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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schlüssels mit einer Schlüsselreide und einem von der Schlüsselreide frei auskragenden Schlüsselschaft nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus der Praxis sind Schlüssel zur Betätigung eines E-Zylinders bekannt. Diese Schlüssel weisen eine Schlüsselelektronik auf, um ein codiertes Öffnungssignal an den Schließzylinder, einen sog. E-Zylinder, zu übertragen. Ein Vorteil ist, dass die Codierung des Schlüssels bzw. E-Zylinders elektronisch einfach programmierbar ist.
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Aus der
EP 1 039 074 B1 ist ein Schlüssel mit einer Schlüsselreide und einem Schlüsselschaft zur Betätigung von elektronisch gesicherten Schlössern bekannt. Dieser Schlüssel weist einen Schwungradgenerator und einen Energiespeicher auf, der in der Schlüsselreide angeordnet ist. Der Schwungradgenerator weist ein Massependel in Form eines Schwungrads auf, welches durch Erschütterungen, die beim Tragen oder Bewegen des Schlüssels auftreten, angetrieben wird. Diese Energie wird in einem Energiespeicher gespeichert, um im Bedarfsfall beim Betätigen eines Schließzylinders diese Energie zu nutzen, um ein elektronisch codiertes Öffnungssignal zu erzeugen. Ein solcher Schlüssel weist neben den mechanischen Komponenten eines Schlüssels noch zusätzliche Komponenten für den Generator und die Elektronik auf. Die Herstellung eines solchen Schlüssels ist demzufolge entsprechend aufwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlüssel bereitzustellen, der aus Umweltgesichtspunkten nachhaltig ist, dabei eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit aufweist und insbesondere einfach herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Schlüssels gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schlüssels mit einer Schlüsselreide und mit einem von der Schlüsselreide frei auskragenden Schlüsselschaft vorgeschlagen, wobei der Schlüssel eine Schlüsselelektronik aufweist, die ein codiertes Öffnungssignal an einen Schließzylinder überträgt und ferner einen Generator aufweist, der die Schlüsselelektronik und/oder eine Schlie0zylinderelektronik mit elektrischer Energie versorgt. Wesentlich dabei ist, dass der Generator und die Schlüsselelektronik jeweils als eine Baueinheit ausgebildet sind und der Generator auf die Schlüsselelektronik aufgesetzt wird, oder die Schlüsselelektronik auf den Generator aufgesetzt wird, wobei durch das Aufsetzen der Generator mit der Schlüsselelektronik elektrisch leitend verbunden wird.
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Sowohl der Generator als auch die Schlüsselelektronik umfassen jeweils eine Mehrzahl einzelner Bauteile. Indem diese Bauteile jeweils als eine Baueinheit ausgebildet werden, entfällt die Notwendigkeit, eine solche Mehrzahl entsprechender Bauelementen jeweils einzeln in den Schlüssel zu integrieren. Stattdessen ist es bei der erfindungsgemäßen Herstellung ausreichend, wenn jeweils eine Baueinheit aus dem Generator und eine Baueinheit aus der Schlüsselelektronik eingesetzt und miteinander verbunden werden. Insbesondere geschieht dies in einem Schritt. Dadurch vereinfacht sich die Herstellung des Schlüssels erheblich und es können zudem Herstellungskosten reduziert werden, ohne dass die Qualität oder Zuverlässigkeit des Schlüssels darunter leidet. Ferner wird zugleich mit dem Aufsetzen des Generators auf die Schlüsselelektronik eine elektrische Verbindung zwischen Generator und Schlüsselelektronik geschaffen, ohne dass diese separat, d.h. mit einem zusätzlichen Arbeitsschritt hergestellt werden müsste. Vorzugsweise wird dadurch sowohl die mechanische Verbindung als auch die elektrische Verbindung in einem Arbeitsschritt vollzogen.
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Vorzugsweise wird unter Aufsetzen des Generators auf die Schlüsselelektronik ein mechanisches Verbinden, Aufsetzen, oder Aneinanderfügen der beiden Baueinheiten verstanden. Insbesondere kann die Baueinheit Generator und die Baueinheit Schlüsselelektronik so aneinandergefügt oder aufgesetzt oder miteinander verbunden werden, dass eine neue, insbesondere zusammengesetzte Baueinheit entsteht.
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Insbesondere wird unter Baueinheit eine modulare Ausgestaltung verstanden. D.h. der Generator und/oder die Schlüsselelektronik sind jeweils als eine Baueinheit oder als ein Modul ausgebildet und können als solche in den Schlüssel bzw. in die Schlüsselreide eingesetzt werden. Dies erleichtert die Herstellung des Schlüssels, da nicht die Bestandteile der jeweiligen Baueinheit separat eingesetzt und untereinander verbunden werden müssen. Stattdessen kann die Baueinheit vorgefertigt werden und als ein Komplettmodul bei der Herstellung des Schlüssels verwendet werden. Vorzugsweise weist eine Baueinheit einen mechanischen Träger zum Halten mehrerer Bauteile des Generators oder der Schlüsselelektronik, und/oder ein Gehäuse zum Haltern mehrerer Bauteile des Generators oder der Schlüsselelektronik auf.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik wenigstens zwei Kontaktpins und der Generator wenigstens zwei korrespondierende Kontaktbuchsen aufweist, oder dass der Generator wenigstens zwei Kontaktpins und die Schlüsselelektronik wenigstens zwei korrespondierende Kontaktbuchsen aufweist, und dass beim Aufsetzen des Generators auf die Schlüsselelektronik die wenigstens zwei Kontaktpins mit den wenigstens zwei korrespondierenden Kontaktbuchsen elektrisch leitend verbunden werden.
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Beispielsweise können die Kontaktpins und die korrespondierenden Kontaktbuchsen als eine Steckverbindung ausgebildet sein. Dabei können die Kontaktpins bzw. die Kontaktbuchsen jeweils mechanisch fest an einer Baueinheit, sprich dem Generator bzw. der Schlüsselelektronik angeordnet und so ausgerichtet sein, dass beim Aufsetzen des Generators auf die Schlüsselelektronik automatisch eine Steckverbindung hergestellt und der Generator mit der Schlüsselelektronik elektrisch leitend verbunden wird. Die wenigstens zwei korrespondierenden Kontaktbuchsen können als eine einzelne Buchse mit zwei Polen ausgebildet sein. Entsprechend können die wenigstens zwei Kontaktpins als ein Stecker mit zwei Polen ausgebildet sein. Durch das Aufsetzen kann automatisch eine Steckverbindung zwischen der Buchse und dem Stecker hergestellt werden.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik wenigstens zwei Kontaktpins und der Generator wenigstens zwei korrespondierende Kontaktflächen aufweist, oder dass der Generator wenigstens zwei Kontaktpins und die Schlüsselelektronik wenigstens zwei korrespondierende Kontaktflächen aufweist, und dass beim Aufsetzen des Generators auf die Schlüsselelektronik die wenigstens zwei Kontaktpins mit den wenigstens zwei korrespondierenden Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden werden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Ausrichtung von Generator und Schlüsselelektronik zueinander mehr Toleranz aufweisen kann, da durch die zu den Kontaktpins korrespondierenden Kontaktflächen auch bei einer gewissen Abweichung von einer optimalen Ausrichtung von Generator und Schlüsselelektronik zueinander eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung hergestellt werden kann.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die wenigstens zwei Kontaktpins als gefederte Pins oder Pogo Pins ausgebildet sind. Durch die Ausbildung der Kontaktpins als gefederte Pins kann ein zusätzlicher Toleranzausgleich erfolgen. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der elektrisch leitenden Verbindung verbessert.
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Alternativ können auch in Stanz-Biege-Technik hergestellte Kontaktfedern mit dediziertem Kontaktniet oder auch als Conical Coil Connectors bezeichnete Kegelfedern mit entsprechender Beschichtung, wie sie zur Kontaktierung von Batteriezellen verwendet werden, als Kontaktpins verwendet werden. Auch diese lassen einen Toleranzausgleich und gleichzeitig eine langfristig stabile Kontaktgabe zu.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schlüsselreide als ein Gehäuse mit einem Bauraum zur Aufnahme des Generators und der Schlüsselelektronik ausgebildet ist.
