DE102010043967B4

DE102010043967B4 - Codeempfänger eines elektronischen Sperrmechanismus

Info

Publication number: DE102010043967B4
Application number: DE102010043967.3A
Authority: DE
Inventors: Helmut Aswegen; Dr. Bickert Peter
Original assignee: Aug Winkhaus GmbH and Co KG
Current assignee: Aug Winkhaus GmbH and Co KG
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2023-12-21
Anticipated expiration: 2030-11-17
Also published as: DE102010043967A1

Abstract

Codeempfänger (2, 16) eines elektronischen Sperrmechanismus (3) zum Auslesen eines Codes eines eine Transponderantenne (10) aufweisenden Transponders (11) mit einem Grundkörper (4), mit einer in dem Grundkörper (4) angeordneten Readerantenne (5, 18) zur Erzeugung von magnetischen Feldlinien zur Erregung der Transponderantenne (10), wobei die Readerantenne (5, 18) einen Ferritkern (6, 19) hat und dass zumindest zwei Oberflächen des Ferritkerns (6, 19) derart zueinander ausgerichtet sind, dass von der Readerantenne (5, 18) erzeugte Feldlinien außerhalb des Grundkörpers (4, 17) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferritkern (19) im Querschnitt E-förmig mit einer Basis (20) und einem von der Basis (20) abstehenden zentrischen Schenkel (21) und zwei neben dem zentrischen Schenkel (21) angeordneten seitlichen Schenkeln (22, 23) oder einem um den zentrischen Schenkel (21) umlaufenden Rand gestaltet ist und dass die freien, der Basis (20) abgewandten Enden der Schenkel (21 - 23) und/oder des Randes an der Außenseite des Grundkörpers (17) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Codeempfänger eines elektronischen Sperrmechanismus zum Auslesen eines Codes eines eine Transponderantenne aufweisenden Transponders mit einem Grundkörper, mit einer in dem Grundkörper angeordneten Readerantenne zur Erzeugung von magnetischen Feldlinien zur Erregung der Transponderantenne, wobei die Readerantenne einen Ferritkern hat, dass zumindest zwei Oberflächen des Ferritkerns derart zueinander ausgerichtet sind, dass von der Readerantenne erzeugte Feldlinien außerhalb des Grundkörpers geführt sind.
Aus der DE 692 09 666 T2 ist ein Schloss mit einem Schließzylinder und einem dazu gehörenden Schlüssel offenbart. Dieses Schloss-Schlüssel-System umfasst weiterhin Komponenten, welche eine kontaktlose Abfrage von Schließberechtigungen ermöglichen. Hierzu wird Anhand von Antennen in Schloss und Schlüssel sowie signalerzeugenden elektronischen Schaltkreisen eine auf elektromagnetischen Signalen basierende Kommunikation verwendet. Zur Optimierung der Signalübertragung dieser Kommunikation wird ein U-förmiges Ferritelement im Schloss angeordnet, welches zur Führung der magnetischen Feldlinien dient.
Ein elektronischer Sperrmechanismus mit einem solchen Codeempfänger ist aus der EP 2 017 410 A2 am Beispiel für einen mit einem einen Transponder aufweisenden Schlüssel zu schließenden Schließzylinder bekannt. Jedoch werden auch Knaufzylinder oder andere Zutrittskontrollanlagen mit einem solchen Sperrmechanismus ausgestattet.
Zum Auslesen muss der die Transponderantenne aufweisende Transponder in den Einflussbereich eines von dem Codeempfänger erzeugten elektromagnetischen Feldes gelangen. Der Codeempfänger erzeugt hierzu über die Readerantenne das elektromagnetische Feld, welches die Transponderantenne mit elektrischem Strom versorgt und den Code des Transponders auslesen lässt. Ein großer Leseabstand zwischen der Transponderantenne und der Readerantenne trägt zur komfortablen Bedienung des Sperrmechanismus bei. Die Koppelung von Transponderantennen mit großem Durchmesser an eine Readerantenne mit kleinen Abmessungen erfordert zudem eine große Ausbreitung des von der Readerantenne erzeugten elektromagnetischen Feldes, damit genügend Feldlinien die Wicklungen der Transponderantenne umschließen. Dies führt jedoch zu kurzen Leseabständen, da die Ausbreitung des Feldes und die Dimension der Readerantenne proportional sind. Eine mögliche hohe Sendeleistung der Readerantenne führt zudem zu einem hohen Verbrauch an elektrischer Energie, was insbesondere bei mit Energiespeichern versehenen Sperrmechanismen zu einem hohen und damit unerwünschten Wartungsaufwand führt.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Codeempfänger für einen elektronischen Sperrmechanismus zu schaffen, welcher einen großen Leseabstand zwischen Transponderantenne und Readerantenne ermöglicht und zudem einen besonders geringen Energiebedarf hat.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ferritkern im Querschnitt E-förmig mit einer Basis und einem von der Basis abstehenden zentrischen Schenkel und zwei neben dem zentrischen Schenkel angeordneten seitlichen Schenkeln oder einem um den zentrischen Schenkel umlaufenden Rand gestaltet ist und wenn die freien, der Basis abgewandten Enden der Schenkel und/oder des Randes an der Außenseite des Grundkörpers angeordnet sind.
