DE102019214337A1

DE102019214337A1 - Control cabinet with electromechanical door locking system and system with control cabinet and evaluation device

Info

Publication number: DE102019214337A1
Application number: DE102019214337.7A
Authority: DE
Inventors: Marco Dornauer; Bernd Utz
Original assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Current assignee: Siemens Energy Global GmbH and Co KG
Priority date: 2019-09-20
Filing date: 2019-09-20
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank (10) mit zumindest einer Tür (11) und zumindest einem an der Tür (11) angeordneten elektromechanischen Türverriegelungssystem (20), wobei das elektromechanische Türverriegelungssystem (20) aufweist: (a) ein Verriegelungselement (24) zum Verriegeln und Entriegeln der Tür (11), (b) einen elektromechanischen Antrieb (22), der zum Verriegeln und Entriegeln der Tür (11) mit dem Verriegelungselement (24) wirkverbunden ist, (c) einen Türgriff (21), der zum Betätigen des elektromechanischen Antriebes mit dem elektromechanischen Antrieb (22) wirkverbunden ist, und (d) zumindest einen Nanogenerator (23), der elektrisch mit dem elektromechanischen Antrieb (22) verbunden ist und in dem elektromechanischen Türverriegelungssystem (20) angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein System aus einem solchen Schaltschrank (10) und einer Auswertevorrichtung (30).The invention relates to a switch cabinet (10) with at least one door (11) and at least one electromechanical door locking system (20) arranged on the door (11), the electromechanical door locking system (20) having: (a) a locking element (24) for locking and unlocking the door (11), (b) an electromechanical drive (22) which is operatively connected to the locking element (24) for locking and unlocking the door (11), (c) a door handle (21) which is used to operate the electromechanical drive is operatively connected to the electromechanical drive (22), and (d) at least one nanogenerator (23) which is electrically connected to the electromechanical drive (22) and is arranged in the electromechanical door locking system (20). The invention also relates to a system comprising such a switchgear cabinet (10) and an evaluation device (30).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltschrank mit zumindest einer Tür und zumindest einem an der Tür angeordneten elektromechanischen Türverriegelungssystem sowie ein System aus einem solchen Schaltschrank und einer Auswertevorrichtung.The invention relates to a switch cabinet with at least one door and at least one electromechanical door locking system arranged on the door, as well as a system comprising such a switch cabinet and an evaluation device.

Türverriegelungssystem (auch Türzugriffssysteme oder Schließsysteme) an Schaltschränken können mechanisch oder elektronisch ausgebildet werden. Ein Vorteil mechanischer Türverriegelungssysteme gegenüber elektromechanischen Türverriegelungssystemen ist, dass die mechanisch ausgebildeten Türverriegelungssysteme unabhängig von einer Stromversorgung ein Verriegeln und Entriegeln der Schaltschränke ermöglichen. Damit auch die elektromechanischen Türverriegelungssysteme ein Verriegeln und Entriegeln etwa bei einem Stromausfall erlauben, muss ein Energiespeicher oder ein zusätzliches mechanisches System in dem elektromechanischen Türverriegelungssystem vorgesehen werden. Nachteilig an den bekannten elektromechanischen Türverriegelungssystemen sind zudem die zusätzlichen Komponenten wie stromführende Leitungen und die aufwändige Montage dieser sowie die damit einhergehenden hohen Herstellungskosten.Door locking systems (also door access systems or locking systems) on control cabinets can be designed mechanically or electronically. One advantage of mechanical door locking systems over electromechanical door locking systems is that the mechanically designed door locking systems enable the switch cabinets to be locked and unlocked independently of a power supply. So that the electromechanical door locking systems also allow locking and unlocking, for example in the event of a power failure, an energy store or an additional mechanical system must be provided in the electromechanical door locking system. Disadvantages of the known electromechanical door locking systems are the additional components such as current-carrying lines and the complex assembly of these, as well as the associated high production costs.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, zumindest teilweise die Nachteile aus dem Stand der Technik bekannter Schaltschränke mit elektromechanischen Türverriegelungssystemen zu vermindern, insbesondere einen kostengünstigen und zuverlässigen Schaltschrank mit einem elektromechanischen Türverriegelungssystem bereitzustellen.The object of the invention is therefore to at least partially reduce the disadvantages known from the prior art switch cabinets with electromechanical door locking systems, in particular to provide an inexpensive and reliable switch cabinet with an electromechanical door locking system.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Gegenstände der Patentansprüche, insbesondere durch einen Schaltschrank nach Anspruch 1 und ein System nach Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Schaltschrank offenbart sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen System, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.The above object is achieved by the subject matter of the patent claims, in particular by a switch cabinet according to claim 1 and a system according to claim 10. Further advantages and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are disclosed in connection with the switchgear cabinet according to the invention naturally also apply in connection with the system according to the invention, so that, with regard to the disclosure, reference is or can always be made to the individual aspects of the invention.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch einen Schaltschrank mit zumindest einer Tür und zumindest einem an der Tür angeordneten elektromechanischen Türverriegelungssystem, wobei das elektromechanische Türverriegelungssystem aufweist: (a) ein Verriegelungselement zum Verriegeln und Entriegeln der Tür, (b) einen elektromechanischen Antrieb, der zum Verriegeln und Entriegeln der Tür mit dem Verriegelungselement wirkverbunden ist, (c) einen Türgriff, der zum Betätigen des elektromechanischen Antriebes mit dem elektromechanischen Antrieb wirkverbunden ist, und (d) zumindest einen Nanogenerator, der elektrisch mit dem elektromechanischen Antrieb verbunden ist und in dem elektromechanischen Türverriegelungssystem angeordnet ist.The object set is achieved according to a first aspect by a switch cabinet with at least one door and at least one electromechanical door locking system arranged on the door, the electromechanical door locking system having: (a) a locking element for locking and unlocking the door, (b) an electromechanical drive , which is operatively connected to the locking element for locking and unlocking the door, (c) a door handle which is operatively connected to the electromechanical drive to actuate the electromechanical drive, and (d) at least one nanogenerator which is electrically connected to the electromechanical drive and is arranged in the electromechanical door locking system.

