DE19829927A1

DE19829927A1 - Elektronischer Türbeschlag

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Publication number: DE19829927A1
Application number: DE1998129927
Authority: DE
Inventors: Klaus Peter Drumm
Original assignee: Individual
Current assignee: Drumm Sicherheit 97337 Dettelbach De GmbH
Priority date: 1998-07-04
Filing date: 1998-07-04
Publication date: 2000-01-13
Anticipated expiration: 2018-07-05
Also published as: DE19829927C2

Abstract

Ein elektronischer Türbeschlag enthält ein erstes Betätigungselement und ein elektronisches Schließsystem zur Erkennung eines berechtigten Schlüssels, wobei nach Erkennung eines solchen Schlüssels ein Schloß betätigbar ist. Ferner ist ein Speicherelement für elektrische Energie sowie eine elektrisch betätigbare Kupplung vorgesehen. Es liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand eine völlig autarke Energieversorgung zu erreichen. Es wird vorgeschlagen, daß mit dem Betätigungselement 24 ein Generator 34 verbunden ist, mittels welchem bei Betätigung des Betätigungselementes 24 das als Ladekondensator 8 ausgebildete Speicherelement aufladbar ist. Die im Ladekondensator 8 gespeicherte elektrische Energie wird zur Steuerung der elektrisch betätigbaren Kupplung 8 genutzt, um eine mechanische Kopplung zwischen dem Betätigungselement 24 und dem Schloß herzustellen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Türbeschlag gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 462 316 A1 ist ein derartiger Türbeschlag mit einem Doppelschließzylinder und einem zur Schließbetätigung in einem Gehäuse drehbaren Zylinderkern bekannt. Es ist eine elektrische Verriegelungseinrichtung vorgesehen, welche über ein vom passenden Schlüssel veranlaßtes elektrisches Signal ansteuerbar ist. Der eine Zylinderkern ist als Generator ausgebildet, welcher bei einer Schließbetätigung Spannung liefert. Zur Stromver sorgung der elektrischen Verriegelungseinrichtung sind somit keine extern zum Schloß führenden elektrischen Leitungen erforderlich, da mittels des im Schließzylinder angeordneten Generators bei jeder Schließbetätigung die elektrische Energie zum Betreiben der Ver riegelungseinrichtung geliefert wird. Insbesondere zur Abfrage einer elektronisch lesbaren Schlüsselcodierung ist ein vom Generator aufladbarer Akkumulator vorgesehen. Ein derartiger elektronischer Türbeschlag bietet gegenüber einem rein mechanischen System eine deutlich erhöhte Flexibilität und Sicherheit. Dem vorbekannten System ist jedoch die Tatsache zu eigen, daß eine zusätzliche Energiequelle, wie der erläuterte Akkumulator oder eine Batterie zur Versorgung der Elektronik benötigt wird. Alternativen mit Solarzellen scheiden im Hinblick auf unbefriedigende Beleuchtungsverhältnisse in der Praxis aus.

