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PATENTANSPROCHE
1. Mittels eines Permanentmagnet-Schlüssels betätigbares Drehzylinderschloss mit einem in einem Gehäusezylinder drehbaren Zylinderkern und mindestens einem aus ferromagnetischem Werkstoff bestehenden punkt- oder strichförmig aufliegenden Sperrkörper, der innerhalb einer Kammer frei rollbar ist und durch den in vorgegebener Weise magnetisch kodierten Schlüssel aus beliebigen Sperrstellungen, in denen er eine Drehung des Zylinderkerns verhindert, in eine Freigabestellung bewegbar ist, in der er eine Drehung des Zylinderkerns zulässt, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Gehäusezylinder (4) axial verschiebbar gelagerter, den Zylinderkem (6) umgebender Sperring (16) vorgesehen ist,
der durch Federkraft in eine den Zylinderkern sperrende axiale Endlage vorgespannt ist und bei einer axialen Verschiebung aus dieser Endlage eine Zylinderkemdrehung zulässt, dass der Sperrkörper (14) in einer am Umfang des Zylinderkems (6) gebildeten Ringnut (12) läuft und teilweise aus der Ringnut vorsteht, um in seinen Sperrstellungen an einer Anlagefläche (20) des Sperrings (16) anzuliegen und den Sperring (16) in seiner axialen Endlage zu halten, und dass die Anlagefläche (20) des Sperrings (16) an vorgegebener Stelle mit einer Freigabeöffnung (22) versehen ist, in die der Sperrkörper (16) in seiner Freigabestellung eintauchbar ist, um somit eine Axialverschie- bung des Sperrings und damit eine Drehung des Zylinderkerns zuzulassen.
2. Drehzylinderschloss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zylinderkern (6) und dem Sperring (16) eine Nockeneinrichtung (26) vorgesehen ist, die bei einer Drehung des Zylinderkerns (6) den Sperring (16) axial verschiebt, die jedoch eine Drehung des Zylinderkems (6) verhindert, wenn der Sperring (16) durch den Sperrkörper (14) in seiner axialen Endlage gehalten wird.
3. Drehzylinderschloss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperring (16) mit einer sich über einen vorgegebenen Winkelbereich erstreckenden segmentartigen Kammer (18) versehen ist, die die Rollbewegung des Sperrkörpers in Umfangrichtung begrenzt.
4. Drehzylinderschloss nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperring (16) mit mehreren in verschiedenen Winkelbereichen liegenden Kammern (18) versehen ist, in denen jeweils ein Sperrkörper (14) und eine zugehörige Freigabeöffnung (22) vorgesehen sind (Fig. 5).
5. Drehzylinderschloss nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sperringe (16) mit zugehörigen Sperrkörpern (14), Zylinderkern-Ringnuten (12) und Freigabeöffnungen (22) axial hintereinander angeordnet sind.
6. Drehzylinderschloss nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrkörper (14) als Rolle ausgebildet ist, deren Stirnflächen an den Seitenflächen der Ringnut (12) des Zylinderkerns (6) geführt sind.
7. Permanentmagnet-Schlüssel für ein Drehzylinderschloss nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Schlüsselkörper und einem Schlüsselgriff, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüsselkörper (34) mindestens eine zylindrische Scheibe (36) aus permanentmagnetischem Material aufweist, deren Achse bei eingestecktem Schlüssel parallel zur Schiossachse verläuft, dass die zylindrische Permanentmagnet-Scheibe (36) an ihrem Umfang mit einer Lateralmagnetisierung versehen ist und dass die Lateralmagnetisierung aus einem konzentrierten linienförmigen Pol (N), der parallel zur Zylinderachse verläuft, sowie zwei auf gegenüberliegenden Seiten des konzentrierten linienförmigen Poles (N), liegenden abgeschwächten Polen (S) entgegengesetzter Polarität besteht.
8. Permanentmagnet-Schlüssel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der linienförmige Pol (N) so konzentriert ist, dass die magnetischen Feldlinien des Poles unter Vermeidung einer Streuung in axialer Richtung praktisch in radialen Ebenen liegen.
9. Verfahren zum Magnetisieren einerPermanentmagnet- Scheibe eines Permanentmagnet-Schlüssels nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen zweier paralleler, U-förmig gebogener, miteinander verbundener Schleifen eines elektrischen Leiters zum Aussenumfang der zylindrischen Permanentmagnet-Scheibe benachbart so angeordnet werden, dass die beiden Schleifen in zwei parallelen Ebenen liegen, die beidseitig und parallel zu einer die Achse der zylindrischen Permanentmagnet-Scheibe enthaltenden axialen Ebene angeordnet sind, und dass dann der elektrische Leiter zur Erzeugung einer örtlichen Lateralmagnetisierung in der Permanentmagnet-Scheibe mit einem Magnetisierungsstrom beaufschlagt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnet-Scheibe nach der Herstellung der lateralen Magnetisierung bezüglich ihrer Achse um einen vorgegebenen Winkelbetrag gedreht und dann mit einer zweiten örtlichen lateralen Magnetisierung versehen wird.
11. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine Aufnahmevorrichtung (42) zur Positionierung der zylindrischen Permanentmagnet-Scheibe (36) und einen mit dem Magnetisierungsstrom beaufschlagbaren elektrischen Leiter (48) mit zwei Uförmig gekrümmten, parallel nebeneinander verlaufenden Schleifen (50, 52), die in der Aufnahmevorrichtung (42) bezüglich der Permanentmagnet-Scheibe (36) so angeordnet sind, dass die die beiden Schleifen (50, 52) enthaltenden Ebenen beidseitig und parallel zu einer den konzentrierten linienförmigen Pol (N) enthaltenden Axialebene der zylindrischen Permanentmagnet-Scheibe (36) liegen und die gekrümmten Spitzen der Schleifen (50,52) dem Aussenumfang der Permanentmagnet-Scheibe (36) zugewandt sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung aus einem Eisenkörper (42) besteht, der eine Bohrung (44) zur Aufnahme der Permanentmagnet-Scheibe (36) sowie eine Ausnehmung (47) zur Aufnahme des elektrischen Leiters (48) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnet-Scheibe (36) in der Bohrung (44) des Eisenkörpers (42) beidseitig durch Eisenscheiben (46) gleichen Durchmessers abgedeckt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwei den Eisenkörper (42) durchdringende Luftspalte (56) vorgesehen sind, die zur Erzeugung neutraler Zonen zwischen dem konzentrierten linienförmigen Pol (N) und den abgeschwächten Polen (S) der zylindrischen Permanentmagnet-Scheibe (36) einen vorgegebenen Abstand voneinander haben und beidseitig und parallel zu der den konzentrierten Pol (N) enthaltenden Axialebene der Permanentmagnet-Scheibe (36) angeordnet sind.
Es sind zahlreiche Ausführungsformen von Drehzylinderschlössern bekannt, bei denen magnetisch beeinflussbare Zuhaltungen mittels eines Permanentmagnet-Schlüssels betätigt werden. Insbesondere sind Drehzylinderschlösser bekannt, bei denen die Zuhaltungen aus punkt- oder strichförmig aufliegenden, rollbaren Sperrkörpern aus ferromagnetischem Material bestehen, die innerhalb Kammern frei bewegbar sind und durch den in bestimmter Weise kodierten Permanentmagnet Schlüssel in bestimmte Freigabestellungen bewegt werden, in denen sie eine Betätigung des Drehzylinderschlosses freigeben.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit derartigen Drehzylinderschlössern.
Durch die vorliegende Erfindung sollen ein Drehzylinderschloss und ein Permanentmagnet-Schlüssel hierfür sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur magnetischen Kodierung des Permanentmagnet-Schlüssels geschaffen werden, die bei kleinen Abmessungen des Drehzylinderschlosses und des Schlüssels eine möglichst grosse Anzahl von Schliessungsvarianten ermöglichen, die für eine hohe Funktionssicherheit und ausreichenden Schutz gegen Gewaltanwendung sorgen und die einfach und wirtschaftlich in der Herstellung und insbesondere zur Serienfertigung geeignet sind.
Die Erfindung ist zusammen mit besonderen Ausbildungsarten in den Ansprüchen näher gekennzeichnet.
Durch die Erfindung wird ein Drehzylinderschloss sowie ein Schlüssel hierfür geschaffen, die trotz Abmessungen, die nicht grösser sind als bei den genormten herkömmlichen Drehzylin derschlössern, eine sehr grosse Anzahl von Schliessungsvarianten ermöglichen. Das Drehzylinderschloss wie auch der Schlüssel lassen sich in einfacher und wirtschaftlicher Weise herstellen; insbesondere sind das Drehzylinderschloss und der Schlüssel zur Herstellung in Serienfertigung geeignet. Die erfindungsgemässe Ausbildung des Drehzylinderschlosses bietet einen hohen Schutz gegen Gewaltanwendung.
Durch das erfindungsgemässe Magnetisierverfahren wird eine hohe Einstellgenauigkeit gewährleistet, und man erhält eine sehr genaue Kontrolle des magnetischen Feldlinienverlaufs, so dass unerwünschte Streufelder vermieden und daher mehrere örtliche Magnetisierungen mit sehr geringem Abstand zueinander am Schlüssel vorgesehen werden können.
Anhand der Zeichnungen wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Drehzylinderschloss in der Sperrstellung, wobei die obere Hälfte einen Schnitt in Blickrichtung der Pfeile Ia-Ia und die untere Hälfte einen Schnitt in Blickrichtung der Pfeile Ib-Ib in Fig. 2 darstellt;
Fig. 2 einen Querschnitt in Blickrichtung der Pfeile II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Drehzylinderschloss nach Fig. 1 in der Freigabestellung, wobei die obere Hälfte einen Schnitt in Blickrichtung der Pfeile Illa-IIIa und die untere Hälfte einen Schnitt in Blickrichtung der Pfeile IIIb IIIb in Fig. 4 darstellt;
Fig. 4 einen Querschnitt in Blickrichtung der Pfeile IV-IV in Fig. 3;
;
Fig. 5 einen Querschnitt entsprechend Fig. 4 einer etwas abgewandelten Ausführungsform des Drehzylinderschlosses;
Fig. 6 einen den Fig. 4 und 5 entsprechenden Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des Drehzylinderschlosses;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Permanentmagnet Schlüssels für ein Drehzylinderschloss nach den vorhergehenden Figuren;
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Magnetisiervorrichtung zum Magnetisieren einer Permanentmagnet-Scheibe des Permanentmagnet-Schlüssels nach Fig. 7;
Fig. 9 einen Querschnitt in Blickrichtung der Pfeile IX-IX in Fig. 8;
Fig. 10 eine magnetisch kodierte Permanentmagnet-Scheibe zur Veranschaulichung des Feldlinienverlaufs im Grundriss;
Fig. 11 eine Seitenansicht der Permanentmagnet-Scheibe nach Fig. 10.
Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Drehzylinderschloss 2 weist einen Gehäusezylinder 4 auf, in dem ein Zylinderkern 6 drehbar gelagert ist. Der Zylinderkern 6 ist durch einen am vorderen Ende vorgesehenen Ringflansch 8 sowie einen am hinteren Ende angebrachten Sicherungsring 10 im Gehäusezylinder 4 axial fixiert. Diese Art der axialen Fixierung ermöglicht es, den Zylinderkern 6 von vorne in die Aufnahmebohrung des Gehäusezylinders 4 einzuführen. Da der Zylinderkern am vorderen Teil des Gehäusezylinders 4 abgestützt ist, ist eine gewaltsame Entriegerulung des Zylinderschlosses durch Kraftaufwendung in axialer Richtung (Schläge gegen die Vorderseite des Zylinderkerns) erheblich erschwert.
Der Zylinderkern 6 ist an seinem Umfang mit mehreren (im dargestellten Ausführungsbeispiel fünf) in axialer Richtung hintereinander angeordneten Ringnuten 12 versehen. In den Ringnuten 12 sind als Zuhaltungen dienende Sperrkörper 14 in Form von Rollen aus ferromagnetischem Material angeordnet, die auf dem Nutgrund der Ringnuten 12 abrollen können.
Die Breite der Ringnuten 12 entspricht ungefähr der Breite der Sperrkörper 14, und die Tiefe der Ringnuten 12 ist so bemessen, dass die Sperrkörper 14 ungefähr mit ihrem halben Durchmesser aus den Ringnuten radial herausragen.
Im Bereich jeder Ringnut 12 ist je ein Sperring 16 vorgesehen, der den Zylinderkern 6 umgibt und in der Aufnahmebohrung des Gehäusezylinders 4 axial verschiebbar gelagert ist.
Jeder der Sperringe 16 ist mit einer segmentartigen Kammer 18 (vergl. Fig. 2, 4) versehen, die sich um einen vorgegebenen Winkelbetrag in Umfangrichtung erstreckt und die die aus der Ringnut vorstehende Hälfte des rollenförmigen Sperrkörpers 14 aufnimmt, so dass die Rollbewegung des Sperrkörpers 14 in Umfangsrichtung begrenzt wird. In einer Seitenwand 20 der Kammer 18, die als Anlagefläche für die eine Stirnseite des rollenförmigen Sperrkörpers 14 dient, ist an einer vorgegebenen Stelle eine Freigabeöffnung 22 vorgesehen, deren Umfang ungefähr einem Teil des Umfangs des Sperrkörpers 14 entspricht, so dass der Sperrkörper 14 in die Freigabeöffnung 22 eintauchen kann.
Die fünf Sperringe 16 liegen in axialer Richtung aneinander an und werden durch eine den Zylinderkern umgebende Schraubenfeder 24 in eine axiale Endstellung (nach links in den Fig. 1 und 3) vorgespannt. Zwischen dem am linksseitigen Ende des Drehzylinderschlosses angeordneten Sperring 16 und dem Zylinderkern 6 bzw. dem Gehäusezylinder 4 ist eine (nur schematisch angedeutete) Nockeneinrichtung 26 vorgesehen, die bei einer Drehung des Zylinderkerns 6 die Sperringe 16 entgegen der Kraft der Feder 24 axial verschiebt (falls die Sperrkörper 14 eine Stellung einnehmen, in der sie in die Freigabeöffnungen 22 eintauchen können), die jedoch eine Drehbewegung des Zylinderkems 6 sperrt, falls die Sperringe 16 durch die Sperrkörper 14 an einer Axialverschiebung gehindert werden.
Der Zylinderkern 6 ist mit einem zylindrischen Schlüsselkanal 28 versehen, in den ein Permanentmagnet-Schlüssel 30 einsteckbar ist. Wie in Fig. 7 gezeigt, besteht der Schlüssel 30 aus einem Schlüsselgriff 32 und einem zylindrischen Schlüsselkörper 34. Der Schlüsselkörper 34 weist (entsprechend der Anzahl der Sperrkörper 16) fünf zylindrische Permanentma gnet-Scheiben 36 auf, die (wie noch genauer erläutert wird) in vorgegebener Weise magnetisch kodiert sind.
Die Funktionsweise des beschriebenen Drehzylinderschlosses ist wie folgt: Bei abgezogenem Schlüssel befindet sich das Drehzylinderschloss 2 in seiner Sperrstellung (Fig. 1 und 2). In der Sperrstellung werden die Sperringe 16 durch die Feder 24 in ihre linke Endstellung vorgespannt. Die rollenförmigen Sperrkörper 14 nehmen innerhalb der Kammer 18 irgendeine beliebige Sperrstellung ein, in der sie zu der Freigabeöffnung 22 nicht ausgerichtet sind. Versucht man nun, den Zylinderkern 6 ohne den richtig kodierten Schlüssel zu drehen, so sucht die Nockeneinrichtung 26, die Sperringe 16 axial zu verschieben. Hierbei legen sich die Anlageflächen 20 der Sperringe 16 an die Stirnflächen der rollenförmigen Sperrkörper 14 an, die somit eine Axialverschiebung der Sperringe 16 verhindert.
