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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Betätigungssystem mit einem Betätigungsmittel,
einer elektronischen Berechtigungsprüfeinheit zum Abfragen eines
Nutzercodes und zum Freigeben des Betätigungsmittels in Abhängigkeit
vom abgefragten Nutzercode sowie mit einem Energieversorgungsmittel
für die
elektrische Berechtigungsprüfeinheit.
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Die
Berechtigungsprüfung,
auch als Authentikationsvorgang bezeichnet, dient dazu, sicherzustellen,
dass nur ein berechtigter Nutzer das Betätigungssystem aktivieren, d.h.
die zugehörige
Betätigung
bewirken kann. Dazu wird der Code des jeweiligen Nutzers abgefragt
und auf Berechtigung überprüft, z.B.
durch Vergleich mit abgespeicherten, berechtigenden Nutzercodes.
Das Betätigungsmittel wird
dann typischerweise nur freigegeben, wenn der abgefragte Nutzercode
als berechtigt erkannt wird.
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Derartige
Betätigungssysteme
sind in vielfacher Form bekannt, beispielsweise als Schließsysteme
für Türen von
Gebäuden,
Fahrzeugen etc. Solche Schließsysteme
dienen dazu, das Schließen
bzw. Öffnen
der Türen
bzw. anderer beweglicher Zugänge nur
für berechtigte
Benutzter freizugeben, während das
schließende
und/oder öffnende
Betätigen
für Unberechtigte
gesperrt bleibt. Sie basieren beispielweise auf nutzerseitig mitführbaren
elektronischen Schlüsseln,
Chipkarten oder Transponderelementen, in denen eine Nutzercodeinformation
gespeichert ist und die mit der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit über eine
drahtlose Kommunikationsverbindung kommunizieren können. Alternativ
sind Schließsysteme
bekannt, bei denen der Nutzercode an einer entsprechenden stationären Codeeingabeeinheit
vom Benutzer eingegeben werden kann. Während mechanische Schließsysteme
im allgemeinen vergleichsweise robust gegen Umwelteinflüsse sind
und ohne externe Hilfsenergie funktionsfähig sind, benötigen die
elektronischen Schließsysteme
elektrische Energie für
die elektronische Berechtigungsprüfeinheit. Andererseits bieten
elektronische Schließsysteme
gegenüber
mechanischen Schließsystemen
den Vorteil einer höheren
Flexibilität
der Codierung und damit einer erheblich vereinfachten Verwaltung
der Zugangs- bzw. Zugriffsberechtigungen.
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Die
für die
elektronische Berechtigungsprüfeinheit
erforderliche Energie wird üblicherweise
von einem ohnehin vorhandenen Energieversorgungsmittel geliefert,
z.B. einem Stromversorgungsnetz in einem Gebäude oder einer Fahrzeugbatterie
oder einer eigens der Berechtigungsprüfeinheit zugeordneten Batterie.
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In
bestimmten Anwendungen ist jedoch kein Stromnetz vorhanden, mit
dem die elektronische Berechtigungsprüfeinheit versorgt werden kann.
Eine eigene Energieversorgung der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit
mittels Batterie ist mit einem entsprechenden Implementierungs- und Wartungsaufwand
verbunden, z.B. zum Erkennen und Austauschen entladener Batterieelemente.
Zudem sind solche herkömmlichen
Betätigungssysteme
nicht mehr funktionsfähig,
wenn das energieversorgende Stromnetz ausfällt bzw. die zugeordnete Batterie
entladen ist. So steht z.B. in vielen Applikationen, in denen bevorzugt
elektronische Schließsysteme
eingesetzt werden, keine gesicherte externe Hilfsenergie zur Verfügung, und
in vielen Fällen
sind Primärenergiespeicher,
wie Batterien, Akkumulatoren oder Kondensatoren, unter Berücksichtigung
ihrer begrenzten Lebensdauer bzw. Verfügbarkeit nicht akzeptabel.
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In
der Offenlegungsschrift
DE
103 04 396 A1 ist eine elektrische Bedienschaltung mit
einem Energieversorgungsmittel beschrieben, das eine Energiewandlereinheit
umfasst, die durch nutzerseitige Bedienung anfallende, nicht-elektrische
Energie in elektrische Energie für
ein elektrisches Bediensignal und/oder für eine ankoppelbare Schaltung
wandelt, die auf das elektrische Bediensignal anspricht. Bei einer
damit ausgerüsteten
elektrischen Anzeige-/Prüfschaltung
dient das Bediensignal zur Aktivierung von Anzeigemitteln oder zur
Aktivierung von Eigenfunktionsprüfungs-/Prüfzustandsanzeigemitteln,
wobei wenigstens ein Teil der elektrischen Energie für die Anzeigemittel
bzw. die Eigenfunktionsprüfungs-/Prüfzustandsanzeigemittel
von der Energiewandlereinheit der Bedienschaltung bereitgestellt
wird.
