CN1102992C - 按照转发器原理工作的锁系统,及此系统的钥匙和锁 - Google Patents

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Abstract

在一个包括锁(2)和钥匙(3)的系统(1)中，锁(2)上带有写/读装置(13)，其上连着写/读线圈(19)，钥匙(3)上带有转发器单元(14)，其上连着转发器线圈(32)；当钥匙(3)插入锁(2)并且两个线圈(19，32)所处的相对位置使写/读线圈(19)的线圈轴(20)与转发器线圈(32)的线圈轴(33)形成一个锐角(α)时，这两个线圈(19，32)就通过感应耦合。

Description

按照转发器原理工作的锁系统，及此系统的钥匙和锁
本发明涉及一个系统，此系统包括一把锁和至少一把钥匙，锁上有沿纵向延伸的钥匙孔，以便于钥匙插入，还有一个写/读装置，用于与钥匙上的转发器单元联系，以及写/读线圈，它与写/读装置相连，并有一个线圈轴，钥匙可沿锁的纵向插入钥匙孔，钥匙上装有转发器单元，用于与锁上的写/读装置联系，还装有转发器线圈，它与转发器单元相连，并有一个线圈轴，此线圈可与写/读线圈通过感应耦合。
本发明还涉及一把钥匙，可以沿钥匙的纵向插入钥匙孔，钥匙上装有转发器单元，用于与锁上的写/读装置联系，还装有转发器线圈，它与转发器单元相连，并有一个线圈轴，此线圈可与锁上的与写/读装置相连的写/读线圈通过感应耦合。
本发明还涉及一把锁，其钥匙孔沿纵向延伸，以便于钥匙插入，锁上有一个写/读装置，用于与钥匙上的转发器单元联系，还有写/读线圈，它与写/读装置相连，并有一个线圈轴，此线圈可与钥匙上的与转发器单元相连的写/读线圈通过感应耦合。
第一段中描述的这类系统，第二段中描述的这类钥匙，第三段中描述的这类锁都是已有的，例如，可从文件EP 0 685 620 A1中查阅。
在已有的系统中，当钥匙插入钥匙孔时，写/读线圈的线圈轴与转发器线圈的线圈轴恰好同轴，因此，只有当钥匙插入钥匙孔时才产生确保锁上的写/读装置与钥匙上的转发器单元良好联系所需的足够的感应耦合。这就形成限制，它对于锁与钥匙之间根据转发器原理工作的系统的许多应用来说，是一个缺点。
本发明的目的是消除以上限制，提供一种系统，包括一把锁和至少一把钥匙，而且锁和钥匙使得锁上的写/读装置与钥匙上的转发器单元不仅仅当钥匙插入钥匙孔时才能良好联系。为实现这一目的，在按照本发明的第一段中描述的这类系统中，当钥匙插入钥匙孔时，写/读线圈与转发器线圈所处的相对位置要使写/读线圈的线圈轴与转发器线圈的线圈轴形成一个锐角。
采取本发明的步骤，基本上不用附加装置，就可非常简单地实现，不仅当钥匙插入钥匙孔时，而且当钥匙已从钥匙孔拔出，比如拿着钥匙，基本上是在钥匙孔前面横过时，锁上的写/读线圈与钥匙上的转发器线圈之间都能产生足够的感应耦合，因此，确保了锁上的写/读装置与钥匙上的转发器单元良好联系。由于采取本发明的步骤，就有可能仅仅拿着钥匙，按照本发明，在钥匙孔前面横过，就能利用锁上的写/读装置测试存储在钥匙上的转发器单元的代码，因此可略去把钥匙插入钥匙孔的操作。在按照本发明的系统中，锁既可用钥匙机械地锁上，同时由于钥匙上的转发器单元包含用于控制锁的授权码，因此也可通过它用机电方法锁上，这些步骤提供了便利，使得对于机电方法可锁的锁的控制，只需拿着带有转发器单元的钥匙，在钥匙孔前面横过，就可将锁用机电方法锁上，只有当锁的机电控制失效时，才用钥匙插入钥匙孔去锁。
