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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Schließeinrichtung für Sperren, wie z. B. Türen, mit
- – einem Gehäuse, an dem ein Schließglied, eine drehbare Welle, die mit einem außenseitigen Betätigungsglied gekoppelt ist, und eine elektromechanische Aktuatoranordnung zum Betätigen des Schließgliedes gelagert sind,
- – einer elektronischen Steuerschaltung, die ein Empfangselement zum Empfangen von Berechtigungssignalen aufweist, wobei die Steuerschaltung ein empfangenes Berechtigungssignal auf Authentizität prüft bzw. auswertet, und, wenn die Authentizität bestätigt ist, die Aktuatoranordnung ansteuert,
- – wobei vor der Aktuatoranordnung ein Bohrschutz angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schließen einer Sperre, die mit einer elektronischen Schließeinrichtung mit einem Gehäuse, einem Schließglied, einem außenseitigen Betätigungsglied und einer Steuerschaltung zur Authentizitätsprüfung ausgestattet ist.
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Eine elektronische Schließeinrichtung der gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der
DE 198 51 308 C2 bekannt. Bei der aus diesem Dokument bekannten Schließeinrichtung handelt es sich um einen elektronischen Schließzylinder. Dieser beinhaltet ein Profilzylindergehäuse zum Einbau in ein DIN-Schloss sowie einen innenseitigen und einen außenseitigen Knauf (Betätigungsglied).
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Eine Steuerschaltung in Form einer Zutrittskontrollelektronik dient zur Verifikation (Prüfung der Authentizität) der Zutrittsberechtigung einer Zutritt verlangenden Person, wobei die Zutrittskontrollelektronik einen Datenaustausch mit einem Identträger (Transponder) einer Zutritt verlangenden Person ausführt. Der Transponder ist ein passiver Transponder, so dass der Datenaustausch über eine induktive Kopplung erfolgt.
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Um derartige elektronische Schließzylinder sicher gegenüber Zugriffen durch Fremdeinwirkung zu machen, wird in der
DE 198 51 308 C2 vorgeschlagen, die Zutrittskontrollelektronik in der türinnenseitigen Handhabe anzuordnen. Auch die Antenne (Empfangselement) zum Datenaustausch mit dem Transponder ist in der türinnenseitigen Handhabe angeordnet.
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Ein Energiespeicher in Form einer Batterie ist in der Türaußenseite angeordnet. Unter einer Sperre soll vorliegend jede Art von Sperr- bzw. Schalteinrichtung verstanden werden, die mittels einer elektronischen Schließeinrichtung sperrbar bzw. entsperrbar ist.
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Somit kann eine Sperre eine Tür sein, ein Möbelelement wie eine Lade, eine Schranke oder auch eine Scharfschalteinrichtung für Einbruch- oder Brandmeldeanlagen. Eine Sperre im Sinne der vorliegenden Anmeldung kann jedoch auch ein Logistikbehälter, eine Betriebseinrichtung, etc. sein.
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Bei klassischen mechanischen Schließzylindern unterscheidet man zwischen so genannten Halbzylindern, die eine Schließung lediglich von einer Seite der Tür aus anbieten, und den in den meisten Türen eingebauten ”Doppel- oder Vollzylindern”, bei denen ein Schlüssel von beiden Seiten eingeführt werden kann, um den Riegel des Schlosses zu betätigen.
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Ferner kennt man auch bei mechanischen Zylindern die so genannten Knaufzylinder, die auf einer Seite (z. B. der Innenseite) einen Knauf aufweisen, der starr mit dem Zylinderkern verbunden ist. Bezüglich Details wird verwiesen auf das Baubeschlag-Taschenbuch, 52. Ausgabe 2004, Seiten 179–184.