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Insbesondere kann die Schlüsselreide zwei Gehäusehälften aufweisen, wobei die Schlüsselelektronik in der ersten Gehäusehälfte und der Generator in der zweiten Gehäusehälfte angeordnet wird.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass durch ein Verbinden der zwei Gehäusehälften zu der Schlüsselreide der Generator auf die Schlüsselelektronik aufgesetzt und elektrisch leitend verbunden wird. Dadurch wird die Herstellung des Schlüssels weiter vereinfacht, da das Aufsetzen zwischen Generator und Schlüsselelektronik in einem Zug mit dem Verbinden der zwei Gehäusehälften stattfinden kann.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Schlüsselschaft mit der ersten Gehäusehälfte verbunden wird und die Schlüsselelektronik in der ersten Gehäusehälfte angeordnet, vorzugsweise mit der ersten Gehäusehälfte verbunden wird, insbesondere verklebt, verrastet oder verschraubt wird, und dass die Schlüsselelektronik elektrisch leitend mit dem Schlüsselschaft verbunden wird bevor der Generator auf die Schlüsselelektronik aufgesetzt wird.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Schlüsselschaft einen elektrisch leitenden Körper und einen von diesem elektrisch isolierten Kontakt zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu einem Schließzylinder aufweist, und dass die Schlüsselelektronik in der ersten Gehäusehälfte über einen ersten Anschluss mit dem elektrisch leitenden Körper des Schlüsselschafts und über einen zweiten Anschluss mit dem Kontakt elektrisch leitend verbunden wird. Dadurch kann auf einfache Art und Weise die Schlüsselelektronik mit dem Schlüsselschaft elektrisch leitend verbunden werden.
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Alternativ können an dem Schlüsselschaft auch zwei elektrisch leitende Kontakte vorgesehen sein, die von dem Schlüsselschaft isoliert ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass der Schlüssel auch in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden kann.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik zusammen mit einem Energiespeicher, umfassend wenigstens einen Kondensator, auf einer gemeinsamen Platine als Baueinheit ausgebildet ist. Weitere Bauteile der Schlüsselelektronik können passive Bauteile, beispielsweise Widerstände und/oder Kondensatoren und/oder Spulen, und/oder aktive Bauteile wie bspw. integrierte Schaltkreise (IC's) und/oder Transistoren, und/oder Dioden sein.
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Zudem kann vorgesehen sein, dass der Generator zusammen mit einer Rückstellfeder und mit einer Getriebevorrichtung und vorzugsweise mit einem Getriebeelement, als eine Baueinheit ausgebildet ist. Weitere Bauteile des Generators können Lager und/oder Magnete und/oder Polspulen und/oder ein Rotor und/oder ein Stator sein.
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Insbesondere ist der in der Schlüsselreide angeordnete Generator zur Versorgung der Schlüsselelektronik mit elektrischer Energie ausgebildet. Vorzugsweise wird der Generator durch ein bewegliches Bauteil angetrieben, welches beim Einschieben des Schlüsselschafts des Schlüssels in einen Schließzylinder in Anlage mit dem Schließzylinder gelangt und den Generator beim weiteren Einschieben des Schlüsselschafts in den Schließzylinder antreibt, vorzugsweise rotierend antreibt.
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Ein Vorteil dabei ist, dass durch den in der Schlüsselreide angeordneten Generator, der beim Einschieben des Schlüssels in den Schließzylinder automatisch angetrieben wird, Strom zur Versorgung der Schlüsselelektronik bereitgestellt wird. Vorteilhafterweise ist außer dem Generator keine weitere Stromquelle notwendig, sodass keine Batterie bzw. kein aufladbarer Akku zum Betrieb des Schlüssels notwendig ist. Dadurch entfällt im Verlaufe der Lebensdauer des Schlüssels die Notwendigkeit Batterien zu tauschen bzw. defekte Akkus zu tauschen. Zum einen erhöht sich dadurch die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Schlüssels und es wird zum anderen Abfall vermieden.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Anordnung des Generators in der Schlüsselreide, die Schlüsselreide universal für verschiedene Schließzylinder einsetzbar ist, da der Schlüssel seine eigene Energieversorgung aufweist.
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Insbesondere wird im Betrieb ein Schließzylinder durch den durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Schlüssel betätigt, bzw. mechanisch betätigt. Unter Betätigung des Schließzylinders, insbesondere mechanische Betätigung des Schließzylinders, wird vorzugsweise eine Drehung des Schließzylinders bzw. des Schließzylinderkerns durch den Schlüssel verstanden. Dazu wird der Schlüsselschaft in einen Schlüsselkanal des Schließzylinders eingeführt. Der Schließzylinder kann insbesondere als sogenannter E-Schließzylinder ausgebildet sein und weist eine Schlüsselelektronik sowie ein elektronisch schaltbares Sperrglied auf.
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Insbesondere wird zwischen Schlüssel und Schließzylinder ein elektronisch codiertes Öffnungssignal übertragen oder ausgetauscht, um die Öffnungsberechtigung des Schlüssels zu überprüfen. Das elektronisch schaltbare Sperrglied sperrt normalerweise eine Betätigung des Schließzylinders. Erst nachdem die Schlüsselelektronik bzw. der Schließzylinder ein korrektes bzw. valides Öffnungssignal von dem Schlüssel bzw. der Schlüsselelektronik empfangen hat, wird das elektronisch schaltbare Sperrglied freigeschaltet und der Schließzylinder kann durch Drehen des Schlüssels betätigt werden.
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Insbesondere kann der Schließzylinder zum Einbau in ein Schloss einer Gebäudetür, beispielsweise ein Einsteckschloss mit einer Einfachverriegelung oder mit Mehrfachverriegelung, vorgesehen sein. Der Schließzylinder kann dabei als Schließzylinder nach einer DIN-Norm oder als sogenannter Schweizer Schließzylinder oder als ein Schließzylinder nach einer skandinavischen Norm ausgebildet sein. Diese Schließzylinder unterscheiden sich jeweils in ihren äußeren Abmessungen.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass an dem Schlüsselschaft eine mechanische Codierung angebracht wird. Eine solche mechanische Codierung kann beim Einführen des Schlüsselschafts in den Schließzylinder von diesem abgetastet werden und als ein Sicherheitsmerkmal zusätzlich zu dem codierten Öffnungssignal verwendet werden.
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Vorzugsweise kann in alternativen Ausgestaltungen vorgesehen sein, dass der Schlüsselschaft keine mechanische Codierung aufweist, sondern die Öffnungsberechtigung alleine durch das elektronisch codierte Öffnungssignal erfolgt.
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Vorzugsweise wird unter einem elektronisch codierten Öffnungssignal ein Signal verstanden welches eine Codierung bzw. Verschlüsselung aufweist. Das Öffnungssignal kann von der Schlüsselelektronik generiert werden, oder wird in der Schlüsselelektronik per Parametrierung oder Programmierung gespeichert. Das Öffnungssignal kann dann verschlüsselt werden, bspw. RSA-verschlüsselt oder DES-verschlüsselt oder AES-verschlüsselt werden.
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In der Schlüsselelektronik können unterschiedliche Öffnungssignale vorgesehen sein bzw. generiert werden. Beispielsweise können Gruppenöffnungssignale oder Einzelöffnungssignale oder Generalöffnungssignale vorgesehen sein. Ein Einzelöffnungssignal ist berechtigt einen einzelnen Schließzylinder zu betätigen. Ein Gruppenöffnungssignal ist berechtigt mehrere Schließzylinder, also eine Gruppe von Schließzylinder zu betätigen. Ein Generalöffnungssignal kann alle Schließzylinder eines Schließsystems betätigen, ähnlich einem Generalschlüssel.
