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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Schließeinrichtung
für Sperren,
wie z.B. Türen,
mit
- – einem
Gehäuse,
an dem ein Schließglied,
eine drehbare Welle, die mit einem außenseitigen Betätigungsglied
gekoppelt ist, und eine elektromechanische Aktuatoranordnung zum
Betätigen
des Schließgliedes
gelagert sind,
- – einer
elektronischen Steuerschaltung, die ein Empfangselement zum Empfangen
von Berechtigungssignalen aufweist, wobei die Steuerschaltung ein
empfangenes Berechtigungssignal auf Authentizität prüft bzw. auswertet, und, wenn
die Authentizität
bestätigt
ist, die Aktuatoranordnung ansteuert,
- – wobei
vor der Aktuatoranordnung ein Bohrschutz angeordnet ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schließen einer
Sperre, die mit einer elektronischen Schließeinrichtung mit einem Gehäuse, einem
Schließglied,
einem außenseitigen
Betätigungsglied
und einer Steuerschaltung zur Authentizitätsprüfung ausgestattet ist.
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Eine
elektronische Schließeinrichtung
der gattungsgemäßen Art
ist beispielsweise aus der
DE 198
51 308 C2 bekannt. Bei der aus diesem Dokument bekannten
Schließeinrichtung
handelt es sich um einen elektronischen Schließzylinder. Dieser beinhaltet
ein Profilzylindergehäuse
zum Einbau in ein DIN-Schloss sowie einen innenseitigen und einen außenseitigen
Knauf (Betätigungsglied).
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Eine
Steuerschaltung in Form einer Zutrittskontrollelektronik dient zur
Verifikation (Prüfung
der Authentizität)
der Zutrittsberechtigung einer Zutritt verlangenden Person, wobei
die Zutrittskontrollelektronik einen Datenaustausch mit einem Identträger (Transponder)
einer Zutritt verlangenden Person ausführt. Der Transponder ist ein
passiver Transponder, so dass der Datenaustausch über eine
induktive Kopplung erfolgt.
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Um
derartige elektronische Schließzylinder sicher
gegenüber
Zugriffen durch Fremdeinwirkung zu machen, wird in der
DE 198 51 308 C2 vorgeschlagen,
die Zutrittskontrollelektronik in der türinnenseitigen Handhabe anzuordnen.
Auch die Antenne (Empfangselement) zum Datenaustausch mit dem Transponder
ist in der türinnenseitigen
Handhabe angeordnet.
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Ein
Energiespeicher in Form einer Batterie ist in der Türaußenseite
angeordnet.
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Unter
einer Sperre soll vorliegend jede Art von Sperr- bzw. Schalteinrichtung
verstanden werden, die mittels einer elektronischen Schließeinrichtung
sperrbar bzw. entsperrbar ist.
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Somit
kann eine Sperre eine Tür
sein, ein Möbelelement
wie eine Lade, eine Schranke oder auch eine Scharfschalteinrichtung
für Einbruch-
oder Brandmeldeanlagen. Eine Sperre im Sinne der vorliegenden Anmeldung
kann jedoch auch ein Logistikbehälter,
eine Betriebseinrichtung, etc. sein.
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Bei
klassischen mechanischen Schließzylindern
unterscheidet man zwischen so genannten Halbzylindern, die eine
Schließung
lediglich von einer Seite der Tür
aus anbieten, und den in den meisten Türen eingebauten "Doppel- oder Vollzylindern", bei denen ein Schlüssel von
beiden Seiten eingeführt werden
kann, um den Riegel des Schlosses zu betätigen.
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Ferner
kennt man auch bei mechanischen Zylindern die so genannten Knaufzylinder,
die auf einer Seite (z.B. der Innenseite) einen Knauf aufweisen,
der starr mit dem Zylinderkern verbunden ist. Bezüglich Details
wird verwiesen auf das Baubeschlag-Taschenbuch, 52. Ausgabe 2004, Seiten 179–184.
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Bei
den elektronischen Schließzylindern kommt
hinzu, dass die Schließelektronik
(Steuerschaltung, Antenne etc.) einen nicht unerheblichen Bauraum
benötigt,
so dass es generell angezeigt ist, diese Elektronik in einem Betätigungsglied,
wie einem Knauf, unterzubringen. Dort ist in der Regel das größte Volumen
für die
Steuerschaltung sowie gegebenenfalls für eine Batterie und die Antenne
vorhanden.
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Die
Funktionsweise solcher elektronischer Schließzylinder ist häufig derart,
dass bei bestätigter Zutrittsberechtigung
(bestätigter
Authentizität)
die Steuerschaltung ein Ansteuersignal an die Aktuatoranordnung
abgibt, also im einfachsten Fall die Aktuatoranordnung bestromt.
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Die
Aktuatoranordnung ist dabei häufig
dazu ausgelegt, eine Kupplung zu betätigen, die eine mit dem Betätigungsglied
verbundene Welle mit dem Schließbart
verbindet. Der eigentliche Schließvorgang erfolgt dann manuell
dadurch, dass der Betätigungsknauf
gedreht wird. Dies hat den Vorteil, dass die zum Durchführen eines
Schließvorganges
notwendige elektrische Energie gering ist, so dass die elektronischen
Schließzylinder
auch ohne zusätzliche
Energieversorgung von außen über einen
längeren
Zeitraum autark arbeiten können.
