. Weiters ist die Profilierung der Schlüssel aufgrund des Herstellungsverfahrens gewissen Einschränkungen unterworfen, sodass die Anzahl der Codierungsmöglichkeiten gering ist. Weiters besteht der Nachteil, dass eine farbige Gestaltung von Metallschlüsseln nur eingeschränkt möglich ist. Die Farbe des Metalls kann kaum beeinflusst werden. Eine Farbgestaltung ist lediglich durch Aufträgen eines Lacks möglich, der naturgemäß einem hohen Verschleiß unterworfen ist. Weiters gestaltet es sich bei Metallschlüsseln schwierig, elektronische oder magnetische Codierungselemente zu integrieren. Elektronische Codierungselemente wie beispielweise Mikrochips können daher lediglich in die Reide integriert werden, wenn diese aus einem nichtmetallischen Material ausgebildet ist. In einem solchen Fall können der Metallschaft und die Reide somit nicht aus ein und demselben Material hergestellt werden, was die Herstellung weiter verteuert. Im Falle von magnetischen Codierungselementen können diese gemäß dem Stand der Technik zwar in den metallischen Schlüsselbart eingebettet werden, es besteht jedoch der Nachteil, dass der Metallschaft die magnetischen Feldlinien negativ beeinflussen kann.

Zur Überwindung der oben genannten Nachteile ist bereits vorgeschlagen worden, einen Schlüssel gänzlich oder in Teilbereichen aus einem Kunststoff zu fertigen. Diesbezüglich wird beispielsweise auf die EP 305588 A2 verwiesen. In dieser Schrift wird aber bereits darauf hingewiesen, dass Schlüssel, die aus Kunststoff bestehen, keine ausreichende Torsionssteifigkeit aufweisen. In der genannten Schrift wird daher vorgeschlagen, Versteifungselemente z.B. aus Metall im Übergangsbereich zwischen der Reide und dem Schlüsselschaft einzubringen. Weiters wird vorgeschlagen, als Kunststoff ein Polyacetal wie beispielsweise „Delrin 500" der Firma Dupont zu verwenden.

Herkömmliche KunststoffSchlüssel haben sich jedoch trotz verschiedener Vorschläge zur Versteifung des Schlüsselkörpers in der Praxis nicht durchgesetzt. KunststoffSchlüssel werden daher lediglich als Spielzeugschlüssel oder allenfalls als Reserveschlüssel ausgeführt, die in einer scheckkartenartigen Halterung mitgeführt werden und lediglich im Notfall zum Sperren eines Schlosses verwendet werden.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Formgebung des Schlüssels am Schlüsselanschlag wird die Belastbarkeit des Schlüssels jedoch soweit verbessert, dass der Schlüssel, wie dies einer bevorzugten Ausbildung entspricht, aus einem Hartkunststoff besteht oder aus einem aus Hartkunststoff bestehenden Rohling gefertigt ist. Ein besonders geeigneter Kunststoff ist hierbei ein Hartkunststoff aus der Gruppe der Polyimide. Polyimide sind Hochleistungskunststoffe, deren wichtigstes Strukturmerkmal die Imid-Gruppe ist. Zu den Polyimiden zählen beispielsweise Polyetherimide und Polyamidimide, wobei sich in Versuchen gezeigt hat, dass insbesondere Polyetherimide für den Einsatz in der Schlüsselherstellung besonders bevorzugt sind. Polyimide zeichnen sich generell durch eine hohe mechanische Festigkeit, eine hohe chemische Beständigkeit und eine hohe Temperaturfestigkeit aus. Polyetherimid erfüllt die typischen Anforderungen an Schlüssel wie hohe Festigkeit, einen niedrigen Abrieb und hohe Temperaturbeständigkeit. Polyetherimide sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere auch deshalb als bevorzugt zu bezeichnen, weil sie im Gegensatz zu anderen Polyimiden im Spritzgussverfahren verarbeitet werden können. Dies verringert den Herstellungsaufwand und die entsprechenden Kosten.

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

Der gesamte Schlüssel kann bevorzugt somit in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden, wobei in diesem Zusammenhang bevorzugt ein Spritzgussverfahren zur

