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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrollierung einer Schlüsselpräsenz gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die bei fehlender Detektion eines Schlüssels zur Erzeugung und Ausgabe eines akustischen, optischen und/oder digitalen Alarmsignals durch einen Signalerzeuger der Vorrichtung und/oder eine andere Einrichtung ausgebildet ist.
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Stand der Technik
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Ein nicht selten in Haushalten vorkommendes Risiko besteht in der Unachtsamkeit mit Schlüsseln, und hier speziell das Problem, dass nach dem Aufschließen einer Wohnungstür der Schlüssel außen im Schloss vergessen, d.h. nicht abgezogen und sicher in der Wohnung aufbewahrt wird. Die möglichen Folgen dieser Unachtsamkeit sind insofern fatal, dass die möglichen entstehenden Schäden: Einbruch - bzw. Diebstahlschäden wegen Zugang zur Wohnung durch Unbefugte, Erhebliche Kosten infolge Austauschs der Schließanlage bei Wohnanlagen mit mehreren Wohneinheiten, sollte ein Schlüssel hierdurch verloren gehen in der Regel nicht versicherbar sind und damit für die Betroffenen Eigentümer eine erhebliche finanzielle Belastung darstellen. Schlüsselverlust ist häufig auch ein Verlust an subjektivem Sicherheitsgefühl, mit möglichen psychischen Belastungen. Ein leider nicht selten vorkommendes Missgeschick, insbesondere gerade bei Senioren. Offensichtlich sind am Markt keine preisgünstigen und einfach zu handhabenden Hilfsmittel vorhanden, die hier Abhilfe schaffen könnten.
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Die Druckschriften
US 2,519,940 A ,
US 5,113,174 A sowie die
DE 10 2015 009 283 A1 und die
DE 40 17 116 C1 befassen sich mit Schlössern, in denen die Schlüsselpräsenz mit Kontakten abgefragt werden. Eine gewisse Vergleichbarkeit des Nutzerzwecks und der Warnstrategie ist ferner in der
CN 20 2210338 U offensichtlich, bei der die Schlüsselpräsenz mittels eines elektrischen Kontaktes durch Schwerkraft festgestellt wird und im Bedarfsfall eine akustische Alarmierung auslöst.
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Darstellung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zu schaffen, welche mit überschaubarem Aufwand hergestellt und preisgünstig reproduziert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Magnetsensor, ein optischer und/oder ein induktiver Sensor ist, mittels dem eine kontaktlose Detektion des Schlüssels oder eines anderen Gegenstands an dem Schlüssel oder einem Schlüsselbund des Schlüssels ermöglicht ist.
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Die vorgeschlagene Schlüsselpräsenzabfrage mittels eines kontaktlosen Induktivsensors bringt gegenüber dem Stand der Technik erhebliche Vorteile, da die eingesetzte kontaktlose Sensorik der mechanischen Kontaktlösung erheblich an Zuverlässigkeit und Robustheit überlegen ist. Durch die Verwendung moderner leistungssparender Elektronikkomponenten ist die Produktion und Reproduzierbarkeit, sowie die Zuverlässigkeit im Betrieb der mechanischen Lösung überlegen und stellt im Vergleich zum Stand der Technik einen erheblichen Innovationsschritt dar.
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Der mindestens eine induktive Sensor kann bspw. ein Näherungssensor (-schalter) sein. Bei einem solchen Näherungssensor wird die Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt, die bewirkt, dass ein Wechselstrom in einer Spule fließt, wobei bei Annäherung eines leitfähigen oder magnetisch permeablen Schlüssels die Impedanz der Spule geändert wird und bei Überschreiten eines Schwellenwerts das Signal, dass das NichtVorhandensein des Schlüssels anzeigt, nicht mehr ausgegeben wird.
