Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der motorisch betriebenen Schliessanlagen und betrifft eine Vorrichtung, mit welcher Lage und Zustand bzw. die Schliess- oder Offen-Position eines Schliessriegels fernüberwacht werden kann.
Die Fernüberwachung von motorisch betriebenen Schliessriegeln eines Abschlusses, bspw. an einer Türe, benötigt stets einen erheblichen Installationsaufwand. In der Regel werden solche Schliessriegel an Ort und Stelle bspw. mittels Sensoren auf ihre Position "offen/geschlossen" hin abgetastet. Beim Einbau oder bei einer nachträglichen Umrüstung einer motorisch betriebenen Schliessanlage mit Fern-überwachung, müssen im Zargen- oder Schlossbereich, dort wo der Riegel sitzt, Sensoren angebracht werden, welche ihrerseits eine Verbindung zu einer Auswerteeinheit benötigen, in welcher das Sensorsignal ausgewertet werden kann. Diese Lösung hat zwei markante Nachteile: Erstens ist der Installationsaufwand beträchtlich und zweitens, gravierender noch, sind Sensoren und Zuleitungen nur mit grossem Aufwand gegen Angriffe schützbar.
Diese Nachteile behebt die Erfindung.
Anstatt den Zustand des Riegels oder der Riegel direkt zu überwachen, was vom funktionellen Standpunkt als die eindeutig sicherste Lösung anzusehen ist, zeigt die Erfindung, wie mit funktionell gleich grosser Sicherheit ein oder mehrere Riegel indirekt überwacht werden können. Dabei besteht zwischen der zu überwachenden Riegelstellung und einer in einem geschützten Bereich, vorzugsweise im Schloss selber, angeordneten Überwachungsvorrichtung eine eineindeutige Beziehung, sodass die Überwachung aus dem geschützten Bereich heraus gleichwertig ist, wie die Überwachung vor Ort, das heisst, direkt am Riegel oder an den Riegeln.
Auf diese Weise wird beim Einbau einer solchen Schliessanlage ein Installationsaufwand von Überwachungssensoren vermieden; man ergänzt lediglich das ohnehin normierte Schloss mit einem zusätzlichen und mit der bestehenden Anlage kompatiblen Schliessmodul, welches die Position der Riegelstellung eineindeutig bestimmt. Da weder im Riegelbereich noch im Zargenbereich Sensoren angeordnet sind, welche je nach Schutzaufwand mehr oder weniger leicht attackierbar sind, ist die für solche Schliesssysteme maximal mögliche Sicherheit gewährleistet.
Im Schloss sind Sicherheitselemente wie gehärtete Platten oder andere Panzerungen schon bei der Herstellung leicht integrierbar, sodass eine buchstäbliche Verkapselung der Überwachungseinrichtung oder eine Panzerung derselben durch das Schloss selbst möglich ist, um eine Schliessung gegen Angriffe auf diesen sensiblen Bereich maximal zu schützen. Hinter dem Schloss, also auf der Innenseite der Türe, ist die sensible Einrichtung durch Schloss und Türe geschützt.
Aufgrund der bestehenden Schlossmechanik besteht eine eindeutige Relation zwischen dem Schliessriegel eines Schlosses und dessen Antrieb, die nur bei Zerstörung des Schlosses unterbrochen werden kann. Dieser Umstand kann nun dazu verwendet werden, dass Sensoren zur Fernüberwachung der Position des Schliessriegels nicht in aufwendiger Weise am Riegel selbst angebracht werden, sondern dass die eindeutige Relation zwischen der Schlossmechanik und dem Riegel gezielt für diesen Zweck verwendet wird.
Die Erfindung besteht aus einer Vorrichtung zur Überwachung der Position eines Schliessriegels wobei ein erstes, eindeutig mit dem Schliessriegel in mechanischem Eingriff stehendes, Bewegungsmittel und ein zweites Bewegungsmittel, welches mit dem ersten Bewegungsmittel in mechanischem Eingriff steht, die Schliess/Offen-Position des Schliessriegels eindeutig abbildet. Sensormittel stehen mit den Bewegungen der beiden Bewegungsmittel derart in Beziehung, dass die eindeutige Abbildung der Position des Schliessriegels erfasst wird und über mindestens ein Sensorsignal, welches die Riegelposition eineindeutig angibt, zur Weiterverwertung bereitgestellt wird.