Die hat zur Folge, dass die Nockeneinrichtung 26 eine Drehung des Zylinderkerns 6 verhindert.
Wird der richtig kodierte Permanentmagnet-Schlüssel 30 in den Schlüsselkanal 28 eingesteckt, so rollen die magnetischen
Kräfte der entsprechend kodierten Permanentmagnet-Schei ben 36 die rollenförmigen Sperrkörper 14 in eine vorgegebene
Freigabestellung, in der sie zu den Freigabeöffnungen 22 ausgerichtet sind. Wird nun der Zylinderkern 6 gedreht, so verschiebt hierbei die Nockeneinrichtung 26 die Sperringe 16 in axialer Richtung entgegen der Kraft der Feder 24, wobei die rollenförmigen Sperrkörper 14 in die Freigabeöffnungen 22 eintauchen. Der Zylinderkern 6 kann dann ungehindert gedreht werden.
Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäss Fig. 5 ist der Sperring 16 statt mit einer Kammer mit zwei in Umfangrichtung gegeneinander versetzten Kammern 18 versehen, in denen jeweils ein rollenförmiger Sperrkörper 14 angeordnet ist. Der Permanentmagnet-Schlüssel 30 ist entsprechend (wie schematisch angedeutet) mit zwei magnetischen Kodierungen versehen, die die beiden Sperrkörper 14 jeweils in ihre Freiga bestellung bewegen können. Es versteht sich, dass durch diese Ausbildung die Anzahl der Schliessungsvarianten um eine Potenz erhöht wird.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist der Sperring 16 mit nur einer Kammer 18 versehen; der Permanentmagnet-Schlüs sel 30 weist jedoch zwei um 180n gegeneinander versetzte magnetische Kodierungen auf, so dass der Schlüssel als sogenannter Wendeschlüssel benutzt werden kann, das heisst, dass er in zwei um 180n gegeneinander veretzten Stellungen das Drehzylinderschloss zu betätigen vermag.
Die in den Fig. 8 und 9 gezeigte Magnetisiervorrichtung 40 weist eine Haltevorrichtung in Form eines quaderförmigen Eisenkörpers 42 auf, in die eine Permanentmagnet-Scheibe 36 für den Schlüssel 30 eingelegt werden kann. Der Eisenkörper 42 ist mit einer durchgehenden Bohrung 44 versehen, deren Durchmesser dem Durchmesser der Permanentmagnet Scheibe 36 entspricht und zur Aufnahme der Permanentma gnet-Scheibe 36 dient. Die Permanentmagnet-Scheibe 36 wird in der Bohrung 44 beidseitig mit je einer Eisenplatte 46 abgedeckt.
Der Eisenkörper 42 ist ferner mit einer Ausnehmung 47 versehen, die zur Aufnahme eines elektrischen Leiters 48 dient und deren Form aus den Fig. 8 und 9 näher hervorgeht. Der elektrische Leiter 48 ist mit zwei U-förmig gekrümmten, parallel nebeneinander angeordneten Leiterschleifen 50, 52 versehen, die durch eine rechtwinklig dazu angeordnete U-Förmig gekrümmte Leiterschleife 54 miteinander verbunden sind. Die beiden Leiterschleifen 50, 52 liegen in zwei Ebenen, die beidseitig symmetrisch und parallel zu einer die Achse der Bohrung 44 enthaltenden Ebene angeordnet sind. Die Spitzen der Leiterschleifen 50, 52 sind auf den Aussenumfang der Permanentmagnet-Scheibe 36 gerichtet und mit geringem Abstand zu dieser angeordnet.
Wegen der genaueren geometrischen Verhältnisse der Anordnung und Ausbildung des elektrischen Leiters 48 bezüglich der Permanentmagnet Scheibe 36 wird auf die Fig. 8 und 9 verwiesen.
In dem Eisenkörper 42 sind ferner zwei Luftspalten 56 vorgesehen, die die gesamte Tiefe des Eisenkörpers 42 durchdringen, mit vorgegebenem Abstand parallel zueinander und zu der oben erwähnten, die Achse der Bohrung 44 enthaltenden Ebene angeordnet sind und sich bis zu der Bohrung 44 erstrekken.
Die Funktionsweise der Magnetisierungsvorrichtung 40 ist wie folgt: Ist die Permanentmagnet-Scheibe 36 in der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Weise in die Bohrung 44 eingesetzt, so wird der elektrische Leiter 48 mit einem Magnetisierungsstrom beaufschlagt. Hierbei entsteht im Bereich der U-förmigen Krümmungen der Leiterschleifen 50, 52 ein elektromagnetisches Feld, deren Feldlinien in Fig. 8 in schematischer Weise angedeutet sind. Die Luftspalte 56 stellen einen magnetischen Widerstand dar, so dass die beiden durch die Leiterschleifen 50, 52 erzeugten elektromagnetischen Kreise durch die Permanentmagnet-Scheibe 36 verlaufen und dort am Umfang in einer oberflächennahen Schicht eine Lateralmagnetisierung erzeugen.