Erfindungsgemäß wird der Nanogenerator zum Erzeugen des Stroms genutzt, der zum Betätigen des elektromechanischen Antriebes genutzt wird. Der Nanogenerator kann, anders als etwa eine Stromleitung bei einem Stromausfall, den elektromechanischen Antrieb jederzeit mit Strom versorgen. Dadurch kann durch eine Betätigung des Türgriffes jederzeit der mechanische Antrieb betätigt werden, um wiederum das Verriegelungselement zu betätigen bzw. von einer verriegelten Position in eine entriegelte Position und umgekehrt zu bewegen. Eine aufwändige Verkabelung mit einem Stromkabel ist somit nicht mehr notwendig, sodass ein kostengünstiger und zuverlässiger Schaltschrank bereitgestellt wird.According to the invention, the nanogenerator is used to generate the current that is used to operate the electromechanical drive. Unlike a power line in the event of a power failure, the nanogenerator can supply the electromechanical drive with power at any time. As a result, the mechanical drive can be actuated at any time by actuating the door handle, in order in turn to actuate the locking element or to move it from a locked position to an unlocked position and vice versa. Complex cabling with a power cable is therefore no longer necessary, so that a more cost-effective and reliable control cabinet is provided.

Der erfindungsgemäße Schaltschrank weist insbesondere elektrische und/oder elektronische Komponenten auf. Die elektrischen und/oder elektronischen Komponenten können die einer verfahrenstechnischen Anlage, wie beispielsweise einer Werkzeugmaschine oder einer Fertigungsanlage sein. Der erfindungsgemäße Schaltschrank kann sich insbesondere nicht direkt in der verfahrenstechnischen Anlage befinden, sodass er von außen leicht zugänglich ist.The switchgear cabinet according to the invention has in particular electrical and / or electronic components. The electrical and / or electronic components can be those of a process engineering system, such as a machine tool or a production system. In particular, the switchgear cabinet according to the invention cannot be located directly in the process engineering system so that it is easily accessible from the outside.

Die Tür des Schaltschrankes ist im Sinne der Erfindung eine Vorrichtung, die in einem geöffneten Zustand einen Zugriff auf den Schaltschrank, insbesondere darin enthaltene elektrische und/oder elektronische Komponenten, erlaubt und in einem geschlossenen Zustand den Zugriff auf den Schaltschrank versperrt. Die Tür kann beispielsweise als eine Anschlagtür, Schiebetür, Schwenkschiebetür, Drehtür oder Falttür ausgebildet sein.For the purposes of the invention, the door of the switch cabinet is a device that allows access to the switch cabinet, in particular electrical and / or electronic components contained therein, when it is open, and blocks access to the switch cabinet when it is closed. The door can be designed, for example, as a stop door, sliding door, pivoting sliding door, revolving door or folding door.

Mittels eines Nanogenerators wird sogenanntes Energy Harvesting genutzt. Energy Harvesting bezeichnet das Erzeugen von elektrischer Energie aus in der Umgebung wirkenden Einflüssen wie Wärme, Drücken, Kräften und Vibrationen. Der zumindest eine Nanogenerator kann insbesondere in oder an dem Türgriff angeordnet sein.So-called energy harvesting is used by means of a nanogenerator. Energy harvesting refers to the generation of electrical energy from environmental influences such as heat, pressure, forces and vibrations. The at least one nanogenerator can in particular be arranged in or on the door handle.

Der elektromechanische Antrieb kann beispielsweise als ein Linearantrieb oder Rotationsantrieb ausgebildet sein. Das Verriegelungselement kann beispielsweise als ein stabförmiges oder plattenförmiges Riegelelement ausgebildet sein. Mittels eines Linearantriebes wird das Verriegelungselement linear relativ zu einem in dem Schaltschrank, insbesondere in oder an einem Korpus des Schaltschrankes, angeordneten und zu dem Verriegelungselement korrespondierenden Gegenelement bewegt. Das Gegenelement kann beispielsweise eine Hülse zu Aufnahme des Verriegelungselementes oder ein Vorsprung zum Verhindern einer Bewegung des Verriegelungselementes in eine Richtung, die schräg, insbesondere orthogonal, zu der Richtung der linearen Bewegung ist, sein. Mittels eines Rotationsantriebes kann das Verriegelungselement aus einer verriegelten in eine entriegelte Position und umgekehrt geschwenkt werden.The electromechanical drive can be designed as a linear drive or rotary drive, for example. The locking element can for example be designed as a rod-shaped or plate-shaped locking element. By means of a linear drive, the locking element is linear relative to one in the control cabinet, in particular in or on a body of the Switch cabinet, arranged and moved to the locking element corresponding counter element. The counter element can be, for example, a sleeve for receiving the locking element or a projection for preventing movement of the locking element in a direction which is oblique, in particular orthogonal, to the direction of the linear movement. The locking element can be pivoted from a locked to an unlocked position and vice versa by means of a rotary drive.

Das elektromechanische Türverriegelungssystem kann einen elektrischen Stromspeicher zum Speichern von Strom aufweisen. Dadurch kann überschüssig erzeugter Strom für eine spätere Entriegelung oder Verriegelung gespeichert werden.The electromechanical door locking system can have an electrical power storage device for storing power. This means that excess electricity can be stored for later unlocking or locking.

