CH680082A5

CH680082A5 -

Info

Publication number: CH680082A5
Application number: CH4516/89A
Authority: CH
Inventors: Peter Hausmann
Original assignee: Bauer Kaba Ag
Priority date: 1989-12-15
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1992-06-15
Also published as: SE9003996L; NO905342D0; AU6597290A; JPH03191186A; NO905342L; FR2656028A1; IT9022179A0; DE4036575A1; IT1244026B; SE9003996D0; CA2030266A1; IT9022179A1; GB9027040D0; FI906136A; NL9002730A; GB2239673A; FI906136A0; ES2027861A6

Description

1

CH 680 082 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiete der Schliess-einrichtungen und betrifft einen Schliesszylinder mit Schlüssel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, in dem ein elektrisches Signal zwischen Schlüssel und Schliesszylinder übertragen werden kann.

In einem Zeitalter mit immer steigendem Bedürfnis an Sicherheit und Kontrolle ist ein Schlüssel eine nicht mehr zureichende Identifikation für die Zulassung zu einem gesicherten Bereich. Im speziellen kann auch der Zutritt nicht zeitlich limitiert werden, wenn der Schlüssel das einzige Zutritt-gewährende Mittel ist. Um diesem Zustand abzuhelfen, wurde schon auf verschiedene Weise versucht, mit dem physischen Schliesszylinder und Schlüssel, eine elektronische Verriegelung mit entsprechender elektronischer Identifikation des Zutritt-begehren-den zu verknüpfen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine solche Verknüpfung herzustellen, die auf der Seite des Zutritt-Begehrenden trotz der zusätzlichen elektronischen Identifikation nur einen Schlüssel als physisches Zutrittmittel bedingt und nur ein Drehen des Schlüssels im Schliesszylinder als entsprechende Zutritt-verschaffende Handlung. Das heisst mit anderen Worten, dass vom Schlüssel elektronische Signale auf den Schliesszylinder übertragen werden. Die Übertragung soll in zwei definierten Positionen des Schliesszylinderzylinders (Schloss offen und Schloss verriegelt) möglich sein. Bereits während des Einsteckens des Schlüssels in den Schliesszylinder soll die Übertragung stattfinden, damit die elektronische Antwort auf die Signale, beispielsweise eine Freigabe der mechanischen Verriegelung, bereits vorliegt, wenn der Schlüssel ganz eingesteckt ist. Die Übertragung soll fähig sein, Signale von niedrigen Strom- resp. Spannungswerten zu übertragen und soll auch einwandfrei funktionieren, wenn auf den Schlüssel beim Einstecken eine zur Einsteckrichtung senkrecht stehende Kraftkomponente wirkt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Schlüssel und Schliesszylinder, die gemäss dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 mit Mitteln ausgerüstet sind, die eine induktive Übertragung eines elektrischen Signales zwischen Schlüssel und Schliesszylinder erlauben. Die erfindungsgemässe Verriegelungsvorrichtung wird anhand der folgenden Figuren erläutert:

Fig. 1 zeigt Schlüssel und Schliesszylinder mit er-findungsgemässer induktiver Übertragung.

Fig. 2 zeigt ein Schema der erfindungsgemässen Übertragung.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Schliesseinrichtung mit bogenförmigem Kern der Schliesszylinderspule.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, wie die Mittel für die induktive Übertragung in Schliesszylinder 1 und Schlüssel 2 integriert sind.

Der Schliesszylinder 1 besteht aus einem stationären Teil 11 und einem in einer entsprechenden runden Öffnung des stationären Teils 11 sich drehenden Schliesszylinder 12. Derjenige Teil des Schliesszylinders 12, der der Einstecköffnung für den Schlüssel zugewandt ist, wird durch einen durchgehenden radialen Schlitz 13 in zwei Teile geteilt. Durch diesen Schlitz 13 wird der Schlüssel 2 in den Schliesszylinder 1 eingesteckt. Im Schliesszylinder 1 ist ein Übertragungsjoch 14 so positioniert, dass es den mit dem Schlitz 13 versehenen Teil des Schliesszylinders 12 so umfasst, dass zwei zur Einsteckrichtung des Schlüssels parallel liegende, an den Schenkeln 14.1 und 14.2 des Übertragungsjochs 14 angebrachte Leseschenkel 15.1 und 15.2 einander gegenüberliegend auf dem inneren Umfang der im stationären Teil 11 des Schliesszylinders

1 für den Schliesszylinder 12 ausgesparten Öffnung liegen und bis in die Gegend der Einstecköffnung des Schlüssels reichen. Auf dem mittleren Teil 14.3 des Übertragungsjoches 14 ist eine Schliesszylinderspule 16 (Primarspule) aufgewickelt. Der mittlere Teil 14.3 des Übertragungsjochs 14 bildet also den Kern der Schliesszylinderspule 16. Die Schliesszylinderspule 16 ist für die Auswertung des induzierten Signales zusammengeschaltet mit einer entsprechenden Leseelektronik, die nicht dargestellt ist.