Durch diese Gestaltung wird die Ausbreitung der Feldlinien gezielt beeinflusst, was zunächst dazu führt, dass Verluste des von der Readerantenne erzeugten Feldes besonders gering gehalten werden. Zudem lassen sich die Feldlinien außerhalb des Grundkörpers und damit in dem für die Transponderantenne zugänglichen Bereich ausrichten, um einen möglichst großen Leseabstand sicherzustellen. Durch diese Gestaltung wird darüber hinaus eine besonders breite Ausdehnung von Feldlinien vor dem Grundkörper erreicht.
Der Ferritkern gestaltet sich gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung konstruktiv besonders einfach, wenn der Ferritkern U-förmig mit einer Basis und zwei von der Basis abstehenden Schenkeln gestaltet ist und wenn die freien, der Basis abgewandten Enden der Schenkel an der Außenseite des Grundkörpers angeordnet sind. Durch diese Gestaltung wird eine große Ausdehnung der Feldlinien erzeugt, welche senkrecht aus von den der Basis abgewandten Enden der Schenkel austreten und die Schenkel miteinander verbinden.
Die Readerantenne könnte beispielsweise an der Basis des Ferritkerns angeordnet sein. Die Basis ist jedoch von der Außenseite des Grundkörpers entfernt. Die Feldlinien werden jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders nahe an der Außenseite des Grundkörpers erzeugt, wenn die Readerantenne an einem der Schenkel des U-förmigen oder E-förmigen Ferritkerns angeordnet ist. Dies trägt zur weiteren Vergrößerung der Ausdehnung der Feldlinien außerhalb des Grundkörpers bei.
Eine besonders gleichmäßige Abstrahlung der Feldlinien lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erreichen, wenn die Readerantenne bei dem E-förmigen Ferritkern an dem zentrischen Schenkel angeordnet ist.
Zur Vergrößerung der Abstrahlcharakteristik der Feldlinien trägt es gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bei, wenn die freien Enden zweier Schenkel oder der Rand des Ferritkerns von dem zentrischen Schenkel weg abgeschrägt sind/ist. Eine derartige Gestaltung des Ferritkerns eignet sich insbesondere für den Einsatz in knaufartigen Grundkörpern.
Das Lesegerät kann gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in einem gewöhnlichen, für einen Schließzylinder vorgesehenen Schloss eingesetzt werden, wenn der Grundkörper im Querschnitt ein Hahnprofil eines Schließzylinders mit einem durchmessergroßen zylindrischen Abschnitt und einen sich daran anschließenden stegförmigen schmalen Abschnitt hat, wenn einer der Schenkel des U-förmiger Ferritkerns im zylindrischen Abschnitt und einer der Schenkel im stegförmigen Abschnitt angeordnet ist und wenn die Readerantenne den im zylindrischen Abschnitt angeordneten Schenkel umschließt.
Störende Einflüsse des Grundkörpers lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn der Grundkörper aus einem unmagnetischen, vorzugsweise nicht metallischen Werkstoff gefertigt ist.
Oft befinden sich in der unmittelbaren Umgebung der Readerantenne metallische Oberflächen. Treten die Feldlinien mit einer senkrechten Richtungskomponente auf eine solche Oberfläche, induzieren sie dort elektrische Ströme. Diese verursachen Verluste der Feldlinien und bewirken gleichzeitig selbst ein magnetisches Störfeld, welches dem von der Readerantenne erzeugten Feld entgegenwirkt. Solche von angrenzenden metallischen Oberflächen erzeugte Störfelder lassen sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn die freien Enden der Schenkel oder des Randes des Ferritkerns gegenüber angrenzenden metallischen Oberflächen geneigt sind. Hierdurch wird vermieden, dass eine senkrechte Richtungskomponente der Feldlinien auf angrenzende metallische Oberflächen trifft.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