Bevorzugt ist zumindest einer des zumindest einen Nanogenerators ein Peltier-Element oder ein pyroelektrischer Nanogenerator, der aus Wärme Strom erzeugt. Dadurch kann der Strom mittels einer von dem Schaltschrank erzeugten Abwärme gewonnen werden.At least one of the at least one nanogenerator is preferably a Peltier element or a pyroelectric nanogenerator that generates electricity from heat. As a result, the electricity can be obtained by means of waste heat generated by the switch cabinet.

Ferner bevorzugt ist zumindest einer des zumindest einen Nanogenerators ein piezoelektrischer Nanogenerator, der aus einer Kraft oder einer Vibration einen Strom erzeugt. Bei der Vibration kann es sich etwa um eine Vibration des Schaltschrankes beispielsweise aufgrund eines insbesondere unsachgemäßen Transports des Schaltschrankes, eines unautorisierten Versuches eines Zugriffs auf den Schaltschrank oder aufgrund von Vandalismus an dem Schaltschrank handeln.Furthermore, at least one of the at least one nanogenerator is preferably a piezoelectric nanogenerator that generates a current from a force or a vibration. The vibration can be a vibration of the switch cabinet, for example, due to improper transport of the switch cabinet, an unauthorized attempt to access the switch cabinet or due to vandalism on the switch cabinet.

Dabei ist bevorzugt, dass der piezoelektrische Nanogenerator derart in oder an dem Türgriff angeordnet und ausgebildet ist, dass eine beim Betätigen des Türgriffes auf den piezoelektrischen Nanogenerator wirkende Kraft mittels des piezoelektrischen Nanogenerators in einen Strom umgewandelt wird. Entsprechend wird die unmittelbar beim Betätigen des Türgriffes, etwa Ziehen, Drehen oder Drücken des Türgriffes, aufgewendete Kraft genutzt, um die Tür zu entriegeln oder zu verriegeln. Der Türgriff kann beispielsweise als ein Türhebel oder Türknauf und/oder mit einem Drehmechanismus, Ziehmechanismus, Drückmechanismus oder dergleichen ausgebildet sein.It is preferred that the piezoelectric nanogenerator is arranged and designed in or on the door handle in such a way that a force acting on the piezoelectric nanogenerator when the door handle is actuated is converted into a current by means of the piezoelectric nanogenerator. Correspondingly, the force applied directly when the door handle is operated, such as pulling, turning or pressing the door handle, is used to unlock or lock the door. The door handle can be designed, for example, as a door lever or door knob and / or with a rotating mechanism, pulling mechanism, pushing mechanism or the like.

Außerdem ist bevorzugt, dass das elektromechanische Türverriegelungssystem eine mit dem zumindest einen Nanogenerator elektrisch verbundene Steuereinheit aufweist. Die Steuereinheit kann weiterhin mit dem elektromechanischen Antrieb verbunden sein. Die Steuereinheit steuert das Erzeugen von Strom mittels des Nanogenerators. Ferner kann die Steuereinheit das Zuführen des Stroms zu dem elektromechanischen Antrieb oder zu einem elektrischen Stromspeicher steuern.It is also preferred that the electromechanical door locking system has a control unit electrically connected to the at least one nanogenerator. The control unit can also be connected to the electromechanical drive. The control unit controls the generation of electricity by means of the nanogenerator. Furthermore, the control unit can control the supply of power to the electromechanical drive or to an electrical power store.

Weiterhin ist bevorzugt, dass der Schaltschrank, insbesondere das elektromechanische Türverriegelungssystem, eine mit der Steuereinheit verbundene drahtlose Sendeeinheit aufweist. Mittels der drahtlosen Sendeeinheit können Signale an eine drahtlose Empfangseinheit gesendet werden, die Daten wie Zeitpunkte des Entriegelns und Verriegelns und/oder Parameter des erzeugten Stroms, wie Dauer des Stromflusses, Stromstärke oder Stromspannung, aufweisen. Die drahtlose Sendeeinheit kann mit dem von dem zumindest einem Nanogenerator erzeugten Strom versorgt werden. Die drahtlose Sendeeinheit kann zur Nutzung einer von beliebigen Frequenzbändern bzw. Technologien zum drahtlosen Kommunizieren wie beispielsweise WLAN oder Mobilfunkverbindungen, nach beliebigen Mobilfunkstandards und insbesondere nach dem Mobilfunkstandard 5G, ausgebildet sein.It is also preferred that the switch cabinet, in particular the electromechanical door locking system, has a wireless transmission unit connected to the control unit. By means of the wireless transmitting unit, signals can be sent to a wireless receiving unit which have data such as times of unlocking and locking and / or parameters of the generated current, such as duration of the current flow, current intensity or voltage. The wireless transmission unit can be supplied with the current generated by the at least one nanogenerator. The wireless transmission unit can be designed to use any frequency bands or technologies for wireless communication such as WLAN or cellular connections, in accordance with any cellular standard and in particular in accordance with the 5G cellular standard.

Vorzugsweise weist die Steuereinheit zumindest eine Speichereinheit auf, in der ein Programm gespeichert ist, wobei das Programm zumindest einen Parameter des von dem zumindest einen Nanogenerator erzeugten Stroms mit einem Grenzwert oder einem Grenzwertbereich des zumindest einen Parameters abgleicht und, sofern der zumindest eine Parameter des Stroms bei oder über dem Grenzwert oder in dem Grenzwertbereich liegt, die drahtlose Sendeeinheit dazu anweist, ein Signal auszusenden. Der Parameter des Stroms kann eine Dauer des Stromflusses, Stromstärke oder Stromspannung sein. Der Parameter kann von einem Verbraucher, wie dem elektrischen Antrieb, der Steuereinheit übermittelt werden oder die Steuereinheit kann den Parameter an dem Verbraucher ermitteln. Der Parameter kann alternativ oder zusätzlich von einer Messeinheit in dem elektromechanischen Türverriegelungssystem, insbesondere in der Steuereinheit, gemessen werden. Das Signal kann als Daten den Parameter des erzeugten Stroms enthalten. Das Signal kann als Daten auch den Grenzwert oder Grenzwertbereich enthalten. Das Signal kann zudem auch eine Uhrzeit des gemessenen Parameters des erzeugten Stroms enthalten. Die Steuereinheit kann ferner dazu eingerichtet sein, das Ergebnis in eine Anweisung oder eine Information umzuwandeln, die als Daten in dem Signal übermittelt werden. Der Grenzwert oder der Grenzwertbereich kann beispielsweise experimentell oder durch Simulation ermittelt werden. Ein Grenzwertbereich des Parameters ist ein Wertebereich des Parameters. Der Grenzwert oder Grenzwertbereich kann beispielsweise ein Parameter oder ein Parameterbereich sein, bei dem Vibrationen infolge eines unsachgemäßen Transports des Schaltschrankes auftreten. Dadurch kann der Hersteller oder Verkäufer des Schaltschrankes feststellen, dass der Schaltschrank vom Spediteur oder Kunden beschädigt wurde, weil er etwa für den Transport unsachgemäß befestigt oder unsachgemäß bewegt wurde. Ferner lässt sich durch einen Abgleich von Transportdaten und einer von dem Signal übermittelten Zeit feststellen, wer die Beschädigung hervorgerufen hat. Der Grenzwert oder Grenzwertbereich kann auch ein Parameter oder ein Parameterbereich sein, bei dem Vibrationen infolge eines unautorisierten Versuches eines Zugriffs auf den Schaltschrank auftreten. Ferner kann der Grenzwert oder Grenzwertbereich auch ein Parameter oder ein Parameterbereich sein, bei dem Vibrationen oder Wärmeerzeugung infolge von Vandalismus an dem Schaltschrank, wie mechanische Einwirkungen oder ein Brand, auftreten. Dadurch kann schnell ein Diebstahl oder Vandalismus an dem Schaltschrank festgestellt werden und der Polizei übermittelt werden, um eine Beschädigung des Schaltschrankes und eine von dieser ausgehenden Gefahr für die Umgebung zu verhindern. Insbesondere können in der Speichereinheit mehrere Grenzwerte und/oder Grenzwertbereiche gespeichert sein bzw. kann das Programm den zumindest einen Parameter des erzeugten Stromes mit mehreren Grenzwerten und/oder Grenzwertbereichen abgleichen. Dadurch können unterschiedliche Einwirkungen auf den Schaltschrank überwacht und voneinander unterschieden werden.The control unit preferably has at least one memory unit in which a program is stored, the program comparing at least one parameter of the current generated by the at least one nanogenerator with a limit value or a limit value range of the at least one parameter and, if the at least one parameter of the current is at or above the limit value or in the limit value range, instructs the wireless transmitting unit to transmit a signal. The parameter of the current can be a duration of the current flow, current strength or voltage. The parameter can be transmitted to the control unit by a consumer, such as the electric drive, or the control unit can determine the parameter on the consumer. The parameter can alternatively or additionally be measured by a measuring unit in the electromechanical door locking system, in particular in the control unit. The signal can contain the parameter of the generated current as data. The signal can also contain the limit value or limit value range as data. The signal can also contain a time of the measured parameter of the generated electricity. The control unit can also be configured to convert the result into an instruction or information that is transmitted as data in the signal. The limit value or the limit value range can be determined experimentally or by simulation, for example. A limit value range of the parameter is a value range of the parameter. The limit value or limit value range can be, for example, a parameter or a parameter range in which vibrations occur as a result of improper transport of the switchgear cabinet. This enables the manufacturer or seller of the control cabinet to determine that the control cabinet has been supplied by the carrier or Customer was damaged because it was improperly fastened for transport or improperly moved. Furthermore, by comparing the transport data and a time transmitted by the signal, it is possible to determine who caused the damage. The limit value or limit value range can also be a parameter or a parameter range in which vibrations occur as a result of an unauthorized attempt to access the control cabinet. Furthermore, the limit value or limit value range can also be a parameter or a parameter range in which vibrations or heat generation as a result of vandalism on the switchgear cabinet, such as mechanical effects or a fire, occur. As a result, theft or vandalism of the switch cabinet can be quickly identified and reported to the police in order to prevent damage to the switch cabinet and any danger to the environment from it. In particular, several limit values and / or limit value ranges can be stored in the memory unit or the program can compare the at least one parameter of the generated current with several limit values and / or limit value ranges. This means that different effects on the control cabinet can be monitored and distinguished from one another.

Ferner vorzugsweise weist das elektromechanische Türverriegelungssystem zumindest einen Sensor auf, der mit dem zumindest einen Nanogenerator elektrisch verbunden ist. Der Sensor kann beispielsweise ein Temperatursensor zur Messung einer Umgebungstemperatur oder einer Temperatur des Schaltschrankes sein. Dadurch kann ebenfalls eine Gefahr festgestellt oder der Betriebszustand des Schaltschrankes überwacht werden. Ferner kann der Sensor beispielsweise ein Gassensor, insbesondere ein elektrochemischer Sensor sein. Der Gassensor kann beispielsweise für den Menschen potenziell gefährliche Gase in der Umgebung messen, um festzustellen, ob ein Aufenthalt in der Nähe des Schaltschrankes bedenkenlos ist.Furthermore, the electromechanical door locking system preferably has at least one sensor which is electrically connected to the at least one nanogenerator. The sensor can, for example, be a temperature sensor for measuring an ambient temperature or a temperature of the switchgear cabinet. In this way, a danger can also be determined or the operating status of the control cabinet can be monitored. Furthermore, the sensor can be, for example, a gas sensor, in particular an electrochemical sensor. The gas sensor can, for example, measure gases in the environment that are potentially dangerous for humans in order to determine whether it is safe to stay near the control cabinet.