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Der
Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines
Betätigungssystems
der eingangs genannten Art zugrunde, die ein zuverlässiges,
nutzercodeabhängiges
Freigeben des Betätigungsmittels
mit hoher Ausfallsicherheit ermöglicht und
mit relativ geringem Realisierungs- und Wartungsaufwand verknüpft ist.
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Die
Erfindung löst
dieses Problem durch die Bereitstellung eines Betätigungssystems
mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Betätigungssystem
umfasst das Energieversorgungsmittel eine Energieerzeugungseinheit,
die ein nutzerseitig bedienbares Element und ein Wand lermittel aufweist, welches
aus einer Bedienbetätigung
des Bedienelementes Versorgungsenergie für die elektrische Berechtigungsprüfeinheit
gewinnt.
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Auf
diese Weise kann die zur Berechtigungsprüfung erforderliche Energie
teilweise oder vorzugsweise vollständig vom Wandlermittel aus
der Bedienbetätigung
des zugehörigen
Bedienelementes erzeugt werden, so dass insoweit keine externe Hilfsenergie,
z.B. durch Anschluss an ein externes Stromnetz, und auch kein extern
aufgeladener und der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit
eigens zugeordneter elektrischer Energiespeicher, wie eine Batterie,
erforderlich sind. Insoweit entfällt
folglich auch der Aufwand zur Implementierung und gegebenenfalls
Wartung einer solchen externen oder internen Hilfsenergiequelle.
Die Tatsache, dass eine solche Hilfsenergiequelle nicht zwingend
erforderlich ist, schließt
deren Anwesenheit in bestimmten Anwendungsfällen z.B. zu Redundanzzwecken
oder zur zusätzlichen
Erhöhung
der Ausfallsicherheit nicht aus.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 sind ein nutzerseitig
bedienbares Element und ein Betätigungsfunktionselement
des Betätigungsmittels
abhängig
vom abgefragten Nutzercode koppelbar und/oder entkoppelbar. Auf
diese Weise lässt
sich das Betätigungsmittel,
wenn ein berechtigter Nutzer erkannt wird, dadurch freigeben, dass
das vom berechtigten Nutzer bedienbare Element mit dem Betätigungsfunktionselement
gekoppelt, d.h. in Wirkverbindung gebracht wird. Solange kein berechtigter
Nutzer erkannt wird, kann das nutzerseitig bedienbare Element vom
Betätigungsfunktionselement
entkoppelt bleiben, so dass eine Bedienung des bedienbaren Elements
durch einen unberechtigten Nutzer keine Aktivität des Betätigungsfunktionselements zur
Folge hat. In einer weiteren Ausgestaltung dieser Maßnahme nach
Anspruch 3 fungiert ein gemeinsames Bedienelement als das Bedienelement
der Energieerzeugungseinheit und als das Bedienelement des Be tätigungsmittels.
