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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Schloss und ein Schließblech, wobei das Schloss insbesondere ein Einsteckschloss ist, das in eine in einen Türflügel eingefräste Tasche einsetzbar ist.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Schließblech, das in einen Türrahmen einsetzbar ist.
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Stand der Technik
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Schlösser und Schließbleche der vorbekannten Art werden im Stand der Technik umfangreich beschrieben. Die Schlösser besitzen einen aus Metall gefertigten Schlosskasten, in dem sich eine durch Betätigen eines Drückers gegen die Rückstellkraft einer Fallenfeder zurückziehbare Falle befindet. Im Schlossgehäuse kann ferner ein Riegel gelagert sein, der durch Verschieben eines Riegelschiebers aus dem Schlosskasten heraus und in den Schlosskasten herein verlagert werden kann. Dies erfolgt üblicherweise mittels eines Schlüssels.
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Im Stand der Technik ist es darüber hinaus bekannt, mit einem in einem Schloss angeordneten Funkmodul drahtlos zu kommunizieren. Es ist ferner bekannt, in einem Schloss einen Generator anzuordnen, der bei der Betätigung eines mechanischen Elementes des Schlosses elektrische Leistung liefert.
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Im Stand der Technik sind darüber hinaus Gebäudeautomatisierungssysteme vorbekannt, bei denen Sensoren oder Aktoren drahtlos mit einer Zentraleinheit kommunizieren. Die Sensoren können manuell betätigbare Schalter oder Positionssensoren für Türen, Fensterflügel, Rollladen oder dergleichen sein. Die Aktoren können Elektromotoren, Beleuchtungen oder dergleichen sein, die ferngesteuert werden können.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vom Stromnetz und von Batterien unabhängiges Schloss oder Schließblech anzugeben, welches drahtlos in ein Smart Home-System oder in ein Gebäudeautomatisierungssystem integrierbar ist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass im Schlosskasten beziehungsweise im Schließblech ein einfacher Energiewandler angeordnet ist, der in der Lage ist, eine mechanische Leistung in eine elektrische Leistung zu wandeln. Bei dem Energiewandler kann es sich um ein Piezzoelement oder um eine Spulenanordnung handeln, wobei in einer Spule der Spulenanordnung durch Vorbeibewegen eines Magneten eine Spannung erzeugt wird. Diese Spannung kann gleichgerichtet und in einem Kondensator zwischengespeichert werden. Mit der im beispielsweise Kondensator zwischengespeicherten Energie/Spannung kann eine elektrische Schaltung energieversorgt werden, welche bei Energieversorgung selbsttätig ein eindeutiges Identifikationssignal absendet, wobei als Sendefrequenz eine Frequenz im Megaherzbereich bevorzugt ist. Unter eindeutigem Identifikationssignal wird eine BitFolge oder eine Byte-Folge verstanden, die zumindest auf einer Systemebene, bevorzugt aber weltweit eindeutig ist. Das Absenden des eindeutigen Identifikationssignals erfolgt bevorzugt mit einem Funkmodul, welches eine Antenne aufweist und ebenfalls im Schlosskasten untergebracht ist, wobei die Antenne derart rückwärtig einer Öffnung im Schlosskasten angeordnet ist, dass die Antenne nicht vom Metall des Schlosskastens abgeschirmt wird. In einer bevorzugten Variante der Erfindung wird als Energiewandler ein Taster verwendet, der bei einer Betriebsspannung von 2 Volt beim Betätigen aus einer über eine kurze Zeit gelieferten mechanischen Leistung eine elektrische Energie von 120 bis 200 µJ liefert. Die elektrische Energie wird bevorzugt aus einer mechanischen Bewegung gewonnen, die ein mechanisches Element bei einer Betätigung des Schlosses vollführt. So kann beispielsweise der Energiewandler mit einer Falle, einem Fallenschwanz, einer Nuss, einem Riegelschieber oder einem Riegel zusammenwirken. Der Energiewandler kann rückwärtig eines Fallenschwanzes angeordnet sein, wobei die Bewegung des Fallenschwanzes beim Zurückziehen der Falle einen Magnet bewegt, der in einer Spule eine Spannung indiziert. Der Magnet kann aber auch beim Drehen einer Nuss an einer Spule vorbeibewegt werden. In ähnlicher Weise kann ein Magnet an dem Riegelschieber oder dem Riegel gekoppelt sein, um in einer Spule eine Spannung zu induzieren. In einem Schließblech können in einer Falleneintrittsöffnung und/oder in einer Riegeleintrittsöffnung ein Energiewandler angeordnet sein, dessen Magnet beim Einfahren des Riegelkopfes in die Riegeleintrittsöffnung und/oder beim Einfahren des Fallenkopfes in die Falleneintrittsöffnung bewegt werden. Es kann ein handelsüblicher Energiewandler verwendet werden, bei dem die Verlagerung eines Tasterstößels die Verlagerung eines Magneten im Wirkungsbereich einer Spule bewirkt. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung besitzt das Schloss einen Sensor zur Ermittlung eines Schließzustandes. Das Funkmodul ist aber so eingerichtet, dass zusammen mit dem eindeutigen Identifikationssignal auch ein Signal betreffend den Schließzustand übermittelt wird. Beispielsweise kann der Sensor mit einem Tastarm zusammenwirken, der aus dem Stulp des Schlosses vorsteht und der beim Schließen einer mit dem Schloss ausgestatteten Tür in eine zurückgefahrene Stellung gebracht wird. Der Sensor kann die Werte Eins oder Null abgeben, die zusammen mit dem eindeutigen Identifikationssignal übertragen werden, so dass drahtlos der Schließzustand der Tür übermittelt werden kann. Bei einem erfindungsgemäßen Schließblech können zwei Funkmodule vorgesehen sein, die jeweils mit einem Energiewandler zusammenwirken, die beim Einfahren der Falle in die Falleneintrittsöffnung mechanisch beaufschlagt werden oder die beim Einfahren des Riegels mechanisch beaufschlagt werden. Die beiden Funkmodule senden voneinander verschiedene eindeutige Identifikationssignale ab, so dass anhand des Identifikationssignales festgestellt werden kann, ob lediglich die Falle ins Schließblech eingeschnappt ist oder ob auch ein Riegel vorgeschlossen worden ist. Alternativ dazu können aber auch zwei Sensoren verwendet werden, die Sensorsignale liefern, wenn beispielsweise durch das Einschnäppern der Falle in die Falleneintrittsöffnung einem Energiewandler mechanische Energie zugeführt wird. Zusammen mit dem eindeutigen Identifikationssignal werden dann Sensorsignale übertragen, die eine Aussage darüber machen, ob zusätzlich zur Falle auch der Riegel vorgeschlossen ist. Es wird insbesondere als vorteilhaft angesehen, wenn bei jeder Energiebeaufschlagung des Energiewandlers vom Funkmodul das Identifikationssignal gegebenenfalls zusammen mit Sensordaten abgegeben wird. Die Absendung des ein Identifikationssignal beinhaltenden Funksignals erfolgt bevorzugt bei jeder Energiebeaufschlagung.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Schloss Teil eines Gebäudeautomationssystems oder Teil eines Smart Home, wobei darunter ein System verstanden wird, welches zumindest eine Zentraleinheit besitzt, die mit zumindest einer Empfangseinrichtung zusammenwirkt, die zusätzlich auch eine Sendefunktion erfüllen kann. Die Sende-/Empfangseinrichtung ist in der Lage, mit einer Vielzahl von Funkmodulen zu kommunizieren beziehungsweise drahtlos übertragene Daten von verschiedenen Funkmodulen zu empfangen, wobei die Reichweite der Funkmodule bei bevorzugt maximal 20 Metern liegt. Die Funkmodule, die auch mit Sensoren oder Aktoren verbunden sein können, sind in der Lage, verschiedene Funktionen in einem Gebäude auszuüben, beispielsweise Stromquellen an- oder auszuschalten, um