Das Feldlinienbild dieser Lateralmagnetisierung ist in den Fig. 8 und 10, 11 schematisch angedeutet. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, wird am Umfang der Permanentmagnet-Scheibe 36 in der Mitte zwischen den beiden Luftspalten und zwischen den beiden Leiterschleifen 50, 52 ein konzentrierter Pol (im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Nordpol) erzeugt, zu dessen beiden Seiten zwei Pole der entgegengesetzten Polarität (Südpole) abgeschwächter Feldliniendichte entstehen. Aufgrund der Luftspalte 56 entstehen zwischen dem konzentrierten linienförmigen Nordpol N (s. auch Fig. 7) und den abgeschwächten Südpolen S je eine neutrale Zone. Es entsteht somit eine klare Trennung von Nord- und Südpol. Insbesondere wird hierdurch erreicht, dass die Feldlinien im Bereich des konzentrierten Nordpols im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Permanentmagnet-Scheibe 36 austreten (s. Fig.
10). Ausserdem werden durch die die Permanentmagnet Scheibe 36 abdeckenden Eisenscheiben 46 die Feldlinien so gerichtet, dass die magnetischen Feldlinien parallel zu den Stirnflächen der Permanentmagnet-Scheibe 36 verlaufen, das heisst, dass sie nicht in axialer Richtung streuen.
Die Vorrichtung lässt sich auch mit zwei (oder gegebenenfalls mehr) elektrischen Leitern versehen, die in Umfangsrichtung der Permanentmagnet-Scheibe 36 um einen vorgegebenen Winkel gegeneinander versetzt sind, so dass die Permanentmagnet-Scheibe 36 mit zwei (oder mehr) Lateralmagnetisierungen versehen werden kann (vgl. Fig. 5). Werden die elektrischen Leiter um 1800 gegeneinander versetzt, so lässt sich damit eine Permanentmagnet-Scheibe für einen Wendeschlüssel herstellen (vgl. Fig. 6).
Durch das erfindungsgemässe Magnetisierungsverfahren bzw.
die erfindungsgemässe Magnetisierungsvorrichtung wird somit in einer oberflächennahen Schicht der Permanentmagnet Scheibe 36 eine örtliche Lateralmagnetisierung erzeugt, die aufgrund der hohen Feldliniendichte des mittleren konzentrierten linienförmigen Poles N eine sehr präzise und funktionssichere Einstellung eines als Rolle ausgebildeten Sperrkörpers 14 ermöglicht. Der Feldlinienverlauf ist hierbei so, dass die Rolle aus ferromagnetischem Material aus relativ grosser Entfernung sehr schnell und mit grosser Präzision in eine Lage gebracht wird, in der sie dem konzentrierten linienförmigen Pol N gegenüberliegt.
Besonders wichtig hierbei ist, dass, wie bereits erwähnt, die Feldlinien in radialen Ebenen liegen und nicht in axialer Richtung streuen. Hierdurch wird es möglich, die Permanentmagnet Scheiben 36 mit relativ geringem axialen Abstand zueinander am Schlüssel 30 anzuordnen, ohne dass sich die einzelnen Lateralmagnetisierungen der Permanentmagnet-Scheiben 36 merklich beeinflussen. Es ist daher möglich, die Permanentmagnet-Scheiben 36 bei einem Durchmesser von weniger als 7,5 mm, zum Beispiel 5 mm, mit Abständen von weniger als 5,5 mm, vorzugsweise 3,2 mm, am Schlüssel anzuordnen, so dass bei einem Schlüssel für ein in genormte Abmessungen passendes Zylinderschloss, wie dargestellt, fünf Permanentmagnet-Scheiben untergebracht werden können.
Die Sperrkörper können hierbei einen Durchmesser von weniger als 1 mm haben, und es können, wie in Fig. 5 dargestellt, jedem Sperring 16 zwei Sperrkörper 14 zugeordnet werden. Dies wiederum hat zur Folge, dass die Abmessungen des gesamten Drehzylinderschlosses innerhalb genormter Masse gehalten werden können und dennoch eine sehr grosse Anzahl von Schliessungspermutationen gegeben ist. Die Unterbringung von fünf axial hintereinander angeordneten Sperringen, wie dies in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, ist daher ohne Vergrösserung der Abmessungen des Drehzylinderschlosses nur deshalb möglich, weil durch das erfindungsgemässe Magnetisierungsverfahren die örtlichen Lateralmagnetisierungen des Schlüssels mit sehr geringem axialen Abstand zueinander angeordnet werden können.
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PATENT ADDRESS
1. A rotary cylinder lock which can be actuated by means of a permanent magnet key and has a cylinder core which can be rotated in a housing cylinder and at least one point-like or line-shaped blocking body made of ferromagnetic material which can be rolled freely within a chamber and can be moved from any blocking position in a predetermined manner using the magnetically coded key. in which it prevents rotation of the cylinder core, can be moved into a release position in which it permits rotation of the cylinder core, characterized in that a locking ring (16) surrounding the cylinder core (6) and axially displaceably mounted in the housing cylinder (4) is provided ,
which is biased by spring force into an axial end position blocking the cylinder core and, in the event of an axial displacement from this end position, allows a cylinder core rotation for the blocking body (14) to run in an annular groove (12) formed on the circumference of the cylinder core (6) and partially out of the annular groove protrudes in order to rest in its locking positions on a contact surface (20) of the locking ring (16) and to hold the locking ring (16) in its axial end position, and that the contact surface (20) of the locking ring (16) has a release opening ( 22) is provided, into which the locking body (16) can be immersed in its release position, in order to permit axial displacement of the locking ring and thus rotation of the cylinder core.
2. Rotary cylinder lock according to claim 1, characterized in that between the cylinder core (6) and the locking ring (16) a cam device (26) is provided which axially displaces the locking ring (16) when the cylinder core (6) rotates, but which rotation of the cylinder core (6) is prevented when the locking ring (16) is held in its axial end position by the locking body (14).