Eine Bedienbetätigung
dieses gemeinsamen Bedienelements hat dann zum einen zur Folge,
dass Versorgungsenergie für
die elektronische Berechtigungsprüfeinheit bereitgestellt wird,
und ermöglicht
zum anderen, wenn ein berechtigter Nutzer erkannt wird, eine Betätigungsaktivität des Betätigungsfunktionselements.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 umfasst die Energieerzeugungseinheit ein
drehbewegliches Bedienelement und einen mit selbigem mechanisch
gekoppelten Generator. Bei einer Drehbewegung des Bedienelementes
steht folglich an einem elektrischen Ausgang des Generators elektrische
Versorgungsenergie für
die elektronische Berechtigungsprüfeinheit zur Verfügung.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 umfasst die Energieerzeugungseinheit einen
an das Wandlermittel gekoppelten elektrischen Energiespeicher. Mit
diesem kann die während
einer Bedienbetätigung
des Bedienelementes der Energieerzeugungseinheit vom Wandlermittel
erzeugte elektrische Energie gespeichert werden, so dass ausreichend
Energie zur Durchführung
der Berechtigungsprüffunktion
und gegebenenfalls weiterer Funktionen der Berechtigungsprüfeinheit
während
und bei Bedarf auch nach der erfolgten Bedienbetätigung zur Verfügung steht
und/oder so lange Energie durch die Bedienbetätigung erzeugt und gespeichert
werden kann, bis eine für
die Funktionsaktivität
der Berechtigungsprüfeinheit
ausreichende Energiemenge vorhanden ist.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 umfasst die elektronische
Berechtigungsprüfeinheit
einen elektrischen Versorgungspfad vom Wandlermittel zum Kopplungsmittel,
wobei sich im Versorgungspfad ein in Abhängigkeit vom abgefragten Nutzercode
schaltbares Schaltmittel befindet. Durch entsprechende Ansteuerung
dieses Schaltmittels ist es somit möglich, vom Wandlermittel erzeugte
Energie nur dann über
den Versorgungspfad zwecks koppelnder Aktivierung des Kopplungsmittels
zu übertragen,
wenn ein berechtigter Nutzer erkannt worden ist. In weiterer Ausgestaltung
dieser Maßnahme
weist nach Anspruch 7 die elektronische Berechtigungsprüfeinheit
ein Energieüberwachungsmittel
auf, welches die vom Wandlermittel erzeugte Energiemenge überwacht
und das Schaltmittel zusätzlich
in Abhängigkeit
von der festgestellten Energiemenge schaltet. Dies ermöglicht es,
dem Kopplungsmittel Energie zur Ausführung seiner koppelnden Funktion
erst dann zuzuführen,
wenn erkannt worden ist, dass ein berechtigter Nutzer eine Betätigung anfordert
und die zum Freigeben des Betätigungsmittels
erforderliche Energiemenge bereitsteht.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 weist die elektronische
Berechtigungsprüfeinheit
ein Kommunikationsmittel auf, durch das sie mit einem nutzerseitigen
elektronischen Bauteil, wie einer Chipkarte oder einem Transponder,
in drahtlose Codedatenkommunikation treten kann, um den Nutzercode
des anfordernden Nutzers abzufragen. In weiterer Ausgestaltung dieser
Maßnahme
ist nach Anspruch 9 das Bedienelement der Energieerzeugungseinheit
und/oder das Bedienelement des Betätigungsmittels zum Zusammenwirken
mit einem am jeweiligen nutzerseitigen elektronischen Bauteil vorgesehenen
Koppelglied eingerichtet.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 10 besitzt das Betätigungsmittel
eine eintrittsseitige Drehwelle, auf der sein Bedienelement drehfest
angeordnet ist, und eine austrittsseitige Drehwelle, auf der sein
Betätigungsfunktionselement drehfest
angeordnet ist. Die dieses Bedienelement und das Betätigungsfunktionselement
verknüpfenden
Kopplungsmittel beinhalten zwei Stirnzahnräder, von denen je eines auf
einer der beiden Drehwellen drehfest angeordnet ist und die durch
axiale Relativbewegung mittels eines Stellglieds drehfest koppelbar
und entkoppelbar sind. Ein als berechtigt erkannter Nutzer kann
damit durch eine Drehbewegung des Betätigungsmittel-Bedienelementes
die gewünschte Aktivität des angekoppelten
Betätigungsfunktionselements
bewirken. Bei entsprechender Systemauslegung kann aus dieser Drehbewegung
zudem Energie zur Versorgung der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit
gewonnen werden.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend
beschrieben. Hierbei zeigen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm eines Betätigungssystems mit einem nutzerseitigen Bedienteil,
das zur Durchführung
sowohl einer Nutzercodeabfrage als auch einer mechanischen Bedienbetätigung eingerichtet
ist, und
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2 ein
schematisches Blockdiagramm einer Variante von 1,
bei der das nutzerseitige Bedienteil nur zur Nutzercodeabfrage dient.
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Das
in 1 schematisch dargestellte Betätigungssystem kann z.B. als
Schließsystem
ausgelegt sein, um eine Tür
oder einen anderen beweglichen Zugang an einer stationären Einrichtung
oder einem Fahrzeug zum Schließen
oder Öffnen
für einen
Nutzer 1 freizugeben, wenn dieser hierfür als berechtigt erkannt wird.