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Eine Übertragung des codierten Öffnungssignales an einen Schließzylinder kann drahtgebunden erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann das codierte Öffnungssignal auch drahtlos übertragen werden. Beispielsweise kann die Schlüsselelektronik eine drahtlose Schnittstelle aufweisen, vorzugsweise ZigBee oder Bluetooth oder eine RFID-Schnittstelle.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass an dem Schlüsselschaft ein elektrischer Kontakt angeordnet ist, um die Schlüsselelektronik mit einer Schließzylinderelektronik zu verbinden, wobei der Generator zum Versorgen einer Schließzylinderelektronik über diesen Kontakt mit elektrischer Energie ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Schlüsselschaft elektrisch leitend ausgebildet und der elektrische Kontakt von dem Schlüsselschaft isoliert ausgebildet. Dadurch kann ein elektrischer Stromkreis aufweisend zwei Pole aufgebaut werden, indem beispielsweise der Schlüsselschaft als Masse und der elektrische Kontakt als zweiter Pol dient. So kann bei in einen Schließzylinder vollständig eingeschobenem Schlüssel ein Stromkreis mit dem Schließzylinder mittels des elektrischen Kontakts geschlossen werden. Dadurch ist es möglich, die Elektronik des Schließzylinders, sprich die Schließzylinderelektronik aus dem in dem Schlüssel angeordneten Generator bzw. aus dem Energiespeicher des Schlüssels mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch kann eine Verkabelung des Schließzylinders durch das Schloss hindurch oder durch die Türe hindurch vollständig verfallen. Ein Vorteil ist, dass dabei auch auf ein Netzteil verzichtet werden kann.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass über den elektrischen Kontakt eine drahtgebundenen Datenverbindung zwischen der Schlüsselelektronik und einer Schließzylinderelektronik geschaffen wird. Somit kann der elektrische Kontakt neben der Stromversorgung zusätzlich als Datenschnittstelle, insbesondere bidirektionale Datenschnittstelle ausgebildet sein. Über diese Datenschnittstelle kann beispielsweise ein verschlüsseltes elektronisch codiertes Öffnungssignal zwischen Schließzylinderelektronik und Schlüsselelektronik ausgetauscht werden. Für die Verschlüsselung können gängige Verschlüsselungsmechanismen wie beispielsweise eine AES Verschlüsselung oder eine RSA Verschlüsselung eingesetzt werden.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der elektrische Kontakt als eine Bidirektionale Datenschnittstelle zum Herstellen einer drahtgebundenen Datenverbindung zwischen der Schlüsselelektronik und einer Schließzylinderelektronik ausgebildet ist. Somit kann der elektrische Kontakt neben der Stromversorgung zusätzlich als Datenschnittstelle, insbesondere bidirektionale Datenschnittstelle ausgebildet sein. Über diese Datenschnittstelle kann beispielsweise ein verschlüsseltes elektronisch codiertes Öffnungssignal zwischen Schließzylinderelektronik und Schlüsselelektronik ausgetauscht werden. Für die Verschlüsselung können gängige Verschlüsselungsmechanismen, wie beispielsweise eine AES-Verschlüsselung oder eine RSA-Verschlüsselung oder eine DES-Verschlüsselung eingesetzt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik einen Energiespeicher umfasst. Insbesondere einen Kondensator als Energiespeicher für die durch den Generator erzeugte elektrische Energie aufweist und eine Energiezwischenspeicherung ermöglicht. Über den Energiespeicher kann die durch den Generator erzeugte elektrische Energie gespeichert bzw. zwischengespeichert werden. Dadurch ist es möglich die von dem Generator erzeugte elektrische Energie effizient zu nutzen. Beispielsweise kann über den Energiespeicher der Schlüsselelektronik über einen längeren Zeitraum hin mit elektrischer Energie versorgt werden, als dass der Generator elektrische Energie liefert.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik außer dem Generator keine weitere Stromquelle benötigt oder aufweist.
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Insbesondere kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass bei in einem Schließzylinder eingestecktem Schlüssel durch den Generator und/oder durch den Energiespeicher über den elektrischen Kontakt des Schlüsselschafts die Schließzylinderelektronik des Schließzylinders mit elektrischer Energie versorgt wird. So kann eine separate Stromversorgung, insbesondere eine netzgebundene Stromversorgung, für den Schließzylinder entfallen.
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Vorteilhafterweise kann das Gehäuse der Schlüsselreide elektrisch isolierend, vorzugsweise aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Dadurch wird ein mechanisch robuster und gleichzeitig elektrisch nicht leitender Bauraum für den Generator und die Schlüsselelektronik geschaffen. Insbesondere kann die Schlüsselreide bzw. das Gehäuse der Schlüsselreide mit dem Schlüsselschaft mechanisch fest verbunden werden, beispielsweise verklebt, oder vernietet, oder verschraubt oder an den Schlüsselschaft angespritzt werden.
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In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass an dem Schlüsselschaft ein bewegliches Bauteil, insbesondere ein Schlitten oder ein Schieber angeordnet wird. Das bewegliche Bauteil wirkt mit dem Generator zusammen, um den Generator zur Erzeugung elektrischer Energie anzutreiben, vorzugsweise rotierend anzutreiben. Vorzugsweise gelangt das bewegliche Bauteil beim Einführen des Schlüsselschafts in einen Schließzylinder in Anlage mit dem Schließzylinder. Beim weiteren Einführen des Schlüssels wird das bewegliche Bauteil relativ zu dem Schlüsselschaft verschoben.
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Vorzugsweise werden die Bezeichnungen Schlitten und Schieber hier synonym verwendet. Es handelt sich um Bauteile, welche die gleiche Funktion aufweisen. Üblicherweise unterscheiden sich Schlitten und Schieber durch die Art ihrer Lagerung. Ein Schlitten sitzt beispielsweise mehr außen auf seiner Führung, also auf dem Schlüsselschaft und umgreift eine Führung. Ein Schieber wird beispielsweise in einer Nut im Schlüsselschaft geführt und greift in diese vorzugsweise formschlüssig ein. Beide Arten der Lagerung können in einem Bauteil nebeneinander realisiert werden.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das bewegliche Bauteil, insbesondere der Schlitten oder der Schieber, an dem Schlüsselschaft angeordnet oder mit dem Schlüsselschaft verbunden wird, bevor der Schlüsselschaft mit der Schlüsselreide verbunden wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das bewegliche Bauteil bzw. dass der Schlitten oder der Schieber mit einem Getriebeelement zusammenwirkt, um die Linearbewegung des beweglichen Bauteils oder des Schlittens bzw. des Schiebers in eine Rotationsbewegung zum rotierenden Antrieb des Generators umzuwandeln.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Getriebeelement mit einem Spindeltrieb oder einem Pleueltrieb oder einem Riementrieb verbunden ist, oder dass das Getriebeelement als ein Spindeltrieb oder als ein Pleueltrieb oder als ein Riementrieb ausgebildet ist. Über den Spindeltrieb oder Pleueltrieb oder Riementrieb kann die Linearbewegung des beweglichen Bauteils in eine Rotationsbewegung zum Antrieb des Generators umgewandelt werden.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Getriebeelement Teil einer Getriebevorrichtung ist. Insbesondere einer Getriebevorrichtung umfassend das Getriebeelement und eine Übersetzung, um die Rotationsbewegung des Getriebeelements mit veränderter Drehzahl auf den Generator zu übertragen. Dabei kann die Übersetzung der Getriebevorrichtung so gewählt werden, dass der Generator mit möglichst optimaler Drehzahl im Hinblick auf eine Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie angetrieben wird.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Getriebeelement mit dem Schlitten oder dem Schieber über eine Kupplung verbunden wird, nachdem der Generator auf die Schlüsselelektronik aufgesetzt wurde. Über die Kupplung ergibt sich der Vorteil, dass der Antrieb des Generators mit dem Getriebeelement und der Schlitten zweiteilig aufgebaut sind. Durch diese Zweiteiligkeit kann das dem Generator zugeordnete Getriebeelement in der Schlüsselreide aufgenommen sein. Der Schlitten bzw. der Schieber kann als bewegliches Element außerhalb der Schlüsselreide am Schlüsselschaft angeordnet sein. Von Vorteil ist, dass der Schlitten bzw. der Schieber mit dem Getriebeelement über die Kupplung derart verbunden wird, dass sowohl Zugkräfte als auch Druckkräfte zwischen Getriebeelement und Schlitten bzw. Schieber übertragen werden. Insbesondere ist die Kupplung derart bemessen, dass die bei normalem Betrieb auftretenden Druckkräfte oder Schubkräfte nicht ausreichen, die Kupplungsverbindung zu lösen. Dadurch wird bei einfacher Fertigung des Schlüssels eine hohe Funktionssicherheit und eine unter normalen Bedingungen unlösbare Verbindung zwischen Getriebeelement und Schlitten bzw. Schieber erzielt.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Getriebeelement zwischen dem Generator und der Schlüsselelektronik angeordnet ist.