3. Rotary cylinder lock according to claim 1 or 2, characterized in that the locking ring (16) is provided with a segment-like chamber (18) extending over a predetermined angular range, which limits the rolling movement of the locking body in the circumferential direction.
4. Rotary cylinder lock according to claim 3, characterized in that the locking ring (16) is provided with a plurality of chambers (18) lying in different angular ranges, in each of which a locking body (14) and an associated release opening (22) are provided (FIG. 5 ).
5. Rotary cylinder lock according to one of claims 1 to 4, characterized in that a plurality of locking rings (16) with associated locking bodies (14), cylindrical core annular grooves (12) and release openings (22) are arranged axially one behind the other.
6. Rotary cylinder lock according to one of claims 1 to 5, characterized in that the locking body (14) is designed as a roller, the end faces of which are guided on the side surfaces of the annular groove (12) of the cylinder core (6).
7. Permanent magnet key for a rotary cylinder lock according to one of claims 1 to 6, with a key body and a key handle, characterized in that the key body (34) has at least one cylindrical disk (36) made of permanent magnetic material, the axis of which is parallel when the key is inserted The axis of the cylindrical axis is that the cylindrical permanent magnet disc (36) is provided with a lateral magnetization on its circumference and that the lateral magnetization consists of a concentrated linear pole (N), which runs parallel to the cylinder axis, and two on opposite sides of the concentrated linear pole ( N), lying weakened poles (S) of opposite polarity.
8. Permanent magnet key according to claim 7, characterized in that the linear pole (N) is so concentrated that the magnetic field lines of the pole are practically in radial planes avoiding scattering in the axial direction.
9. A method for magnetizing a permanent magnet disc of a permanent magnet key according to claim 8 or 9, characterized in that the tips of two parallel, U-shaped, interconnected loops of an electrical conductor are arranged adjacent to the outer circumference of the cylindrical permanent magnet disc, that the two loops lie in two parallel planes, which are arranged on both sides and parallel to an axial plane containing the axis of the cylindrical permanent magnet disk, and that the electrical conductor is then subjected to a magnetizing current to generate a local lateral magnetization in the permanent magnet disk .
10. The method according to claim 9, characterized in that the permanent magnet disk is rotated after the production of the lateral magnetization with respect to its axis by a predetermined angle and then provided with a second local lateral magnetization.
11. A device for performing the method according to claim 9 or 10, characterized by a receiving device (42) for positioning the cylindrical permanent magnet disc (36) and an electrical conductor (48) which can be acted upon with the magnetizing current and has two U-shaped, parallel, parallel loops (50, 52), which are arranged in the receiving device (42) with respect to the permanent magnet disk (36) such that the planes containing the two loops (50, 52) on both sides and parallel to one containing the concentrated linear pole (N) Axial plane of the cylindrical permanent magnet disc (36) and the curved tips of the loops (50, 52) face the outer circumference of the permanent magnet disc (36).
12. The device according to claim 11, characterized in that the receiving device consists of an iron body (42) which has a bore (44) for receiving the permanent magnet disc (36) and a recess (47) for receiving the electrical conductor (48) having.
13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the permanent magnet disc (36) in the bore (44) of the iron body (42) is covered on both sides by iron discs (46) of the same diameter.
14. Device according to one of claims 11 to 13, characterized in that two air gaps (56) penetrating the iron body (42) are provided which are used to generate neutral zones between the concentrated linear pole (N) and the weakened poles (S) cylindrical permanent magnet disc (36) have a predetermined distance from one another and are arranged on both sides and parallel to the axial plane of the permanent magnet disc (36) containing the concentrated pole (N).
Numerous embodiments of rotary cylinder locks are known in which tumblers which can be influenced magnetically are actuated by means of a permanent magnet key. In particular, rotary cylinder locks are known in which the tumblers consist of roll-type locking bodies made of ferromagnetic material that rest on points or lines, which are freely movable within chambers and are moved by the key, coded in a certain manner, into certain release positions in which they actuate the Release the rotary cylinder lock.
The present invention is concerned with such rotary cylinder locks.
The present invention is intended to create a rotary cylinder lock and a permanent magnet key therefor, as well as a method and a device for magnetic coding of the permanent magnet key, which, with small dimensions of the rotary cylinder lock and the key, enable the largest possible number of locking variants that are suitable for a high one Ensure functional safety and sufficient protection against the use of force and which are simple and economical to manufacture and particularly suitable for series production.
The invention is characterized in more detail together with special types of training in the claims.
The invention provides a rotary cylinder lock and a key for this, which, despite dimensions that are not larger than the standard conventional rotary cylinder locks, enable a very large number of locking variants. The rotary cylinder lock as well as the key can be manufactured in a simple and economical manner; the rotary cylinder lock and the key are particularly suitable for mass production. The inventive design of the rotary cylinder lock offers a high level of protection against the use of force.
The magnetization method according to the invention ensures a high setting accuracy, and a very precise control of the magnetic field line course is obtained, so that undesired stray fields are avoided and therefore several local magnetizations can be provided on the key with a very small distance from one another.