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Ferner
eignen sich derartige elektronische Schließzylinder auch zum Austausch
gegen herkömmliche
mechanische Schließzylinder.
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Generell
wäre es
auch in manchen Fällen wünschenswert,
die Steuerschaltung in dem außenseitigen
Betätigungsglied
unterzubringen. In diesem Fall müsste
das außenseitige
Betätigungsglied
jedoch mechanisch vor Angriffen geschützt werden. Der Aufwand hierfür ist beträchtlich.
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Ferner
gibt es auch Anwendungen, die beidseitig schließbare Doppelzylinder erfordern,
bei denen also eine Identifikation von beiden Seiten notwendig ist
(so genannte Durchgangstüren).
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Des
Weiteren werden zur Scharfschaltung von Einbruchmeldeanlagen in
der Regel Halbzylinder verwendet, bei denen es nur eine „Außenseite" gibt, die besonders
hohen Sicherheitsanforderungen entsprechen muss.
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Auch
hier hat die in der
DE
198 51 308 C2 vorgeschlagene Lösung den Nachteil, dass die
eine Seite nicht mit angemessenem Aufwand vor Missbrauch geschützt werden
kann.
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Vor
diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte
elektronische Schließeinrichtung
sowie ein entsprechendes Schließverfahren
anzugeben, die universeller einsetzbar sind, bei dennoch hoher Sicherheit
gegenüber
Angriffen.
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Diese
Aufgabe wird bei der eingangs genannten elektronischen Schließeinrichtung
dadurch gelöst,
dass zumindest ein äußerer Steuerabschnitt der
Steuerschaltung in dem außenseitigen
Betätigungsglied
angeordnet ist und dass ein innerer Steuerabschnitt der Steuerschaltung
in dem Gehäuse hinter
dem Bohrschutz angeordnet ist.
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Ferner
wird die obige Aufgabe gelöst
durch ein Schließverfahren
zum Schließen
einer Sperre, die mit einer elektronischen Schließeinrichtung
ausgestattet ist, vorzugsweise mit einer erfindungsgemäßen elektronischen
Schließeinrichtung,
mit den Schritten:
- – Empfangen eines Berechtigungssignals
in einem Außenabschnitt
der Steuerschaltung, der sich in dem Betätigungsglied befindet;
- – Senden
eines aus dem Berechtigungssignal abgeleiteten Codesignals von dem
Außenabschnitt zu
einem Innenabschnitt der Steuerschaltung, der sich in einem Gehäuse hinter
einem Bohrschutz befindet und einen Identifikationscode speichert;
- – Prüfen in dem
Innenabschnitt, ob das Codesignal den gespeicherten Identifikationscode
beinhaltet; und
- – falls
ja, Betätigen
oder Freigeben der Betätigung des
Schließgliedes.
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Die
erfindungsgemäße elektronische Schließeinrichtung
kann dem zufolge auch als Halbzylinder ausgeführt werden, bei dem es nur
eine Außenseite,
d.h. eine Angriffsseite gegenüber
Zugriffen durch Dritte, gibt. Ferner kann die elektronische Schließeinrichtung
als Doppelschließeinrichtung (beispielsweise
Doppelzylinder) ausgeführt
werden, bei dem eine Zutrittsberechtigung von beiden Seiten erforderlich
ist.
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Der
Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Steuerschaltung,
d.h. die Zutrittselektronik, bzw. einen wesentlichen Teil hiervon, in
dem angriffsgefährdeten
Betätigungsglied
anzuordnen. Dies kann bei einem Knaufhalbzylinder der einzig vorhandene
Knauf sein. Bei einem Doppelzylinder kann dies beispielsweise sowohl
der "innenseitige" als auch der "außenseitige" Knauf sein.
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Bei
einer derartigen Anordnung bestünde generell
das Problem, dass durch Zugriff von außen eine Bestromung der Aktuatoranordnung
möglich wäre.
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Diese
Möglichkeit
wird vorliegend dadurch ausgeschlossen, dass im Inneren des Gehäuses, und
zwar hinter einem in an sich üblicher
Weise vorgesehenen Bohrschutz, ein weiterer Teil der Steuerschaltung
angeordnet ist. Dieser weitere, innere Steuerabschnitt der Steuerschaltung
kann als Sicherheitsschaltung ausgelegt sein und dazu dienen, ein
von dem äußeren Steuerabschnitt
erzeugtes Codesignal zu decodieren und daraufhin zu prüfen, ob
der richtige Identifikationscode eingegeben wird.
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Nur
wenn dies der Fall ist, wird die Aktuatoranordnung angesteuert,
also beispielsweise bestromt. Sofern kein gültiger Code eingegeben wird,
wird die Aktuatoranordnung auch nicht betätigt und kann auch nicht betätigt werden,
selbst wenn von außen eine
elektrische Spannung angelegt wird.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht folglich darin, eine zusätzliche
Sicherheitsstufe dergestalt einzubauen, dass zwischen einem türaußenseitigen
Steuerabschnitt und einem inneren (d.h. hinter dem Bohrschutz liegenden)
Steuerabschnitt eine Codeübergabe
erfolgt, die gewährleistet,
dass die Aktuatoranordnung nur dann angesteuert wird, wenn der äußere Steuerabschnitt
auch tatsächlich
wirksam arbeitet und unbeschädigt
ist. Der innere Steuerabschnitt kann vergleichsweise klein ausgebildet
sein, da die Decodierung relativ einfach aufgebaut sein kann. Demzufolge
ist es möglich,
eine derartige Sicherheitsschaltung hinter dem Bohrschutz auch innerhalb
des Gehäuses,
beispielsweise eines Profilzylinders, unterzubringen.