已发现，在按照本发明的系统中，锁上的写/读线圈所处的位置使得写/读线圈与钥匙孔的纵向形成一个锐角，这是有益的。在这样的系统中，写/读线圈可位于锁上相当大的范围内。
然而，也发现，在按照本发明的系统中，钥匙的转发器线圈所处的位置使得转发器线圈的线圈轴与钥匙的纵向形成一个锐角，这是有益的。因此，如果需要，对不同的钥匙，可以分别为转发器线圈选择不同的角位置，所以，在造锁条件不同的情况下，可以对传输或联系环境稍作改动。
还发现，在按照以上描述的发明的系统中，转发器线圈设计成基本上是环形缠绕的扁平线圈，这也是有益的。它还有益于获得大的磁效应截面，因而获得适当的联系条件。
结合前文，还发现，转发器线圈设计成矩形缠绕的扁平线圈也是有益的。由此，可以获得非常好的联系条件。
还发现，钥匙包含磁场偏转装置是有益的，该装置与转发器线圈相配合，可使产生于写/读线圈，作用于转发器线圈的磁场，通过转发器线圈的有效线圈截面发生偏转。这样的磁场偏转装置使磁性偏转，并使各个有效磁场集中，从而获得特别好的感应耦合。
还发现，如果磁场偏转装置由从转发器线圈插入并横过有效线圈截面的铁氧体棒组成，将是非常有益的。这对实现简单紧凑的结构非常有益。
在按照本发明的第二段中描述的这类钥匙，其特征在于，钥匙上的转发器线圈所处的位置使得转发器线圈的线圈轴与钥匙的纵向形成一个锐角。这样，当钥匙插入钥匙孔，以及当它在钥匙孔前横过，都使钥匙上的转发器单元与锁上的读/写装置之间良好地联系。
还发现，按照本发明的钥匙上的转发器线圈设计成基本上是环形缠绕的扁平线圈，是有益的。因此，获得较大的磁效应截面，它有利于钥匙上的转发器单元与锁上的写/读装置之间适当地联系。
上述钥匙的一个非常有吸引力的实施方案，其特征在于，转发器线圈设计成矩形缠绕的扁平线圈，因此，可获得非常大的磁效应截面，也由此达到非常有吸引力的联系条件。
对于与本发明一致的钥匙，还发现，钥匙上带有磁场偏转装置是有益的，该装置与转发器线圈相配合，可使产生于写/读线圈、作用于转发器线圈的磁场，通过转发器线圈的有效线圈截面发生偏转。这样的磁场偏转装置使磁性偏转，并使各个有效磁场集中，从而获得特别好的感应耦合，因而获得非常好的联系条件。
还发现，如果磁场偏转装置由从转发器线圈插入并横过有效线圈截面的铁氧体棒组成，将是非常有益的。这对实现简单紧凑的结构非常有益。
在按照本发明的第三段中描述的这类锁，其特征在于，锁上的写/读线圈所处的位置使得写/读线圈与钥匙孔的纵向形成一个锐角。这样的锁有益于，当钥匙插入钥匙孔，以及当它在钥匙孔前横过，它可按照转发器原理来被控制。这类锁也有益于写/读线圈安置在，相对于与钥匙孔的纵向，角位置变化较大的范围内，以便于写/读线圈与钥匙上的转发器线圈之间的传输环境可相当简便地优化。
本发明的这些及其它方面将参考后面描述的实施方案来阐明。
本发明以附图中所示的三种实施方案为基础来描述，但决不仅限于此。
图1是按照本发明的由锁和钥匙组成的系统的第一实施方案的平面示意图和部分剖面图。
图2是图1中所示的钥匙的侧视图，它沿图1的箭头II方向。
图3，与图1一样，显示了按照本发明的由锁和钥匙组成的系统的第二实施方案。
图4，与图1和3一样，显示了按照本发明的由锁和钥匙组成的系统的第三实施方案。
图1显示了由锁2和钥匙3组成的系统1。