Ferner ist aus der älteren, nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung 197 49 081.6-31 ein elektronisch-mechanisches Schließsystem für Schließzylinder ohne Schließwerk zum Betätigen einer Schließnase für Schlösser mit einem eigenen Verriegelungssystem bekannt. Dieses Schließsystem enthält einen Schlüssel mit einem ersten Speicherelement sowie einer Elektronik, mittels welcher ein Kupplungs element betätigbar ist, um bei Einsatz eines als berechtigt erkannten Schlüssels eine Betätigung des Schlosses zu ermöglichen. Zur Program mierung des Schlosses hinsichtlich der Schlüsselberechtigung ist ein berechtigtes zweites Speicherelement vorgesehen, in welches die Daten der zu berechtigenden Schlüssel eingebbar sind. Das erste Speicher element ist bevorzugt als ROM-Chip und das zweite Speicherelement als RAM-Chip ausgebildet, wobei die Speicherelemente unveränderbare Datensätze, insbesondere fortlaufende, einmalige Seriennummern enthalten. Die Elektronik und/oder die Speicherelemente sowie ein Prozessor sind insbesondere in Zweidraht-Technologie ausgebildet und die Berechtigung des zweiten Speicherelements bezüglich des Prozes sors ist durch den Eintrag eines unveränderbaren Datensatzes in den Prozessor, insbesondere in dessen Quellcode vorgenommen. Des weiteren kann dem Prozessor in bevorzugter Weise ein Speicher zugeordnet sein, in welchem mittels des berechtigten zweiten Speicher elements die Datensätze von zu berechtigenden Schlüsseln eintragbar sind. Die Stromversorgung erfolgt mittels eines in dem Türbeschlag integrierten Akku und bei dessen Ausfall ist eine Betätigung des Schließsystems nicht möglich. Zwar ist mittels eines Notladegerätes ein kurzfristiges Aufladen eines Kondensators möglich, doch ist insoweit ein zusätzlicher Aufwand erforderlich.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und zusätzlich zur hohen Flexibilität und Sicherheit elektronischer Schließsysteme eine völlig autarke Energieversorgung zu erreichen. Die Benutzung und Bedienung des Türbeschlags sollen weitgehend denen eines rein mechanischen Türbeschlags entsprechen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Der erfindungsgemäße elektronische Türbeschlag zeichnet sich durch einen einfachen und gleichwohl funktionssicherem Aufbau aus, wobei die Verfügbarkeit des elektronischen Systems völlig unabhängig von einer Batterie oder einem Akku ist. Für das elektronische Schließsy stem bestehen grundsätzlich keine besonderen Forderungen, wobei jedoch zweckmäßig eine energiesparende Version zum Einsatz gelangt. Der Türbeschlag enthält ein an der Türaußenseite angeordnetes erstes Betätigungselement, insbesondere einen Drehknauf. Mit dem ersten Betätigungselement ist eine elektrisch betätigbare, insbesondere elektromagnetische Kupplung derart gekoppelt, daß grundsätzlich eine Leerbetätigung erfolgt bzw. der Drehknauf leer durchdrehbar ist, ohne das Schloß betätigen zu können. Hingegen ist auf der Türinnenseite ein zweites Betätigungselement, wie ein Drehknauf oder eine Türklinke, permanent mit dem Schloß verbunden, so daß von innen das Schloß jederzeit geöffnet werden kann. Mit dem ersten äußeren Betätigungs element ist ein Generator, insbesondere ein Gleichstromgenerator bevorzugt über ein Getriebe, gekoppelt, so daß die mechanische Energie bei Betätigung des Betätigungselements, insbesondere beim freien Drehen des Drehknaufs, mittels des Generators in elektrische Energie umgewandelt wird und kurzzeitig in dem mit dem Generator ver bundenen Ladekondensator gespeichert wird. Der Ladekondensator ist mit dem elektronischen Schließsystem verbunden, welches entspre chend der Ladekapazität des Ladekondensator kurzzeitig betriebsbereit ist. Mittels des Schließsystems wird geprüft, ob vom Bediener der berechtigte Schlüssel benutzt wird. Bei positivem Ergebnis der Prüfung wird die elektromagnetische Kupplung temporär betätigt, so daß nunmehr eine Kopplung des ersten äußeren Betätigungselements mit dem Schloß zum Öffnen desselben erfolgt. Zur Bedienerführung werden zweckmäßigerweise akustische Quittungssignale gegeben.

Obgleich beliebige elektronische Schließsyteme zum Einsatz gelangen können, so wird in zweckmäßiger Weise das elektronische Schließsy stem gemäß der vorstehend erwähnten deutschen Patentanmeldung 197 49 081.6-31 vorgesehen, welches unter Nutzung von Zweidraht ROM Chips als Schlüssel und unter Verwendung von Zweidraht RAM Chips zur Programmierung von Schließanlagenfunktionalitäten und zum Auslesen von Schließmeldungen mit Schlüssel, Zeit und Datum, inclusive Notöffnungsmöglichkeit ausgebildet ist. Als Schlüssel dient hierbei das ROM Chip mit weltweit einmaliger Seriennummer, insbesondere der DALLAS Touchkey mit Eindraht-Bus. Die Program mierung des Schlosses hinsichtlich Berechtigungen der Schlüssel wird mittels des berechtigten RAM Chip durchgeführt, der zuvor mit einem PC Programm beschrieben wurde, wobei Schließanlagenkonfigurationen in fast jeder Konstellation ermöglicht werden. Wird nach der Betäti gung des äußeren Betätigungselements das elektronische Schließsystem mit dem ROM Chip kontaktiert und die Berechtigung des ROM Chip festgestellt, so wird die insbesondere elektromagnetische Kupplung temporär betätigt, so daß der Bediener nunmehr mittels des ersten Betätigungselements das Schloß betätigen, also öffnen kann.

Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der weiteren Beschreibung angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung darge stellten besonderen Ausführungsbeispiels näher erläutert, ohne daß insoweit eine Beschränkung erfolgt. Es zeigen,

Fig. 1 eine Frontansicht des des Türbeschlags mit den innenliegenen Komponenten,

Fig. 2 eine seitliche Ansicht des Türbeschlags,

Fig. 3 vergrößert eine Teilansicht entsprechend Fig. 1,

Fig. 4 eine explosionsartige Darstellung des ersten Betäti gungselements mit Generator und Getriebe,

Fig. 5 eine Ansicht des Türbeschlags entsprechend Fig. 1,

Fig. 6 eine Ansicht des an der Türinnenseite angeordneten Teils des Türbeschlags,

Fig. 7 ein Blockschaltbild.

Fig. 1 zeigt den auf der Außenseite einer Tür anzuordnenden Türbeschlag mit einem Türschild 2, hinter dessen Oberfläche ein Hohlraum 4 vorgesehen ist. Im Hohlraum 4 befindet sich eine Aus werteelektronik 6 und ein Ladekondensator 8. An dem Türschild 2 ist ferner eine Kontaktstelle 10 vorgesehen, welche über eine Leitung 12 mit der Auswerteelektronik 6 verbunden ist. Die Kontakstelle 10 ist für die Kontaktierung mit einem Schlüssel, insbesodnere in Form eines ROM-Chips ausgebildet, so daß bei Kontaktierung der Dateninhalt über die Leitung 16 zur Auswerteelektronik 6 gelangt. Die Auswerteelek tronik 6 ist über eine Leitung 14 mit dem Ladekondensator 8 ver bunden. Die Auswerteelektronik 6 bzw. der Ladekondensator 8 sind, wie nachfolgend noch zu erläutern ist, über weitere Leitungen 16, 18 mit einer Magnetkupplung bzw. einem Generator elektrisch verbunden. Der Türbeschlag enthält an seiner Rückseite, also hinter der Zeichen ebene, Gewindebohrungen 20, 21, 22 für Schrauben, welche von der Innenseite der Tür zur Befestigung des Türbeschlags an der Tür eingeschraubt werden.

Wie in Verbindung mit Fig. 2 ersichtlich, ist ferner ein erstes Betäti gungselement 24, insbesondere in Form eines Drehknaufes vorgesehen, welcher um eine Achse 25 drehbar, in einem mit dem Türschild 2 verbundenen Gehäuse 26 festgelegt ist. Mit dem ersten Betätigungs element 4 ist ein innerhalb des Gehäuses befindliches Zahnrad 28 drehfest verbunden. Mit dem Zahnrad 28 ist ein zweites Zahnrad 30, welches nachfolgend auch als Generatorzahnrad bezeichnet wird, getrieblich gekoppelt. Des weiteren ist mit dem Zahnrad 28 des ersten Betätigungselements 24 ein Zahnrad 32 getrieblich gekoppelt, welches nachfolgend auch als Antriebszahnrad bezeichnet wird. Über das derart ausgebildete und innerhalb des Gehäuses 26 befindlichen Getriebes steht ein Generator 34 mit dem ersten Betätigungselement 24 perma nent in Verbindung. Bei Betätigung des ersten Betätigungselements 24 bzw. Drehen des Drehknaufes wird die mechanische Drehernergie mittels des Generators 34 in elektrische Energie umgewandelt, welche zum Aufladen des nachgeschalteten Ladekondensators 8 genutzt wird. Der Generator 34 ist bevorzugt als Gleichstromgenerator ausgebildet.