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Die Kupplung kann als eine Rastkupplung oder Schnappkupplung ausgebildet sein und der Schlitten oder Schieber durch Druck in Richtung auf das Getriebeelement mit diesem durch Einrasten oder Einschnappen der Kupplung verbunden werden.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass durch das Getriebeelement eine Linearbewegung des Schlittens oder Schiebers in eine Rotationsbewegung zum rotierenden Antrieb des Generators umgewandelt wird.
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In einer Ausgestaltung kann eine Freilaufkupplung vorgesehen sein, so dass der Schlitten oder der Schieber nur beim Einführen des Schlüssels in einen Schließkanal eines Schließzylinders mit dem Generator in Eingriff ist, während die Freilaukupplung beim Herausziehen den Schlitten oder den Schieber trennt, so dass der Generator nur in einer Drehrichtung angetrieben wird. Insbesondere kann die Freilaufkupplung zwischen Generator und dem beweglichen Bauteil vorgesehen sein. Die Freilaufkupplung kann analog eines Fahrradfreilaufs aufgebaut sein. D.h. solange der Schlitten bzw. der Schieber in Richtung auf die Schlüsselreide bewegt werden, sind diese in Antriebseingriff mit dem Generator. Wenn der Schlitten bzw. der Schieber gegen Ende des Weges abgebremst wird oder abstoppt, trennt die Freilaufkupplung die Verbindung zu dem Generator. Dadurch kann der Generator sich weiterdrehen, auch wenn der Schlitten bzw. Schieber abgebremst wird oder stillsteht. Ferner kann der Schlitten oder der Schieber beim Herausziehen des Schlüssels aus einem Schließzylinder sich entgegen der ursprünglichen Antriebsrichtung bewegen, d.h. in die Ausgangsposition zurückbewegen, ohne dass dadurch eine Rotation des Generators nachteilig beeinflusst wird.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Schlitten oder der Schieber in Richtung zur Schlüsselspitze hin durch eine Feder beaufschlagt wird. Die Feder kann als Drehfeder oder als Spiralfeder ausgebildet sein. Über die Feder kann sichergestellt werden, dass der Schlitten bzw. der Schieber beim Herausziehen des Schlüssels aus einem Schließzylinder immer in seiner Ausgangsposition, also in der vorderen, d.h. zur Spitze des Schlüsselschafts hin gewandten Position angeordnet ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass an der Schlüsselreide eine optische Anzeige, vorzugsweise umfassend eine LED, angeordnet wird, wobei die optische Anzeige durch den Generator mit elektrischer Energie versorgt wird. Durch die visuelle Anzeige können einem Benutzer beispielsweise Fehlermeldungen oder Zustandsmeldungen optisch visualisiert werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein System aufweisend einen Schlüssel hergestellt nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte, oder ein System aufweisend einen Schlüssel hergestellt nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte und einen Schließzylinder. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass das System einen mechatronischen Schließzylinder bzw. einen sog. E-Zylinder umfasst, der eine Schließzylinderelektronik aufweist. Insbesondere ist die Schließzylinderelektronik und die Schlüsselelektronik entsprechend programmiert oder programmierbar, sodass sie untereinander das codierte Öffnungssignal austauschen und validieren können. Bei der Validierung des Öffnungssignals kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik ein codiertes Öffnungssignal generiert und dieses zur Schließzylinderelektronik übermittelt. Die Schließzylinderelektronik überprüft das Öffnungssignal und wenn es sich um ein gültiges Öffnungssignal handelt, gibt die Schließzylinderelektronik ein schaltbares Sperrglied frei, um den Schließzylinder zu betätigen.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Schließzylinderelektronik durch den Generator mit elektrischer Energie versorgt wird, um ein zwischen der Schlüsselelektronik und der Schließzylinderelektronik ausgetauschtes Öffnungssignal zu prüfen und bei Vorliegen einer Öffnungsberechtigung ein Sperrglied freizuschalten, um eine mechanische Betätigung des Schließzylinders zu ermöglichen.
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In den Figuren sind weitere Ausführungen der Erfindung gezeigt und nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen:
- 1a-1c: Schlüssel mit einem Schließzylinder in unterschiedlichen Bedienpositionen;
- 2a: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit geöffneter Schlüsselreide;
- 2b: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels gemäß 2a ohne Schlüsselelektronik;
- 3a: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit Pleueltrieb;
- 3b: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit Riementrieb;
- 3c: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit Spindeltrieb;
- 4a-7b: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit einem Zahnstangentrieb;
- 8: ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit einem abgewandelten beweglichen Bauteil;
- 9 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schlüssels;
- 10: eine weitere Explosionsdarstellung gemäß 9;
- 11a: eine 3D Darstellung des Generators und der Schlüsselelektronik;
- 11b: eine Seitendarstellung des Generators und der Schlüsselelektronik;
- 12: eine vergrößerte Darstellung des Schlüsselschaftes mit beweglich gelagertem Schlitten;
- 13: eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Schlüssels mit geöffneter Schlüsselreide und Schlitten;
- 14: ein Querschnitt durch den Schlüsselschaft im Bereich des beweglich gelagerten Schlittens;
- 15: ein schematisches Schaltbild des erfindungsgemäßen Schlüssels mit einem Schließzylinder.
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In den Figuren sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Diese sollen lediglich beschreibend und nicht einschränkend verstanden werden. In den Figuren sind jeweils gleichwirkende Bestandteile mit gleichen Referenzzeichen versehen. Der Fachmann kann anhand seines handwerklichen Könnens unterschiedliche Merkmale der dargestellten Ausführungsbeispiele variieren oder untereinander austauschen, ohne dabei dem durch die Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die 1a, 1 b und 1c zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei ist der erfindungsgemäße Schlüssel 1 zusammen mit einem Schließzylinder 11 in jeweils unterschiedlichen Bedienpositionen dargestellt.
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In 1a ist der Schlüssel 1 und der Schließzylinder 11 separat, d. h. bevor der Schlüssel 1 in den Schließzylinder 11 eingeführt wird, dargestellt. In der 1b ist der Schlüssel 1 teilweise in den Schließkanal des Schließzylinders 11 eingesteckt dargestellt. In der 1c ist der Schlüssel 1 vollständig in den Schließkanal des Schließzylinders 1 eingesteckt gezeigt. In dieser in der 1c dargestellten Position ist es möglich, durch den Schlüssel 1 den Schließzylinder 11 zu betätigen. Bei der Betätigung des Schließzylinders 11 durch den Schlüssel 1 wir der Schlüssel gedreht, um den Schließzylinder 11 in einer Öffnungsrichtung oder entgegengesetzt in einer Schließrichtung zu betätigen. Bei der Betätigung in Öffnungsrichtung wird, sofern der Schließzylinder 11 in ein entsprechendes Schloss, beispielsweise ein Einsteckschloss einer Gebäudetüre eingesetzt ist, dieses entriegelt, d.h. die Riegelelemente des Riegelschlosses, beispielsweise eine Schlossriegel und/oder eine Schlossfalle, werden in das Schlossgehäuse zurückgezogen. Bei einer Betätigung in Schießrichtung wird demgemäß das Schloss verriegelt, d.h. die Riegelelemente, beispielsweise der Schlossriegel und/oder ein Fallenriegel werden aus dem Schlossgehäuse in Verriegeltstellung ausgefahren.
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Der Schlüssel 1 weist einen Schlüsselschaft 3 und eine mit dem Schlüsselschaft 3 verbundene Schlüsselreide 2 auf. Die Schlüsselreide 2 ist als Gehäuse mit einem Bauraum zur Aufnahme von Komponenten ausgebildet. Im Inneren der Schlüsselreide 3 ist ein Generator 9 angeordnet.
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An dem Schlüsselschaft 3 ist ein bewegliches Bauteil 4 angeordnet, dass mit einem in der Schlüsselreide 2 angeordneten Getriebeelement 5 antriebsverbunden ist. Bei einer Bewegung des beweglichen Bauteils 4 entlang des Schlüsselschaftes 3 wird über das Getriebeelement 5 der Generator 9 zur Erzeugung von elektrischer Energie angetrieben. Dabei ist ein zwischen Getriebeelement 5 und Generator 9 wirkendes Getriebe 6 bzw. Getriebevorrichtung 6 vorgesehen. Über die Getriebevorrichtung 6 kann eine Übersetzung einer Drehbewegung stattfinden, sodass der Generator 9 mit einer entsprechend angepassten Drehzahl angetrieben wird.
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In dem in den 1a bis 1c gezeigten Ausführungsbeispiel ist das bewegliche Bauteil 4 als ein auf dem Schlüsselschaft 3 beweglich gelagerter Schlitten 42 ausgebildet. Wie in den 1a bis 1c dargestellt ist, gelangt der Schlitten 42 beim Einstecken des Schlüssels1 in den Schließzylinder in Kontakt mit dem Schließzylinder 11 und wird beim weiteren Einführen des Schlüsselschaftes 3 in den Schießkanal des Schließzylinders 11 relativ zu dem Schlüsselschaft verschoben und treibt dabei über das Getriebeelement 5 und die Getriebevorrichtung 6 in Generator 9 an. Dabei erzeugt der Generator 9 elektrische Energie, um eine Schlüsselelektronik 7, dargestellt beispielsweise in 2a, mit elektrischer Energie zu versorgen.
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Die beispielsweise in 2a gezeigte Schlüsselelektronik 7 generiert ein elektronisch codiertes Öffnungssignal und übermittelt dieses über einen am Schlüsselschaft angeordneten elektrischen Kontakt 32 an den Schließzylinder 11 bzw. an eine Schließzylinderelektronik 12 (dargestellt in 15).
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Über den elektrischen Kontakt 32 wird in der in der 1c dargestellten vollständig eingesteckten Position des Schlüssels ein elektrischer Kreis zwischen Schließzylinderelektronik 12 und Schlüsselelektronik 7 geschlossen. Über diesen Stromkreis kann ein codiertes Öffnungssignal, und/oder elektrische Energie, zwischen der Schlüsselelektronik 7 und der Schließzylinderelektronik 12 ausgetauscht werden. Bei Vorliegen eines korrekten Öffnungssignals wird durch die Schließzylinderelektronik 12 ein Sperrglied des Schließzylinders 11 freigeschaltet, so dass dieser durch den Schlüssel 1 bzw. den Schlüsselschaft 3 drehbar ist.
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Der Schließzylinder 11 ist als sogenannter E-Zylinder ausgebildet. D.h. er weist ein schaltbares Sperrglied 13 auf (15), welches freigeschaltet werden muss, um eine Drehung des Schließzylinders 11 zu ermöglichen. Dafür wird von der Schlüsselelektronik 7 ein codiertes Öffnungssignal generiert und an eine Schließzylinderelektronik 12 übertragen. Dieses codierte Öffnungssignal wird geprüft und erst nach Bestätigung einer korrekten Öffnungsberechtigung wird das Sperrglied 13 freigegeben. Durch diese elektronische Codierung kann ein hoher Sicherheitsstandard erreicht werden.
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Zusätzlich zu der Überprüfung des durch die Schlüsselelektronik 7 gesendeten codierten Öffnungssignals kann die Schlüsselelektronik 7 die Schließzylinderelektronik 12 abprüfen, um festzustellen, ob es sich bei dem Schießzylinder 11 um ein zu dem Schlüssel 1 zugehöriges System handelt. Erst nachdem sozusagen von der Schlüsselelektronik 7 der Schließzylinder 11 validiert wurde, wird von der Schließzylinderelektronik 7 ein entsprechendes codiertes Öffnungssignal generiert und an den Schließzylinder 11 übermittelt. Dergestalt kann die Sicherheit nochmals deutlich erhöht werden.
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In der 2a ist der erfindungsgemäße Schlüssel 1 mit geöffneter Schlüsselreide 2 dargestellt. Durch das geöffnete Gehäuse der Schlüsselreide 2 ist die Schlüsselelektronik 7 sichtbar. Hinter bzw. unter der Schlüsselelektronik 7 ist der Generator 9 verdeckt angeordnet.
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An dem Schlüsselschaft 3 ist der an dem Schlüsselschaft 3 gelagerte bewegliche Schlitten 42 angeordnet und mit dem innerhalb der Schlüsselreide 2 angeordneten Getriebeelement 5 verbunden. Das Getriebeelement 5 ist räumlich zwischen der Schlüsselelektronik 7 und dem Generator 9 angeordnet.
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Der bewegliche Schlitten 42 wird von seiner vorderen, im Bereich der Schlüsselschaftspitze 35 angeordneten Ruheposition oder Ausgangsposition beim Einführen des Schlüssels 1 in einen Schließzylinder entlang des Schlüsselschaftes in Richtung auf die Schlüsselreide 2 zu bewegt. Dadurch wird der Generator 9 mittels einer zwischen dem beweglichen Getriebeelement 5 und dem Generator 9 angeordneten Getriebevorrichtung 6 angetrieben. Die Getriebevorrichtung 6 dient dazu, die Längsbewegung des Schlittens 42 in eine Rotationsbewegung zum Antrieb des Generators 9 zu übersetzen. Gleichzeitig passt die Getriebevorrichtung 6 die erforderliche Drehzahl für den Generator 9 an.
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Ferner ist in der Schlüsselreide 2 eine Rückstellfeder 62 angeordnet. Die Rückstellfeder 62 kann als ein Bestandteil der Getriebevorrichtung 6 ausgebildet sein oder als eine separate Rückstellfeder ausgebildet sein. Die Rückstellfeder 62 ist in dem dargestellten Beispiel als eine Drehfeder 62 ausgebildet und dient dazu, das bewegliche Bauteil 4 bzw. den Schlitten 42 beim Herausziehen des Schlüssels 1 aus einem Schließzylinder 11 wieder in seine Ruheposition, d.h. in die in der 2a dargestellte Position nahe der Spitze 35 des Schlüsselschaftes 3 zu verbringen.
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Im Bereich der Schlüsselspitze 35 ist ein Rastpin 31 angeordnet. Der Rastpin 31 ist lateral zu dem Schlüsselschaft 3 federbelastet und dient dazu den im Schießzylinder gemäß der in 1 c dargestellten Position, also in der vollständig eingeschobenen Position zu halten, insbesondere gegen die Kraft der Rückstellfeder 62 zu halten.
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Um die von dem Generator 9 erzeugte elektrische Energie effizient zu nutzen, ist ein Energiespeicher 81 vorgesehen. Der Energiespeicher 81 ist gemeinsam mit der Schlüsselelektronik 7 auf einer Platine angeordnet. Der Energiespeicher 81 weist mehrere Kondensatoren auf. Gemäß der Darstellung der 2a umfasst der Energiespeicher 81 vier Kondensatoren 811, 812, 813 und 814. Die Kondensatoren 811, 812, 813 und 814 sind als SMD-Elektrolytkondensatoren ausgebildet.
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In dem Energiespeicher 81 wird die durch den Generator 9 erzeugte Energie gespeichert, um die Schlüsselelektronik 7 und/oder die Schließzylinderelektronik 12 zu versorgen. Dadurch dann die durch den Generator 9 erzeugt Energie effizient genutzt werden. Insbesondere kann die Dauer der Versorgung der Schlüsselelektronik 7 und/oder der Schließzylinderelektronik 12 verlängert werden, da über den Energiespeicher 81 die elektrische Energie auch noch zur Verfügung steht, wenn der Generator 9 nicht mehr angetrieben wird.
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Um eine elektrische Kontaktierung zwischen Generator 9 und Schlüsselelektronik 7 bzw. Energiespeicher 81 sicherzustellen, sind zwei Federpins 71 und 72 vorgesehen. Die Federpins 71 und 72 kontaktieren zwei leitende Kontaktflächen 731 und 732, die in der 2b dargestellt sind. Beim Verbinden der Schlüsselelektronik 7 bzw. der Platine 84 der Schlüsselelektronik 7 mit dem Generator 9 wird über die Federpins 71 und 72 automatisch ein Stromkreis zwischen Generator 9 und Schlüsselelektronik 7 geschlossen. D. h. für die elektrisch leitende Verbindung von Generator 9 und Schlüsselelektronik 7 ist kein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich.