Anwendung gelangt. Wenn, wie dies einer bevorzugten Weiterbildung entspricht, der Schlüssel oder der Rohling vollständig aus einem Hartkunststoff bestehen, kann der entsprechende Teil bzw. der gesamte Schlüssel einstückig und aus einer einzigen Kunststoffkomponente im Spritzgussverfahren hergestellt werden. Wenn verschiedene Teilbereiche des Schlüssels aus verschiedenen Kunststoffen bestehen sollen, kann so vorgegangen werden, dass ein Zweioder Mehrkomponentenspritzgussverfahren zum Einsatz gelangt. Die Verwendung von zwei oder mehr Kunststoffsorten kann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn die Reide mit einem im Vergleich zum Hartkunststoff, insbesondere Polyetherimid, weicheren Material beschichtet werden soll, um die Haptik zu verbessern. Die Verwendung eines Zweioder Mehrkomponentenspritzgussverfahrens kann aber auch erforderlich sein, wenn, wie es bevorzugt vorgesehen ist, der Hartkunststoff in wenigstens einem Teilbereich des Schlüsselschafts mit einem Füllstoff versetzt ist. Der Füllstoff kann bevorzugt ferromagnetisch sein, sodass in dem genannten wenigstens einen Teilbereich eine magnetische Codierung erfolgen kann. Die magnetische Codierung kann dabei insbesondere dadurch individualisiert werden, dass die magnetischen Eigenschaften des genannten Teilbereichs vom Volumenanteil bzw. der absoluten Menge des ferromagnetischen Füllstoffs im Hartkunststoff abhängen.

Eine andere bevorzugte Ausführung sieht vor, dass der Schlüsselkörper aus dem Hartkunststoff, insbesondere Polyetherimid besteht und an der Oberfläche mit einer dünnen Metallschicht (z.B. 10-100pm) versehen, insbesondere bedampft ist.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass der Schlüssel wenigstens ein der magnetischen oder elektronischen Codierung dienendes Bauteil aufweist. Das genannte Bauteil kann dabei in den Hartkunststoff des Schlüsselschafts oder der Reide eingebettet sein oder völlig von dem HartkunstStoff umschlossen sein. Bevorzugt ist das der magnetischen oder elektronischen Codierung dienende Bauteil ein Mikrochip. Der Mikrochip kann dabei in besonders bevorzugter Weise als RFID-Transponder ausgebildet sein.

Wenn der Mikrochip im Material des Schlüsselschafts eingebettet oder von diesem völlig umschlossen ist, ist eine Ausführung besonders vorteilhaft, bei welcher der Mikrochip passiv arbeitet, d.h. ohne eine eigene Stromguelle. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang ein passiver RFID-Transponder bevorzugt.

Alternativ oder zusätzlich zum Mikrochip kann vorgesehen sein, dass das der magnetischen oder elektronischen Codierung dienende Bauteil ein dauermagnetisierbares Material, insbesondere Samarium-Cobalt, umfasst. Ein derartiges Bauteil aus dauermagnetisierbarem Material kommt beispielsweise bei sogenannten Magnetschlössern zum Einsatz, bei denen die Sperrelemente des Schließzylinders Magnetrotoren umfassen, deren Drehstellung durch magnetische Kräfte veränderbar ist, die von dem genannten dauermagnetisierbaren Material, wie beispielsweise Samarium-Cobalteinsätzen herrühren.

Die Integration des der magnetischen oder elektronischen Codierung dienenden Bauteils in den Schlüssel erfolgt herstellungstechnisch besonders bevorzugt dadurch, dass das genannte Bauteil vor dem Spritzgießen in die Spritzgussform eingelegt wird. Das genannte Bauteil wird beim

Spritzgießvorgang umspritzt oder in den durch das Spritzgießen hergestellten Schlüsselkörper eingebettet.

Die Spritzgussform kann bevorzugt derart weitergebildet sein, dass beim Spritzgießen im gleichen Arbeitsschritt die üblicherweise im Bereich der Reide vorgesehenen Kennzeichnungen, wie z.B. eine Markenbezeichnung oder eine Codierungsidentifikation, ausgeformt werden.

Obwohl der vorgesehene Hartkunststoff aus der Gruppe der Polyimide, insbesondere Polyetherimid, bereits eine hohe Festigkeit sowie eine hohe Schlagzähigkeit aufweist, können die Materialeigenschaften bevorzugt noch dadurch verbessert werden, dass der Hartkunststoff, insbesondere Polyetherimid, faserverstärkt ist, wobei zur Verstärkung bevorzugt Kohle- und/oder Glasfasern eingesetzt sind. Die Faserverstärkung dient insbesondere der Erhöhung der Torsions- und Biegesteifigkeit des Schlüsselkörpers. In diesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass der faserverstärkte Hartkunststoff, insbesondere das faserverstärkte Polyetherimid einen Faseranteil von 5-40, bevorzugt 20-35 Vol.-% bezogen auf den Hartkunststoff aufweist.