beispielsweise eine Beleuchtung an- oder abzuschalten, eine Jalousie herabzulassen oder heraufzuziehen, eine Raumtemperatur zu ändern etc. Erfindungsgemäß ist das zuvor beschriebene Schloss beziehungsweise Schließblech Bestandteil eines derartigen Systems, wobei das System so eingerichtet ist, dass die vom Funkmodul des Schlosses beziehungsweise vom Funkmodul des Schließblechs gelieferten Daten einer Zentraleinheit zugeführt werden. Bei den Daten kann es sich im einfachsten Fall lediglich um das eindeutige Identifikationssignal handeln, so dass die Zentraleinheit protokollieren kann, wann eine bestimmte Tür betätigt, geöffnet oder geschlossen worden ist. Werden zusätzlich zum eindeutigen Identifikationssignal Sensordaten übermittelt, erhält die Zentraleinheit zusätzliche Funktionsdaten über den Schließzustand des Schosses.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Zimmertürschlosses,
- 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des Zimmertürschlosses,
- 3 ein erfindungsgemäßes Schließblech,
- 4 schematisch ein erfindungsgemäßes System in Form eines Gebäudeautomationssystems und
- 5 schematisch eine Schaltung eines Energiewandlers 10.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Das in der 4 dargestellte Gebäudeautomationssystem besitzt eine Zentraleinheit 20, bei der es sich um einen Mikrocomputer oder dergleichen handeln kann. Über eine Leitung oder aber auch drahtlos ist die Zentraleinheit mit ein oder mehreren Sende-/Empfangseinrichtungen 21, 21' verbunden. Es sind eine Vielzahl von Funkmodulen 12, 12', 22, 22' vorgesehen, die an verschiedenen Stellen in einem Gebäude angeordnet sind und die auf drahtlose Anfrage von der Zentraleinheit 20 her oder selbsttätig Informationen über die Sende-/Empfangseinrichtung 21, 21' an die Zentraleinheit 20 übertragen. Bei den Funkmodulen 22, 22' kann es sich um Lichtschalter oder Lichtsensoren oder Thermostaten oder Temperatursensoren handeln, die jeweils ein eindeutiges Identifikationssignal (UID) an die Sende-/Empfangseinrichtung 21' übertragen. Die Sende-/Empfangseinrichtung 21' kann Daten (B) an das Funkmodul (22) übertragen. Das Funkmodul (22') kann zudem auch Daten (A) an die Sende-/Empfangseinrichtung 21 übertragen.
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Die Erfindung betrifft ein autarkes Türschloss 1 beziehungsweise ein autarkes Schließblech 13, das in das in der 4 dargestellte System integriert werden kann. Hierzu besitzt das Schloss 1 beziehungsweise das Schließblech 13 ein Funkmodul 12,12', welches in der Lage ist, über dasselbe Protokoll, mit dem auch die Zentraleinheit 20 über die Sende-/Empfangseinrichtung 21' mit den Funkmodulen 22, 22' kommuniziert, über die Sende-/ Empfangseinrichtung 21 mit der Zentraleinheit 20 zu kommunizieren.
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Das Funkmodul 12 sendet unmittelbar nach einer Energiebeaufschlagung ein zumindest systemeindeutiges, bevorzugt aber weltweit eindeutiges Identifikationssignal UID an die Sende-/Empfangseinrichtung 21, die das Signal an die Zentraleinheit 20 überträgt. Das mit 12' bezeichnete Funkmodul kann zusätzlich in der Lage sein, zusammen mit dem eindeutigen Identifikationssignal UID auch Sensordaten S1 über die Sende-/Empfangseinrichtung 21 an die Zentraleinheit 20 zu übermitteln.
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Das in den 1 und 2 dargestellte Schloss besitzt einen Schlosskasten 2 aus Stahl, in dem sich eine einen Fallenkopf aufweisende Falle 7 befindet, deren Fallenschwanz 8 in den Schlosskasten 2 hineinragt. Zudem ist ein Taster 9 vorgesehen, der bei geöffneter Tür über den Stulp 3 vorsteht und der beim Schließen einer mit dem Schloss 1 ausgerüsteten Tür an einem Gegenschließteil 13 aufläuft und in eine zurückgefahrene Stellung gebracht wird.