The invention is explained in more detail using exemplary embodiments with the aid of the drawings. It shows:
1 shows a longitudinal section through a rotary cylinder lock according to the invention in the locked position, the upper half representing a section in the viewing direction of the arrows Ia-Ia and the lower half representing a section in the viewing direction of the arrows Ib-Ib in FIG. 2;
FIG. 2 shows a cross section in the direction of the arrows II-II in FIG. 1;
3 shows a longitudinal section through the rotary cylinder lock according to FIG. 1 in the release position, the upper half representing a section in the viewing direction of the arrows Illa-IIIa and the lower half representing a section in the viewing direction of the arrows IIIb IIIb in FIG. 4;
4 shows a cross section in the direction of the arrows IV-IV in FIG. 3;
;
5 shows a cross section corresponding to FIG. 4 of a somewhat modified embodiment of the rotary cylinder lock;
6 shows a cross section corresponding to FIGS. 4 and 5 of a further embodiment of the rotary cylinder lock;
7 is a perspective view of a permanent magnet key for a rotary cylinder lock according to the preceding figures;
8 shows a plan view of a magnetizing device for magnetizing a permanent magnet disk of the permanent magnet key according to FIG. 7;
9 shows a cross section in the direction of the arrows IX-IX in FIG. 8;
10 shows a magnetically coded permanent magnet disk to illustrate the course of the field lines in the plan view;
11 shows a side view of the permanent magnet disk according to FIG. 10.
The rotary cylinder lock 2 shown in FIGS. 1 to 4 has a housing cylinder 4 in which a cylinder core 6 is rotatably mounted. The cylinder core 6 is axially fixed in the housing cylinder 4 by an annular flange 8 provided at the front end and a securing ring 10 attached at the rear end. This type of axial fixation makes it possible to insert the cylinder core 6 into the receiving bore of the housing cylinder 4 from the front. Since the cylinder core is supported on the front part of the housing cylinder 4, a violent unlocking of the cylinder lock is considerably more difficult due to the application of force in the axial direction (blows against the front of the cylinder core).
The cylinder core 6 is provided on its periphery with a plurality of ring grooves 12 arranged one behind the other in the axial direction. In the ring grooves 12 serving as tumblers blocking elements 14 are arranged in the form of rollers made of ferromagnetic material, which can roll on the groove base of the ring grooves 12.
The width of the ring grooves 12 corresponds approximately to the width of the locking bodies 14, and the depth of the ring grooves 12 is dimensioned such that the locking bodies 14 protrude radially with approximately half their diameter from the ring grooves.
A locking ring 16 is provided in the area of each annular groove 12, which surrounds the cylinder core 6 and is axially displaceably mounted in the receiving bore of the housing cylinder 4.
Each of the locking rings 16 is provided with a segment-like chamber 18 (see FIGS. 2, 4) which extends in the circumferential direction by a predetermined angular amount and which receives the half of the roller-shaped locking body 14 protruding from the annular groove, so that the rolling movement of the locking body 14 is limited in the circumferential direction. In a side wall 20 of the chamber 18, which serves as a contact surface for the one end face of the roller-shaped locking body 14, a release opening 22 is provided at a predetermined location, the circumference of which corresponds approximately to a part of the circumference of the locking body 14, so that the locking body 14 into the Release opening 22 can dip.
The five locking rings 16 abut one another in the axial direction and are biased into an axial end position (to the left in FIGS. 1 and 3) by a helical spring 24 surrounding the cylinder core. Between the locking ring 16 arranged at the left-hand end of the rotary cylinder lock and the cylinder core 6 or the housing cylinder 4, a (only indicated schematically) cam device 26 is provided, which axially displaces the locking rings 16 against the force of the spring 24 when the cylinder core 6 rotates (if the locking bodies 14 assume a position in which they can dip into the release openings 22), but which blocks a rotary movement of the cylinder core 6 if the locking rings 16 are prevented by the locking bodies 14 from an axial displacement.
The cylinder core 6 is provided with a cylindrical key channel 28 into which a permanent magnet key 30 can be inserted. As shown in FIG. 7, the key 30 consists of a key handle 32 and a cylindrical key body 34. The key body 34 has (corresponding to the number of locking bodies 16) five cylindrical permanent magnet discs 36 which (as will be explained in more detail) are magnetically coded in a predetermined manner.
The described rotary cylinder lock works as follows: When the key is removed, the rotary cylinder lock 2 is in its locked position (FIGS. 1 and 2). In the locked position, the locking rings 16 are biased into their left end position by the spring 24. The roller-shaped locking bodies 14 assume any locking position within the chamber 18 in which they are not aligned with the release opening 22. If you now try to turn the cylinder core 6 without the correctly coded key, the cam device 26 tries to axially move the locking rings 16. Here, the contact surfaces 20 of the locking rings 16 lie against the end faces of the roller-shaped locking body 14, which thus prevents axial displacement of the locking rings 16.
As a result, the cam device 26 prevents rotation of the cylinder core 6.
If the correctly coded permanent magnet key 30 is inserted into the key channel 28, the magnetic keys roll
Forces of the correspondingly coded permanent magnet disks ben 36, the roller-shaped locking body 14 in a predetermined
Release position in which they are aligned with the release openings 22. If the cylinder core 6 is now rotated, the cam device 26 displaces the locking rings 16 in the axial direction against the force of the spring 24, the roller-shaped locking bodies 14 being immersed in the release openings 22. The cylinder core 6 can then be rotated freely.