Um die festigkeitssteigernde Wirkung der Fasern zu maximieren, sieht eine bevorzugte Weiterbildung vor, dass die Fasern in gleichorientiertem Zustand vorliegen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen Fig.l einen Schlüssel mit einer mechanisch abtastbaren Profilierung, Fig.2, 3 und 4 eine Ansicht des Details X des Schlüssels gemäß Fig.l im Bereich des Schlüsselanschlags in verschiedenen Ausführungsformen und Fig.5 eine Spritzgussform zur Herstellung eines Schlüssels gemäß Fig.l. t

Fig.l zeigt einen Schlüssel 1 mit einer Reide 2 und einem Schlüsselschaft 3. Der Schlüsselschaft 3 weist eine Mehrzahl von das Querschnittsprofil des Schlüssels 1 bestimmenden Längsnuten 4 und einen Schlüsselbart mit einer eine Mehrzahl von Vertiefungen und Erhebungen aufweisenden Profilierung 5. Der Schlüsselschaft 3 weist weiters einen Anschlag 6 auf, der mit einem Gegenanschlag im Schließzylinder zusammenwirkt und die maximale Einstecktiefe des Schlüsselschafts 3 im Schlüsselkanal des zugehörigen Schließzylinders definiert. Der in Fig.l dargestellte Schlüssel ist in einem Stück in einem Spritzgussverfahren hergestellt und besteht zur Gänze aus faserverstärktem Polyetherimid. Die Spritzgussform zur Herstellung des Schlüssels 1 ist in Fig. 5 dargestellt.

Fig.2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Schlüssels im Bereich des Anschlags 6. Mit strichlierter Linie ist die Innenkante 7 des Anschlags 6 im Falle einer scharfkantigen Ausführung nach dem Stand der Technik dargestellt. An der Innenkante 7 ist erfindungsgemäß nun eine Materialabtragung mit einer gekrümmten Kontur 8 ausgebildet, sodass eine Ausnehmung nach Art eines Freistichs entsteht. Der Anschlag 6 selbst weist ausgehend von der Anschlagfläche 12 einen ersten Bereich 13 mit verrundeter, nach außen gekrümmter Kontur und einen daran anschließenden Bereich 11 mit sich in Richtung zur Reide 2 kontinuierlich verringernder Erstreckung auf.

Bei der Ausbildung gemäß Fig.2 ist die Materialabtragung lediglich in Längsrichtung 9 vorgenommen. Die gekrümmte Kontur 8 weist einen Krümmungsradius von 0,2mm auf.

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

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

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

Die zwei Formhälften können entlang einer in der Zeichnungsebene verlaufenden Trennebene voneinander getrennt werden, um das Innere der Form 14 zwecks Entnahme des spritzgegossenen Schlüssels freizugeben. Fig.5 zeigt die Lage der Formbilder in der Form 14 und den Verlauf des Angusskanales 16.

Claims (11)

1. Patentansprüche: 1. Schlüssel zum Betätigen eines Schließzylinders umfassend eine Reide und einen Schaft mit einer mechanisch und/oder magnetisch abtastbaren Codierung, wobei der Schaft einen die Einführbarkeit des Schafts in den Schlüsselkanal des Schließzylinders begrenzenden Anschlag aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der den Anschlag (6) begrenzenden Innenkante (7) eine Materialabtragung ausgebildet ist, wobei die Materialabtragung eine gekrümmte Kontur (8) aufweist und die Krümmung einen Krümmungsradius von 0,2 - 0,5mm aufweist.
2. 2. Schlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialabtragung lediglich in Längsrichtung (9) des Schafts (3) vorgenommen ist.
3. 3. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schüssel (1) aus einem Hartkunststoff besteht oder aus einem aus Hartkunststoff bestehenden Rohling gefertigt ist.
4. 4. Schlüssel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkunststoff aus der Gruppe der Polyimide ausgewählt ist.
5. 5. Schlüssel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkunststoff Polyetherimid ist.
6. 6. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüsselschaft (3) und die Reide (2) miteinander einstückig ausgebildet sind.
7. 7. Schlüssel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hartkunststoff, insbesondere Polyetherimid, faserverstärkt ist, wobei zur Verstärkung bevorzugt Kohle- und/oder Glasfasern eingesetzt sind.
8. 8. Schlüssel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Hartkunststoff, insbesondere das faserverstärkte Polyetherimid einen Faseranteil von 5-40, bevorzugt 20-35 Vol.-% aufweist.
9. 9. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (1) bzw. der Rohling als Spritzgussteil ausgebildet ist.
10. 10. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (1) zur Ausbildung eines Schlüsselprofils mehrere in Längsrichtung verlaufende Nuten (4) aufweist.
11. 11. Schlüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (1) eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Erhebungen und Vertiefungen mit den Erhebungen jeweils zugeordneten Steuerkanten aufweist, die zum Betätigen von Sperrelementen, wie z.B. Stiftzuhaltungen eines Schließzylinders ausgebildet sind. Wien, am 12.6.2014 Anmelder durch: