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Die
Erfindung betrifft einen Schließzylinder mit
Stiftzuhaltungen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
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Die
Norm DIN 18252 vom September 1999 behandelt Profilzylinder für Türschlösser und
soll als Basis für
den Hintergrund dieser Erfindung herangezogen werden.
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Unabhängig von
der Gehäuseausführung, ob
als Profilzylinder, Rundzylinder oder z.B. als Ovalzylinder, ist
allen Schließzylindern
gemeinsam, daß sie
aus einem ortsfesten Gehäuse
bestehen, in dem drehbar mindestens ein Zylinderkern gelagert ist.
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Der
Zylinderkern weist einen Schlüsselkanal auf,
in den der zugehörige
Schlüssel
eingesteckt wird, um die Zuhaltungen so auszurichten, daß diese von
ihrer Sperrstellung in ihre Freigabestellung bewegt werden und dadurch
den Zylinderkern freigeben zur Drehung.
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Über die
Drehung des im Zylinderkern steckenden Schlüssels kann dann das mit dem
Schließzylinder
verbundene Schloß – z.B. ein
Einsteckschloß nach
DIN 18251 – bedient
werden, um eine Tür
verriegeln oder öffnen
zu können.
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Bei
abgezogenem Schlüssel
haben die Zuhaltungen die Aufgabe, die Drehung des Zylinderkerns – und somit
die Bedienung des Schlosses – zu verhindern. Über den
Schließzylinder
soll erreicht werden, daß die
Bedienung des Schlosses nur von Personen vorgenommen werden kann,
die für
diesen Schließzylinder
einen berechtigten, d.h. einen zu diesem Schließzylinder "passenden" Schlüssel besitzen.
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Zuhaltungen
für Schließzylinder
sind in verschiedenen Ausführungsformen
möglich,
z.B. als Scheibenzuhaltungen, Stiftzuhaltungen oder magnetische
Zuhaltungen.
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Eine
sehr verbreitete Ausführungsform
ist die Stiftzuhaltung. Sie besteht in der Regel aus einem Kernstift,
einem Gehäusestift
und einer Stiftfeder.
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Bild
1 der Norm DIN 18252:1999-09 veranschaulicht den Aufbau eines Schließzylinders
in der Bauform eines Profilzylinders mit einreihig angeordneten
Stiftzuhaltungen – dargestellt
als Profil-Doppelzylinder. Im Zylindergehäuse dieses Profil-Doppelzylinders
sitzen 2 Zylinderkerne, sodaß der
zugehörige Schlüssel entweder
von der einen oder von der anderen Zylinderseite eingesteckt werden
kann. Diejenige Zylinderseite, in die der Schlüssel steckt, wird mit dem mittig
im Zylindergehäuse
angeordneten Schließbart
auf Drehmitnahme gekuppelt, um das Schloß bedienen zu können.
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In
diesem Beispiel wird jeder Zylinderkern durch 5 Stiftzuhaltungen
gesichert. In Bild 1 der Norm DIN 18252:1999-09 ist erkennbar, wie
der eingesteckte "richtige" Schlüssel durch
seine Schlüsseleinschnitte
alle Stiftzuhaltungen so ausgerichtet hat, daß jeweils die Trennungsfuge
zwischen Kernstift und Gehäusestift
in der Mantelfläche
des zylindrischen Zylinderkerns liegt. Die Drehung des Zylinderkerns
wird also nicht mehr durch irgend einen Stift – ob Kernstift, Gehäusestift
oder Aufbaustift – verhindert.
Somit hat also der richtige Schlüssel
die Stiftzuhaltungen in ihre Freigabelage bewegt und der Schließzylinder
hat den Schlüssel
freigegeben zur Bedienung des Schlosses.
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Am
10. November 2003 ist der Öffentlichkeit durch
eine Sendung des Fernsehsenders RTL (Extra – Das RTL Magazin) eine Öffnungsmethode
vorgestellt worden, die als sogenannte "Schlagtechnik" bekannt ist. Im Wesentlichen ist in
dieser Sendung vorgeführt
worden, wie Schließzylinder
ohne den zugehörigen
Schlüssel über die
Schlagtechnik geöffnet werden
können.
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Um
diese Öffnungsmethode
anzuwenden, muß zunächst ein
Schlüssel
präpariert
werden. Dieser präparierte
und sich vom "richtigen" Schlüssel unterscheidende "Manipulationsschlüssel" muß natürlich in
den Schlüsselkanal
des Schließzylinders
eingesteckt werden können
und er muß bereits
mit tiefen, einheitlichen Schlüsseleinschnitten
ausgestattet sein. Weitere Maßnahmen
wie z.B. ein Verkürzen
der Länge
des Schlüsselschaftes
oder das Verändern des
Schlüsselanschlags
mögen erforderlich
sein, um einen für
diese Öffnungsmethode
erfolgversprechenden "Manipulationsschlüssel" zu schaffen.
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Diese
vorbereitenden Schritte machen deutlich, daß die Anwendung der Schlagtechnik
fundierte Fachkenntnisse erfordert, um z.B. einen für diese Öffnungsmethode
geeigneten Manipulationsschlüssel
anfertigen zu können.
Trotzdem bleibt festzuhalten, daß die Schlagtechnik in der
Tat eine Manipulationsmöglichkeit
sein kann, um bekannte Schließzylinder
mit einreihiger Anordnung von Stiftzuhaltungen und ohne zusätzliche
Sperrelemente überwinden
zu können.
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Die
Anwendung dieser Schlagtechnik als Manipulationsmöglichkeit,
also das Freigeben des Zylinderkerns ohne den zum Schließzylinder
passenden richtigen Schlüssel
vorliegen zu haben, ist in der erwähnten Fernsehsendung über folgende
Vorgehensweise demonstriert worden:
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Der "Manipulationsschlüssel" wird in den Schlüsselkanal
soweit eingesteckt, daß alle
Kernstifte des Schließzylinders
durch die Stiftfedern in die Schlüsseleinschnitte des Manipulationsschlüssels gedrückt werden
und dort eine Ruhelage einnehmen. In dieser Schlüsseleinstecklage wird auf den
Schlüssel
ein leichtes Drehmoment aufgebracht und zwar in Richtung der angestebten
Schlüsseldrehung – etwa zum Öffnen des
Schlosses. Während
dieses leichte Drehmoment auf den Schlüssel wirkt, wird nun mit einem
geeigneten Hammer – z.B.
einem Holz- oder Kunststoffhammer – axial gegen den Schlüssel geschlagen. Über diesen
Schlag wird der Schlüssel weiter
in den Schlüsselkanal
hineingezwungen. Bei erfolgreicher Manipulation bewirkt diese schlagartige Bewegung
ein Verschieben aller Zuhaltungen und das Freigeben des Zylinderkerns.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, Maßnahmen im Schließzylinder
vorzusehen, die die erfolgreiche Anwendung dieser Manipulationsmöglichkeit
deutlich erschweren oder sogar vereiteln.
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Diese
Aufgabe löst
die Erfindung besonders mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.
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Tragender
Gedanke dieser Erfindung ist es, die Zuhaltungen des Schließzylinders
so zu variieren, daß das
durch Schläge
auf den Manipulationsschlüssel
verursachte Verschieben der Kernstifte möglichst dazu führt, daß nicht
alle Kernstifte einheitlich bewegt werden. Wenn es gelingt, mindestens
einen Kernstift sich erst versetzt verschieben zu lassen oder in
seiner Hubbewegung gegenüber
den anderen Kernstiften zu verändern,
dann sind die Aussichten, über
die Schlagtechnik den Schließzylinder
erfolgreich manipulieren zu können,
deutlich geringer.
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Da
in Schließzylindern üblicherweise
gleiche Stiftfedern verwendet werden, um den Montagearbeitsgang
einfach zu gestalten und die Teilevielfalt nicht unnötig zu erhöhen, überrascht
es nicht, wenn durch den Schlag auf den Manipulationsschlüssel die Stiftzuhaltungen
etwa gleich verschoben werden.
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Eine
Maßnahme
gegen erfolgreiches Manipulieren nach der beschriebenen Öffnungsmethode besteht
also darin, mindestens einen Kernstift an seiner dem Schlüsseleinschnitt
zugewandten Seite schlanker auszubilden als andere Kernstifte. Diese "Verschlankung" des Kernstiftes
bewirkt nämlich, daß der so
veränderte
Kerstift beim Verschieben des Schlüssels zeitlich erst etwas später zur
Anlage mit den Flanken des Schlüsseleinschnitts
kommt und der Schlüssel
folglich diesen Kernstift – im
Vergleich zu den restlichen Kernstiften im Schließzylinder – zeitlich
später
beaufschlagt und verschiebt.
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Diese
Maßnahme
läßt erwarten,
daß die Stiftzuhaltungen
im Schließzylinder
während
des Manipulationsversuches stärker
zueinander verschoben werden, wodurch die Aussicht sinkt, alle Stiftzuhaltungen
gleichzeitig in Freigabelage zu bringen.
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Eine
weitere Maßnahme
gegen erfolgreiches Manipulieren nach der beschriebenen Öffnungsmethode
besteht darin, zumindest eine Stiftzuhaltung mit einer Stiftfeder
auszustatten, die sich in ihrem Federungsverhalten unterscheidet
von dem der anderen Stiftfedern im Schließzylinder.
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Durch
letztere Maßnahme
werden zwar weiterhin noch alle Stiftzuhaltungen über die
Schlagtechnik bewegt, aber die unterschiedliche Stiftfeder bewirkt
einen stärkeren
hubmäßigen Versatz
der Kernstifte und Gehäusestifte
im Schließzylinder,
sodaß das
zeitgleiche Erreichen der Freigabelage aller Stiftzuhaltungen dadurch
erschwert oder sogar verhindert wird.
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Es
ist offensichtlich, daß der
Schließzylinder noch
wirksamer gegen die erfolgreiche Anwendung der Schlagtechnik geschützt werden
kann, wenn man den Schließzylinder
mit mehreren der beanspruchten Maßnahmen ausstattet.
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Das
Grundprinzip der vorliegenden Erfindung beruht auf der Tatsache,
daß bei
derartigen Schließzylindern
zwischen den Kernstiften und den Gehäusestiften stets eine unmittelbare Kopf-an-Kopf-Berührung stattfindet,
so daß die
von dem Manipulationsschlüssel
oder auch Schlagschlüssel
erzeugte Bewegung, die dem Kernstift aufgeprägt wird, unmittelbar auch auf
die Gehäusestifte übertragen
wird.
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Damit
werden also Kernstifte und Gehäusestifte
durch den Schlag zusammen und gleichsinnig gegen die anstehende
Federkraft in Richtung zum Gehäuse
des Schließzylinders
beschleunigt während zugleich
die Federkraft mit zunehmender Verlagerung von Kernstift und Gehäusestift
anwächst.
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Abhängig von
der Größe des durch
den Schlagschlüssel
erzeugten Impulses auf Kernstift und Gehäusestift erfolgt daher eine
prinzipiell auf jedes einzelne Paar von Kernstift und Gehäusestift
wirkende Beschleunigungskraft von in etwa derselben Größenordnung,
welcher die Rückstellkraft
der Stiftfedern entgegen gerichtet ist.
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Dank
der Erfindung werden also Maßnahmen
geschaffen, mit denen die Weg-Zeit-Gesetze der einzelnen Bestandteile
der Stiftzuhaltungen, nämlich
der Kernstifte und ggf. Aufbaustifte zusammen mit den Gehäusestiften
und den Stiftfedern, möglichst
unterschiedlich verlaufen sollen.
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Diese
Maßnahme
bewirkt daher das Durchfahren der gemeinsamen Kontaktfläche von
Kernstift und Gehäusestift
(und ggf. der Aufbaustifte) durch die Trennfuge zwischen Zylinderkern
und Zylindergehäuse
hindurch zu unterschiedlichen Zeiten, so daß die unbefugte Betätigung des
Schließzylinders
erheblich erschwert wird.
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Es
kommt also im wesentlichen darauf an, den durch das Beaufschlagen
des Schlagschlüssels auf
die einzelnen Stiftzuhaltungen erzeugten Impuls für zumindest
eine einzige der Stiftzuhaltungen zeitlich so zu verschieben, daß zumindest über diese einzige
Stiftzuhaltung eine Drehbewegung des Zylinderkerns ausgeschlossen
ist.
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Zweckmäßigerweise
läßt sich
diese Maßnahme
auch an mehreren Stiftzuhaltungen realisieren, wodurch der unbefugte
Zutritt zusätzlich
erschwert wird.
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Dabei
beruht auch diese Maßnahme
auf dem Grundprinzip der Erfindung, wonach der durch den Schlagschlüssel ausgeübte Beschleunigungsstoß, der auch
als Schuß bezeichnet
werden kann, auf die unterschiedlichen Stiftzuhaltungen, zu unterschiedlichen
Zeitpunkten einwirkt, so daß die
durch Betätigung
des Schlagschlüssels
in Bewegung gesetzten einzelnen Stiftzuhaltungen völlig unterschiedlichen Weg-Zeit-Gesetzen
folgen.
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Es
ist gerade die nahezu unberechenbare Erhöhung der Summe aller Systemparameter
aus der Gesamtheit aller Stiftzuhaltungen, die bewirkt, daß deren
Bewegungen praktisch nicht mehr im Sinne einer Tricköffnung des
Schließzylinders
koordinierbar sind.
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Ziel
der Erfindung ist es daher auch, die Anzahl der kinematischen und
unabhängigen
Systemparameter aller Stiftzu haltungen so zu erhöhen, daß unter Anwendung der Schlagtechnik
keine vorhersagbaren Bewegungsabläufe mehr möglich sind.
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Zumindest
sollten die Parameter, denen die kinematischen Gesetzmäßigkeiten
der zeitabhängigen
Bewegungen der einzelnen Stiftzuhaltungen unterliegen, unter allen
praktisch auftretenden Bedingungen keine Bewegung der Stiftzuhaltungen
derart zulassen, daß eine
praktisch gemeinsame Ausrichtung aller Trennebenen zwischen Kernstiften
und Gehäusestiften
in der Trennebene zwischen Zylinderkern und Zylindergehäuse zu einem
einzigen Zeitpunkt möglich
ist.
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Dabei
macht sich die Erfindung auch die Erkenntnis zu Nutze, daß die Ausgestaltung
der einzelnen Stiftfedern mit voneinander abweichenden Federkennlinien,
die zwar an sich bekannt ist, tatsächlich auch Wirkung gegen die
sogenannte Schlagtechnik entfaltet, zumindest aber in Verbindung
mit den Merkmalen des Hauptanspruchs zur Vermeidung einer zeitgleichen
Ausrichtung aller Trennebenen zwischen Kernstiften und Gehäusestiften
in der gemeinsamen Trennebene von Zylinderkern und Zylindergehäuse dient.
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Grundlage
ist allerdings auch insoweit die zeitversetzte Verlagerung zweier
unterschiedlicher Stiftzuhaltungen infolge des auf den Schlagschlüssel ausgeübten Schlages,
so daß insbesondere
unter Verwendung einer einzigen Stiftfeder, deren Federkonstante
mehr als 15 % von den Federkonstanten der anderen Stiftfedern abgleicht,
der angestrebte Effekt zuverlässig
erreicht werden dürfte.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein
Schließzylinder,
wie er der Erfindung zu Grunde liegt,
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2 ein
Schließzylinder
unter Betätigung durch
einen zutrittsberechtigten Schlüssel,
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3 Vergleich
eines zutrittsberechtigten Schlüssels
mit einem Schlagschlüssel,
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4 Schließzylinder
mit eingestecktem Schlagschlüssel,
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5 Detailansicht
einer möglichen
Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Kernstiftes, und
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6 unterschiedliche
Federkennlinien der Stiftfedern.
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Sofern
im folgenden nichts anderes gesagt ist, gilt die folgende Beschreibung
stets für
alle Figuren.
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Die
Figuren zeigen einen Schließzylinder 1. Der
Schließzylinder
weist ein Zylindergehäuse 2 und einen
darin drehbar gelagerten Zylinderkern 3 auf. Der Zylinderkern 3 ist
mit einem Schlüsselkanal 4 versehen,
welcher der Aufnahme eines Schlüssels 5 dient.
Der Schlüssel
soll zutrittsberechtigt sein.
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Dies
ergibt sich daraus, daß die
in Bohrungen 6, die sich zwischen Zylindergehäuse 2 und
Zylinderkern 3 erstrecken, eingebrachte Stiftzuhaltungen
durch die Einschnitte des Schlüssels 5 so
ausgerichtet werden, daß die
gemeinsamen Berührungsebenen
zwischen Kernstiften 7 und Gehäusestiften 8 in der
gemeinsamen Drehebene zwischen Zylinderkern 3 und Zylindergehäuse 2 ausgerichtet
werden.
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Jede
Stiftzuhaltung ist von der Gehäuseseite aus
mit einer Stiftfeder 9 beaufschlagt, die sich mit einem
Ende an dem vom Zylinderkern 3 abgewandten Ende der Stiftzuhaltung
und mit ihrem anderen Ende an einem Verschlußstopfen des Zylindergehäuses abstützt.
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Damit
stehen alle Stiftzuhaltungen bei eingestecktem Schlüssel 5 unter
einer axialen Vorspannung, die bewirkt, daß nach Abziehen des Schlüssels 5 die
Stiftzuhaltungen wieder in ihre Sperrstellung gelangen.
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Wesentlich
ist nun, daß im
Gegensatz zur Darstellung gemäß 2,
in welcher ein zutrittsberechtigter Schlüssel 5 eingesteckt
ist, in einen derartigen Schließzylinder
auch ein sogenannter Schlagschlüssel 10 eingesteckt
werden kann. Ein derartiger Schlagschlüssel 10 zeichnet sich
dadurch aus, daß er über seine
axiale Länge
verteilt die übliche
Anzahl von Einschnitten 11 aufweist, deren einzelne Abstände 12 den
Abständen 13 der
Stiftzuhaltungen 7,8 entsprechen, so daß jeder
einzelne Kopf eines Kernstifts 7 in einem möglichen
Einschnitt 11 des Schlagschlüssels zu liegen kommt.
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Alle
Köpfe aller
Kernstifte liegen somit in jeweils einem zugehörigen Einschnitt 11 des
Schlagschlüssels,
wobei der Schlagschlüssel
zusätzlich
in dieser Position gegenüber
der Stirnfläche
des Zylinderkerns ein Einschlagspiel aufweist, so daß er bei einem
Schlag auf die Schlüsselreide
um das Einschlagspiel 14 weiter in den Zylinderkern eintauchen kann.
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Dabei
geraten die konturmäßig an die
Kontur der Einschnitte 11 angepaßten Spitzen der Kernstifte 7 unter
dem Einfluß der
zur Schlüsselreide
weisenden Schrägen
der Einschnitte 11 in eine schlagartige Bewegung in Richtung
zu den Stiftfedern 9 und nehmen dabei unmittelbar auch
die Gehäusestifte 8 mit.
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Wesentlich
ist aber insoweit, daß,
entsprechend der Darstellung gemäß 5,
mindestens ein einziger Kernstift gegenüber den anderen Kernstiften an
seiner dem Schlüsseleinschnitt 11 zugewandten Seite
so verschlankt ist, daß er
beim Verschieben des in den Schlüsselkanal
eingeschlagenen Schlüs sels gegenüber den
anderen Kernstiften zeitlich später verschoben
wird.