In the modified embodiment according to FIG. 5, the locking ring 16 is provided instead of with one chamber with two chambers 18 offset in the circumferential direction, in each of which a roller-shaped locking body 14 is arranged. The permanent magnet key 30 is correspondingly (as indicated schematically) provided with two magnetic codings, which can move the two locking bodies 14 in their respective release order. It goes without saying that this design increases the number of locking variants by one power.
6, the locking ring 16 is provided with only one chamber 18; However, the permanent magnet key 30 has two magnetic codes that are offset by 180n from one another, so that the key can be used as a so-called reversible key, which means that it can actuate the rotary cylinder lock in two positions that are offset from one another by 180n.
The magnetizing device 40 shown in FIGS. 8 and 9 has a holding device in the form of a cuboid iron body 42, into which a permanent magnet disk 36 for the key 30 can be inserted. The iron body 42 is provided with a through bore 44, the diameter of which corresponds to the diameter of the permanent magnet disk 36 and serves to receive the permanent magnet disk 36. The permanent magnet disk 36 is covered in the bore 44 on both sides with an iron plate 46.
The iron body 42 is also provided with a recess 47 which serves to receive an electrical conductor 48 and whose shape is shown in more detail in FIGS. 8 and 9. The electrical conductor 48 is provided with two U-shaped curved conductor loops 50, 52 arranged parallel to one another, which are connected to one another by a U-shaped curved conductor loop 54 arranged at right angles thereto. The two conductor loops 50, 52 lie in two planes which are arranged on both sides symmetrically and parallel to a plane containing the axis of the bore 44. The tips of the conductor loops 50, 52 are directed towards the outer circumference of the permanent magnet disk 36 and are arranged at a short distance from it.
Because of the more precise geometric relationships of the arrangement and design of the electrical conductor 48 with respect to the permanent magnet disk 36, reference is made to FIGS. 8 and 9.
Furthermore, two air gaps 56 are provided in the iron body 42, which penetrate the entire depth of the iron body 42, are arranged at a predetermined distance parallel to one another and to the above-mentioned plane containing the axis of the bore 44 and extend up to the bore 44.
The functioning of the magnetization device 40 is as follows: If the permanent magnet disk 36 is inserted into the bore 44 in the manner shown in FIGS. 8 and 9, the electrical conductor 48 is subjected to a magnetization current. This creates an electromagnetic field in the area of the U-shaped curvatures of the conductor loops 50, 52, the field lines of which are indicated in a schematic manner in FIG. 8. The air gaps 56 represent a magnetic resistance, so that the two electromagnetic circles generated by the conductor loops 50, 52 run through the permanent magnet disk 36 and generate a lateral magnetization on the periphery in a layer near the surface.
The field line image of this lateral magnetization is indicated schematically in FIGS. 8 and 10, 11. As can be seen from FIG. 8, a concentrated pole (in the exemplary embodiment shown a north pole) is produced on the circumference of the permanent magnet disk 36 in the middle between the two air gaps and between the two conductor loops 50, 52, two poles of the opposite side on both sides The polarity (south poles) of weakened field line density is created. Due to the air gaps 56, a neutral zone is formed between the concentrated linear north pole N (see also FIG. 7) and the weakened south pole S. This creates a clear separation of the north and south poles. In particular, this ensures that the field lines in the region of the concentrated north pole emerge essentially perpendicular to the surface of the permanent magnet disk 36 (see FIG.
10). In addition, the iron lines 46 covering the permanent magnet disk 36 direct the field lines in such a way that the magnetic field lines run parallel to the end faces of the permanent magnet disk 36, that is to say that they do not scatter in the axial direction.
The device can also be provided with two (or possibly more) electrical conductors which are offset from one another by a predetermined angle in the circumferential direction of the permanent magnet disk 36, so that the permanent magnet disk 36 can be provided with two (or more) lateral magnetizations ( see Fig. 5). If the electrical conductors are offset from one another around 1800, a permanent magnet disk for a reversible key can be produced (see FIG. 6).
Through the magnetization process according to the invention or
The magnetization device according to the invention thus generates a local lateral magnetization in a layer of the permanent magnet disk 36 near the surface, which, because of the high field line density of the central, concentrated linear pole N, enables a very precise and functionally reliable setting of a blocking body 14 designed as a roller. The course of the field lines is such that the roller made of ferromagnetic material is brought very quickly and with great precision from a relatively large distance into a position in which it lies opposite the concentrated linear pole N.
It is particularly important here that, as already mentioned, the field lines lie in radial planes and do not scatter in the axial direction. This makes it possible to arrange the permanent magnet disks 36 with a relatively small axial distance from one another on the key 30, without the individual lateral magnetizations of the permanent magnet disks 36 having any noticeable influence. It is therefore possible to arrange the permanent magnet disks 36 on the key with a diameter of less than 7.5 mm, for example 5 mm, with distances of less than 5.5 mm, preferably 3.2 mm, so that one Key for a cylinder lock fitting in standardized dimensions, as shown, five permanent magnet disks can be accommodated.
The locking bodies can have a diameter of less than 1 mm, and, as shown in FIG. 5, two locking bodies 14 can be assigned to each locking ring 16. This in turn has the consequence that the dimensions of the entire rotary cylinder lock can be kept within standardized dimensions and yet there is a very large number of locking permutations. The accommodation of five locking rings arranged axially one behind the other, as shown in FIGS. 1 and 3, is therefore only possible without increasing the dimensions of the rotary cylinder lock because the local lateral magnetizations of the key are arranged at a very small axial distance from one another by the magnetization method according to the invention can be.