Die mechanische Kopplung zwischen dem Schliessriegel eines Schlosses und dem Riegelantrieb ist zwar immer eindeutig, doch weist sie unter Umständen ein gewisses Spiel auf. Dies kann bei der Betätigung vieler Schlösser beobachtet werden. Beim Drehen eines Schlüssels im Schloss bewegt sich der Schliessriegel in der Regel nicht mit der Geschwindigkeit, die er aufgrund einer direkten mechanischen Verbindung hätte, sondern er bewegt sich diskontinuierlich. Dies ist ein Umstand, dem bei der Positionierung von Sensoren zur Positionsbestimmung des Schliessriegels gebührend Rechnung getragen werden muss.
Die hier offenbarte Erfindung löst dieses Problem in sehr eleganter Weise, indem sie die Kinematik einer Klasse von Mechanismen zur indirekten, aber eineindeutigen Bestimmung der Position eines Schliessriegels über eine gewisse Distanz, welche durch sie überbrückt wird, verwendet. Eine Mechanik, die der bevorzugten Klasse von Mechaniken zuzuordnen ist, beruht bspw. auf dem mechanischen Prinzip eines Malteserkreuzes, wie es zum Beispiel auch in Filmprojektoren zur Schrittsteuerung Verwendung findet. Ein Malteserkreuz löst die Rotationsbewegung einer ersten Achse in Einzelschritte einer zweiten Achse auf. Ein Einzelschritt entspricht hierbei einer Vierteldrehung der zweiten Achse und ist dabei einer Umdrehung der ersten Achse zugeordnet.
Die geschilderte Kinematik, hier die eines Malteserkreuzes, besitzt die spezielle Eigenschaft, dass sie die typische Bewegung eines Schliessriegels abzubilden vermag. Diese Eigenschaft wird nun in der hier offenbarten Erfindung am Beispiel eines Malteserkreuzes erklärt. Dadurch wird die typische Schrittcharakteristik eines Schliessriegels im Schloss durch eine an einem anderen Ort angeordnete Mechanik eineindeutig nachvollzogen.
Entscheidet man sich für ein Malteserkreuz, so weist dies im Unterschied zu einer typischen Getriebelösung folgende relevanten Vorteile auf. Einerseits ist es selbsthemmend, indem es seine Position nicht verändern kann, solange es sich nicht im Eingriff mit dem Gegenrad befindet. Ausserdem ist es, insbesondere bei der Montage, einfach zu justieren, unempfindlich gegen Verschmutzung, platzsparend, präzise, reibungsarm und günstig herzustellen.
Durch die hier offenbarte Erfindung wird, im Unterschied zum Stand der Technik, auf sehr kostspielige Sensoren zur Positionsbestimmung verzichtet.
Anhand der nachfolgend aufgeführten Figuren wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform im Detail diskutiert: Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Tür mit einem Gehäuse eines Motorantriebs, Fig. 2 zeigt schematisch eine bevorzugte Ausführungsform einer Mechanik mit einem Malteserkreuz, Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung von Signalmustern.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine bestehende Tür 1 mit einem Schloss 2, welches hier in der Tür 1 integriert ist. An der schmalen Breite der Tür 1 sind eine Falle 10 und ein Schliessriegel 11 zu sehen. Ein Gehäuse 19 eines Schliessmoduls 20, welches zur motorischen Betätigung des Schliessriegels 11 und zur eineindeutigen Bestimmung von dessen Position dient, ist auf die Tür 1 aufgesetzt und greift über ein erstes Bewegungsmittel, hier eine Achse 21 in eine bestehende Mechanik (schematisch in Figur 2 dargestellt) des Schlosses 2 ein.
Die Mechanik des Schlosses 2 bildet in jeder Position eine eindeutige mechanische Verbindung zwischen dem Schliessriegel 11 und der Achse 21, so dass die lineare Position des Schliessriegels 11 eindeutig anhand der rotativen Position der Achse 21 bestimmt werden kann. Die Achse 21 vollführt in der Regel mehrere Umdrehungen, wenn der Schliessriegel 11 zwischen seinen Endpositionen hin und her bewegt wird. Diesem Umstand trägt die hier offenbarte Erfindung Rechnung, da sonst die Bestimmung der Position des Schliessriegels 11 nicht eindeutig ist.
Im Inneren des Schliessmoduls 20 befinden sich die Sensormittel, hier sind dies zwei Sensoren 30 und 31. Ein erster Sensor 30 ist im Wirkbereich eines Malteserkreuzes 32 und ein zweiter Sensor 31 ist im Wirkbereich eines Gegenrades 33, welches in Wirkkombination zum Malteserkreuz 32 steht, angebracht. Das Malteserkreuz 32 ist auf einem zweiten Bewegungsmittel, hier eine Achse 22, drehbar gelagert. Im unteren Bereich des Schliessmoduls 20 befindet sich ein Elektromotor 34, der über eine Kupplung 35 und ein Kegelradgetriebe 36 mit der Welle 21 gekoppelt ist. Eine mechanisch starre Verbindung zwischen der Welle 21 und dem Elektromotor 34 besteht nur, wenn sich die Kupplung 35 im Eingriff befindet.