Der in 1 nur schematisch angedeutete Systemnutzer 1 trägt zu diesem
Zweck ein Transponderelement 2 mit sich, das über ein
mechanisches Koppelglied 3 verfügt. Im übrigen weist das Transponderelement 2 einen
herkömmlichen Aufbau
auf, insbesondere hinsichtlich seiner in ihm enthaltenen Elektronik,
was hier keiner näheren
Erläuterung
bedarf. Insbesondere ist das Transponderelement 2 in an
sich herkömmlicher
Weise in der Lage, über
einen drahtlosen Kommunikationskanal 4 mit einer Codeabfrageeinheit 5 einer
stationär
angeordneten Berechtigungskontrollschaltung 6 zu kommunizieren.
Die Codeabfrageeinheit 5 fragt dabei einen im Transponderele ment 2 gespeicherten
Nutzercode ab, wobei die Codedatenübertragung vorzugsweise durch
einen der hierfür
geläufigen
Verschlüsselungsalgorithmen
verschlüsselt
erfolgt.
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Die
Berechtigungskontrollschaltung 6 beinhaltet des weiteren
eine Steuereinheit 7, welcher von der Codeabfrageeinheit 5 der
abgefragte Nutzercode zugeführt
wird und die diesen auf Übereinstimmung mit
einem oder mehreren in ihr abgespeicherten, berechtigenden Nutzercodes
vergleicht. Abhängig
von diesem Vergleich steuert die Steuereinheit 7 über ein Schaltmittel
in Form eines ansteuerbaren Schaltelements 8 einen als
Stellglied fungierenden Stellmagnet 9 an. Mit dem Stellmagnet 9 ist
ein erstes Stirnzahnrad 10 in einer Axialrichtung A derart
bewegbar, dass es wahlweise mit einem gegenüberliegenden zweiten Stirnzahnrad 11 zwecks
drehfester Kopplung in Eingriff gebracht bzw. von diesem wieder
entkoppelt werden kann. 1 zeigt das erste Stirnzahnrad 10 in
seiner vom zweiten Stirnzahnrad 11 entkoppelten Stellung.
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Die
beiden Stirnzahnräder 10, 11 bilden
ein Kopplungsmittel zur wahlweisen drehfesten Kopplung zweier längs einer
gemeinsamen Achse angeordneter Drehwellen 12, 13.
Dazu sitzt das erste Stirnzahnrad 10 drehfest auf einem
Ende der einen Drehwelle 13, an deren anderem Ende drehfest
ein Betätigungsfunktionselement 14 angeordnet
ist, bei dem es sich z.B. im Fall eines Schließsystems um ein drehbewegliches
Schließ-
bzw. Sperrklinkenelement eines Türschlosses
mit im übrigen üblicher,
nicht gezeigter mechanischer Konstruktion handeln kann. Das zweite
Stirnzahnrad 11 sitzt drehfest auf dem dem ersten Stirnzahnrad 10 zugewandten
Ende der anderen Drehwelle 12, an deren anderem, bedienseitigem
Ende drehfest ein zu dem mechanischen Koppelglied 3 des
Transponders 2 passendes Aufnahmeelement 15 angeordnet
ist. 1 zeigt den Transponder 2 mit in die
Aufnahme 15 eingestecktem Koppelglied 3. Bei dieser
durch eine entsprechende Ein- und Aussteckbewegung E herstellbaren
und lösbaren
Wirkverbindung kann es sich um eine herkömmliche codierte mechanische
Schlüssel-Schloss-Verbindung
oder um irgendeine andere herkömmliche,
in Drehrichtung fixierende mechanische Steckverbindung handeln,
z.B. durch Gestaltung des Koppelglieds 3 nach Art eines
Schraubendrehers und dazu passender Schlitzgestaltung der Aufnahme 15.
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Die
beiden Drehwellen 12, 13 bilden zusammen mit der
bedienseitigen Aufnahme 15 und dem auf der gegenüberliegenden
Seite angeordneten Betätigungsfunktionselement 14 ein
Betätigungsmittel, durch
welches der Benutzer 1 die gewünschte Betätigungsfunktion des Betätigungssystems
ausüben kann,
hier eine Drehbewegung des Betätigungsfunktionselements 14.
Im Fall eines Schließsystems
kann damit z.B. das Öffnen
einer Tür
oder eines anderen beweglichen Zugangs freigegeben oder blockiert werden.
Die Berechtigungskontrollschaltung 6 bildet zusammen mit
dem Kopplungsmittel für
das Betätigungsmittel,
im gezeigten Beispiel bestehend aus den beiden Stirnzahnrädern 10, 11 und
dem Stellmagnet 9, eine elektronische Berechtigungsprüfeinheit, welche
den im Transponderelement 2 enthaltenen Nutzercode des
Benutzers 1 abfragt und abhängig davon das Betätigungsmittel
zum Betätigen
durch den Benutzer 1 freigibt oder blockiert hält.