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Die
Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
erfolgt die Authentizitätsprüfung in
dem äußeren Steuerabschnitt
und der äußere Steuerabschnitt
gibt bei bestätigter
Authentizität
ein einen Identifikationscode beinhaltendes Codesignal durch den
Bohrschutz hindurch an den inneren Steuerabschnitt ab, der das Codesignal
decodiert und, wenn das Codesignal gültig ist, die Aktuatoranordnung
ansteuert.
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Eine
Kommunikation zwischen den Steuerabschnitten findet also vorzugsweise
nur dann statt, wenn ein authentisches Berechtigungssignal empfangen
worden ist, also beispielsweise ein berechtigter Transponder vorhanden
ist. Daher wäre
ein "Abhören" des Codesignals
selbst theoretisch nur dann möglich,
wenn das türaußenseitige
Betätigungsglied demontiert
ist und gleichzeitig ein berechtigter Transponder vorhanden ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist es von besonderem Vorteil, wenn das Codesignal einen binären Code
mit wenigstens 16 Bit, vorzugsweise mit wenigstens 32 Bit beinhaltet.
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Bei
einem Codesignal einer derartigen Länge ist gewährleistet, dass dann, wenn
ein Angreifer versuchen würde,
den Code von außen
durch eine automatisierte Codeerzeugungsschaltung seriell abzufragen
(zu „pollen"), die hiermit verbundenen
Wartezeiten zu lang währen.
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Andererseits
ist das Codesignal in der Regel deutlich kürzer als ein Identifikationscode
eines Transponders, so dass der innere Steuerabschnitt vergleichsweise
einfach aufgebaut sein kann.
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Dabei
versteht sich ferner, dass der binäre Code ein für die Schließeinrichtung
voreingestellter fester Code sein kann.
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Beispielsweise
kann der Binärcode
für jede Schließeinrichtung
unterschiedlich sein und durch einen „Master-Transponder" für die Kommunikation zwischen
dem äußeren Steuerabschnitt
und dem inneren Steuerabschnitt generiert werden. Dieser binäre Code
wird dann bei dieser Initialisierung in dem inneren Steuerabschnitt
abgespeichert.
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Alternativ
hierzu ist es auch möglich,
dass der binäre
Code ein Wechselcode ist, der sich von Schließvorgang zu Schließvorgang ändert. Hierdurch ist
eine etwas aufwändigere
Kommunikation zwischen dem äußeren und
dem inneren Steuerabschnitt notwendig, die Sicherheit kann jedoch
hierdurch ggf. erhöht
werden.
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Ferner
ist es generell denkbar, die Sicherheit weiter zu erhöhen, und
zwar durch weitere Authentisierungsmechanismen (z.B. „mutual
autentification") mit
Hinzufügen
und Codieren bzw. Decodieren einer Zufallszahl.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform erfolgt
die Authentizitätsprüfung in
dem inneren Steuerabschnitt und der innere Steuerabschnitt steuert bei
bestätigter
Authentizität
die Aktuatoranordnung an.
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Hei
dieser Ausführungsform
wird der von dem Berechtigungssignal übermittelte Identcode in dem
inneren Steuerabschnitt auf Authentizität geprüft. Der äußere Steuerabschnitt dient
dabei im Wesentlichen zum Aufbauen und Einrichten der Kommunikation,
bspw. mit einem Transponder. Das sicherheitskritische Abgleichen
der Codes miteinander erfolgt jedoch erst in dem inneren Steuerabschnitt hinter
dem Bohrschutz.
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Vorzugsweise
ist die Schließeinrichtung
ein Schließzylinder
zum Einbau in ein Schloss, wobei das Schließglied ein Schließbart zum
Betätigen
eines Riegels des Schlosses ist. Das Gehäuse kann beispielsweise ein
an sich herkömmliches
Profilgehäuse sein.
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Alternativ
ist es denkbar, dass die Schließeinrichtung
ein Schloss zum Einbau in eine Tür
ist, wobei das Schließglied
eine Nuss zum Betätigen
einer Falle oder eines Riegels des Schlosses ist. Weitere alternative
Lösungen
finden sich auf Seite 197 des oben erwähnten Baubeschlag-Taschenbuches, 52.
Ausgabe, 2004.
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Es
ist insgesamt bevorzugt, wenn das Empfangselement in oder an dem
außenseitigen
Betätigungsglied
angeordnet ist.
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Hierdurch
ist ein Datenaustausch zwischen dem Empfangselement und einem Identträger, wie beispielsweise
einem Transponder, einfach realisierbar. Dies gilt insbesondere
bei einem passiven Transponder, bei dem der Datenaustausch über eine induktive
Kopplung erfolgt, die nur über
wenige Zentimeter wirksam ist.
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Insbesondere
bei metallarmierten Türen
ist diese Ausführungsform
ferner von Vorteil, da eine induktive Kopplung über metallarmierte Türen bei
einer Anordnung der Antenne im Türinnenknauf
häufig
zu Reichweitenproblemen führt.