Falls nun das Schloss von aussen oder über den Elektromotor 34 angetrieben wird, bewegt sich das Malteserkreuz 32, angetrieben über einen Mitnehmerzapfen 37 auf dem Gegenrad 33, in definierter Relation zum Schliessriegel 11. Aufgrund der erfindungsgemäss eindeutigen Relation wird die Schliessposition des Schliessriegels 11 eindeutig bestimmt und vom Malteserkreuz 32 abgebildet.
Fig. 2 zeigt in einer detaillierten Ansicht das Malteserkreuz 32 mit dem Gegenrad 33 und den beiden Sensoren 30 und 31. Bei den Sensoren 30 und 31 handelt es sich vorzugsweise um kostengünstige Näherungsschalter, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Ein Gegenstück 30.1 zum Sensor 30 befindet sich hier auf einem Arm des Malteserkreuzes 32, so dass der Sensor 30 nur nach einer ganzen Umdrehung ein Signal liefert.
Die eineindeutige Kopplung zwischen der Welle 21, auf der das Gegenrad 33 sitzt, und dem Schliessriegel 11, ist hier schematisch durch ein Zahnrad 38, welches in eine auf dem Schliessriegel befestigte Zahnstange 39 eingreift, dargestellt. Da sich der Schliessriegel, bei der hier beschriebenen Anordnung nicht kontinuierlich bewegt, soll diese Verbindung nicht als Bauanleitung verstanden werden, sondern nur verdeutlichen, dass eine eineindeutige Relation zwischen der Bewegung des Schliessriegels 11 und der Achse 21 besteht.
Fig. 3 zeigt ein mögliches Muster von Signalen 50 und 51, wie sie typischerweise durch die Sensoren 30 und 31 bei Betätigung des Schliessriegels 11 erzeugt werden. Das Diagramm von Fig. 3a) zeigt die Signale, wie sie durch den Sensor 30 und das Diagramm von Fig. 3b) die Signale, wie sie durch den Sensor 31 geliefert werden.
Die Abszisse des Diagramms in Fig. 3a) entspricht der Achsposition von Achse 22 und die Abszisse des Diagramms in Fig. 3b) entspricht der Achsposition von Achse 21. Die Sensoren 30 und 31 sind in der hier beschriebenen Ausführungsform so angeordnet, dass die Schliessposition des Schliessriegels 11 durch das gleichzeitige Auftreten der Signale von beiden Sensoren eindeutig bestimmt wird.
Das Muster der Signale 50 und 51, wie in den Fig. 3a) und 3b) dargestellt, wiederholt sich bei der hier gezeigten Anordnung typischerweise nach vier Umdrehungen der Achse 21 oder einer Umdrehung des Malteserkreuzes 32. Aus diesem Grund wird die hier beschriebene Ausführungsform der Erfindung nur in einem durch mechanische Endanschläge (nicht näher dargestellt) begrenzten Bereich betrieben. Die Funktion der mechanischen Endanschläge wird hier durch die beiden strichpunktierten Linien 42 und 43 verdeutlicht. Diese mechanischen Endanschläge bewirken, dass sich die erfindungsgemässe Mechanik nur in einem begrenzten Bereich B1 betreiben lässt und so die Eineindeutigkeit der Beziehung zwischen der Position des Schliessriegels 11 und der Sensorsignale 50 und 51 garantiert ist.
Die Position "Zu" des Schliessriegels wird eindeutig durch das Übereinstimmen der Signale der Sensoren 30 und 31 angezeigt. Bei allen anderen Positionen kann davon ausgegangen werden, dass sich der Schliessriegel nicht in seiner Schliessstellung befindet. In diesem Fall gibt eine elektronische Steuerung dem Elektromotor 34 (vgl. Fig. 1) den Befehl, den Riegel in die Schliessposition zu bewegen. Befindet sich der Riegel hinter der Schliessposition, wird der Riegel gegen den Endanschlag, welcher durch die Linie 43 dargestellt ist, gefahren. Der Motor 34 gerät so in den Bereich des Überstromes, wodurch die Steuerung weiss, dass sich die Schliessposition in der anderen Fahrrichtung des Riegels befindet.