1 schematisch einen Schließzylinder mit einem erfindungsgemäßen Codeempfänger,
2 eine Schnittdarstellung durch den Schließzylinder aus 1 entlang der Linie II - II,
3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Codeempfängers für einen elektronischen Sperrmechanismus.

1 zeigt einen Schließzylinder 1 mit einem Codeempfänger 2 und einem elektronischen Sperrmechanismus 3. Der Codeempfänger 2 hat einen Grundkörper 4 und eine in dem Grundkörper 4 angeordnete Readerantenne 5 mit einem U-förmigen Ferritkern 6. Der U-förmige Ferritkern 6 hat eine Basis 7 und von der Basis 7 abstehende und an die Außenseite des Grundkörpers 4 geführte Schenkel 8, 9. Einer der Schenkel 8 ist von der Readerantenne 5 umschlossen. Der Grundkörper 4 ist aus einem unmagnetischen Material gefertigt.
Bei einer Bestromung der Readerantenne 5 erzeugt der Codeempfänger 2 ein magnetisches Feld, dessen Feldlinien in der Zeichnung gestrichelt dargestellt sind. Deutlich ist zu erkennen, dass die Feldlinien senkrecht aus den freien Enden der Schenkel 8, 9 austreten und die Schenkel 8, 9 bogenförmig miteinander verbinden. Das Feld dient zum Auslesen eines eine Transponderantenne 10 aufweisenden Transponders 11.
In der dargestellten Stellung befindet sich die Transponderantenne 10 in dem Feld und wird damit bestromt. Ein Code des Transponders 11 wird hierdurch ausgelesen und von einer Steuerelektronik 12 des elektronischen Sperrmechanismus 3 ausgewertet. Die Steuerelektronik 12 steuert anschließend in Abhängigkeit von dem Code einen Sperrriegel 13 an.
2 zeigt eine Schnittdarstellung durch den Schließzylinder 1 aus 1 entlang der Linie II - II. Hierbei ist zu erkennen, dass der Grundkörper 4 ein so genanntes Hahnprofil mit einem durchmessergroßen zylindrischen Abschnitt 14 und einen sich an den zylindrischen Abschnitt 14 anschließenden stegförmigen, schmalen Abschnitt 15 hat. Die Readerantenne 5 und der von der Readerantenne 5 umschlossene Schenkel 8 ist in dem zylindrischen Abschnitt 14 angeordnet, während der andere Schenkel 9 in dem stegförmigen, schmalen Abschnitt 15 angeordnet ist.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Codeempfängers 16 mit einer in einem Grundkörper 17 angeordneten Readerantenne 18. Der Codeempfänger 16 hat einen im Querschnitt E-förmigen Ferritkern 19. Von einer Basis 20 des Ferritkerns 19 steht ein zentrischer Schenkel 21 ab, um den die Readerantenne 18 angeordnet ist. Seitlich neben dem zentrischen Schenkel 21 sind zwei seitliche Schenkel 22, 23 angeordnet. Die freien, von der Basis 20 abgewandten Enden der seitlichen Schenkel 22, 23 sind abgeschrägt. Damit werden gestrichelt dargestellte Feldlinien über einen besonders großen Weg außerhalb des Grundkörpers 17 geführt. Neben dem Grundkörper 17 ist beispielhaft ein Körper 24 mit einer metallischen Oberfläche 25 dargestellt. Hierbei ist zu erkennen, dass die freien Enden der Schenkel 21 - 23 gegenüber dieser metallischen Oberfläche 25 geneigt sind. Hierdurch wird vermieden, dass die Feldlinien direkt auf die metallische Oberfläche 25 treffen und dort Ströme induzieren. Der dargestellte Codeempfänger 16 kann beispielsweise in einem Knaufzylinder angeordnet oder als fest montiertes Bauteil für eine Zutrittskontrollanlage vorgesehen sein. Ein mit dem Codeempfänger 16 verbundener Sperrmechanismus kann wie in 1 beschrieben aufgebaut sein. Der Grundkörper 17 ist aus einem nichtmetallischen Werkstoff gefertigt.
In einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform kann ausgehend von der Ausführungsform nach 3 von der Basis 20 anstelle der beiden seitlichen Schenkel 22, 23 ein um den zentrischen Schenkel 21 umlaufender Rand abstehen. Der umlaufende Rand weist dann die Funktion der beiden seitlichen Schenkel 22, 23 auf.