Der Schlüssel 2 enthält eine Schlüsselspule 21 (Sekundärspule) mit Kern 22, die senkrecht zur Einsteckrichtung A des Schlüssels 2 im Schliesszylinder 1 angeordnet ist. Die Spule 21 ist so im Schlüssel

2 positioniert, dass sie, wenn der Schlüssel 2 so weit wie möglich in den Schliesszylinder 1 gesteckt ist, im Bereiche der der Einstecköffnung abgewandten Enden der Leseschenkel 15.1 und 15.2 liegt. Der Schlüssel 1 enthält ferner Mittel (Signalgeber), mit denen ein elektrisches Signal auf die Schlüsselspule 21 gegeben werden kann, die aber in der Figur nicht explizit dargestellt sind.

Der Schliesszylinder 12 hat zwei definierte Positionen (Schloss offen und Schloss verriegelt), die sich um eine halbe Umdrehung unterscheiden. Das Schloss ist so konzipiert, dass der Schlüssel 2 in beiden definierten Positionen des Schliesszylinders 12 so im stationären Schliesszylinderteil 11 steckt, dass die Schlüsselspule 21 zwischen den Leseschenkeln 15.1 und 15.2 liegt. In diesen beiden Stellungen wird der Abstand zwischen den Enden des Kerns 22 der Schlüsselspule 21 und den Leseschenkeln 15.1 und 15.2 derart klein, dass der Kern 22 der Schiüsselspule 21 zusammen mit den Leseschenkein 15.1 und 15.2 und dem Übertragungsjoch 14 zum geschlossenen, gemeinsamen Kern für die beiden Spulen 16 und 21 wird. Ein an die Schlüsselspule 21 angelegtes, elektrisches Signal erzeugt dann ein Magnetfeld im gemeinsamen Kern und induziert somit ein entsprechendes Signal in der Schliesszylinderspule 16.

Wenn der Schlüssel 2 in den Schliesszylinder 1 eingesteckt wird, gleitet die Schlüsselspule 16 entlang den Leseschenkeln 15.1 und 15.2. Sowohl während dieser Einsteckzeit als auch immer, wenn der Schlüssel ganz eingesteckt ist, ist eine Signalübertragung möglich.

Es ist auch vorstellbar, dass die Rollen zwischen primärer Schlüsselspule (21) und sekundärer

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 680 082 A5

4

Schliesszylinderspule (16) vertauscht werden können, so dass die Elektronik des Schliesszylinders über die Schliesszylinderspule Einfluss nehmen kann auf den Signalgeber des Schlüssels.

Anhand der schematischen Fig. 2 soll erläutert werden, von welchen Grössen der erfindungsgemässen Anordnung die Intensität des in der Schliesszylinderspule 16 induzierten Signales abhängt und wie als Folge davon die Mittel für die induktive Übertragung optimal ausgelegt werden.

Die Übertragungsgüte hängt in erster Linie von Durchmesser und Windungszahl der beiden Spulen 16 und 21 ab, die aber beide dadurch beinahe gegeben sind, dass die Spulen in einem Schliesszylinder und Schlüssel, die sich in der Grösse nicht von herkömmlichen Ausführungen unterscheiden sollen, untergebracht werden müssen. Ferner ist der Kopplungsgrad vom Kernmaterial abhängig, dessen magnetische Permeabilität möglichst hoch sein soll.

Im weiteren ist der Kopplungsgrad abhängig von der Länge des gemeinsamen Kerns der beiden Spulen 16 und 21, der gebildet wird aus dem Übertragungsjoch 14, den Leseschenkeln 15.1 und 15.2 und aus dem Kern 22 der Schlüsselspule 21. Diese Länge beträgt gemäss Fig. 2 die Summe der Strecken a und b. Die Intensität des in der Schliesszylinderspule 16 induzieten Signales ist näherungsweise umgekehrt proportional zur Länge des gemeinsamen Kernes, also am höchsten, wenn der gemeinsame Kern am kürzesten ist. Das heisst aber auch, dass die Intensität des induzierten Signales von der aktuellen Einstecktiefe des Schlüssels 2 abhängig ist. Die höchste Intensität des induzierten Signales wird dann erreicht, wenn der Kern der Schlüsselspule an jener Stelle zwischen den Leseschenkeln 15.1 und 15.2 liegt, von der der Abstand zu den Schenkeln 14.1 und 14.2 des Übertragungsjochs 14 am kleinsten ist. Soll also der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung, der ein Einlesen des Schlüsselsignales schon während des Einsteckens des Schlüssels ermöglicht, voll ausgenützt werden können, muss die Leseelektronik im Schliesszylinder so ausgelegt sein, dass sie bereits das schwächere Signal, das der höheren Länge des gemeinsamen Kernes in der Position, in der die Schlüsselspule 21 erstmals zwischen die Leseschenkel 15.1 und 15.2 zu liegen kommt, als solches erkennen kann.