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Der
Datenaustausch zwischen dem Empfangselement und dem Träger des
Identifikationscodes kann jedoch generell auf beliebige Art und Weise
erfolgen. Neben einer induktiven Kopplung oder einem Funkverfahren
wie bei Transpondern sind auch andere bekannte Verfahren möglich, wie bspw.
die Eingabe über
eine Tastatur, biometrische Abfragen (Fingerabdruck), oder eine
kapazitive Übertragung.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
erstreckt sich die Welle, an der das außenseitige Betätigungsglied
festgelegt ist, durch einen in dem Gehäuse angeordneten Bohrschutzabschnitt hindurch.
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Hierdurch
ist es konstruktiv vergleichsweise einfach möglich, die Welle mit einer
großen
Stützbreite
zu lagern, selbst bei Halbzylindern.
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Hei
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist in der Welle ein weiterer Bohrschutzabschnitt angeordnet, der
sich mit der Welle mitdreht.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann der Bohrschutz insgesamt noch sicherer ausgebildet werden.
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Insgesamt
ist es ferner vorteilhaft, wenn eine elektrische Leitung zum Verbinden
des äußeren und des
inneren Steuerabschnittes durch den Bohrschutz hindurch geführt ist.
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Generell
ist es zwar auch denkbar, das Codesignal berührungslos zu übertragen,
mittels einer weiteren Transponderstrecke oder Ähnliches. Die Verwendung einer
elektrischen Leitung zur Übertragung
des Codesignals hat jedoch den Vorteil, dass die hinter dem Bohrschutz
angeordnete Sicherheitsschaltung (innerer Steuerabschnitt) vergleichsweise klein
und kompakt ausgeführt
werden kann. Es ist keine aufwendige Empfangselektronik notwendig. Das
Codesignal kann beispielsweise ein seriell übertragenes binäres Signal
sein, kann also im Wesentlichen der Code selbst sein.
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Insgesamt
ist es ferner vorteilhaft, wenn die Welle hohl ist und wenn wenigstens
eine elektrische Leitung zur Verbindung des äußeren und des inneren Steuerabschnittes
durch die Hohlwelle hindurch geführt
ist.
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Dies
führt insgesamt
zu einer konstruktiv einfachen Bauweise mit wenigen Bauelementen.
Ferner kann der Schutz hoch ausgebildet werden.
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Beispielsweise
kann durch die Hohlwelle auch eine weitere elektrische Leitung zum
Bestromen der Aktuatoranordnung durchgeführt werden, die nur bei vorhandenem
Identifikationscode durch den inneren Steuerabschnitt "durchgeschleift" wird (beispielsweise
nach der Art eines Relais bzw. eines einfachen Transistors oder Ähnliches).
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Sofern
versucht würde,
durch die Hohlwelle hindurch einen Zugriff auf die Sicherheitsschaltung hinter
dem Bohrschutz zu erzielen, würde
dann zwangsläufig
auch die elektrische Verbindung zu der Aktuatoranordnung zerstört werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
ist die Aktuatoranordnung dazu eingerichtet, bei Ansteuerung bzw.
bei Empfang des Ansteuersignals das Schließglied zu betätigen.
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Hierbei
ist die Aktuatoranordnung vergleichsweise leistungsstark ausgebildet
und ermöglicht
es, unmittelbar einen Riegel eines Türschlosses oder Ähnliches
zu betätigen.
Bei dieser Ausführungsform
ist typischerweise vorgesehen, die elektronische Schließeinrichtung
mit einem elektrischen Versorgungsnetz zu verbinden.
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Von
besonderem Vorzug ist es, wenn die Aktuatoranordnung dazu eingerichtet
ist, bei Ansteuerung bzw. bei Empfang des Ansteuersignals eine Kupplung
zu betätigen,
die die drehbare Welle mit dem Schließglied kuppelt. Hierbei ist
vorgesehen, dass die Aktuatoranordnung das Schließglied nicht betätigt sondern
dessen Betätigung
freigibt. Bei geschlossener Kupplung kann das Schließglied dann mittels
des außenseitigen
Betätigungsgliedes
betätigt
werden. Die Energie zur Betätigung
wird dabei "von
Menschenhand" aufgebracht.
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Gemäß einer
insgesamt bevorzugten Ausführungsform
ist ferner an dem außenseitigen
Betätigungsglied
ein von der Außenseite
erkennbarer (beispielsweise sichtbarer oder hörbarer) Signalgeber angeordnet,
der von der Steuerschaltung bei betätigter Authentizität des Berechtigungssignals
ansteuerbar ist.
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Für das Vorsehen
eines solchen akustischen oder optischen Signalgebers müssten ansonsten teure
Kabeldurchführungen
zwischen Innenseite und Außenseite
vorgesehen werden. Wenn der äußere Steuerabschnitt,
der in dem außenseitigen
Betätigungsglied
vorgesehen ist, den Signalgeber ansteuert, kann ein solcher Signalgeber
vergleichsweise kostengünstig
realisiert werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
ist in dem außenseitigen
Betätigungsglied eine
Energiequelle angeordnet, die durch den Bohrschutz hindurch mit
dem inneren Steuerabschnitt verbunden ist.