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Die 2b zeigt den Schlüssel 1 gemäß der 2a, wobei hier jedoch der besseren Übersichtlichkeit halber die Schlüsselelektronik 7 entfernt wurde. Wie aus 2b ersichtlich ist, weist die Schlüsselreide 2 im Bereich des Übergangs zum Schlüsselschaft 3 ein Blende 23 auf. Die Blende dient dazu, die im Bereich des Schlüsselschafts 3 angeordnete Öffnung der Schlüsselreide 2 abzudecken.
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Weiter sind aus 2b zwei Anschlusspins 741 und 742 ersichtlich. Diese beiden Anschlusspins dienen dazu, die Schlüsselelektronik 7 mit dem Schlüsselschaft 3 elektrisch leitend zu verbinden. Der erste Anschlusspin 741 verbindet dabei die Masseleitung der Schlüsselelektronik7 mit dem Schlüsselschaft 3. Der zweite Anschlusspin 742 verbindet dabei Schlüsselelektronik mit dem elektrischen Kontakt 32.
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In der 3a ist eine Variante es erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt. Dieser Schlüssel 1 stimmt weitgehend mit den bisher beschriebenen Ausführungen überein. Der Schlüssel 1 umfasst wiederum einen Schlüsselschaft 3, der mit der Schlüsselreide 2 verbunden ist. In der Schlüsselreide 2 ist ein Generator 9 angeordnet, der mittels eines Getriebevorrichtung 6 von dem am Schlüsselschaft 3 angeordneten beweglichen Bauteil 4 bzw. dem beweglichen Schlitten 42 angetrieben wird. In dem in 3a gezeigten Ausführungsbeispiel wird durch das Getriebeelement 5 ein Pleueltrieb 53 angetrieben. Der Pleueltrieb 53 weist ein Pleuel 531 auf, welches die lineare Bewegung des Getriebeelementes 5 in eine Rotationsbewegung auf das Ritzel 61 zum Antrieb des Generators 9 übersetzt.
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Die 3b zeig ein weiters Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels 1. Auch dieser Schlüssel 1 weist wiederum übereinstimmend mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen einen Schlüsselschaft 3, sowie eine mit diesem verbundene Schlüsselreide 2 auf. In der Schüsselreide 2 ist wiederum ein Generator 9 angeordnet. Über das bewegliche Bauteil 4 bzw. den beweglichen Schlitten 42, wird mittels des beweglichen Getriebeelements 5 ein Riementrieb 42 zum Antrieb des Generators 9 angetrieben. Der Riementrieb 52 weist eine erste Umlenkrolle 523 und eine zweite Umlenkrolle 524 auf. Ein Treibriemen 521 ist über die beiden Umlenkrollen umlaufend geführt und treibt einen Ritzel 61 an, über welches eine Getriebevorrichtung 6 und der Generator 9 angetrieben wird. Der umlaufende Treibriemen 521 ist mittels eines Riemenschuhs 522 mit dem Getriebeelement 5 verbunden. Bei einer Bewegung des am Schlüsselschaft 3 beweglich gelagerten Schlittens 42, wird der Riemen 521 verschoben und treibt dadurch das Ritzel 61 rotierend an. Diese Rotationsbewegung wird durch die Getriebevorrichtung 6 übersetzt, um den Generator 9 zur Erzeugung von elektrischer Energie anzutreiben.
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In der 3c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt. Im Unterschied zu den vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen treibt hier das bewegliche Getriebeelement 5 einen Spindeltrieb 51. Dieser umfasst eine auf einer Spindel 512 geführte Spindelmutter 511. Die Spindelmutter 511 ist mit dem beweglichen Getriebeelement 5 verbunden und wird durch dieses bzw. durch den Schlitten 42 entlang der Spindel 512 angetrieben. Dabei wird die Spindel 512 in Drehungen um ihre Längsachse versetzt. Diese Drehungen werden mittels eines Winkelgetriebes 513 in die Rotationsebene der Getriebevorrichtung 6 bzw. des Generator 9 übersetzt und auf diesen übertragen.
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In den 4a bis 7b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch das bewegliche Bauteil, welches hier als Zahnstange 55 ausgebildet ist, ein Zahnstangentrieb 54 angetrieben. Die Zahnstange 55 kämmt dazu mit einem Ritzel 61 der Getriebevorrichtung 6, um die Linearbewegung des Schlittens 42 in eine Rotationsbewegung für den Generator 9 umzusetzen.
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In 4a ist eine Freilaufkupplung 63 ersichtlich, die zwischen der Getriebevorrichtung 6 und dem Generator 9 angeordnet ist. Die Freilaufkupplung 63 dient dazu den Schlitten 42 bzw. das bewegliche Bauteil 4 am Ende der Antriebsbewegung von dem Generator 9 abzukoppeln. Die Freilaufkupplung 63 funktioniert dabei nach dem Prinzip eines Fahrradfreilaufs. Dadurch wird ermöglicht, dass der Schlitten 42 von dem Generator 9 abgekuppelt wird, sobald der Schlitten 42 am Ende der Antriebsbewegung zum halten kommt bzw. durch die Rückstellfeder wieder in seine Ausgangsposition nahe der Schlüsselschaftspitze 35 verbracht wird.
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Die Freilaufkupplung 53 ist in sämtlichen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 vorgesehen. In den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist die Freilaufkupplung 63 jedoch der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet bzw. nicht bezeichnet.
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Die 4b ist eine Detaildarstellung im Bereich des Zahnstangentriebs 54. Hier ist ersichtlich, auf welche Art und Weise die Zahnstange 55 mit dem Ritzel 61 kämmt.
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In der 5a bzw. 5b ist der erfindungsgemäße Schlüssel 1 in Seitenstellung in der Ausgangsposition dargestellt. Der bewegliche Schlitten 42 ist in seiner vorderen im Bereich der Schlüsselspitze 35 angeordneten Position. Der Schlitten 42 ist mit dem Getriebeelement 5 bzw. der Zahnstange 55 direkt verbunden. Wie aus der vergrößerten Detaildarstellung in 5b ersichtlich ist, kämmt die Zahnstange 55 mit dem Ritzel 61 der Getriebevorrichtung 6 und überträgt mittels eines weiteren Ritzels 61a die Drehbewegung auf den Generator 9 zu Erzeugung von elektrischer Energie.
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Die 6a und 6b zeigen den entsprechenden Schlüssel 1 in der vollständig in einen Schließzylinder eingeschobenen Stellung, aber ohne einen Schließzylinder. Hier ist ersichtlich, dass der Schlitten 42 bzw. die Zahnstange 55 in der hinteren Anschlagsposition nahe der Schlüsselreide 2 angeordnet sind. In dieser Position wurde durch die Verschiebung der Zahnstange 55 eine Drehbewegung auf den Generator 9 übertragen, so dass dieser in Rotation versetzt wird und elektrische Energie erzeugt. Die 7a und 7b zeigt die entsprechende Position gemäß den 6a und 6b in Seitendarstellung.
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In 8 ist eine weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der 1 a bis 2b. Im Unterschied zu diesem Schlüssel ist hier jedoch am Schlüsselschaft 3 das bewegliche Bauteil 4 als ein von der Schlüsselreide parallel zum Schlüsselschaft auskragender Stößel 41 ausgebildet. Der Stößel 41 ist an der Blende 23 der Schlüsselreide 2 linear bewegbar gelagert. Analog zu dem Schlitten 42 gelangt der Stößel 41 beim Einführen den Stößelschaftes 3 in einen Schließzylinder 11 in Anlage mit diesem und wird entlang des Schlüsselschaftes 3 in Richtung der Schlüsselreide 2 verschoben, um über das bewegliche Getriebeelement 5, bzw. den Generator 9, zur Erzeugung von elektrischer Energie anzutreiben.