Es lässt sich ferner nachweisen, dass die Intensität des induzierten Signales zwar empfindlich abhängig ist von der Summe 1i + 1z der beiden Abstände zwischen Kern 22 der Schlüsselspule 21 und den Leseschenkeln 15.1 und 15.2, nicht aber von deren relativen Grössen 1i resp. 12. Bei eingestecktem Schlüssel verhalten sich die beiden Luftspalte 1i und I2 umgekehrt proportional; wenn sich der eine vergrössert, verkleinert sich der andere um denselben Betrag, so dass der Luftspalt stets gleich gross ist, auch wenn man den Schlüssel zwischen den Leseschenkeln in Richtung der Spulenachse des Schlüssels bewegt. Damit bleibt sich der magnetische Widerstand der Anordnung in etwa gleich, das heisst, er ist konstant.

Die Summe 1i + 12 lässt sich durch entsprechend genaue Herstellung von Schliesszylinder und Schlüssel minimieren. Es zeigt sich denn auch,

dass, wenn Schlüssel und Schliesszylinder nach den üblichen Regeln der Kunst gefertigt sind, das Spiel des Schlüssels im Schliesszylinder derart ist, dass ein Schlüsselsignal von vertretbarer Energie ein Schliesszylindersignal induzieren kann, das von einer vertretbaren Empfangselektronik ohne Schwierigkeiten gelesen werden kann.

Die relativen Grössen 1i resp. 12 hängen ab von der Position des Schlüssels 2 zwischen den Leseschenkeln 15.1 und 15.2, die wiederum davon abhängt, welche radial zur Schliesszylinderachse gerichteten Kräfte während des Einsteckens auf den Schlüssel wirken. Das heisst also mit anderen Worten, dass das übertragene Signal nicht davon abhängig ist, wie der Schlüssel in den Schliesszylinder gesteckt wird, was sehr vorteilhaft ist, da es sehr schwierig wäre, darauf durch entsprechende Mittel am Schliesszylinder oder am Schlüssel Einfluss zu nehmen.

Fig. 3 zeigt noch eine andere Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Schliesseinrichtung, bei der der Kern (14) der Schliesszylinderspule (15) bogenförmig ausgestaltet ist, im Gegensatz zur winkligen Ausgestaltung in den anderen Figuren. Dadurch kann die Länge des Kernes auf ein Minimum beschränkt werden.

Claims

Patentansprüche

1. Schliesseinrichtung bestehend aus Schliesszylinder und dazugehörigem Schlüssel, dadurch gekennzeichnet, dass Schliesszylinder und Schlüssel Übertragungsmittel umfassen, mit deren Hilfe ein elektrisches Signal durch induktive Übertragung zwischen Schlüssel und Schliesszylinder übertragen werden kann, wobei die Summe der Luftspalte im magnetischen Kreis zwischen Schlüssel und Schliesszylinder bei eingestecktem Schlüssel auch bei der Manipulation des Schlüssels im wesentlichen konstant bleibt.

2. Schliesseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schlüssel eine Spule (21) mit Kern (22) angeordnet ist, dass im Schliesszylinder eine Spule (16) mit Kern (14.3) angeordnet ist und dass die Form und gegenseitige Lage der beiden Kerne derart ist, dass sie in zwei definierten Positionen des drehbaren Schliesszylinders (12) einen für die beiden Spulen gemeinsamen, in sich geschlossenen Kern bilden.

3. Schliesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlüsselspule (21) als Sekundärspule ausgelegt und mit einem Signalgeber zusammengeschaltet ist, während die Schliesszylinderspule (16) als Primärspule ausgelegt ist und mit einer entsprechenden Leseelektronik zusammengeschaltet ist.

4. Schliesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Schliesszylinderspule (16) als auch die Schlüsselspule (21) so beschaltet sind, dass sie sowohl als Primärspulen als auch als Sekundärspulen figurieren können und entsprechend beschaltet sind.

5. Schliessvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Enden des Kerns (14) der Schliesszylinder-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

CH 680 082 A5

spule (16) zwei Leseschenkel (15.1 und 15.2) so befestigt sind, dass der Kern (22) der Schlüsselspule (21) während des Einsteckens des Schlüssels zwischen ihnen gleitet und, wenn der Schlüssel ganz eingesteckt ist, zwischen ihnen positioniert ist.

6. Schliesseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (14) der Schliesszylinderspule (16) den drehbaren Schliesszylinder so umschliessen, dass die Leseschenkel (15.1 und 15.2) einander gegenüberliegend auf dem Innendurchmesser der Bohrung im stationären Schliesszylinderteil (11), in der sich der Schliesszylinder (12) dreht, liegen und einen Teil der Oberfläche dieser Bohrung bilden.

7. Schliesseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (14) der Schliesszylinderspule (16) bogenförmig ist oder die Form von drei winklig aneinander gefügten Schenkeln hat.

8. Schlüssel zur Schliesseinrichtung eines der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einen Teil (21, 22) des magnetischen Kreises aufweist, mit welchem Information und/oder Energie zwischen Schliesszylinder und Schlüssel übertragen wird.

9. Schlüssel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des magnetischen Kreises eine Spule (21) aufweist.

10. Schlüssel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des magnetischen Kreises eine Spule (21) mit einem ferromagnetischen Material (22) im Spuleninneren aufweist, wobei das ferro-magnetische Material sich von einer Schmalseite des Schlüsselschaftes zur anderen Schmalseite erstreckt.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4