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Bei dem beschriebenen Näherungssensor handelt es sich dabei vorteilhafterweise um eine Differentialspulenanordnung, bei der nur eine von vorugsweise zwei Spulen, die vorteilhafterweise nahe der Öffnung des Gehäuses, angeordnet ist, beim Eintauchen eines Schlüssel bedämpft wird (Bedämpfung signalisiert die Einführung des Schlüssels in den Hohlraum = Innenraum der Spule). Die mechanische Anordnung ist vorzugsweise so dimensioniert, dass der eingeführte Schlüssel nicht die zweite Spule erreichen kann. Durch die signaltechnische Differenzanordnung der somit bedämpften vorzugsweise vorne liegenden sowie der zweiten vorzugsweise tiefer liegenden nicht bedämpften Spule ergibt sich ein erheblich größeres Nutzsignal in der Auswertung. Weiterhin ist bei Differentialspulensystemen gewährleistet, dass sich der temperaturbedingte Drift der beiden Spulen nahezu vollständig aufhebt und somit eine deutlich bessere Temperaturstabilität der Messung realisiert wird.
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Eine einfache und kostengünstige Abhilfe zur Problembeseitigung beim Nachteil des Standes der Technik wird darin gesehen, dass der Wohnungseigentümer durch die vorliegende Vorrichtung oder ein mit der Vorrichtung verbundene Einrichtung nach dem Aufschließen permanent akustisch daran erinnert wird, den Schlüssel umgehend nach dem Öffnen der Türe in einen sicheren dafür vorgesehenen Ort zu positionieren. Falls er dies vergisst und den Schlüssel außen im Schloss belässt oder an einem anderen nicht erwünschten Ort ablegt, wird er vorzugsweise mit einem periodisch ausgelösten Alarmton ständig daran erinnert, dass etwas nicht im gesicherten Zustand ist. Der Einfachheit halber ertönt der Alarmton immer, wenn der Schlüssel nicht von der Vorrichtung detektiert wird. Der abwesende Bewohner wird dadurch logischerweise nicht gestört. Sobald sich jemand in der Wohnung aufhält, hilft der Alarmton kurzfristig zu erkennen, dass der Schlüssel nicht an seinem vorgesehenen Platz ist.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens einen Lagesensor, mittels dem ein Einschalten oder/oder ein Ausschalten und/oder eine Aktivierung oder/oder Deaktivierung der Vorrichtung, des mindestens einen Sensors, des Alarmsignals und/oder mindestens einer anderen Komponente und/oder einer Steuerung der Vorrichtung ermöglichst ist.
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Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung liegt darin begründet, dass mittels des vorgesehenen Lagesensors eine einfache Aktivierung / Deaktivierung des Alarms bspw. durch das Umdrehen (auf den Kopf stellen der Vorrichtung) bewirkt werden kann. Der integrierte Lagesensor erkennt somit die „Stillposition“ und stoppt die Alarmsignale, bis die Schutzfunktion wieder aktiviert werden soll.
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Im normalen Betrieb mit vorhandenem Schlüssel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise still, erzeugt also kein bspw. akustisches Alarmsignal. Wenn der Schlüssel aus der Aufnahme am Gehäuse entnommen wird, beginnt unmittelbar die Alarmierung, vorzusgweise mit einem akustischen Signal im Intervall von bspw. fünf Minuten. Solange niemand in den Räumlichkeiten anwesend ist, stört das Alarmsignal nicht. Sollte noch jemand in den Räumlichkeiten verblieben sein, kann die periodische Alarmierung insbesondere dann stören, wenn die bekannte Ursache darin besteht, dass jemand abwesend ist, der den Schlüssel legal mitgenommen hat. Die sich dadurch gestört fühlende, anwesende Person hat nun vorzugsweise die Möglichkeit, die Vorrichtung zu deaktivieren. Diese Maßnahme stoppt die weitere Alarmierung, da der integrierte Lagesensor (bspw. ein Neigungssensor) die gekippte Lage erkennt und den Alarm verhindert. Sobald die abwesende Person nach der Rückkehr den Schlüssel wieder in der Aufnahme platzieren möchte, erfolgt zwangsläufig die Rückstellung in die Normalposition, so dass der Schlüssel wieder korrekt in die Aufnahme eingeführt werden kann und somit auch die Alarmierung deaktiviert ist.
