DE19918817C1 - Elektronischer Schlüssel, insbesondere für Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Bei einem elektronischen Schlüssel werden codierte Signale gesendet und gegebenenfalls empfangen. Dazu sind geeignete elektronische Bauteile im Gehäuseinneren notwendig, die von einem Stromspeicher mit elektrischer Energie versorgt werden. Um einen stets betriebsbereiten elektronischen Schlüssel zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, eine Masse im Gehäuseinneren beweglich zu lagern. Die beim Bewegen des Schlüssels anfallende mechanische Energie dieser Masse wird in einem im Gehäuseinneren vorgesehenen elektrischen Generator in elektrische Energie gewandelt, die dann zum Aufladen des Stromspeichers genutzt wird.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen elektronischen Schlüssel der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art. Zum Betrieb der elektronischen Bauteile verwendet man in der Regel elektrische Batterien in Form von sogenannten Knopfzellen. Nach einiger Gebrauchszeit entleeren sich die Batterien. Es müssen daher Vorkehrungen getroffen werden, um die Batterien bequem ausbauen, neue Batterien wieder einbauen und zuverlässig kontaktieren zu können. Dafür muss ein geeigneter Platz im Schlüsselgehäuse reserviert sein. Das ist aufwendig. Das Auswechseln der Batterie ist mühevoll und erfordert eine eingehende Belehrung des Schlüsselbesitzers, der dazu nicht immer bereit ist.

Man kann anstelle von solchen Einweg-Batterien auch Akkumulatoren als Stromspeicher für die elektrische Energie im Schlüsselgehäuse verwenden. Es sind aber zum regelmäßigen Aufladen eines solchen Stromspeichers Anschlüsse im Schlüsselgehäuse erforderlich, deren Anordnung wegen der sehr begrenzten Gehäuseoberfläche problematisch ist. Außerdem sind Anzeigemittel für den Ladezustand des Stromspeichers erforderlich, wenn man von einer plötzlichen Entleerung des Stromspeichers nicht überrascht werden will. Auch das erfordert an der Gehäuseoberfläche Platz. Vor allem ist aber während des Ladevorgangs der Schlüssel nicht nutzbar. Der Schlüsselinhaber muss daher die Pausen zwischen der Benutzung des Schlüssels nutzen und die Ladetätigkeit gut einplanen. Das wird als störend empfunden.

Für den Betrieb elektrischer Kleingeräte (DE 196 20 880 A1) ist es bekannt, die zum bestimmungsgemäßen Gebrauch des Geräts erforderliche manuelle Betätigung eines Funktionsauslöseelements dazu zu verwenden, um daraus eine elektrische Energie zu gewinnen. Als Kleingerät verwendete man dabei auch einen mechanischen Schlüssel mit integrierter Infrarot-Sendeeinrichtung. Weil zur Gewinnung der elektrischen Energie ein entsprechendes, mechanisches Energieäquivalent aufgebracht werden muss, ist der Betätiger bei diesem Kleingerät schwergängig. Dies wirkt sich unangenehm bei der Handhabung aus.

Bei einem Türschloss mit einem manuell mittels eines Schlüssels schließbaren Schlossriegel (DE 32 08 818 C2) verwendete man einen elektrischen Antrieb für den Schlossriegel. Der elektrische Antrieb war an einen netzunabhängigen Speicher oder Generator angeschlossen. Die bestimmungsgemäße Betätigung des Schlosses beim Öffnen und Schließen wurde dazu genutzt, um den Generator anzutreiben. Die Betätigung zur Gewinnung elektrischer Energie konnte in einem Fall vom Türgriff ausgehen, der mit dem Generator gekuppelt war. In einem anderen Fall war das Antriebsritzel des dynamischen Generators mit einer Zahnstange eines im Schloss längsverschieblichen Schlüssels verbunden, der beim Ein- bzw. Ausstecken über den Generator elektrische Energie erzeugte.