Ferner ist ein Drückerstift 36 vorgesehen, welcher in bekannter Weise zweckmäßig als Vierkant ausgebildet ist und zur Betätigung des hier nicht weiter dargestellten Schlosses dient. Der Drückerstift 36 ist mit einer elektrisch betätigbaren, insbesondere einer elektromagnetischen Kupplung 38 versehen, mit deren Hilfe eine mechanische Kopplung zwischen dem Drehknauf und dem Drückerstift 36 herstellbar ist. Im Ruhezustand ist die elektromagnetische Kupplung 38 ausgeschaltet und der Drehknauf 24 kann frei durchgedreht werden, ohne hierbei den Drückerstift 36 mitzudrehen. Wird nach dem Erkennen eines berechtig ten Schlüssels mittels der Auswerteelektronik die elektromagnetische Kupplung 38 angesteuert, so besteht eine drehfeste Verbindung zwischen dem Drehknauf 24 und dem Drückerstift 36. Nunmehr kann bei Betätigung des Drehknaufes 24 bzw. des ersten Betätigungs elements über das Antriebszahnrad 37 und den gekoppelten Drücker stift 36 das Schloß betätigt werden. Ist die Ladekapazität des Ladekon densators 8 erschöpft, so wird die elektromagnetische Kupplung 38 getrennt, so daß mittels des Drehknaufes 24 das Schloß nicht mehr betätigt werden kann. Für die Dauer der möglichen Betätigung wird in zweckmäßigerweise ein akustisches Signal mittels eines in der Auswerteelektronik 6 enthaltenen Summers ausgelöst.

Fig. 3 zeigt vergrößert eine Teilansicht des Türbeschlags mit dem Drehknauf 24 und dem Getriebegehäuse 26, in welchem das mit dem Drehknauf 24 drehfest gekoppelte Zahnrad 28 drehbar gelagert ist. Wie ersichtlich, stehen mit dem genannten Zahnrad 28 das Generatorzahn rad 30 sowie das Antriebszahnrad 32 in getrieblicher Wirkverbindung.

Fig. 4 zeigt in einer explosionsartigen Darstellung den Drehknauf 24, welcher im Getriebegehäuse 26 drehbar gelagert und axial festgelegt ist. Der Drehknauf 24 ist mit dem Zahnrad 28 drehfest gekoppelt. Das Gehäuse 26 enthält innen eine Ausnehmung 40 zur Aufnahme des Generators 34 samt Generatorzahnrad 30.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht des Türbeschlags entsprechend Fig. 1, wobei aus Gründen der Übersicht die vorstehend erläuterten, im genannten Hohlraum hinter der Oberfläche 2 befindlichen Komponenten sowie die innerhalb des Gehäuses 26 befindlichen Getriebeteile nicht dargestellt sind. Der normalerweise frei durchdrehbare Drehknauf 24 sowie die Kontaktstelle 10 für den Schlüssel sind hier gut zu erkennen.

Fig. 6 zeigt eine Ansicht des auf der Innenseite der Tür angeordneten Teiles des Türbeschlags, welcher ein zweites Betätigungselement 42 in Form eines Drückers sowie ein inneres Türschild 44 aufweist. Der Drücker 42 auf der Türinnenseite ist fest mit dem hier nicht weiter dargestellten Schloß gekoppelt, so daß die Tür von der Innenseite jederzeit geöffnet werden kann. Es sind ferner Bohrungen 46, 47, 48, korrespondierend zu den in Fig. 1 dargestellten Gewindebohrungen 20 bis 22 vorgesehen, so daß mittels Schrauben eine feste Verbindung der beiden Türschilder hergestellt werden kann.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild des elektronischen Türbeschlags mit dem Generator 34, welcher über die Antriebsachse 25 mittels des ersten Betätigungselements 24 antreibbar ist. Dem Generator 34 ist ein Gleichrichter 50 nachgeschaltet, welcher eine von der Drehrichtung des Generators 34 unabhängige Spannung liefert. Mittels einer nach geschalteten Reglerstufe 52 wird der Ladestrom für den Lade- oder Speicherkondensator 8 begrenzt und ferner die Umschaltung zwischen Laden und Entladen realisiert. Die im Ladekondensator 8 gespeicherte elektrische Energie wird zum Betrieb der Auswerte- oder Steuerelek tronik 6 und zum Ansteuern der Kupplung 38 zur Verfügung gestellt. Wird mittels der Auswerteelektronik 6 der an der Kontaktstelle 10 angelegte Schlüssel oder Touchky als berechtigt erkannt, so wird über die Leitung 18 die elektromagnetische Kupplung 38 angesteuert und die Antriebsachse 25 ist nunmehr, insbesondere über den Drückerstift 36, mit dem Schloß mechanisch gekoppelt. Sobald die Energie des Ladekon densators 8 erschöpft ist, öffnet die Kupplung 38 wieder und die mechanische Kopplung zwischen dem ersten Betätigungselement und dem Schloß ist unterbrochen.