Claims

Codeempfänger (2, 16) eines elektronischen Sperrmechanismus (3) zum Auslesen eines Codes eines eine Transponderantenne (10) aufweisenden Transponders (11) mit einem Grundkörper (4), mit einer in dem Grundkörper (4) angeordneten Readerantenne (5, 18) zur Erzeugung von magnetischen Feldlinien zur Erregung der Transponderantenne (10), wobei die Readerantenne (5, 18) einen Ferritkern (6, 19) hat und dass zumindest zwei Oberflächen des Ferritkerns (6, 19) derart zueinander ausgerichtet sind, dass von der Readerantenne (5, 18) erzeugte Feldlinien außerhalb des Grundkörpers (4, 17) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferritkern (19) im Querschnitt E-förmig mit einer Basis (20) und einem von der Basis (20) abstehenden zentrischen Schenkel (21) und zwei neben dem zentrischen Schenkel (21) angeordneten seitlichen Schenkeln (22, 23) oder einem um den zentrischen Schenkel (21) umlaufenden Rand gestaltet ist und dass die freien, der Basis (20) abgewandten Enden der Schenkel (21 - 23) und/oder des Randes an der Außenseite des Grundkörpers (17) angeordnet sind.
Codeempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ferritkern (6) U-förmig mit einer Basis (7) und zwei von der Basis (7) abstehenden Schenkeln (8, 9) gestaltet ist und dass die freien, der Basis (7) abgewandten Enden der Schenkel (8, 9) an der Außenseite des Grundkörpers (4) angeordnet sind.
Codeempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Readerantenne (18) an einem der Schenkel (8, 21) des U-förmigen oder E-förmigen Ferritkerns (6, 19) angeordnet ist.
Codeempfänger nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Readerantenne (18) bei dem E-förmigen Ferritkern (19) an dem zentrischen Schenkel (21) angeordnet ist.
Codeempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden zweier Schenkel (22, 23) oder der Rand des Ferritkerns (19) von dem zentrischen Schenkel (21) weg abgeschrägt sind/ist.
Codeempfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) im Querschnitt ein Hahnprofil eines Schließzylinders (1) mit einem durchmessergroßen zylindrischen Abschnitt (14) und einen sich daran anschließenden stegförmigen schmalen Abschnitt (15) hat, dass einer der Schenkel (8) des U-förmiger Ferritkerns (6) im zylindrischen Abschnitt (14) und einer der Schenkel (9) im stegförmigen Abschnitt (15) angeordnet ist und dass die Readerantenne (5) den im zylindrischen Abschnitt (14) angeordneten Schenkel (8) umschließt.
Codeempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4, 17) aus einem unmagnetischen, vorzugsweise nicht metallischen Werkstoff gefertigt ist.
Codeempfänger nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden der Schenkel (8, 9, 21, 23) oder des Randes des Ferritkerns (6, 19) gegenüber angrenzenden metallischen Oberflächen (25) geneigt sind.