Außerdem vorzugsweise kann eine Autorisierungseinheit des Schaltschrankes einen Fingerabdrucksensor aufweisen, der mit dem zumindest einen Nanogenerator elektrisch verbunden ist. Die Autorisierungseinheit ist dazu eingerichtet, erst nach einem erfolgreichen Autorisieren an der Autorisierungseinheit einen Zugriff auf den Schaltschrank, also ein Öffnen der Tür mittels des Türgriffes, zu ermöglichen. Eine solche Autorisierungseinheit kann beispielsweise ein Türschloss sein, wobei ein Autorisierungsmittel zum Autorisieren an der Autorisierungseinheit ein zu dem Türschloss korrespondierender mechanischen Schlüssel, ein Zahlencode oder dergleichen sein kann. Wenn die Autorisierungseinheit einen Fingerabdrucksensor aufweist, dient der Fingerabdrucksensor zur Autorisierung. Als Autorisierungsmittel dient dabei der Fingerabdruck einer Person oder dienen die Fingerabdrücke mehrerer Personen. Somit kann durch den zumindest einen Nanogenerator sowohl Strom für den Zugriff als auch die Autorisierung bereitgestellt werden, die somit stets zuverlässig funktionieren. Falls das elektromechanische Türverriegelungssystem eine drahtlose Sendeeinheit und eine Speichereinheit aufweist, kann die drahtlose Sendeeinheit auch zum Empfangen von Signalen, insbesondere Daten wie Fingerabdrücken, ausgebildet sein. Dadurch können zur Autorisierung berechtigte Fingerabdrücke an die drahtlose Sendeeinheit übermittelt und in der Speichereinheit gespeichert werden, wobei die Speichereinheit dann mit der Autorisierungseinheit verbunden ist.In addition, an authorization unit of the control cabinet can preferably have a fingerprint sensor which is electrically connected to the at least one nanogenerator. The authorization unit is set up to enable access to the control cabinet, that is to say to open the door by means of the door handle, only after successful authorization on the authorization unit. Such an authorization unit can be, for example, a door lock, wherein an authorization means for authorizing on the authorization unit can be a mechanical key corresponding to the door lock, a numerical code or the like. If the authorization unit has a fingerprint sensor, the fingerprint sensor is used for authorization. The fingerprint of one person or the fingerprints of several people are used as authorization. The at least one nanogenerator can thus provide both power for access and authorization, which thus always function reliably. If the electromechanical door locking system has a wireless transmission unit and a memory unit, the wireless transmission unit can also be designed to receive signals, in particular data such as fingerprints. As a result, authorized fingerprints for authorization can be transmitted to the wireless transmission unit and stored in the storage unit, the storage unit then being connected to the authorization unit.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt gelöst durch ein System mit einem erfindungsgemäßen Schaltschrank und einer Auswertevorrichtung mit einer drahtlosen Empfangseinheit, wobei die drahtlose Empfangseinheit zum Empfangen des von der drahtlosen Sendeeinheit ausgesendeten Signals ausgebildet ist.The object set at the beginning is achieved according to a second aspect by a system with a switchgear cabinet according to the invention and an evaluation device with a wireless receiving unit, the wireless receiving unit being designed to receive the signal transmitted by the wireless transmitting unit.

Die Auswertevorrichtung kann ferner eine Ausgabeeinheit haben, die akustisch oder optisch das Empfangen des Signals ausgibt. Wenn das Signal Daten beinhaltet, können diese mittels der Ausgabeeinheit ausgegeben werden. Die Ausgabeeinheit kann beispielsweise ein Monitor sein. Die Auswertevorrichtung kann beispielsweise ein Computer sein.The evaluation device can also have an output unit which outputs the reception of the signal acoustically or optically. If the signal contains data, this can be output by means of the output unit. The output unit can be a monitor, for example. The evaluation device can be a computer, for example.

Die Auswertevorrichtung kann zudem eine Auswerteeinheit aufweisen, die die empfangenen Daten, wie beispielsweise Parameter des erzeugten Stroms, auswertet. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise eine Plausibilitätsprüfung der empfangenen Daten durchführen oder die von mehreren Schaltschränken empfangenen Signale auswerten. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit ein Programm ausführen, das zumindest einen Parameter des von dem zumindest einen Nanogenerator erzeugten Stroms mit einem Grenzwert oder einem Grenzwertbereich des zumindest einen Parameters abgleicht und, sofern der zumindest eine Parameter des Stroms bei oder über dem Grenzwert oder in dem Grenzwertbereich liegt, ein Signal, insbesondere eine Warnmeldung und ferner insbesondere an der Ausgabeeinheit, ausgeben.The evaluation device can also have an evaluation unit which evaluates the received data, such as, for example, parameters of the generated current. The evaluation unit can, for example, carry out a plausibility check of the received data or evaluate the signals received from several switch cabinets. For example, the evaluation unit can execute a program that compares at least one parameter of the current generated by the at least one nanogenerator with a limit value or a limit value range of the at least one parameter and, provided that the at least one parameter of the current is at or above the limit value or in the limit value range , output a signal, in particular a warning message and also in particular at the output unit.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein. Further measures improving the invention emerge from the following description of various exemplary embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All features and / or advantages arising from the claims, the description or the figures, including structural details and spatial arrangements can be essential to the invention both individually and in various combinations.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltschrankes mit Detailansichten vom elektromechanischen Türverriegelungssystem und Nanogenerator, und
2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems.

The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:

1 a perspective side view of an embodiment of a switch cabinet according to the invention with detailed views of the electromechanical door locking system and nanogenerator, and
2 a schematic view of a system according to the invention.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 2 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen. Mehrere gleiche Elemente in einer Figur sind mit einer fortlaufenden Nummerierung versehen, wobei die fortlaufende Nummerierung durch einen Punkt von ihrem Bezugszeichen getrennt ist.Elements with the same function and mode of operation are in the 1 to 2 each provided with the same reference numerals. Several identical elements in a figure are provided with a consecutive numbering, the consecutive numbering being separated from its reference symbol by a point.

1 zeigt eine perspektivische Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schaltschrankes 10 mit Detailansichten vom elektromechanischen Türverriegelungssystem 20 und Nanogenerator 23. Der Schaltschrank 10 weist in diesem Ausführungsbeispiel zwei separate Türen 11.1, 11.2 mit jeweils einem elektromechanischen Türverriegelungssystem 20.1, 20.2 auf. Durch jede der Türen 11.1, 11.2 kann somit einzeln auf den Schaltschrank 10, insbesondere Fächer in dem Schaltschrank 10, zugegriffen werden. 1 shows a perspective side view of an embodiment of a switchgear cabinet according to the invention 10 with detailed views of the electromechanical door locking system 20th and nanogenerator 23 . The control cabinet 10 has two separate doors in this embodiment 11.1 , 11.2 each with an electromechanical door locking system 20.1 , 20.2 on. Through each of the doors 11.1 , 11.2 can therefore be accessed individually on the control cabinet 10 , especially compartments in the control cabinet 10 , can be accessed.

Ferner zeigt 1 eine Detailansicht eines beispielhaften Nanogenerators 23, wie er in dem elektromechanischen Türverriegelungssystem 20 eingebaut ist. Zudem zeigt 1 eine Detailansicht auf einen Türgriff 21 des elektromechanischen Türverriegelungssystems 20, der hier zum Betätigen mittels Drückens oder Ziehens ausgebildet sein kann. Ferner weist das Türverriegelungssystem 20 eine Autorisierungseinheit 29 in Form eines Türschlosses auf. Vor dem Betätigen des Türgriffes 21 muss die Autorisierungseinheit betätigt werden, also der passende Schlüssel in das Türschloss gesteckt und umgelegt werden, damit der Türgriff 21 betätigt und die Tür 11 elektrisch entriegelt und geöffnet werden kann. Die Autorisierungseinheit 29 kann alternativ als ein Fingerabdrucksensor ausgebildet sein.Also shows 1 a detailed view of an exemplary nanogenerator 23 as in the electromechanical door locking system 20th is built in. Also shows 1 a detailed view of a door handle 21 of the electromechanical door locking system 20th , which can be designed here for actuation by pushing or pulling. Furthermore, the door locking system 20th an authorization unit 29 in the form of a door lock. Before operating the door handle 21 the authorization unit must be actuated, i.e. the appropriate key must be inserted into the door lock and turned so that the door handle 21 operated and the door 11 can be unlocked and opened electrically. The authorization unit 29 can alternatively be designed as a fingerprint sensor.

2 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems 40 mit Schaltschrank 10 und Auswertevorrichtung 30. Der Schaltschrank 10 weist das elektromechanische Türverriegelungssystem 20 und eine Tür 11 auf. An der Tür 11 ist ein Gegenelement 12 angeordnet, das zum Verriegeln und Entriegeln der Tür 11 korrespondierend mit einem Verriegelungselement 24 des elektromechanischen Türverriegelungssystems 20 ausgebildet und angeordnet ist. 2 shows a schematic view of a system according to the invention 40 with control cabinet 10 and evaluation device 30th . The control cabinet 10 has the electromechanical door locking system 20th and a door 11 on. At the door 11 is a counter element 12th arranged to lock and unlock the door 11 corresponding to a locking element 24 of the electromechanical door locking system 20th is formed and arranged.

In einem Türgriff 21 des elektromechanischen Türverriegelungssystems 20 ist ein erster Nanogenerator 23.1 angeordnet. Der erste Nanogenerator 23.1 ist vorliegend als ein piezoelektrischer Nanogenerator ausgebildet. Bei Betätigen des Türgriffes 21 wird eine Druckkraft F auf den Nanogenerator 23.1 aufgebracht, die einen Strom erzeugt. Dieser Strom kann von der Steuereinheit 25 des elektromechanischen Türverriegelungssystems 20 dem elektromechanischen Antrieb 22 zugeführt werden, der mit dem Verriegelungselement 24 wirkverbunden ist. Dadurch kann die Steuereinheit 25 ein Betätigen des elektromechanischen Antriebes 22 bewirken, wodurch das Verriegelungselement 24 bewegt wird und die Tür 11 verriegelt oder entriegelt wird.In a door handle 21 of the electromechanical door locking system 20th is a first nanogenerator 23.1 arranged. The first nanogenerator 23.1 is in the present case designed as a piezoelectric nanogenerator. When the door handle is operated 21 becomes a compressive force F on the nanogenerator 23.1 applied, which generates a current. This current can be supplied by the control unit 25th of the electromechanical door locking system 20th the electromechanical drive 22nd are fed to the locking element 24 is effectively connected. This allows the control unit 25th actuation of the electromechanical drive 22nd cause the locking element 24 is moved and the door 11 locked or unlocked.

Ferner ist das Verriegelungselement 24 mit einem zweiten Nanogenerator 23.2 verbunden. Der zweite Nanogenerator 23.2 ist vorliegend als ein Peltier-Element ausgebildet. Auch der Nanogenerator 23.2 kann in dem Türgriff 21 angeordnet sein. Alternativ kann das elektromechanische Türverriegelungssystem 20 nur den ersten Nanogenerator 23.1 oder den zweiten Nanogenerator 23.2 aufweisen.Furthermore, the locking element 24 with a second nanogenerator 23.2 connected. The second nanogenerator 23.2 is in the present case designed as a Peltier element. Also the nanogenerator 23.2 can in the door handle 21 be arranged. Alternatively, the electromechanical door locking system 20th only the first nanogenerator 23.1 or the second nanogenerator 23.2 exhibit.

Durch die von dem Schaltschrank 10 erzeugte Abwärme H erzeugt der zweite Nanogenerator 23.2 einen Strom, der ebenfalls dem elektromechanischen Antrieb 22 zugeführt werden kann, um das Verriegelungselement 24 zu betätigen. Der zweite Nanogenerator 23.2 ist ferner mit einem Sensor 28 und der Autorisierungseinheit 29 des elektromechanischen Türverriegelungssystems 20 verbunden. Sensor 28 und Autorisierungseinheit 29 sind ferner mit der Steuereinheit 25 verbunden. Die vom Sensor 28 erfasste Messwerte können somit an die Steuereinheit 25 übertragen werden. Ferner kann die Steuereinheit 25 die Autorisierungseinheit 29 steuern. Die Steuereinheit ist zudem mit einer Speichereinheit 27 und einer drahtlosen Sendeinheit 26 verbunden.By from the control cabinet 10 generated waste heat H is generated by the second nanogenerator 23.2 a current that is also used by the electromechanical drive 22nd can be fed to the locking element 24 to operate. The second nanogenerator 23.2 is also with a sensor 28 and the authorization unit 29 of the electromechanical door locking system 20th connected. sensor 28 and authorization unit 29 are also with the control unit 25th connected. The one from the sensor 28 recorded measured values can thus be sent to the control unit 25th be transmitted. Furthermore, the control unit 25th the authorization unit 29 Taxes. The control unit is also equipped with a memory unit 27 and a wireless transmitter unit 26th connected.

In der Speichereinheit 27 können beispielsweise Fingerabdrücke für die Autorisierung an der Autorisierungseinheit 29 gespeichert sein, die die Steuereinheit 25 oder Autorisierungseinheit 29 für einen Abgleich mit an der Autorisierungseinheit 29, die einen Fingerabdrucksensor aufweisen kann, präsentierten Fingerabdrücken zur Autorisierung nutzen kann. Entsprechende Fingerabdrücke können über die drahtlose Sendeeinheit 26 übermittelt und in der Speichereinheit 27 gespeichert werden.In the storage unit 27 For example, fingerprints can be used for authorization at the authorization unit 29 be stored by the control unit 25th or authorization unit 29 for a comparison with the authorization unit 29 , which can have a fingerprint sensor, can use presented fingerprints for authorization. Corresponding fingerprints can be sent via the wireless transmission unit 26th transmitted and in the storage unit 27 get saved.

Die vom Sensor 28 erfassten Messwerte können über die drahtlose Sendeeinheit 26 als Daten an eine drahtlose Empfangseinheit 31 der Auswertevorrichtung 30 des Systems 40 gesendet werden. Die Messwerte können beispielsweise Umgebungstemperaturen, Schaltschranktemperaturen, Gasanteile in der Luft oder dergleichen sein. Ferner können mittels der drahtlosen Sendeeinheit 26 Parameter der von den Nanogeneratoren 23.1, 23.2 erzeugten Ströme, die von der Steuereinheit 25 erfasst werden, an die drahtlose Empfangseinheit 31 übermittelt werden.The one from the sensor 28 recorded measured values can be transmitted via the wireless transmitter unit 26th as data to a wireless receiving unit 31 the evaluation device 30th of the system 40 be sent. The measured values can be, for example, ambient temperatures, control cabinet temperatures, gas proportions in the air or the like. Furthermore, by means of the wireless transmission unit 26th Parameters of the nanogenerators 23.1 , 23.2 generated currents by the control unit 25th are detected to the wireless receiving unit 31 be transmitted.

Möglich ist zudem, dass in der Speichereinheit 27 ein Programm gespeichert ist oder die Auswertevorrichtung 30 ein Programm ausführt, das diese Parameter mit Grenzwerten oder Grenzwertbereichen abgleicht, um festzustellen, ob der Parameter den Grenzwert überschreitet oder in dem Grenzwertbereich liegt. In beiden Fällen ist es möglich, dass die Auswertevorrichtung 30 an einer Ausgabeeinheit 32 basierend auf dem Ergebnis des Abgleichs eine Information betreffend einen Status des Schaltschrankes, wie beispielsweise eine Beschädigung des Schaltschrankes, ausgibt. Das System 40 ist somit in der Lage, eine Beschädigung des Schaltschrankes 10 festzustellen. Durch das Vorsehen mehrere Grenzwerte und/oder Grenzwertbereiche für unterschiedliche Beschädigungsszenarien, kann auch der Beschädigungsgrund festgestellt werden. Zudem können die Daten mit einem Zeitstempel versehen werden.It is also possible that in the storage unit 27 a program is stored or the evaluation device 30th executes a program that compares these parameters with limit values or limit value ranges in order to determine whether the parameter exceeds the limit value or is in the limit value range. In both cases it is possible that the evaluation device 30th on an output unit 32 outputs information relating to a status of the control cabinet, such as damage to the control cabinet, based on the result of the comparison. The system 40 is thus able to damage the control cabinet 10 ascertain. By providing several limit values and / or limit value ranges for different damage scenarios, the cause of the damage can also be determined. In addition, the data can be provided with a time stamp.

