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: ES2027861A6; GB9027040D0; NO905342D0; CA2030266A1; NO905342L; FI906136A0; IT9022179A1; JPH03191186A; SE9003996D0; FR2656028A1; DE4036575A1; SE9003996L; AU6597290A; FI906136A; IT1244026B; GB2239673A; NL9002730A; IT9022179A0

Description

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Beschreibung description

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. The invention is in the field of locking devices and relates to a locking cylinder with key according to the preamble of claim 1, in which an electrical signal can be transmitted between the key and the locking cylinder.

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. In an age with an ever increasing need for security and control, a key is an inadequate identification for admission to a secure area. In particular, access cannot be limited in time if the key is the only means of access granted. In order to remedy this situation, various attempts have already been made to link an electronic lock with the physical locking cylinder and key, with a corresponding electronic identification of the person requesting access.

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. The object of the present invention is now to establish such a link which, on the side of the access seeker, only requires a key as a physical access means, despite the additional electronic identification, and only a turning of the key in the locking cylinder as a corresponding access-providing action. In other words, this means that electronic signals are transmitted from the key to the locking cylinder. The transfer should be possible in two defined positions of the lock cylinder (lock open and lock locked). The transfer should already take place during the insertion of the key into the lock cylinder so that the electronic response to the signals, for example a release of the mechanical lock, is already available when the key is fully inserted. The transmission should be able to receive signals from low current or Transfer voltage values and should also work properly if a force component perpendicular to the direction of insertion acts on the key during insertion.

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: This object is achieved by keys and lock cylinders which, according to the characterizing part of patent claim 1, are equipped with means which allow an inductive transmission of an electrical signal between the key and lock cylinder. The locking device according to the invention is explained with reference to the following figures:

Fig. 1 zeigt Schlüssel und Schliesszylinder mit er-findungsgemässer induktiver Übertragung. 1 shows the key and the lock cylinder with inductive transmission according to the invention.

Fig. 2 zeigt ein Schema der erfindungsgemässen Übertragung. 2 shows a diagram of the transmission according to the invention.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Schliesseinrichtung mit bogenförmigem Kern der Schliesszylinderspule. 3 shows an embodiment variant of the locking device according to the invention with an arc-shaped core of the locking cylinder coil.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, wie die Mittel für die induktive Übertragung in Schliesszylinder 1 und Schlüssel 2 integriert sind. From Fig. 1 it can be seen how the means for inductive transmission are integrated in the lock cylinder 1 and key 2.

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 The locking cylinder 1 consists of a stationary part 11 and a locking cylinder 12 rotating in a corresponding round opening of the stationary part 11. That part of the locking cylinder 12 which faces the insertion opening for the key is divided into two parts by a continuous radial slot 13 divided. The key 2 is inserted into the locking cylinder 1 through this slot 13. A transmission yoke 14 is positioned in the locking cylinder 1 such that it encompasses the part of the locking cylinder 12 provided with the slot 13 such that two reading legs 15.1 and 15.2, which are parallel to the direction of insertion of the key and are attached to the legs 14.1 and 14.2 of the transmission yoke 14, lie opposite one another on the inner circumference of the stationary part 11 of the lock cylinder

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. 1 for the lock cylinder 12 are recessed opening and extend into the area of the insertion opening of the key. A lock cylinder coil 16 (primary coil) is wound on the central part 14.3 of the transmission yoke 14. The middle part 14.3 of the transmission yoke 14 thus forms the core of the lock cylinder coil 16. The lock cylinder coil 16 is connected to the evaluation of the induced signal with corresponding reading electronics, which is not shown.

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 The key 2 contains a key coil 21 (secondary coil) with a core 22, which is arranged perpendicular to the insertion direction A of the key 2 in the lock cylinder 1. The coil 21 is in the key

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. 2 positioned that, when the key 2 is inserted as far as possible into the locking cylinder 1, it lies in the region of the ends of the reading legs 15.1 and 15.2 facing away from the insertion opening. The key 1 also contains means (signal transmitters) with which an electrical signal can be given to the key coil 21, but which are not explicitly shown in the figure.

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. The lock cylinder 12 has two defined positions (lock open and lock locked), which differ by half a turn. The lock is designed so that the key 2 is in both defined positions of the lock cylinder 12 in the stationary lock cylinder part 11 so that the key coil 21 lies between the reading legs 15.1 and 15.2. In these two positions, the distance between the ends of the core 22 of the key coil 21 and the reading legs 15.1 and 15.2 becomes so small that the core 22 of the key coil 21 together with the reading legs 15.1 and 15.2 and the transmission yoke 14 form the closed, common core for the both coils 16 and 21 will. An electrical signal applied to the key coil 21 then generates a magnetic field in the common core and thus induces a corresponding signal in the lock cylinder coil 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. When the key 2 is inserted into the lock cylinder 1, the key coil 16 slides along the reading legs 15.1 and 15.2. Signal transmission is possible both during this insertion time and whenever the key is fully inserted.

Es ist auch vorstellbar, dass die Rollen zwischen primärer Schlüsselspule (21) und sekundärer It is also conceivable that the roles between primary key coil (21) and secondary

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Schliesszylinderspule (16) vertauscht werden können, so dass die Elektronik des Schliesszylinders über die Schliesszylinderspule Einfluss nehmen kann auf den Signalgeber des Schlüssels. Lock cylinder coil (16) can be interchanged so that the electronics of the lock cylinder can influence the key transmitter via the lock cylinder coil.