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Zur
Durchführung
dieser Funktionalität
benötigt
die elektronische Berechtigungsprüfeinheit elektrische Energie.
Diese wird im gezeigten Beispiel vollständig intern aus einer entsprechenden
Bedienaktivität
des Benutzers 1 erzeugt. Dazu sind geeignete Energieversorgungsmittel
vorgesehen, die einen Generator 16, d.h. einen mechanisch/elektrischen Wandler,
mit vorgeschaltetem mechanischem Getriebe 17, einen an
der elektrischen Ausgangsseite des Generators 16 angeordneten
AC/DC-Wandler 19 und einen
mit der Ausgangsseite des AC/DC-Wandlers 19 angekoppelten
elektrischen Energiespeicher in Form eines Kondensators 18 umfassen.
Das Getriebe 17 beinhaltet ein drehfest auf der bedienseitigen Drehwelle 12 sitzendes
Zahnrad 17a, das mit einem dreh fest auf einer Drehwelle
des Generators 16 sitzenden Zahnrad 17b kämmt.
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Das
Betätigungssystem
von 1 funktioniert wie folgt. Der Benutzer 1,
welcher das Betätigungssystem
betätigen
will, steckt zunächst
das Koppelglied 3 seines Transponderelementes 2 in
die zugehörige
Aufnahme 15 und versetzt anschließend das Transponderelement 2 in
eine Drehbewegung D1. Die beiden Stirnzahnräder 10, 11 befinden
sich in diesem Ausgangszustand in ihrer in 1 gezeigten Entkopplungsstellung.
Daher wird das Betätigungsfunktionselement 14 zunächst nicht
mit der Drehbewegung D1 des Transponderelements mitgedreht, sondern
bleibt in seiner anfänglichen
Stellung stehen, z.B. in einer gegen das Öffnen einer Tür sichernden
Blockierstellung.
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Hingegen
wird durch die Drehbewegung D1 des Transponderelements 2 das
auf der bedienseitigen Drehwelle 12 sitzende Getriebezahnrad 17a und folglich über das
Getriebe 17 die Generatordrehwelle in Rotation versetzt
und der Generator 16 erzeugt daraus elektrische Energie,
die über
den AC/DC-Wandler 19 als Gleichspannungsenergie abgegeben
und im Kondensator 18 gespeichert wird.
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Über eine
Versorgungsleitung 20 kann der Berechtigungskontrollschaltung 6 die
erzeugte bzw. gespeicherte elektrische Energie zugeführt werden. Deren
Steuereinheit 7 prüft
in einer Ladekontrollfunktion, wieviel elektrische Energie im Kondensator 18 gespeichert
ist. Parallel dazu wird die Codeabfrageeinheit 5 aktiv
und fragt über
den drahtlosen Kommunikationskanal 4 den Nutzercode des
Transponderelements 2 ab. Soweit hierzu Energie benötigt wird, kann
diese aus der erzeugten bzw. gespeicherten Energie gedeckt werden,
die der Berechtigungskontrollschaltung 6 über die
Versorgungsleitung 20 zuführbar ist. Soweit für den Codeabfragevorgang
Energie im Transponderelement 2 benötigt wird, kann diese dem Transponderelement 2 von
der Codeabfrageeinheit 5 über den drahtlosen Kommunikationskanal 4 geliefert
werden, wie in der Technik passiver Transponder allgemein bekannt.
Alternativ kann das Transponderelement 2 über eine
eigene Energiequelle verfügen,
z.B. eine Batterie.
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Sobald
die Steuereinheit 7 erkennt, dass der ihr von der Codeabfrageeinheit 5 gelieferte,
abgefragte Nutzercode des Transponderelements 2 ein berechtigender
Nutzercode ist und dass genügend erzeugte
bzw. gespeicherte Energie zur Betätigung des Kopplungsmittels 10, 11 durch
den Stellmagnet 9 bereitsteht, schließt sie durch entsprechende
Ansteuerung des Schaltelements 8 eine Versorgungs-/Ansteuerleitung 21 zum
Stellmagnet 9. Mit der ihm auf diese Weise zugeführten Energie
führt der
Stellmagnet 9 seine Kopplungsbewegung aus, indem er das
ihm zugeordnete Stirnzahnrad 10 axial in Richtung des anderen
Stirnzahnrads 11 bewegt, bis es an diesem zur Anlage kommt,
so dass eine drehfeste Verkopplung der beiden Stirnzahnräder 10, 11 und
folglich der beiden Drehwellen 12, 13 hergestellt
ist. Die Steuereinheit 7 zeigt diesen Aktivitätszustand
durch Einschalten einer Anzeigelampe 22 an.