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Die
Auslösung
des „Schusses" aus dem mittleren
Kernstift gemäß 5 erfolgt
daher um denjenigen Zeitabschnitt später, welchen der Schlagschlüssel 10 benötigt, um
mit der zugehörigen
Flanke des mittleren Einschnitts auf die Schräge der Spitze des mittleren
Kernstifts aufzutreffen.
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In
diesem Zeitabschnitt setzt sich dieser Kernstift daher später in Bewegung
als die benachbarten Kernstifte, so daß die Wahrscheinlichkeit einer im
wesentlichen gleichen Ausrichtung von allen Kernstiften mit zugehörigen Gehäusestiften
in der Trennebene zwischen Zylinderkern und Zylindergehäuse deutlich
verringert wird.
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Zusätzlich kann
vorgesehen sein, mindestens einen weiteren Kernstift gegensätzlich hierzu
so zu verdicken, daß der
verdickte Kernstift lange vor Verlagerung des verschlankten Kernstifts
in Bewegung gesetzt worden ist.
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Zusätzlich kann
vorgesehen sein, mehrere Kernstifte unterschiedlich zu verschlanken.
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Dann
wäre mindestens
ein weiterer Kernstift so verschlankt, daß er beim Verschieben des in
den Schlüsselkanal
eingesteckten Schlüssels
gegenüber allen
anderen Kernstiften zeitlich als letzter verschoben wird.
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Es
versteht sich von selbst, daß auch
Variationen denkbar sind, wonach alle Kernstifte zu unterschiedlichen
Zeitpunkten beim Einstecken des Schlüssels verschoben werden.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung können die Kernstifte daher so
variieren, daß lediglich
ein Kernstift als erster und lediglich ein weiterer Kernstift als
letzter ver schoben werden, während
alle anderen Kernstifte dazu in zeitlichen Abständen verschoben werden.
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Ergänzend hierzu
kann vorgesehen sein, daß mindestens
eine Stiftzuhaltung 7,8 mit einer Stiftfeder 9 ausgestattet
ist, die im Vergleich zu den Stiftfedern der anderen Stiftzuhaltungen
mit veränderter Federkennlinie 15a,b,c,d ausgestattet
ist.
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Anhand
von 6 sind unterschiedliche Federkennlinien 15a,b,c,d dargestellt.
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Es
kommen neben linearen Federkennlinien mit voneinander abweichenden
Federkonstanten entsprechend 15a,b auch progressive Federkennlinien 15c oder
degressive Federkennlinien 15d in Betracht.
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Hierdurch
läßt sich
ein weiterer Parameter in das kinematische System einführen, mit
welchem das gesamte bewegliche System zusätzlich noch unberechenbarer
wird.
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Insbesondere
bei Verwendung einer einzigen Stiftfeder, die bei einem maximalen
Arbeitshub eine um mindestens 15 % höhere Kraft erzeugt als zumindest
eine andere Stiftfeder, dürfte
es ausgesprochen schwierig werden, den erfindungsgemäßen Schließzylinder
mit Hilfe der Schlagtechnik auszutricksen.
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- 1
- Schließzylinder
- 2
- Zylindergehäuse
- 3
- Zylinderkern
- 4
- Schlüsselkanal
- 5
- Schlüssel
- 6
- Bohrung
- 7
- Kernstift
- 8
- Gehäusestift
- 9
- Stiftfeder
- 10
- Schlagschlüssel
- 11
- Einschnitt
- 12
- Abstand
der Einschnitte
- 13
- Abstand
der Stiftzuhaltung
- 14
- Einschlagspiel
- 15a
- Federkennlinie
linear
- 15b
- Federkennlinie
linear
- 15c
- Federkennlinie
progressiv
- 15d
- Federkennlinie
degressiv