图中所示的锁2是已固定到隔板4的情况。锁2包括圆柱形锁体6，它插入隔板4的孔5中，并以未示出的方式固定到其上。锁2上的圆柱8被固定，以便于它在圆柱形锁体6的孔7中转动。圆柱8上有钥匙孔10，它沿纵向9延伸。纵向9在图1中以点划线表示。
图1中的锁2可通过钥匙3，用机械方式锁上，还可通过马达11，用电机方式锁上。为此，马达11的柄12刚性连接到锁2的圆柱8上，例如可通过焊接方式(未示出)。为驱动马达11，锁2上有粗略性示意的写/读装置13，它是构成按转发器原理操作的结构的一部分。例如，所说的转发器原理参考可见于文件EP 0 473 569 B1，其中描述了转发器原理，该原理的原理在此引入作为参考。写/读装置13构造成便于与图2所示的钥匙3上的转发器单元14联系。写/读装置13上有两个端子15和16，经过连接到端子15和16的导线17和18，它们就以电导的方式与写/读线圈19相连，写/读线圈19的线圈轴20如图1中点划线所示。写/读线圈19由缠绕在圆柱形锁体6内的线圈盒6A上的环形线圈构成。写/读装置13上还有另外两个端子21和22，经过导线23和24，与马达11的两个端子25和26相连。马达11可由写/读装置13通过导线23和24驱动，即，马达11以这种方式驱动，以便于，当写/读装置13检测到与写/读装置13联系的转发器单元14上带有授权开锁2的代码，并被传送到写/读装置13时，就打开锁2。
系统1中的钥匙3，可沿图1和2中以点划线所示的钥匙的纵向27插入锁2的钥匙孔10中。图1以实线表示钥匙3插入锁2的操作位置。应指出，钥匙3由钥匙齿28和钥匙柄29组成。钥匙齿28由金属材料制成，可插入钥匙孔10内。钥匙柄29以未示出的方式与钥匙齿28相连，它由合成材料制成。如图2所示，钥匙3的柄上装有转发器单元14。经过两条连接导线30和31，转发器单元14以电导方式与转发器线圈32相连，转发器线圈32位于钥匙柄29内，并具有如图1中点划线所示的线圈轴。钥匙3的转发器线圈32可与锁2的写/读线圈感应耦合。
由图1容易看出，在本系统1中，结构设计得很有利，因此当钥匙3插入钥匙孔10时，读/写线圈19与转发器线圈32之间的相对位置使得写/读线圈19的线圈轴20与转发器线圈32的线圈轴33形成一个锐角α。换句话说，这两条线圈轴之间的角不是直角，不是90°。锁2的写/读线圈19所处的位置使得写/读线圈19的线圈轴20与孔的纵向9形成一个锐角β。还应指出钥匙3的转发器线圈32所处的位置使得转发器线圈32的线圈轴33与钥匙孔的纵向27形成一个锐角γ。
由图2容易看出，转发器线圈32由基本上环形缠绕的扁平线圈构成。转发器线圈32的独特之处就在于它形如矩形缠绕的扁平线圈。因此可获得带有最佳磁效应的线圈截面的转发器线圈32，它有益于实现两个线圈19与32之间适当的感应耦合，因此达到写/读装置13与转发器单元14之间良好联系的条件。
系统1的钥匙3还装有磁场偏转装置34，由写/读线圈19产生，作用于转发器线圈32的磁场可通过转发器线圈32的有效线圈截面发生偏转。磁场偏转装置34由铁氧体棒构成，铁氧体棒从转发器线圈32插入并横过转发器线圈32的有效线圈截面，就实现了非常简单紧凑的结构。磁场偏转装置34也可由弯曲的铁氧体棒、铁氧体板或其他的磁活性物质的棒或板构成。在本实施方案中，铁氧体棒与钥匙的纵向27平行延伸，但不是必需这样。采用这样的铁氧体棒有利于有效磁场的偏转与集中，对写/读线圈19与转发器线圈32之间的感应耦合有很强的积极作用。