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Vorzugsweise
wird die Energiequelle dann, wenn die Authentizität des Berechtigungssignals festgestellt
ist, mit der Aktuatoranordnung verbunden, um die Aktuatoranordnung
somit anzusteuern.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es bei einer Ausführungsform
vorteilhaft, wenn das Berechtigungssignal in dem Außenabschnitt
der Steuerschaltung auf Authentizität geprüft wird und wenn in dem Außenabschnitt
dann, wenn das Berechtigungssignal zur Schließung berechtigt, das Codesignal
erzeugt wird und über
eine elektrische Leitung zu einer Decodierschaltung (innerer Steuerabschnitt)
gesendet wird, die sich in einem Gehäuse hinter einem Bohrschutz
befindet und einen Identifikationscode speichert.
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Dabei
wird bei Übereinstimmung
des Codesignals und des gespeicherten Identifikationscodes die Aktuatoranordnung
angesteuert.
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Alternativ
hierzu ist es auch möglich,
dass der Außenabschnitt
einen in dem Berechtigungssignal enthaltenen Identcode mittels des
Codesignals an den Innenabschnitt sendet, wobei der innere Steuerabschnitt
den in dem Berechtigungssignal enthaltenen Identcode auf Authentizität prüft.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer elektronischen Schließeinrichtung;
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2 eine
alternative Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen elektronischen
Schließeinrichtung,
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3 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen elektronischen
Schließeinrichtung;
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4 eine
weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen elektronischen
Schließeinrichtung;
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5 eine
schematische Darstellung des Zusammenwirkens der Steuerabschnitte
der erfindungsgemäßen elektronischen
Schließeinrichtung; und
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6 ein
Flussdiagramm mit einer Darstellung des erfindungsgemäßen Schließverfahrens.
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In 1 ist
eine erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schließeinrichtung
in Form eines elektronischen Schließzylinders generell mit 10 bezeichnet.
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Der
Schließzylinder 10 ist
als Profilzylinder ausgebildet und in an sich herkömmlicher
Art und Weise in ein Einsteckschloss 12 eingesetzt, das
in einer Tür 14 eingebaut
ist, die eine Außenseite
A von einer Innenseite I trennt.
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Der
Schließzylinder 10 dient
zur Betätigung eines
in 1 schematisch dargestellten Riegels 16 des
Schlosses 12.
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Ferner
ist der elektronische Schließzylinder 10 dazu
eingerichtet, mit einem Transponder 18 in drahtlosen Kontakt
zu treten. Die drahtlose Kopplung zwischen dem Schließzylinder 10 und
dem Transponder 18 ist in 1 schematisch
mit 20 bezeichnet. Die Kopplung 20 kann induktiver
Natur sein, wobei der Transponder 18 in diesem Fall generell
als passiver Transponder ausgebildet ist. Die Kopplung 20 kann
jedoch auch eine Funkkopplung sein, wie sie beispielsweise bei manchen
aktiven Transpondern verwendet wird. Generell ist es auch denkbar,
dass die Kopplung 20 auf Infrarot-Basis arbeitet. Anstelle eines
drahtlosen Kontaktes ist auch eine Kopplung über ein Kartenlesegerät oder Ähnliches
denkbar.
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Der
Schließzylinder 10 weist
ein Gehäuse 24 auf,
das als Profilgehäuse
(DIN-Profilzylinder) ausgebildet ist.
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An
dem Gehäuse 24 ist
eine Welle 26 drehbar gelagert, die gegenüber dem
Gehäuse 24 axial vorsteht.
Ein außenseitiges
Betätigungselement
in Form eines Außenknaufes 28 ist
drehfest mit der Welle 26 verbunden.
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An
dem Gehäuse 24 ist
ferner in an sich herkömmlicher
Weise ein Schließbart 30 drehbar
gelagert. Der Schließbart 30 steht
in Eingriff mit dem Riegel 16.
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Zwischen
dem Schließbart 30 und
der Welle 26 ist eine schematisch dargestellte Kupplung 32 in dem
Gehäuse 24 gelagert.
Die Kupplung 32 ist mittels einer ebenfalls schematisch
angedeuteten, in dem Gehäuse 24 angeordneten
Aktuatoranordnung 34 betätigbar.
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Die
Kupplung 32 kann beispielsweise eine elektromechanische
Kupplung sein, die mittels eines elektrischen Signals angesteuert
wird und zwischen der Welle 26 und dem Schließbart 30 einen
Formschluss oder Reibschluss herstellen kann.
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Der
Schließzylinder 10 weist
ferner eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung beinhaltet
einen äußeren bzw.
außenseitigen
Steuerabschnitt 40, der in dem Außenknauf 28 gelagert
ist. In dem Außenknauf 28 sind
ferner eine Batterie 42 und eine Antenne 44 gelagert.
Der äußere Steuerabschnitt 40 beinhaltet
eine Empfangsschaltung 46, die mit der Antenne 44 (Empfangselement)
verbunden ist, sowie eine Auswerteschaltung 48. Die Auswerteschaltung 48 ist
mit einem Ausgang der Empfangsschaltung 46 verbunden.
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Die
Steuereinrichtung beinhaltet ferner einen inneren Steuerabschnitt 50,
der innerhalb des Gehäuses 24 angeordnet
ist, und zwar von der Außenseite
A gesehen hinter einem ebenfalls in dem Gehäuse 24 vorgesehenen
Bohrschutz 52.
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Der
Bohrschutz 52 kann in an sich bekannter Art und Weise ausgebildet
sein, beispielsweise durch eine Mehrzahl von quer zur Längsachse
verlaufenden Hartmetallstäben,
durch eine Hartmetallplatte oder Ähnliches.