Bezugszeichenliste

2

Türschild

4

Hohlraum

6

Auswerteelektronik

8

Ladekondensator

10

Kontaktstelle für einen Schlüssel

12

Leitung zur Auswerteelektronik

14

Leitung zum Ladekondensator

16

Leitung zwischen Auswerteelektronik und Generator

18

Leitung zur Kupplung

20-22

Gewindebohrung

24

erstes Betätigungselement/Drehknauf

25

Antriebsachse

26

Getriebegehäuse

28

erstes Zahnrad

30

Generatorzahnrad

32

Antriebszahnrad

34

Generator

36

Drückerstift

38

elektromagnetische Kupplung

40

Ausnehmung

42

zweites Betätigungselement

44

inneres Türschild

46-48

Bohrung

50

Gleichrichter

52

Reglerstufe

Claims

1. Elektronischer Türbeschlag, enthaltend ein erstes Betätigungs element und ein elektronisches Schließsystem zur Erkennung eines berechtigten Schlüssels, wobei nach Erkennung eines solchen ein Schloß betätigbar ist, und ferner enthaltend ein Speicherelement für elektrische Energie sowie eine elektrisch betätigbare Kupplung, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Betätigungselement (24) ein Generator (34) verbunden ist, mittels welchem bei Betätigung des Betätigungselements (24) das als Ladekondensator (8) ausgebildete Speicherelement aufladbar ist, und daß die im Ladekondensator (8) gespeicherte elektrische Energie zur Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Kupplung (8) genutzt wird, um eine mechanische Kopplung zwischen dem Betätigungselement (24) und dem Schloß herzustellen.

2. Türbeschlag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (34) als Gleichstromgenerator ausgebildet ist und/oder daß dem Generator (34) ein Gleichrichter (50) nachgeschaltet ist, um unabhängig von der Betätigungsrichtung des genannten Betätigungselements (24) dem Ladekondensator (8) elektrische Energie zuzuführen.

3. Türbeschlag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (24), welches insbesondere als Drehknauf ausgebildet ist, permanent mit dem Generator (38) gekoppelt ist und daß, solange mittels der Auswerteelektronik (6) kein berechtigter Schlüssel erkannt ist, ausschließlich den Antrieb des Generators (34) ermöglicht wird.

4. Türbeschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß das genannte Betätigungselement (24) auf der Türaußenseite angeordnet ist und daß auf der Türinnenseite ein zweites Betätigungselement (42) vorgesehen ist, mittels welchem das Schloß jederzeit betätigbar ist.

5. Türbeschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das bevorzugt an der Türaußenseite angeordnete Türschild (2) einen Hohlraum (4) aufweist, in welchem die Auswerteelektronik (6) und der Ladekondensator (8) angeordnet sind und/oder daß das Türschild (2) eine Kontaktstelle (10) für einen Schlüssel aufweist.

6. Türbeschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, daß das genannte erste Betätigungselement (24) über ein Getriebe (5-7), welches vorzugsweise in einem mit dem Tür schild (2) verbundenen Gehäuse (26) angeordnet ist, einerseits mit dem Generator (34) permanent gekoppelt ist und andererseits über die Kupplung (38) mit dem Drückerstift (36) wahlweise koppelbar oder lösbar ist.

7. Türbeschlag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß mit dem ersten Betätigungselement (24) ein erstes Zahnrad (28) drehfest verbunden ist, mit welchem sowohl ein Generatorzahnrad (30) als auch ein Antriebszahnrad (32) in Eingriff stehen, wobei über das Generatorzahnrad (30) der daran gekoppelte Generator (34) antreibbar ist und wobei das Antriebs zahnrad (32) mit der Kupplung (38) gekoppelt ist, über welcher wahlweise die drehfeste Verbindung mit dem Drückerstift (36) herstellbar ist.

8. Türbeschlag nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (26) eine Ausnehmung (40) zur Aufnahme des Generators (34) enthält.