因为钥匙3插入钥匙孔10时，线圈轴20与33之间形成一个锐角α，在系统1中，不但如图1实线所示，当钥匙3插入钥匙孔10时，而且如图1点划线所示，当钥匙3基本上从钥匙孔10前横穿时，由于转发器线圈32相对于写/读线圈19的变化位置是依赖于钥匙3的相对位置，写/读线圈19与转发器线圈32之间都可产生足够的感应耦合，以便于钥匙3在以上两个关于锁2的相对位置上，都能确保锁2的写/读装置13与钥匙3的转发器单元14之间良好联系。因此要开锁2时，可把钥匙3插入钥匙孔10内，也可把钥匙3从钥匙孔10前横穿；这两种情况下，线圈19与32之间都存在与转发器原理一致的良好的耦合，以便于锁2的写/读装置13与钥匙3的转发器单元14之间联系，同时当检测到授权开锁2的代码，通过导线23和24驱动马达11，马达11带动锁2的圆柱8旋转，锁2就打开了。如果以机电方式操作时，在锁2上发生干扰或故障，比如马达11或写/读装置13，在此情况下，仍可把钥匙3插入钥匙孔10内，用手旋转钥匙3来开锁。
还应当指出，如图1和2所示的钥匙3的情况，当把钥匙3从钥匙孔10前横穿时，能否与钥匙3的转发器单元14之间联系，这一点可用来测试，比如，钥匙持有人对一处用钥匙3锁上的锁是否具有允许进入的授权。因此，锁的写/读装置可另外配一个可视可读的显示装置，当把钥匙3从钥匙孔10前横穿时，该装置上可显示关于允许或拒绝进入的指示，通过写/读装置可测试转发器单元的允许进入的授权码。
图1和2所示的钥匙3还有一点有利之处，当转发器线圈存储在存储多把钥匙的存储单元中时，也就是说以这样的方式即钥匙的纵向平行于支撑面伸入存储单元中时，根据本发明的钥匙3中的转发器线圈32可与存储单元中的写/读线圈感应耦合，在存储单元中提供写/读装置使得能够检测并显示存储单元中有在其转发器单元14中包含给定代码的钥匙3。例如，可简单地检测一定数目的钥匙，如所有钥匙，是否都存在存储单元内。这样的步骤对旅馆、办公楼等的钥匙-和-锁系统可能很有意义。显然，图1和2所示的钥匙3也可用于其它不采用转发器原理的应用中。图3所示的系统，当钥匙3插入钥匙孔10时，转发器线圈32与写/读线圈19的相对位置又使得写/读线圈19的线圈轴20与转发器线圈32的线圈轴33形成一个锐角α。然而，图3所示的系统1中，锁2的写/读线圈19所处的位置使得写/读线圈19的线圈轴20与孔的纵向9是同轴的。钥匙3的转发器线圈32所处的位置，与图1一样，使得转发器线圈32的线圈轴33与钥匙孔的纵向27形成一个锐角γ，在当前情况下，等于α。
图4所示的系统1，当钥匙3插入钥匙孔10时，转发器线圈32与写/读线圈19的相对位置又使得写/读线圈19的线圈轴20与转发器线圈32的线圈轴33形成一个锐角α。锁2的写/读线圈19所处的位置使得写/读线圈19的线圈轴20与孔的纵向9形成一个锐角β。图4所示的系统1的写/读线圈19的直径比图1所示的系统1的写/读线圈19的直径大，与图1所示的系统1的写/读线圈19相比，写/读线圈19现在的这种安排是为便于线圈轴20离写/读装置13远一些。还应当指出，钥匙3的转发器线圈32所处的位置，使得转发器线圈32的线圈轴33与钥匙孔的纵向27形成的角γ为直角。