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. The schematic of FIG. 2 is used to explain the sizes of the arrangement according to the invention, the intensity of the signal induced in the lock cylinder coil 16, and how, as a result, the means for the inductive transmission are optimally designed.

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. The transmission quality depends primarily on the diameter and number of turns of the two coils 16 and 21, but both are almost given by the fact that the coils have to be accommodated in a locking cylinder and key, which should not differ in size from conventional designs . Furthermore, the degree of coupling depends on the core material, whose magnetic permeability should be as high as possible.

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. Furthermore, the degree of coupling depends on the length of the common core of the two coils 16 and 21, which is formed from the transmission yoke 14, the reading legs 15.1 and 15.2 and from the core 22 of the key coil 21. This length is the sum according to FIG. 2 routes a and b. The intensity of the signal induced in the lock cylinder coil 16 is approximately inversely proportional to the length of the common core, ie the highest when the common core is the shortest. However, this also means that the intensity of the induced signal depends on the current insertion depth of the key 2. The highest intensity of the induced signal is achieved when the core of the key coil lies between the reading legs 15.1 and 15.2 at the point from which the distance to the legs 14.1 and 14.2 of the transmission yoke 14 is the smallest. So if the advantage of the arrangement according to the invention, which enables the key signal to be read in while the key is being inserted, should be fully exploited, the reading electronics in the locking cylinder must be designed in such a way that it already recognizes the weaker signal, which corresponds to the greater length of the common core the position in which the key coil 21 comes to lie for the first time between the reading legs 15.1 and 15.2 can be recognized as such.

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. It can also be demonstrated that the intensity of the induced signal is sensitive depending on the sum 1i + 1z of the two distances between the core 22 of the key coil 21 and the reading legs 15.1 and 15.2, but not on their relative sizes 1i or 1i. 12. When the key is inserted, the two air gaps 1i and I2 behave inversely proportional; when one increases, the other decreases by the same amount, so that the air gap is always the same, even if the key is moved between the reading legs in the direction of the coil axis of the key. The magnetic resistance of the arrangement thus remains approximately the same, that is to say it is constant.

Die Summe 1i + 12 lässt sich durch entsprechend genaue Herstellung von Schliesszylinder und Schlüssel minimieren. Es zeigt sich denn auch, The sum 1i + 12 can be minimized by producing the lock cylinder and key accordingly. It also shows

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. that when the key and the lock cylinder are manufactured according to the usual rules of art, the play of the key in the lock cylinder is such that a key signal of acceptable energy can induce a lock cylinder signal that can be read by an acceptable electronics electronics without difficulty.

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. The relative sizes 1i and. 12 depend on the position of the key 2 between the reading legs 15.1 and 15.2, which in turn depends on the forces acting radially to the lock cylinder axis on the key during insertion. In other words, this means that the transmitted signal does not depend on how the key is inserted into the locking cylinder, which is very advantageous since it would be very difficult to influence it by means of appropriate means on the locking cylinder or on the key.

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. FIG. 3 shows yet another embodiment variant of the locking device according to the invention, in which the core (14) of the locking cylinder coil (15) is designed in an arc shape, in contrast to the angular configuration in the other figures. This allows the length of the core to be kept to a minimum.

Claims

1. Locking device consisting of a lock cylinder and associated key, characterized in that the lock cylinder and key comprise transmission means by means of which an electrical signal can be transmitted by inductive transmission between the key and the lock cylinder, the sum of the air gaps in the magnetic circuit between the key and the lock cylinder inserted key remains essentially constant even when manipulating the key.

2. Locking device according to claim 1, characterized in that a coil (21) with a core (22) is arranged in the key, that a coil (16) with a core (14.3) is arranged in the locking cylinder and that the shape and mutual position of the two Cores are such that in two defined positions of the rotatable locking cylinder (12) they form a core which is common to the two coils and is self-contained.

3. Locking device according to claim 2, characterized in that the key coil (21) is designed as a secondary coil and is connected to a signal generator, while the lock cylinder coil (16) is designed as a primary coil and is connected to a corresponding reading electronics.

4. Locking device according to claim 2, characterized in that both the lock cylinder coil (16) and the key coil (21) are connected so that they can figure both as primary coils and as secondary coils and are connected accordingly.

5. Locking device according to one of claims 2 to 4, characterized in that at the two ends of the core (14) of the locking cylinder

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Coil (16) two reading legs (15.1 and 15.2) are attached so that the core (22) of the key coil (21) slides between them during the insertion of the key and, when the key is fully inserted, is positioned between them.

6. Locking device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the core (14) of the lock cylinder coil (16) surround the rotatable lock cylinder so that the reading legs (15.1 and 15.2) opposite each other on the inside diameter of the bore in the stationary lock cylinder part ( 11), in which the locking cylinder (12) rotates, and form part of the surface of this bore.

7. Locking device according to claim 6, characterized in that the core (14) of the lock cylinder coil (16) is arc-shaped or has the shape of three legs joined at an angle to one another.

8. Key to the locking device of one of the preceding claims, characterized in that it has a part (21, 22) of the magnetic circuit with which information and / or energy is transmitted between the locking cylinder and key.

9. Key according to claim 8, characterized in that the part of the magnetic circuit has a coil (21).

10. Key according to claim 9, characterized in that the part of the magnetic circuit has a coil (21) with a ferromagnetic material (22) inside the coil, the ferro-magnetic material extending from one narrow side of the key shaft to the other narrow side.

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