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Der
innere Steuerabschnitt 50 ist mittels einer elektrischen
Leitung 54 mit der Auswerteschaltung 48 verbunden.
Die elektrische Leitung 54 ist dabei durch die als Hohlwelle
ausgebildete Welle 26 hindurch verlegt. Die Hohlwelle 26 verläuft durch
den Bohrschutz 52 hindurch. Ferner kann in der Hohlwelle 26 ein
weiterer Bohrschutzabschnitt 53 vorgesehen sein, der sich
mit der Welle 26 mitdreht.
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Der
innere Steuerabschnitt 50 ist ferner mit der Aktuatoranordnung 34 verbunden
und ist dazu ausgelegt, die Aktuatoranordnung 34 anzusteuern (mit
einem Ansteuersignal 55 zu versorgen). Sobald das Ansteuersignal 55 an
der Aktuatoranordnung 34 ansteht, wird die Kupplung 32 geschlossen.
Das Ansteuersignal 55 kann beispielsweise angelegt werden,
indem die Aktuatoranordnung 34 bestromt wird.
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Die
generelle Funktionsweise des elektronischen Schließzylinders 10 ist
folgendermaßen.
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Im
Ruhezustand des elektronischen Schließzylinders ist die Kupplung 32 geöffnet. Der
Außenknauf 28 und
die Welle 26 sind frei in Bezug auf das Gehäuse 24 drehbar.
Personen, die keine Zutrittsberechtigung in Form eines gültigen Transponders
(mit gültigem
Identcode) haben, können
daher die Tür 14 von
der Außenseite
A nicht öffnen.
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Der
elektronische Schließzylinder 10 ist
als Halbzylinder ausgebildet. Von der Innenseite I gibt es keine
Möglichkeit,
den Schließbart 30 zu
betätigen. Es
ist dabei denkbar, dass die Tür 14 als
Fluchttür ausgebildet
ist, wobei das Schloss 12 von der Innenseite I immer zu öffnen ist,
beispielsweise durch Niederdrücken
eines Türdrückers, der
auch den Riegel 16 betätigt.
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Sofern
eine Person mit einem berechtigten Transponder 18 Zutritt
verlangt, erfolgt über
die Kopplung 20 und die Antenne 44 ein Datenaustausch zwischen
dem Transponder 18 und dem äußeren Steuerabschnitt 40.
In dem äußeren Steuerabschnitt 40 wird
die Authentizität
des Transponders 18 geprüft. Mit anderen Worten wird
in dem äußeren Steuerabschnitt 40 ausgewertet,
ob ein von dem Transponder 18 übertragenes Berechtigungssignal
(mit einem darin enthaltenen – beispielsweise
aufmodulierten – Identcode)
dazu berechtigt, an der Tür 14 einen Schließvorgang
durchzuführen,
also beispielsweise den Riegel 16 zu entsperren.
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Sofern
der Transponder 18 kein gültiges Berechtigungssignal 20 überträgt, wird
der Vorgang abgebrochen.
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Sofern
die Authentizität
des Transponders 18 bestätigt ist (der Transponder 18 also
einen gültigen
Identcode trägt),
gibt der äußere Steuerabschnitt 40 über die
Leitung 54 ein Codesignal an den inneren Steuerabschnitt 50 ab,
wobei das Codesignal einen Identifikationscode beinhaltet.
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Der
Identifikationscode kann dabei theoretisch gleich dem Identifikationscode
des Transponders 18 sein. In der Regel handelt es sich
jedoch um einen eigenen einfacheren Code in Form eines binären Codes
mit beispielsweise 32 Bit.
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Der
an den inneren Steuerabschnitt 50 übertragene Identifikationscode
kann ein für
den einzelnen Schließzylinder 10 fest
programmierter Code sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Identifikationscode
mittels eines so genannten Master-Transponders generiert wird, und
zwar als zylinderspezifischer 32-Bit-Schlüssel
für die
Kommunikation zwischen dem äußeren Steuerabschnitt 40 und
dem inneren Steuerabschnitt 50. Bei einem solchen "Programmierungsvorgang" wird der Code in
dem inneren Steuerabschnitt 50 fest abgespeichert. Eine
Umprogrammierung ist lediglich durch erneutes Verwenden des Master-Transponders
möglich,
wobei dann auch ein neuer Identifikationscode programmiert werden
kann.
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Die
Angabe des Identifikationscodes mit 32 Bit ist lediglich beispielhaft
zu verstehen. Es versteht sich, dass die Bitzahl auch kleiner oder
auch größer sein
kann, beispielsweise im Bereich von 16 bis 64 Bit.
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Ferner
kann der Code auch als Wechselcode ausgebildet sein, der bei jedem
neuen Schließvorgang
gewechselt wird. Dies erfordert natürlich eine aufwendigere Kommunikation
zwischen dem inneren und dem äußeren Steuerabschnitt 50, 40.
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Ferner
ist es auch möglich,
dass die Sicherheit noch weiter erhöht wird, und zwar durch zusätzliche
Authentisierungsmechanismen (z.B. in Form der so genannten "mutual authentifi cation"), wobei beim Codieren
bzw. Decodieren eine Zufallszahl verwendet wird, die beispielsweise
mit dem Binärcode multipliziert
wird. Die Zufallszahl kann auf einem pseudostochastischen System
beruhen, wobei die gleiche pseudostochastische Folge von Zufallszahlen
sowohl in dem äußeren Steuerabschnitt 40 als auch
in dem inneren Steuerabschnitt 50 abgelegt ist, so dass
eine Synchronisierung erfolgt, ohne dass diese über die Leitung 54 zu übertragen
ist.