Im Folgenden werden derartige Beschädigungsszenarien und die Festlegung von Grenzwerten und Grenzwertbereichen beispielhaft anhand von exemplarischen Fällen erläutert. Als Beschädigungsszenarien können beispielsweise unsachgemäßer Transport, unautorisierter Zugriff und Vandalismus unterschieden werden. Beim unsachgemäßen Transport aufgrund eines Umkippens des Schaltschrankes 10 wird durch ein Auftreffen des Türgriffes 21 auf den Boden eine erhebliche Kraft auf den Türgriff 21 ausgeübt. Der erste Nanogenerator 23.1 erzeugt eine sehr hohe Stromstärke, die mit einem Grenzwert abgeglichen wird. Der Grenzwert kann in diesem Falle beispielsweise einer Stromstärke, die bei sehr starkem Betätigen des Türgriffes 21 erzeugt wird, mit einem Sicherheitsaufschlag von beispielsweise 50 % oder 100 %, um eine Falschmeldung zu vermeiden, entsprechen. Entsprechend wird festgestellt, dass die erzeugte hohe Stromstärke durch eine erhebliche Kraft ausgeübt worden sein muss. Um einen unautorisierten Zugriff festzustellen, kann ein zweiter Grenzwert herangezogen werden, der beispielsweise noch höher liegen kann. Dadurch kann festgestellt werden, dass noch höhere Kräfte auf den Türgriff 21 eingewirkt haben, die beispielsweise bei Schlägen mit harten Gegenständen auf den Türgriff 21 auftreten können. Alternativ können beispielsweise Vibrationen durch einen an dem Schaltschrank 10 angesetzten Bohrer oder dergleichen mittels des ersten Nanogenerators 23.1 festgestellt werden, die wiederum in einem vorbestimmten Grenzwertbereich liegen, der im üblichen Betrieb des Schaltschrankes 10 nicht auftritt und auf einen unautorisierten Zugriff hinweist. Ferner kann Vandalismus durch etwa Brandstiftung mittels eines sehr hohen Stromes an dem zweiten Nanogenerator 23.2 festgestellt werden, der wegen der hohen Temperaturen einen Strom erzeugt, dessen Stromstärke höher als ein vorbestimmter Grenzwert liegt.In the following, such damage scenarios and the definition of limit values and limit value ranges are explained using exemplary cases. A distinction can be made between improper transport, unauthorized access and vandalism, for example, as damage scenarios. In the event of improper transport due to the switch cabinet tipping over 10 is caused by hitting the door handle 21 on the floor a significant force on the door handle 21 exercised. The first nanogenerator 23.1 generates a very high amperage, which is compared with a limit value. In this case, the limit value can, for example, be a current intensity that occurs when the door handle is operated very strongly 21 is generated, with a safety margin of, for example, 50% or 100% in order to avoid false reports. Accordingly, it is found that the high current strength generated must have been exerted by a considerable force. In order to determine unauthorized access, a second limit value can be used, which can be even higher, for example. This makes it possible to determine that even higher forces are exerted on the door handle 21 have acted, for example when hitting the door handle with hard objects 21 may occur. Alternatively, for example, vibrations can be caused by an on the control cabinet 10 attached drill or the like by means of the first nanogenerator 23.1 are determined, which in turn lie in a predetermined limit value range that occurs during normal operation of the control cabinet 10 does not occur and indicates unauthorized access. Furthermore, vandalism can be caused by arson using a very high current on the second nanogenerator 23.2 be found, which, because of the high temperatures, generates a current whose current strength is higher than a predetermined limit value.

Claims

Switch cabinet (10) with at least one door (11) and at least one electromechanical door locking system (20) arranged on the door (11), the electromechanical door locking system (20) having: (A) a locking element (24) for locking and unlocking the door (11), (b) an electromechanical drive (22) which is operatively connected to the locking element (24) for locking and unlocking the door (11), (c) a door handle (21) which is operatively connected to the electromechanical drive (22) for actuating the electromechanical drive, and (d) at least one nanogenerator (23) which is electrically connected to the electromechanical drive (22) and is arranged in the electromechanical door locking system (20).

Switch cabinet (10) Claim 1 , characterized in that at least one of the at least one nanogenerator (23) is a Peltier element or a pyroelectric nanogenerator which generates electricity from heat.

Switch cabinet (10) Claim 1 or 2 , characterized in that at least one of the at least one nanogenerator (23) is a piezoelectric nanogenerator (23) which generates a current from a force or a vibration.

Switch cabinet (10) Claim 3 , characterized in that the piezoelectric nanogenerator (23) is arranged and designed in or on the door handle (21) in such a way that a force acting on the piezoelectric nanogenerator (23) when the door handle (21) is actuated by means of the piezoelectric nanogenerator (23) is converted into a stream.

Control cabinet (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electromechanical door locking system (20) has a control unit (25) electrically connected to the at least one nanogenerator (23).

Switch cabinet (10) Claim 5 , characterized in that the switch cabinet (10), in particular the electromechanical door locking system (20), one with the control unit (25) has connected wireless transmitter unit (26).

Switch cabinet (10) Claim 6 , characterized in that the control unit (25) has at least one memory unit (27) in which a program is stored, the program having at least one parameter of the current generated by the at least one nanogenerator (23) with a limit value or a limit value range of the at least compares a parameter and, if the at least one parameter of the current is at or above the limit value or in the limit value range, instructs the wireless transmitting unit (26) to transmit a signal.

Control cabinet (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the electromechanical door locking system (20) has at least one sensor (28) which is electrically connected to the at least one nanogenerator (23).

Switch cabinet (10) according to one of the preceding claims, characterized in that an authorization unit (29) of the switch cabinet (10) has a fingerprint sensor which is electrically connected to the at least one nanogenerator (23).

System (40) with a control cabinet (10) according to Claim 6 or 7th and an evaluation device (30) with a wireless receiving unit (31), the wireless receiving unit (31) being designed to receive the signal transmitted by the wireless transmitting unit (26).