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In der 9 ist eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt. Dieser Schlüssel 1 entspricht weitestgehend der in den 1a bis 2b dargestellten Ausführungsformen. Anhand der Explosionszeichnung ist zu erkennen, dass die Schlüsselreide 2 zwei Gehäusehälften 21, 22 aufweist. Eine erste Gehäusehälfte 21 und eine zweite Gehäusehälfte 22.
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In der ersten Gehäusehälfte 21 ist die Schlüsselelektronik 7 angeordnet. Die Schlüsselelektronik 7 weist eine Platine 84 auf, die in der ersten Gehäusehälfte befestigt ist. In der zweiten Gehäusehälfte 22 ist der Generator 9 angeordnet. Zwischen den beiden Gehäusehälften 21 und 22 greift der Schlüsselschaft 3 ein und wird mit der Schlüsselreide 2 bzw. mit den beiden Gehäusehälften 21 und 22 mittels Schrauben verbunden.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann anstatt einer Verschraubung des Schlüsselschaftes 3 mit einer der beiden Reidenhälften 21, 22 der Schlüsselschaft mittels Umspritzung des Metallschaftes 3 mit dem Kunststoffmaterial der Reide 21, 22 verbunden werden.
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Die Blende 23 dient dazu, die Öffnung an der Schlüsselreide 2 im Bereich des Schlüsselschaftes 3 abzudecken. Die Blende 23 wird dabei von vorne auf den Schlüsselschaft 3 aufgeschoben und hält nach der Befestigung der beiden Gehäusehälften 21 und 22 aneinander automatisch an der Schlüsselreide 2.
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An dem Schlüsselschaft 3 ist der Schlitten 42 in abgenommener Stellung dargestellt. Im Bereich der Schlüsselreide 2 weist der Schlüsselschaft 3 einen Einsetzbereich 34 auf. In diesem Bereich ist die Materialstärke des Schlüsselschaftes 3 verjüngt, sodass der Schlitten 42 in diesem Bereich auf den Schlüsselschaft 3 aufsetzbar bzw. von dem Schlüsselschaft 3 entnehmbar ist.
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In der 10 ist eine weitere Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt, dieses Mal von hinten gesehen. Hier ist deutlich zu sehen, dass sowohl die Schlüsselelektronik 7 als auch der Generator 9 jeweils als eine Baueinheit ausgestaltet sind.
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Die Schlüsselelektronik 7 weist dabei als tragendes Element eine Platine 84 auf. Auf der Platine 84 sind sowohl die Komponenten der Schlüsselelektronik 7 als auch die Komponenten des Energiespeichers 81 angeordnet. Die Schlüsselelektronik 7 ist dabei als Baueinheit der Gehäusehälfte 21 zugeordnet. Gegenüberliegend ist der Generator 9 als Baueinheit ausgebildet. Der Generator 9 umfasst dabei die Getriebevorrichtung 6 sowie die Rückstellfeder 62 und die Freilaufkupplung 63. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in der 10 diese Komponenten des Generators nicht einzeln dargestellt bzw. bezeichnet. Der Generator 9 ist ebenfalls als eine Baugruppe ausgebildet und der zweiten Gehäusehälfte 22 der Schlüsselreide 2 zugeordnet.
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Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 wird die Schlüsselelektronik 7 als Baueinheit in der ersten Gehäusehälfte 21 platziert. Insbesondere weist die Gehäusehälfte 21 Passmarken auf, die mit an der Schlüsselelektronik 7 bzw. der Platine 84 angeordneten Passmarken komplementär sind, so dass die Schlüsselelektronik 7 bzw. Platine 84 nur in einer vorbestimmten Position in die Gehäusehälfte 21 einsetzbar ist. Anschließend wird die Schlüsselelektronik 7 mit dem Schlüsselschaft 3 verbunden. Dabei wird die Schlüsselelektronik 7 mit dem Schlüsselschaft 3 und dem elektrischen Kontakt 32 leitend verbunden. Dies erfolgt über den ersten Anschlusspin 741 und den zweiten Anschlusspin 742. Diese können beispielsweise als eine Drahtverbindung ausgebildet sein und durch einen elektrisch leitenden Kleber oder mittels Ultraschallschweißung mit der Platine 84 der Schlüsselelektronik 7 verbunden werden.
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Ferner wird der Generator 9 als Baueinheit der zweiten Gehäusehälfte 22 der Schlüsselreide zugeordnet. Auch hier können komplementäre Passmarken an dem Generator und der zweiten Gehäusehälfte 22 vorgesehen sein, um die Ausrichtung des Generators 9 zu der zweiten Gehäusehälfte 22 festzulegen. Beim Verbinden der beiden Gehäusehälften 21 und 22 kontaktiert der Generator 9 mit der Schlüsselelektronik 7 automatisch über die beiden federnden Pins 71 und 72, die in der 11a dargestellt sind.
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Aus der 11b ist die platzsparende, gestaffelte Bauweise der beiden verbundenen Baueinheiten des Generators 9 und der Schlüsselelektronik 7 erkennbar. Die Schlüsselelektronik 7 ist zusammen mit dem Energiespeicher 81 auf der Platine 84 angeordnet. Der Energiespeicher 81 weist vier Kondensatoren 811, 812, 813 und 814 auf. Die Kondensatoren 811, 812, 813 und 814 sind relativ voluminöse Bauteile. Ferner weist der Generator 9 die Getriebevorrichtung 6 und die von dem Generator 9 abstehende Rückstellfeder 62 auf. Um Bauraum zu sparen, sind die Kondensatoren des Energiespeichers 81 auf der Platine 84 derart angeordnet, dass diese in die durch den Generator 9 ausgesparten Freiräume eingreifen und so die Bauhöhe und damit die Dicke der Schlüsselreide 2 insgesamt möglichst gering halten. Dadurch wird der Zwischenraum zwischen Schlüsselelektronik 7 und Generator 9 optimal ausgenutzt.
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In der 12 ist eine vergrößerte Darstellung des Schlüsselschaftes 3 mit dem darauf beweglich gelagerten Schlitten 42 dargestellt. Der Schlitten 42 weist einen Schlittenschuh 421 sowie einen von dem Schlittenschuh 421 abkragenden Schlittenarm 43 auf. Der Schlittenschuh 421 ist mit dem Schlittenarm 43 einstückig ausgebildet.
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Am Ende des Schlittenarms 43 ist eine Kupplung 45 vorgesehen. Diese Kupplung dient dazu, den Schlitten bzw. Schlittenarm 43 mit dem beweglichen Getriebeelement 5 zu verbinden. Dazu weist die Kupplung 45 einen am Getriebearm 5 angeordneten Zapfen 46 auf, der mit einer am Ende des Schlittenarms 43 angeordneten Aufnahmeeinrichtung 47 zusammenwirkt. Die Kupplung ist als Rastkupplung ausgebildet und ermöglicht die Verbindung zwischen Schlitten 42 und beweglichem Getriebeelement 5 auch bei geschlossener Schlüsselreide 2. Dazu wird zunächst der Schlitten 42 auf den Schlüsselschaft 3 aufgesetzt. Dies erfolgt indem der Schlittenarm 43 durch die Blende 23 hindurchgesteckt wird und der Schlittenschuh 421 im Einsetzbereich 34 auf den Schlüsselschaft 3 aufgesetzt wird. Anschließend kann der Schlittenschuh 421 auf dem Schlüsselschaft 3 in Richtung Schlüsselspitze, d.h. nach vorne, bewegt werden. Dabei wird der Schlittenschuh 421 auf eine Schlittenführung 33 aufgeführt bzw. in diese eingefädelt. Am vorderen Ende weist die Schlittenführung 33 einen Anschlag 335 auf, der verhindert, dass der Schlitten 42 bzw. der Schlittenschuh 421 von der Rückstellfeder nach vorne über den Schlüsselschaft 3 hinausgedrückt werden kann.