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Wenn
nach Empfang eines gültigen
Berechtigungssignals 20 von einem Transponder 12 der äußere Steuerabschnitt 40 ein
Codesignal mit dem Identifikationscode an den inneren Steuerabschnitt 50 sendet,
dann wird das Codesignal dort decodiert (beispielsweise mit dem
dort gespeicherten Binärcode
verglichen). Sofern sich in dem inneren Steuerabschnitt der in dem
Codesignal empfangene Identifikationscode als gültig erweist, wird das Ansteuersignal 55 an
die Aktuatoranordnung 34 abgegeben und hierdurch die Kupplung 32 geschlossen.
Dann kann der Schließbart 30 mittels
des Außenknaufes 28 betätigt werden,
um so einen Schließvorgang
durchzuführen.
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Die
Aktuatoranordnung 34 steuert die Kupplung 32 beispielsweise
für eine
vorbestimmte Zeitspanne von einigen Sekunden an. Nach Ablauf der Zeitspanne
wird die Kupplung 32 wieder automatisch geöffnet, so
dass der Ruhezustand wieder hergestellt wird.
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Der
innere Steuerabschnitt 50 und die Aktuatoranordnung 34 befinden
sich gemeinsam mit dem Schließbart 30 hinter
dem Bohrschutz 52, 53, und zwar von der Außenseite
A aus gesehen.
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Selbst
wenn der Außenknauf 28 unberechtigterweise
entfernt werden sollte, so kann die Aktuatoranordnung 34 dennoch
nicht durch Bestromen beispielsweise der elektrischen Leitung 54 betätigt werden.
Denn zum Erzeugen des Ansteuersignals 55 ist es notwendig,
dass der innere Steuerabschnitt 50 das Codesignal mit dem
gültigen
Identifikationscode empfängt.
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Daher
ist eine Manipulation von der Außenseite A ausgeschlossen,
und zwar trotz der Anordnung eines überwiegenden Teils der Steuereinrichtung
in dem Außenknauf 28.
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Bei
Empfang eines gültigen
Berechtigungssignals 20 wird bei dem elektronischen Schließzylinder 10 der 1 ein
Signalgeber 56 aktiviert, der durch ein optisches und/oder
akustisches Signal anzeigt, dass ein gültiges Berechtigungssignal
empfangen worden ist.
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Da
die Ansteuerung des Signalgebers 56 unmittelbar von dem äußeren Steuerabschnitt 40 aus erfolgen
kann, ist die Integration eines solchen Signalgebers 56 auf
einfache Weise realisierbar.
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Der
innere Steuerabschnitt 50 ist als eine Art elektronische
Sicherheitsschaltung im Inneren des Gehäuses 24 ausgebildet.
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Eine
alternative Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Schließzylinders
ist in 2 generell mit 10' bezeichnet. Der Schließzylinder 10' entspricht
hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Schließzylinder
der 1. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern
versehen. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist die Welle 26', die
mit dem Außenknauf 28' drehfest verbunden
ist, zwar an dem Gehäuse 24' gelagert. Allerdings
durchsetzt die Welle 26' den
Bohrschutz 52' nicht
(erster Unterschied). Lediglich die elektrische Leitung 54 (und
gegebenenfalls eine Spannungsversorgungsleitung) werden durch den
Bohrschutz 52' hindurchgeführt und
mit dem inneren Steuerabschnitt 50' verbunden.
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Bei
der Ausführungsform
ist ferner vorgesehen, dass die Aktuatoranordnung 34', die mit dem
inneren Steuerabschnitt 50' verbunden
ist, den Schließbart 30' unmittelbar
betätigt
(zweiter Unterschied). Eine Versorgungsspannung, die die hierfür erforderliche
Leistung zur Verfügung
stellen kann, kann beispielsweise von einem elektrischen Versorgungsnetz
(Netzanschluss) bereitgestellt werden, mit dem der Schließzylinder 10' verbunden wird,
wie es schematisch bei 58 gezeigt ist.
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Ferner
ist bei dieser Ausführungsform
ein äußerer Steuerabschnitt 40' im Wesentlichen
dazu ausgelegt, die Kommunikation mit dem Transponder 18 durchzuführen. Der
von dem Transponder 18 übermittelte
Identcode wird bei dieser Ausführungsform nicht
in dem äußeren Steuerabschnitt 40' auf Authentizität geprüft. Stattdessen
wird dieser Identcode an den inneren Steuerabschnitt 50' übermittelt
und wird dort auf Authentizität
geprüft
(dritter Unterschied).
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Die
aus dem äußeren Steuerabschnitt 40' und dem inneren
Steuerabschnitt 50' bestehende Steuerschaltung
dieser Ausführungsform
entspricht somit insgesamt an sich bekannten Steuerschaltungen,
wobei die Identcodeprüfung
bzw. -auswertung in den innenseiti gen Steuerabschnitt 50' verlagert,
und damit hinter den Bohrschutz 52' positioniert ist.