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Nachdem
solchermaßen
für einen
als berechtigt erkannten Nutzer 1 die Verkopplung der beiden
Drehwellen 12, 13 des Betätigungsmittels bewirkt worden
ist, führt
das weitere Drehen D1 des Transponderelements 2 durch den
Nutzer 1 dazu, dass sich ab jetzt das Betätigungsfunktionselement 14 in
einer synchronen Drehbewegung D2 mitdreht. Mit anderen Worten gibt
die elektronische Berechtigungsprüfeinheit durch das Koppeln
der beiden Stirnzahnräder 10, 11 die
vom als berechtigt erkannten Nutzer 1 gewünschte Drehbewegung
des Betätigungsfunktionselementes 14 frei,
und der Nutzer 1 kann durch das anschließende, weitere
Drehen D1 des Transponderelements 2 die gewünschte Drehbewegung
des Betätigungsfunktionselements 14 bewirken,
z.B. zum Freigeben des Öffnens
einer Tür
oder umgekehrt dazu, eine Tür
gegen unberechtigtes Öffnen
wieder zu sichern.
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Sobald
sich der Benutzer 1 mit seinem Transponderelement 2 wieder
vom Betätigungssystem
entfernt hat, d.h. das Transponderelement 2 aus der relativ
kurzen Reichweite des Kommunikationskanals 4 von typischerweise
einigen Metern herausgelangt, setzt die elektronische Betätigungsprüfeinheit
das Betätigungssystem
wieder in den vor unberechtigter Nutzung sichernden Zustand zurück, indem
sie den Energieversorgungspfad 20, 21 zum Stellmagnet 9 durch Öffnen des
Schaltelements 8 unterbricht. Der Stellmagnet 9 wird
dadurch stromlos geschaltet, was zur Folge hat, dass sich sein zugeordnetes
Stirnzahnrad 10 wieder axial zurückbewegt, bis es vom gegenüberliegenden
Stirnzahnrad 11 entkoppelt ist.
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Für die Auslegung
des Stellmagnets 9 zur zeitlich begrenzten Kopplung der
beiden Stirnzahnräder 10, 11 sind
im Detail verschiedene Realisierungen möglich. So kann der Stellmagnet 9 monostabil derart
ausgeführt
sein, dass er sich bei Beaufschlagung durch das über den Strompfad 20, 21 zugeführte Freigabesignal
von einer stabilen Ausgangsposition, in welcher die Stirnzahnräder 10, 11 entkoppelt sind,
in eine selbige koppelnde Stellung bewegt und sich unmittelbar nach
Abklingen des Freigabesignals, d.h. nach Öffnen des Schaltelements 8,
von selbst wieder in seine Ausgangsposition zurückbewegt und die beiden Stirnzahnräder 10, 11 wieder entkoppelt.
In einer alternativen Ausführungsform
ist der Stellmagnet 9 als ein bistabiler Stellmagnet ausgeführt, dem
eine Federkraftrücksetzung
zugeordnet ist. Bei Beaufschlagung mit dem Freigabesignal überwindet
der Stellmagnet 9 die Federkraft und koppelt die Zahnräder 10, 11 während des
Zeitraums, in welchem ein berechtigter Nutzer das Betätigungssystem
benutzt. Sobald das Freigabesignal nicht mehr anliegt, setzt die
Federkraftrücksetzung
den Stellmagnet 9 in seine die Zahnräder 10, 11 entkoppelnde
Stellung zurück.
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Wenn
sich ein unberechtigter Nutzer ohne berechtigendes Transponderelement
nähert,
kann er zwar gegebenenfalls durch Drehen an der als Bedienelement
fungierenden Aufnahme 15 die Erzeugung elektrischer Energie
und die Speisung der Berechtigungskontrollschaltung 6 bewirken,
die Steuereinheit 7 erkennt jedoch über die Codeabfrageeinheit 5, dass
kein berechtigender Nutzercode vorliegt und hält den Energieversorgungspfad 20, 21 zum
Stellmagnet 9 unterbrochen, so dass die beiden Stirnzahnräder 10, 11 in
ihrer entkoppelten Stellung verbleiben. Ein unberechtigter Nutzer
ist daher nicht in der Lage, die eigentliche Funktionsbewegung des Betätigungssystems,
d.h. die Drehbewegung des Betätigungsfunktionselements 14,
zu bewirken.