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Im Schlossgehäuse befindet sich darüber hinaus eine von einem Drücker drehbare Nuss 5, die mit einem Nussarm 6 am Fallenschwanz 8 angreift. Wird die Falle 7 zurückgezogen, so sorgt eine Fallenfeder dafür, dass nach der Drückerbetätigung die Falle 7 wieder ausgefahren wird.
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Im Schlosskasten ist darüber hinaus ein Riegelschieber 4 vorgesehen, der mit einem nicht dargestellten Riegel zusammenwirkt. Wird der Riegelschieber 4 mit Hilfe eines Schlüssels oder eines Schließzylinders vorgeschlossen, tritt der Riegel aus dem Stulp 3 heraus.
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In den in den 1 und 2 dargestellten Schlössern sind Energiewandler 10 angeordnet, die in der Lage sind, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Dies kann beispielsweise mit einer in der 5 schematisch dargestellten Schaltung erfolgen.
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Der in der 5 dargestellte Energiewandler 10 besitzt einen Magneten 18, der von einem beweglichen mechanischen Teil des Schlosses 1 gegenüber einem Anker 16, auf dem eine Spule 17 gewickelt ist, bewegt werden kann. Die bei der Bewegung des Magneten 18 in der Spule 17 indizierte Spannung wird mit einem Gleichrichter gleichgerichtet und in einen Kondensator als Energie zwischengeschaltet. Die Energien liegen hier im Bereich zwischen 100 und 200 µJ. Eine Schaltung 19 kann das Funkmodul betreiben, damit es bei einer Energiebeaufschlagung zumindest das eindeutige Identifikationssignal UID oder aber auch zusätzlich einen Datensatz S1 sendet.
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Das Funkmodul 12, welches mit dem Energiewandler 10 zusammenwirkt, ist derart im Schloss angeordnet, dass eine Antenne des Funkmoduls 12 rückwärtig einer Schlossöffnung angeordnet ist.
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Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Energiewandler 10 in der Bewegungsbahn eines Riegelschiebers 4. Er könnte aber auch in der Bewegungsbahn eines vom Riegelschieber 4 verschiebbaren Riegels 7 liegen. Wird der Riegelschieber 4 verschoben, so wird ein nicht dargestellter Magnet des Energiewandlers 10 verlagert, so dass für einige Millisekunden eine elektrische Leistung erzeugt wird, die als Energie in einen Kondensator zwischengespeichert wird. Mit dieser Energie wird das Funkmodul betrieben.
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Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt der Energiewandler 10 rückwärtig des Fallenschwanzes 8, so dass ein Fallenrückzug elektrische Energie liefert und das Funkmodul 12 veranlasst, das eindeutige Identifikationssignal UID abzusenden.
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In den beiden 1 und 2 sind darüber hinaus Sensoren 11 dargestellt, die mit dem Tastarm 9 zusammenwirken. Ein entsprechend modifiziertes Funkmodul 12 ist dann nicht nur in der Lage, das eindeutige Identifikationssignal UID abzugeben, sondern zusätzlich Sensordaten S1 an die Sende-/ Empfangseinrichtung 21 zu übermitteln, wobei diese Daten Auskunft darüber geben, ob der Tastarm 9 ausgefahren oder eingefahren ist.
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Bei dem in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Energiewandler 10 jeweils im Bereich einer Falleneintrittsöffnung 14 eines Schließblechs 13 beziehungsweise im Bereich einer Riegeleintrittsöffnung 15 des Schließblechs 13 angeordnet. Auch hier wird die über eine mechanische Leistung gewonnene elektrische Energie verwendet, um ein eindeutiges Identifikationssignal mit Hilfe des Funkmoduls 12 abzusenden.