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Bei
dieser Ausführungsform
verbleiben in dem äußeren Steuerabschnitt 40' bspw. ein Ergebnisspeicher,
ein Uhrenbaustein, eine Spannungsregelung, ein Signalgeber, eine
Infrarotschnittstelle sowie ggf. eine Batterie, eine Antenne und
allgemeine Beschaltungsbauteile.
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Die
drei genannten Unterschiede der zweiten Ausführungsform gegenüber der
ersten Ausführungsform
können
jeweils auch einzeln mit der ersten Ausführungsform kombiniert werden.
Beispielsweise kann der Aufbau der Steuerschaltung 40', 50' auch bei der
ersten Ausführungsform
des Schließzylinders gemäß 1 implementiert
werden, ohne dass die anderen Unterschiede gleichfalls realisiert
werden.
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3 zeigt
eine der 1 vergleichbare Ausführungsform
eines Schließzylinders 10', bei der ein
innerer Steuerabschnitt 50'' unmittelbar
in Fortsetzung der Welle 26'' angeordnet
ist.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen elektronischen
Schließzylinders 10'''.
Der Schließzylinder 10''' ist
als Doppelzylinder ausgebildet und weist neben dem Außenknauf 28''' einen
Innenknauf 60 auf. Der Innenknauf 60 kann entweder
ständig
mit dem Schließbart 30''' gekoppelt
sein. In 4 ist jedoch auch dargestellt, dass
auch der Innenknauf 60 einen äußeren Steuerabschnitt 40''' sowohl
im Außenknauf 28''' als
auch im Innenknauf 60 tragen kann. In diesem Fall ist der äußere Steuerabschnitt 40''' des
Innenknaufes 60 durch einen weiteren Bohrschutz 62 auf
der Innenseite I hindurch über eine
weitere elektrische Leitung 64 mit dem inneren Steuerabschnitt 50''' verbunden.
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Bei
dem in 4 gezeigten Doppelzylinder 10''' ist
ein sicheres Sperren sowohl von der Außenseite A als auch der Innenseite
I möglich,
so dass der Schließzylinder 10''' beispielsweise
für Durchgangstüren verwendbar
ist.
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Obgleich
in 4 bezeigt ist, dass die elektrische Leitung 64 durch
das Gehäuse
geführt
ist, wird bei dieser Ausführungsform
vorzugsweise der Innenknauf 60 mit dem Außenknauf 28''' verbunden. Die
Knäufe
können
also an einer gemeinsamen Welle gelagert sein. Der Schließbart 30''' wird
bei dieser Ausführungsform
bei authentischem Berechtigungssignal mit der durchgehenden Welle
gekuppelt. Dabei kann dann die elektrische Leitung 64 entlang
der durchgehenden Welle oder durch die durchgehende Welle hindurchgeführt werden
und muss nicht über das
Gehäuse 24''' geführt werden.
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5 zeigt
in schematischer Form eine mögliche
Ausführung
des inneren Steuerabschnittes 50iv .
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Beispielsweise
ist eine elektrische Versorgungsleitung 66, die mit der
Batterie 42iv verbunden ist, mit
dem inneren Steuerabschnitt 50iv verbunden. Ferner
ist der innere Steuerabschnitt 50iv über die elektrische
Leitung 54iv mit dem äußeren Steuerabschnitt 40iv verbunden.
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In
dem inneren Steuerabschnitt 50iv ist
eine Codeauswerteschaltung 67 vorgesehen, die einen darin
gespeicherten Identifikati onscode 68 mit einem Code vergleicht,
der über
die elektrische Leitung 54iv empfangen
wird.
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Nur
wenn über
diese Leitung 54iv ein gültiger Identifikationscode
empfangen wird, der gleich dem Identifikationscode 68 ist,
wird die elektrische Versorgungsleitung 66 über einen
Schalter (beispielsweise in Form eines Transistors) mit der Aktuatoranordnung 34iv verbunden, wodurch die Aktuatoranordnung 34iv elektrisch bestromt werden kann.
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6 zeigt
in schematischer Form einen erfindungsgemäßen Schließprozess 70.
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In
dem äußeren Steuerabschnitt 40 erfolgt eine
Warteschleife 72, wobei auf ein Berechtigungssignal gewartet
wird. Sobald ein solches Berechtigungssignal empfangen wird, wird
dessen Authentizität
im Schritt 74 geprüft.
Sofern das Berechtigungssignal nicht gültig ist, wird der Zugriff
auf die Schließeinrichtung
verweigert (Schritt 76).
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Sofern
die Authentizitätsprüfung 74 positiv ist,
wird von dem äußeren Steuerabschnitt 40 ein Codesignal
an den inneren Steuerabschnitt 50 gesendet (Schritt 78).
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In
dem inneren Steuerabschnitt 50 wird das Codesignal bzw.
der darin enthaltene Identifikationscode, geprüft (Schritt 80). Falls
der Identifikationscode nicht mit einem gespeicherten Identifikationscode übereinstimmt
bzw. auf sonstige Art und Weise nicht gültig ist, wird wiederum der
Zugriff verweigert (Schritt 76).
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Nur
dann, wenn der übertragene
Identifikationscode gültig
ist (J in Schritt 80), erfolgt eine Durchführung eines
Schließvorganges
bzw. die Freigabe eines Schließvorganges,
beispielsweise durch Ansteuern einer Kupplung 32 (Schritt 82).