本发明决不仅限于前述三种系统实施方案，例如，除了在前述三种系统实施方案中采用环形缠绕的扁平线圈，也可采用螺旋形缠绕的圆柱线圈，如公开在引用文件EP 0 685 620 A1中的钥匙。按照本发明，螺旋形缠绕的圆柱线圈也可应用于锁中。还应当指出，本发明的步骤，除了在前述三种系统实施方案中采用，也可应用于建筑物的锁。另外，在按照本发明的系统中可能包含两把或两把以上的锁，一把钥匙也可能包含两个转发器单元，因此包含两个转发器线圈。以上描述的实施方案的所有线圈基本上都是扁平线圈，它们平行于线圈面，垂直于线圈轴构造；然而，如果需要，线圈也可以这样构造，以便于形成两个基本上大小相等的线圈，两个线圈面之间形成一个角，每个线圈平行于其中一个线圈面延伸，线圈轴基本上位于两个线圈之间角度对称的平面上。

Claims (13)

1.一个系统，此系统包括一把锁和至少一把钥匙，锁上装有沿纵向延伸的钥匙孔，以便于钥匙插入，还有一个写/读装置，用于与钥匙上的转发器单元联系，以及写/读线圈，它与写/读装置相连，并有一个线圈轴，钥匙可沿锁的纵向插入钥匙孔，钥匙上装有转发器单元，用于与锁上的写/读装置联系，还装有转发器线圈，它与转发器单元相连，并有一个线圈轴，此线圈可与写/读线圈通过感应耦合，此系统的特征在于当钥匙插入钥匙孔时，转发器线圈与写/读线圈的相对位置又使得写/读线圈的线圈轴与转发器线圈的线圈轴形成一个锐角。
2.如权利要求1所要求的系统，其特征在于钥匙的转发器线圈所处的位置使得转发器线圈的线圈轴与钥匙的纵向形成一个锐角。
3.如权利要求2所要求的系统，其特征在于转发器线圈基本上形成环形缠绕的扁平线圈。
4.如权利要求3所要求的系统，其特征在于转发器线圈形成矩形缠绕的扁平线圈。
5.如以上任一权利要求中所要求的系统，其特征在于钥匙包含磁场偏转装置，该装置与转发器线圈相配合，可使产生于写/读线圈并作用于转发器线圈的磁场，通过转发器线圈的有效线圈截面发生偏转。
6.如权利要求5中所要求的系统，其特征在于磁场偏转装置由从转发器线圈插入并横过有效线圈截面的铁氧体棒形成。
7.如权利要求1-4中任一项所要求的系统，其特征在于锁上的写/读线圈所处的位置使得写/读线圈与钥匙孔的纵向形成一个锐角。
8.一把钥匙，它可以沿钥匙的纵向插入钥匙孔，钥匙上装有转发器单元，用于与锁上的写/读装置联系，还装有转发器线圈，它与转发器单元相连，并有一个线圈轴，此线圈可与锁上的与写/读装置相连的写/读线圈通过感应耦合，其特征在于钥匙的转发器线圈所处的位置使得转发器线圈的线圈轴与钥匙的纵向形成一个锐角。
9.如权利要求8中所要求的钥匙，其特征在于转发器线圈基本上形成环形缠绕的扁平线圈。
10.如权利要求9中所要求的钥匙，其特征在于转发器线圈形成矩形缠绕的扁平线圈。
11.如权利要求8至10中任一权利要求所要求的钥匙，其特征在于钥匙包含磁场偏转装置，该装置与转发器线圈相配合，可使产生于写/读线圈并作用于转发器线圈的磁场，通过转发器线圈的有效线圈截面发生偏转。
12.如权利要求11所要求的钥匙，其特征在于磁场偏转装置由从转发器线圈插入并横过有效线圈截面的铁氧体棒形成。
13.一把锁，锁上装有沿纵向延伸的钥匙孔，以便于钥匙插入，还有一个写/读装置，用于与钥匙上的转发器单元联系，以及写/读线圈，它与写/读装置相连并有一个线圈轴，这可与钥匙上的转发器单元相连的钥匙上的转发器线圈通过感应耦合，其特征在于锁上的写/读线圈所处的位置使得写/读线圈的线圈轴与钥匙孔的纵向形成一个锐角。
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