Schließlich ist es bekannt (DE 197 21 001 C1) bei einem elektronischen Gerät einen längsverschieblichen Schieber oder einen drehbaren Rotationskörper vorzusehen, der, um elektrische Energie für das Gerät zu gewinnen, mit der Hand oder mit den Fingern bewegt werden musste. Die elektrische Energie wurde hier zwar auf mechanischem Wege erzeugt, doch musste dazu der Schieber bzw. der Rotationskörper gezielt manuell angetrieben werden. Das war mühsam und zeitaufwendig. Wurde es vergessen, lag keine nutzbare elektrische Energie vor, weshalb der Betrieb des elektronischen Geräts ausfiel. Der Schieber bzw. der Rotationskörper erfordert einen großen Flächenbereich auf der Gehäuseaußenseite, um für die Hand zu Antriebszwecken gut zugänglich zu sein. Die Anwendung auf elektronische Schlösser war zwar vorgesehen, ist aber für elektronische Schlüssel ungeeignet.

Es ist bei Armbanduhren bekannt, dreh- oder schwenkbewegliche Pendel im Uhrengehäuse vorzusehen, welche für die mechanische Energieversorgung des Uhrwerks sorgen. Es liegt aber nicht nahe diese Uhrenmechanik auf elektronische Schlüssel zu übertragen, die, abgesehen von einem eventuellen mechanischen Notschlüssel, keine mechanische Funktionen haben und auf einen elektrischen Stromspeicher angewiesen sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen preiswerten elektronischen Schlüssel der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu entwickeln, dessen Betriebsbereitschaft sich durch einen besonders bequemen Service auszeichnet. Dies wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Maßnahmen erreicht, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Die Erfindung hat erkannt, dass der elektronische Schlüssel normalerweise Bewegungen ausgesetzt ist, die sich in Beschleunigungen und Verzögerungen des Schlüssels auswirken. Dadurch werden unvermeidlich dauernd mechanische Kräfte auf den Schlüssel ausgeübt, die zur Gewinnung von mechanischer Energie genutzt werden können. Dies tritt nicht nur in einer Ruhephase des Schlüssels ein, wenn der Schlüssel vom Besitzer in der Hosentasche od. dgl. getragen wird und der Schlüsselbesitzer sich bewegt, sondern auch während der Arbeitsphase des Schlüssels, wenn der Schlüssel im Schloss steckt und das Fahrzeug sich beschleunigend oder verzögernd bewegt.

Ordnet man nun eine Masse im Schlüsselgehäuse beweglich an, so kann die dort anfallende mechanische Energie von einem elektrischen Generator in elektrische Energie gewandelt werden. Diese elektrische Energie kann dann zum Aufladen des im Schlossgehäuse befindlichen Stromspeichers genutzt werden.

Bei der Erfindung ist nicht nur der Stromspeicher sondern auch die Aufladeeinrichtung und die Energieerzeugung im Inneren des Schlüsselgehäuses integriert. Es brauchen daher an der Gehäuseoberfläche keinen besonderen Maßnahmen zur Zugänglichkeit ins Schlüsselinnere oder zur Energieversorgung von außen erfolgen. Der Schlüsselinhaber braucht sich um die Energieversorgung des elektronischen Schlüssels überhaupt nicht mehr zu kümmern; das Aufladen des Schlüssels erfolgt automatisch bei jeder Schlüsselbewegung, also sowohl in der Ruhe- als auch in der Gebrauchsphase des Schlüssels. Der erfindungsgemäße Schlüssel ist stets betriebsbereit.

Weitere Maßnahmen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines elektronischen Schlüssels mit einem Gehäuseausbruch und

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung des inneren Aufbaus und der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schlüssels.

Der elektronische Schlüssel 10 umfasst ein Schlüsselgehäuse 11 dessen eines Ende 12 mit einem geeigneten Einsteckprofil 12 versehen ist. Diesem elektronischen Schlüssel ist ein komplementäres elektronisches Schloss zugeordnet, das eine geeignete Aufnahme für das Einsteckprofil 12 aufweist. Im Schlüsselinneren sind verschiedenste elektronische Bauteile 13 vorgesehen, die in definierter Weise miteinander geschaltet sind, z. B. über Leiterbahnen einer sogenannten elektrischen Leiterplatte. Die elektronischen Bauteile 13 haben verschiedene Funktionen zu erfüllen. Außer der Kommunikation mit dem zugehörigen Schloss gehört dazu auch das Aussenden oder Empfangen von codierten Signalen 20, z. B. in Form einer elektromagnetischen hochfrequenten Strahlung. Dazu ist ein geeigneter Sender 14 im Schlüsselgehäuse integriert, zweckmäßigerweise am Stirnende 15 des Einsteckabschnitts 12.