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Die in die Falleneintrittsöffnung 14 eintretende Falle 7 beaufschlagt hierzu einen Taster, einen Stößel oder dergleichen, mit dem beispielsweise ein Magnet an einer Spule vorbeibewegt wird. Fährt ein Riegel in die Riegeleintrittsöffnung 15 ein, so kann in äquivalenter Weise der Riegel einen Magneten des dortigen Energiewandlers 10 verlagern.
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Anstelle von induktiv arbeitenden Energiewandlern 10 können aber auch piezzoelektrisch arbeitende Energiewandler verwendet werden.
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Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:
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Eine Schließeinrichtung in Form eines Schlosses mit einem in einem Schlosskasten 2 angeordneten Energiewandler 10, der in der Lage ist, mechanische Leistung in elektrische Leistung zu wandeln und daraus gewonnene elektrische Energie einem im Schlosskasten 2 angeordneten Funkmodul 12 zur Verfügung zu stellen, welches eingerichtet ist, bei einem Energiefluss selbsttätig zumindest ein eindeutiges Identifikationssignal UID drahtlos an eine Empfangseinrichtung 21 zu übermitteln.
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Eine Schließeinrichtung in Form eines Schließbleches 13 mit einer Falleneintrittsöffnung 14 und/oder einer Riegeleintrittsöffnung 15 und einem Energiewandler 10, der in der Lage ist, mechanische Leistung in elektrische Leistung zu wandeln und daraus gewonnene elektrische Energie einem am Schließblech 13 vorgesehenen Funkmodul 12 zur Verfügung zu stellen, welches eingerichtet ist, bei einem Energiefluss selbsttätig zumindest ein eindeutiges Identifikationssignal UID drahtlos an eine Empfangseinrichtung 21 zu übermitteln.
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Eine Schließeinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Energiewandler 10 ein von einer Falle 7, einem Fallenschwanz 8, einer Nuss 5, einem Riegelschieber 4 oder einem Riegel betätigbarer Taster ist, der eine mechanische Bewegung in einen elektrischen Strom wandelt.
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Eine Schließeinrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen ein Sensorsignal liefernden Sensor 11 zur Ermittlung eines Schließzustandes der Schließeinrichtung, wobei das Funkmodul 12 so eingerichtet ist, dass zusammen mit dem Identifikationssignal UID auch ein Wert S1 für den Schließzustand übermittelt wird.
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Eine Schließeinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Sensor 11 mit einem Tastarm 9 eines mechanischen Tasters zusammenwirkt, der aus einem Stulp 3 des Schlosses 1 vorsteht und beim Schließen einer mit dem Schloss 1 ausgestatteten Tür in eine zurückgefahrene Stellung verlagert wird.
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Eine Verwendung eines in einer Tür eingebauten Schlosses 1 oder eines in einem Türrahmen angeordneten Schließblechs als Bestandteil eines Gebäudeautomatisierungssystems bestehend aus einer Zentraleinheit 20, zumindest einer Empfangseinrichtung 21, 21' zum drahtlosen Empfang von standardisierten Nachrichten, die jeweils ein eindeutiges Identifikationssignal UID enthalten.
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Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schloss
- 2
- Schlosskasten
- 3
- Stulp
- 4
- Riegelschieber
- 5
- Nuss
- 6
- Nussarm
- 7
- Falle
- 8
- Fallenschwanz
- 9
- Tastarm, Taster
- 10
- Energiewandler
- 11
- Sensor
- 12
- Funkmodul
- 12'
- Funkmodul
- 13
- Schließblech, Gegenschließteil
- 14
- Falleneintrittsöffnung
- 15
- Riegeleintrittsöffnung
- 16
- Anker
- 17
- Spule
- 18
- Magnet
- 19
- Schaltung
- 20
- Zentraleinheit
- 21
- Sende-/Empfangseinrichtung
- 21'
- Sende-/Empfangseinrichtung
- 22
- Funkmodul
- 22'
- Funkmodul
- A
- Daten
- B
- Daten
- S1
- Sensordaten
- UID
- Identifikationssignal