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Zum Verbinden des Schlittens 42 mit dem Getriebeelement 5 wird der Schlitten 42 ausgehend von der vorderen Position am Schlüsselschaft 3 nach hinten in das Gehäuse der Schlüsselreide 2 eingeführt. Im Gehäuse der Schlüsselreide 2 ist das bewegliche Getriebeelement 5 automatisch in der richtigen Position relativ zu dem Schlittenarm 43 positioniert. Beim Zurückbewegen des Schlittens 42 in das Gehäuse der Schlüsselreide 2 hinein gelangt die Aufnahmevorrichtung 47 in Kontakt mit dem Zapfen 46 der Kupplung 45. Die Aufnahmeeinrichtung 47 weit zwei federnde Laschen auf, derart dass beim weiteren Eindrücken des Schlittens 42 in Richtung auf das bewegliche Getriebeelement 5 die Kupplungsvorrichtung 45 einschnappt, indem die beiden Laschen bzw. die Aufnahmeeinrichtung 47 den Zapfen 46 formschlüssig umgreift und festhält. Dadurch wird durch die Kupplungseinrichtung 45 der Schlitten 42 mit dem beweglichen Getriebeelement 5 verbunden, ohne dass dazu das Gehäuse der Schlüsselreide 2 geöffnet sein muss. Dadurch wird eine vorteilhafte und schnelle Montage des Schlüssels 1 ermöglicht.
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In einer alternativen Ausgestaltung kann bei der Montage des Generators der Zapfen 46 seitlich in die Freimachung der Aufnahmevorrichtung geführt und dort formschlüssig aufgenommen werden. Diese Bewegungsrichtung ist nach der Montage nicht mehr verfügbar, sodass der Zapfen 46 formschlüssig in der Freimachung 47 verbleibt.
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In der 13 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit abgenommener erster Gehäusehälfte 21 dargestellt. In der 13 ist der Schlüsselschaft 3 von vorne zu sehen. Dabei wird deutlich, dass der Schlitten 42 mit seinem Schlittenschuh 421 bzw. Schlittenarm 43 verjüngt ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Flanken des Schlittenschuhs 421 bzw. des Schlittenarms 43 sich zum Rand des Schlüsselschaftes 3 hin verjüngen bzw. aufeinander zu neigen. Dadurch wird zum einen die Gefahr des Einklemmens eines Fingers im Bereich zwischen beweglichem Bauteil 4 bzw. dem Schlitten 42 und der Schlüsselreide 2 bzw. der Blende 23 verringert Zudem wird ein ästhetisches Aussehen erzielt.
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In der 14 ist ein Schnitt durch den Schlüsselschaft 3 im Bereich des Schieberschuhs 421 dargestellt. Der Schieberschuh 421 wird durch die Schieberführung 33 geführt. Diese weist zwei gegenüberliegende Nuten 333 und 334 auf. Der Schieberschuh 421 umgreift die Schieberführung 33 vom Rand des Schlüsselschaftes 3 her beidseitig und ist in den hinterschnittenen Nuten 333 und 334 formschlüssig geführt. In den Nuten 333, 334 ist der Schlittenschuh 421 sowohl in der Hochachse nach oben und unten, als auch seitlich geführt. Dazu umgreift der Schieberschuh 421 die Schieberführung 33 zu beiden Seiten und greift mit seinen Enden in die hinterschnittenen Nuten 333, 334 formschlüssig ein. Ferner weist die Schieberführung 33 an ihren gegenüberliegenden Seiten Flächen mit einer ersten Flanke 331 und einer zweiten Flanke 332 auf. Diese Flanken verjüngen sich zum Rand des Schlüsselschaftes 3 hin, d.h. laufen spitz zu. Der Schieberschuh 421 ist zu den sich verjüngenden Flanken 331 und 332 komplementär ausgebildet. Die 15 zeigt ein schematisches Schaltbild des erfindungsgemäßen Schlüssels 1. Die Komponenten des Schlüssels 1 sind dabei in dem mit 1 bezeichneten gestrichelt umrandeten Rechteck dargestellt. Diese umfassen den Generator 9, die Schlüsselelektronik 7 und einen zwischen Generator 9 und Schlüsselelektronik 7 geschalteten Energiespeicher 81. Die Komponenten des Schließzylinders sind in dem mit 11 bezeichneten gestrichelt umrandeten Rechteck dargestellt. Diese umfassen eine Schließzylinderelektronik 12 sowie ein elektrisch schaltbares Sperrglied 13 zum Freigeben oder Sperren einer Betätigung des Schließzylinders 11.
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Der Energiespeicher 81 umfasst ein Speicherelement, welches hier mit einem Kondensator 811 bezeichnet ist. Dieses kann als einzelner Kondensator 811 oder als mehrere parallel geschaltete Kondensatoren ausgebildet sein. In dem Kondensator 811 wird die durch den Generator 9 erzeugte elektrische Energie gespeichert.
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Die Schlüsselelektronik 7 ist über den elektrischen Kontakt 32 mit dem Schließzylinder 11 bzw. mit der im Schließzylinder 11 angeordneten Schließzylinderelektronik 12 und dem Sperrglied 13 verbunden. Über den elektrischen Kontakt 32 kann die Schließzylinderelektronik und das schaltbare Sperrglied 13 ebenfalls aus dem Energiespeicher 81 bzw. von dem Generator 9 mit elektrischer Energie versorgt werden. Somit kann eine eigene Stromversorgung des Schließzylinders 11 entfallen.
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Ferner ist vorgesehen, dass der elektrische Kontakt 32 zur Übertragung von elektrischer Energie und von elektrischen Informationen ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist der elektrische Kontakt 32 als digitales Interface, insbesondere als bidirektionales serielles Interface ausgebildet.
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So wird ermöglicht, dass der Schlüssel 1 beispielsweise in einen Programmieradapter, eine Tischstation oder eine Wandstation eingesteckt wird und von dieser über den elektrischen Kontakt 32 programmiert oder parametriert wird.
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Damit ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Schlüssel 1 eine hohe Sicherheit zu gewährleisten, ohne dass dabei Batterien benötigt werden oder ausgetauscht werden müssen bzw. ohne dass eine aufwendige Verkabelung an einer Tür, an der ein entsprechender Schließzylinder 11 eingesetzt wird, erforderlich ist. Dadurch kann zum einen der Stromverbrauch des Systems reduziert werden, da ein Netzteil entfallen kann, und zum anderen werden keine Batterien benötigt, sodass beim Betrieb eines entsprechenden Schlüssel-Schließzylinder-Systems kein die Umwelt belastender Sondermüll in Form von Batterien anfällt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schlüssel
- 11
- Schließzylinder
- 12
- Schließzylinderelektronik
- 13
- Sperrglied
- 2
- Schlüsselreide
- 21
- erste Gehäusehälfte
- 22
- zweite Gehäusehälfte
- 23
- Blende
- 3
- Schlüsselschaft
- 31
- Rastpin
- 32
- elektrischer Kontakt
- 33
- Schlittenführung
- 331
- erste Flanke
- 332
- zweite Flanke
- 333
- erste Nut
- 334
- zweite Nut
- 335
- Anschlag
- 34
- Einsetzbereich
- 35
- Schlüsselspitze
- 4
- bewegliches Bauteil
- 41
- Stößel
- 42
- Schlitten
- 421
- Schlittenschuh
- 431
- erste Fläche
- 432
- zweite Fläche
- 43
- Schlittenarm
- 45
- Kupplung
- 46
- Zapfen
- 47
- Aufnahmeeinrichtung
- 5
- Getriebeelement
- 51
- Spindeltrieb
- 511
- Spindelmutter
- 512
- Spindel
- 513
- Kegelradgetriebe
- 52
- Riementrieb
- 521
- Treibriemen
- 522
- Riemenschuh
- 523
- erste Umlenkrolle
- 524
- zweite Umlenkrolle
- 53
- Pleueltrieb
- 531
- Pleuel
- 54
- Zahnstangentrieb
- 55
- Zahnstange
- 6
- Getriebevorrichtung
- 61
- erstes Ritzel
- 61 a
- zweites Ritzel
- 62
- Rückstellfeder
- 63
- Freilaufkupplung
- 7
- Schlüsselelektronik
- 71
- erster Federpin
- 72
- zweiter Federpin
- 731
- erste Kontaktfläche
- 732
- zweite Kontaktfläche
- 741
- erster Anschluss
- 742
- zweiter Anschluss
- 81
- Energiespeicher
- 811
- erster Kondensator
- 812
- zweiter Kondensator
- 813
- dritter Kondensator
- 814
- vierter Kondensator
- 84
- Platine
- 9
- Generator
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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