Zur Energieversorgung der Schaltung und ihrer Bauteile 13 dient ein elektrischer Stromspeicher 16. Die elektrischen Bauteile 13 können durch einen Schalter 17 wirksam gesetzt werden. Der Schalter 17 wird von einem Betätiger 18, z. B. einem Taster, ein- und/oder ausgeschaltet. Das ist durch einen Betätigungspfeil 19 im Schema von Fig. 2 veranschaulicht. Dieser Betätiger 18 ist durch eine geeignete Profilierung eines Gehäusebereichs in die Gehäuseschale integriert.

Im Gehäuseinneren 21 ist eine Masse 22 beweglich gelagert, wie durch den Bewegungspfeil 23 veranschaulicht ist. Im vorliegenden Fall ist diese Masse 22 an einem Lagerzapfen 24 frei drehgelagert, weshalb hier ein Pendel 25 vorliegt. Diese Pendelbewegung 25 wird als mechanische Energie einem zugeordneten Generator 26 zugeführt, der elektrische Energie erzeugt und diese über die in Fig. 2 verdeutlichte elektrische Verbindung 27 zum Aufladen des Stromspeichers 16 nutzt.

Die rotatorische Energie eines Pendels 25 ist zwar besonders geeignet, doch wäre es auch möglich, die mechanische Energie durch eine translatorische Bewegung einer Masse 22 zu erzeugen. Die mechanische Energie kann in beliebiger Weise durch bewegliche Massen oder Flüssigkeiten im Inneren des Schlüsselgehäuses erzeugt werden. Entscheidend ist, dass die bei der Benutzung und Nichtbenutzung des Schlüssels anfallenden mechanischen Bewegungen in elektrische Energie umgewandelt werden, die zur Versorgung der elektronischen Bauteile beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des elektronischen Schlüssels dient.

Bezugszeichenliste

10

elektronischer Schlüssel

11

Schlüsselgehäuse von

10

12

Einsteckprofil von

11

, Einsteckbereich

13

elektronische Bauteile in

11

14

Sender in

11

15

Stirnende von

12

16

Stromspeicher in

11

17

Schalter

18

Betätiger, Taster

19

Betätigungspfeil von

18

20

codiertes Signal von

14

21

Gehäuseinneres von

11

22

freibewegliche Masse

23

Bewegungspfeil von

22

, Pendelbewegung

24

Lagerzapfen von

22

25

Pendel aus

22

,

24

26

Generator

27

elektrische Verbindung zwischen

26

,

16

Claims (2)

1. Elektronischer Schlüssel (10), insbesondere für Fahrzeuge, mit einem Schlüsselgehäuse (11), beinhaltend
einen Sender (14) und gegebenenfalls einen Empfänger für codierte Signale (20) zwecks Kommunikation mit einem zugehörigen elektronischen Schloss,
eine elektrische Schaltung mit elektronischen Bauteilen (13) zur Generierung, zur Codierung und gegebenenfalls zur Decodierung der Signale (20)
und einen Stromspeicher (16) für die zum Betrieb der elektronischen Bauteile (13) benötigte elektrische Energie,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine bewegliche (23) Masse (22) im Schlüsselgehäuse (11) angeordnet ist und beim Bewegen des Schlüssels mechanische Energie erzeugt,
dass im Schlüsselgehäuse (11) ein Wandler, wie ein elektrischer Generator (26), angeordnet ist, der die mechanische Energie in elektrische Energie wandelt,
und dass die elektrische Energie zum Aufladen des Stromspeichers (16) im Schlüsselgehäuse (11) dient.

2. Schlüssel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Masse (22) aus einem schwenk- bzw. drehgelagerten (24) Pendel (25) besteht.