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Die grundsätzlich periodische Alarmierung setzt vorzugsweise voraus, dass das Warnsystem auch in den Wartezeiten zwischen den Alarmtönen mit extrem niedrigem Stromverbrauch auskommt. Vergleichbar mit den heute in den Wohnungen vorgeschriebenen Rauchmeldern soll eine netzunabhängige Stromversorgung zur Schlüsselpräsenzkontrolle und Signalisierung vorgesehen werden. Wie bei den Rauchmeldern soll die Stromversorgung des Warngerätes vorteilhafterweise mit einer preisgünstigen und kompakten marktgängigen 3 V Lithium Batterie erfolgen, wobei durch eine extrem niedrige Leistungsaufnahme eine Batteriestandzeit von mehreren Jahren erzielt werden kann. Der zeitliche Abstand zwischen den Warntönen soll daher bestenfalls mehrere Minuten betragen, da die kurzzeitige Warntonerzeugung eine etwas höhere Stromaufnahme erfordert. Eine praktisch gut erkennbare und gleichzeitig stromsparende Signalisierung wurde mit einer Sequenz von ca. 5 Minuten Wartezeit und einer Signaldauer von ca. 0,5 Sekunden erreicht.
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Die Auslegung der Elektronik und der Mechatronik der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in erheblichem Maße geprägt durch die dominanten Anforderungen der geometrischen Kompaktheit und der extrem niedrigen Leistungsaufnahme zur Erhöhung der Batterie Standzeit. Diese Anforderungen werden durch den Einsatz moderner hochintegrierter Schaltkreisfunktionen ermöglicht.
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Die wesentlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestehen aus elektronischen Bauteilen, welche mit den genannten Anforderungen sehr gut kompatibel sind. Dies gilt natürlich auch für die Batterietechnologie in Lithium Technik, die eine hohe Speicherkapazität pro Volumeneinheit vorweisen kann. Für die Steuerung (Timing Manager) wird vorteilhafterweise ein Bauelement eingesetzt, welches sich dadurch auszeichnet, dass es in der Wartephase zwar die Zeit kontrolliert, dabei aber lediglich eine Stromaufnahme von wenigen µA benötigt.
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Figurenliste
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen.
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In den Zeichnungen zeigen
- 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausführungsform in einer aufgebrochenen Seitenansicht und im Querschnitt;
- 2 eine Matrix zur Berechnung der jährlich erforderlichen Batterieka pazität;
- 3 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Ausführung der Erfindung
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In 3 ist eine mögliche Gehäusestruktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt. Über der Aufnahme 120 des Gehäuses 12 für die Schlüsselöffnung sind vorzugsweise zwei Spulen (Differentialspulen) eines induktiven Sensors 10 zur Schlüsseldetektion zu sehen. Die Spulen 100 sind elektrisch mit einer Elektronikplatine 14 verbunden. Auf dieser Platine sind die zur Funktion notwendigen und im Blockdiagramm beschriebenen Komponenten aufgebaut. Die Elektronikplatine 14 trägt auch den beschriebenen Lagesensor 11 zur möglichen Aktivierung / Deaktivierung der Vorrichtung.
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Die eingesetzten Bauelemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 sowie der differentielle Sensorschaltkreis sind vorzugsweise auf extrem niedrige Stromaufnahme selektiert. Selbst der vorteilhaft eingesetzte akustische Piezo-Summer zur Alarmierung weist eine hohe Schalldruckerzeugung bezogen auf die elektrischen Parameter auf.
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Zur Abschätzung der Standzeiten der Batterie der Vorrichtung 1 wurde die Stromaufnahme in Verbindung mit der Häufigkeit der Betriebsphasen als Matrix (2) dargestellt und die erforderlichen Betriebsparameter ermittelt. Die Rechnung basiert auf einer Ruhezeit von 5 Minuten zwischen den Alarmen und einer 50% Alarmwahrscheinlichkeit. Die Batteriekapazität einer in vergleichbaren Anwendungen eingesetzten Varta 3 Volt Lithium Batterie Typ CR 2450 beträgt nach Datenblattangabe ca. 600 mAh.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Schlüssel
- 10
- Sensor
- 11
- Lagesensor
- 12
- Signalerzeuger
- 13
- Gehäuse
- 14
- Elektronikplatine mit Steuerung
- 100
- Spulen des induktiven Sensors
- 130
- Aufnahme am Gehäuse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2519940 A [0003]
- US 5113174 A [0003]
- DE 102015009283 A1 [0003]
- DE 4017116 C1 [0003]
- CN 202210338 U [0003]