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Wie
die obigen Erläuterungen
zum Ausführungsbeispiel
von 1 deutlich machen, hat die Erfindung den wesentlichen
Vorteil, dass die von der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit
benötigte elektrische
Energie zum Abfragen des Nutzercodes und zum Freigeben des Betätigungsmittels
wenigstens teilweise aus einer Bedienbewegung des Nutzers 1 an
einem entsprechenden Bedienelement, wie an der Steckaufnahme 15 von 1,
gewonnen werden kann. Die Bedienbewegung dieses Bedienelements 15 wird
vom mechanisch/elektrischen Wandlermittel 16, 17 der
zugehörigen
Energieerzeugungseinheit in elektrische Energie gewandelt. Im Beispiel von 1 reicht
die auf diese Weise erzeugte elektrische Energie allein aus, um
die elektronische Berechtigungsprüfeinheit zu speisen. Alternativ
ist es möglich,
dass diese intern erzeugte Energie nur einen Teil des Energiebedarfs
deckt und der restliche Energiebedarf von einer anderen internen
oder externen Hilfsenergiequelle gedeckt wird.
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Es
versteht sich zudem, dass statt des drahtlosen Kommunikationskanals 4 von 1 mit
einer typischen Reichweite von einigen Metern, z.B. einem Funkübertragungskanal,
alternativ eine beliebige andere herkömmliche Datenübertragungsverbindung verwendbar
ist. Beispielswei se können
für den
benötigten
Codeabfragevorgang auch Übertragungsstrecken
sehr kurzer Reichweite z.B. im Millimeter- oder Zentimeterbereich
benutzt werden. Dies kann z.B. durch eine galvanische oder kapazitive
Kopplung zwischen einem Sender- und/oder Empfängerelement im Transponder
einerseits und einem stationären
Sender- und/oder Empfängerelement
andererseits realisiert sein, das sich im Bereich des Bedienelements
der Energieerzeugungseinheit befindet, d.h. in 1 z.B.
in oder an der Aufnahme 15, und drahtgebunden oder drahtlos
mit einer codeauswertenden Einheit der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit verbunden
ist, wie der Steuereinheit 7 von 1.
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Eine
vollständige
Speisung der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit durch die aus der Nutzerbedienbewegung
intern gewonnene elektrische Energie hat den Vorteil, dass die Funktionsfähigkeit
der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit und folglich des gesamten
Betätigungssystems
nicht von der Verfügbarkeit
oder von Funktionsstörungen anderweitiger
externer und/oder interner Hilfsenergien, wie einem Stromnetzanschluss
oder einer Batterie, abhängig
ist. Je nach Anwendungsfall kann zudem vorgesehen sein, die solchermaßen intern
vom Benutzer 1 erzeugte Energie auch für andere Zwecke zu nutzen.
So kann in entsprechenden Ausführungsformen
der Erfindung diese erzeugte Energie zusätzlich zur Bewirkung der gewünschten
Betätigungsaktion
genutzt werden, im Beispiel von 1 also zum Drehen
des Betätigungsfunktionselements 14 statt der
oder unterstützend
zur weiteren Drehbewegung durch den berechtigten Nutzer.
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Es
versteht sich, dass zahlreiche weitere, zum Ausführungsbeispiel von 1 alternative
bzw. modifizierte Ausführungsformen
der Erfindung realisierbar sind, insbesondere modifizierte Realisierungen
hinsichtlich der Art der Bedienbewegung zur Energieerzeugung und
des zugehörigen
Bedienelements der Energieerzeugungseinheit, hinsichtlich des schaltungstechnischen
Aufbaus der Energieerzeugungseinheit und der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit
und hinsichtlich des Betätigungsmittels,
je nach Anwendungsfall und geforderter Betätigungsfunktion.
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2 zeigt
eine Variante des Ausführungsbeispiels
von 1, wobei identische und funktionell äquivalente
Komponenten mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und insoweit
auf die obigen Erläuterungen
zu 1 verwiesen werden kann. Das Betätigungssystem
von 2 unterscheidet sich von demjenigen der 1 darin,
dass für
den jeweiligen Systemnutzer 1 ein Transponderelement 2a vorgesehen
ist, welches nicht über
das mechanische Koppelglied 3 des Transponderelements 2 von 1 verfügt, im übrigen aber
dem Transponderelement 2 von 1 entspricht,
insbesondere hinsichtlich des in ihm gespeicherten Nutzercodes und
seiner Fähigkeit zur
Codedatenkommunikation über
den Kommunikationskanal 4.
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Dementsprechend
befindet sich am bedienseitigen Ende der bedienseitigen Drehwelle 12 des Betätigungsmittels
nicht die Koppelgliedaufnahme 15, wie in 1,
sondern statt dessen ein vom Nutzer 1 direkt von Hand bedienbares
Drehrad 15a. Der Benutzer 1 übt an diesem Dreh- bzw. Handrad die Drehbewegung
D1 in gleicher Weise aus wie im Beispiel von 1 mit seinem
dortigen Transponderelement 2. Die Funktionsweise des Betätigungssystems von 2 entspricht
folglich vollständig
derjenigen des Beispiels von 1, so dass
auf die betreffenden obigen Erläuterungen
verwiesen werden kann. Anstelle des Handrades 15a kann
alternativ irgendein anderes herkömmliches Bedienelement vorgesehen
sein, das vom Benutzer 1 direkt bedient bzw. betätigt wird,
wie eine Klinke, eine Taste oder dergleichen. Entscheidend ist jeweils
nur, dass die zugeordnete Energieerzeugungseinheit in einer mechanisch/elektrischen
Wandlerfunktion aus der Bedienbewegung am Bedienelement elektrische
Energie zur Speisung der elektronischen Berechtigungsprüfeinheit
gewinnt. Im übrigen
gelten auch für
das Ausfüh rungsbeispiel
von 2 die oben zum Ausführungsbeispiel von 1 angesprochenen
Modifikationen und Alternativen.
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In
den oben angesprochenen Ausführungsbeispielen
fungiert jeweils ein einziges, gemeinsames Bedienelement, wie die
Koppelgliedaufnahme 15 bzw. das Handrad 15a, sowohl
als das Bedienelement für
die Energieerzeugungseinheit, die aus der zugehörigen Bedienbewegung elektrische
Energie gewinnt, wie auch als Bedienelement für das Betätigungsmittel, d.h. zur Aktivierung
des Betätigungsfunktionselements 14 nach
erkannter Nutzungsberechtigung. In alternativen Ausführungsformen
der Erfindung sind statt dessen je ein eigenes Bedienelement für die Energieerzeugungseinheit
einerseits und das Betätigungsmittel
andererseits vorgesehen. Dies ermöglicht eine von der konstruktiven
Realisierung des Betätigungsmittels
losgelöste
Realisierung der Energieerzeugungseinheit.
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Weitere
alternative Ausführungsformen
der Erfindung sehen statt der gezeigten und beschriebenen Transpondertechnik
anderweitige Codeabfragetechniken vor. So kann z.B. statt des Transponderelementes 2a von 2 eine
Chipkarte, z.B. eine Smartcard, vorgesehen sein, die der jeweilige
Systemnutzer mit sich trägt
und in welcher der Nutzercode gespeichert ist. Bei weiteren alternativen
Ausführungsformen
verfügt
die stationäre
Codeabfrageeinheit über
ein Eingabemittel, z.B. eine Nummerntastatur, an welcher der Systemnutzer
den ihm bekannten Nutzercode eingibt. Elektrische Energie zur Speisung
der zugehörigen
elektronischen Berechtigungsprüfeinheit
kann in diesem Fall aus der Tastendruckbewegung selbst oder aus
der Bedienbewegung eines zusätzlich
vorgesehenen Bedienelementes gewonnen werden, sei es das Bedienelement
des betreffenden Betätigungsmittels
oder ein eigenständiges
Bedienelement der Energieerzeugungseinheit.
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Das
erfindungsgemäße Betätigungssystem eignet
sich, wie dem Fachmann klar, nicht nur als elektronisches Schließsystem,
wie oben erläutert, sondern
darüber
hinaus für
beliebige andere Anwendungen, bei denen sichergestellt werden soll,
dass ein Betätigungsmittel
in seiner Funktion nur für
hierzu als berechtigt ausgewiesene Nutzer freigegeben wird. Das
erfindungsgemäße Betätigungssystem kommt
für die
Berechtigungsprüfung
bei Bedarf vollständig
ohne Fremdenergie und ohne eigene Batterie oder dergleichen aus.