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Bei den elektronischen Schließzylindern kommt hinzu, dass die Schließelektronik (Steuerschaltung, Antenne etc.) einen nicht unerheblichen Bauraum benötigt, so dass es generell angezeigt ist, diese Elektronik in einem Betätigungsglied, wie einem Knauf, unterzubringen. Dort ist in der Regel das größte Volumen für die Steuerschaltung sowie gegebenenfalls für eine Batterie und die Antenne vorhanden.
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Die Funktionsweise solcher elektronischer Schließzylinder ist häufig derart, dass bei bestätigter Zutrittsberechtigung (bestätigter Authentizität) die Steuerschaltung ein Ansteuersignal an die Aktuatoranordnung abgibt, also im einfachsten Fall die Aktuatoranordnung bestromt.
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Die Aktuatoranordnung ist dabei häufig dazu ausgelegt, eine Kupplung zu betätigen, die eine mit dem Betätigungsglied verbundene Welle mit dem Schließbart verbindet. Der eigentliche Schließvorgang erfolgt dann manuell dadurch, dass der Betätigungsknauf gedreht wird. Dies hat den Vorteil, dass die zum Durchführen eines Schließvorganges notwendige elektrische Energie gering ist, so dass die elektronischen Schließzylinder auch ohne zusätzliche Energieversorgung von außen über einen längeren Zeitraum autark arbeiten können.
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Ferner eignen sich derartige elektronische Schließzylinder auch zum Austausch gegen herkömmliche mechanische Schließzylinder.
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Generell wäre es auch in manchen Fällen wünschenswert, die Steuerschaltung in dem außenseitigen Betätigungsglied unterzubringen. In diesem Fall müsste das außenseitige Betätigungsglied jedoch mechanisch vor Angriffen geschützt werden. Der Aufwand hierfür ist beträchtlich.
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Ferner gibt es auch Anwendungen, die beidseitig schließbare Doppelzylinder erfordern, bei denen also eine Identifikation von beiden Seiten notwendig ist (so genannte Durchgangstüren).
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Des Weiteren werden zur Scharfschaltung von Einbruchmeldeanlagen in der Regel Halbzylinder verwendet, bei denen es nur eine „Außenseite” gibt, die besonders hohen Sicherheitsanforderungen entsprechen muss.
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Auch hier hat die in der
DE 198 51 308 C2 vorgeschlagene Lösung den Nachteil, dass die eine Seite nicht mit angemessenem Aufwand vor Missbrauch geschützt werden kann.
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Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte elektronische Schließeinrichtung sowie ein entsprechendes Schließverfahren anzugeben, die universeller einsetzbar sind, bei dennoch hoher Sicherheit gegenüber Angriffen.
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Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten elektronischen Schließeinrichtung dadurch gelöst, dass zumindest ein äußerer Steuerabschnitt der Steuerschaltung in dem außenseitigen Betätigungsglied angeordnet ist und dass ein innerer Steuerabschnitt der Steuerschaltung in dem Gehäuse hinter dem Bohrschutz angeordnet ist. Ferner wird die obige Aufgabe gelöst durch ein Schließverfahren zum Schließen einer Sperre, die mit einer elektronischen Schließeinrichtung ausgestattet ist, vorzugsweise mit einer erfindungsgemäßen elektronischen Schließeinrichtung, mit den Schritten:
- – Empfangen eines Berechtigungssignals in einem Außenabschnitt der Steuerschaltung, der sich in dem Betätigungsglied befindet;
- – Senden eines aus dem Berechtigungssignal abgeleiteten Codesignals von dem Außenabschnitt zu einem Innenabschnitt der Steuerschaltung, der sich in einem Gehäuse hinter einem Bohrschutz befindet und einen Identifikationscode speichert;
- – Prüfen in dem Innenabschnitt, ob das Codesignal den gespeicherten Identifikationscode beinhaltet; und
- – falls ja, Betätigen oder Freigeben der Betätigung des Schließgliedes.
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Die erfindungsgemäße elektronische Schließeinrichtung kann demzufolge auch als Halbzylinder ausgeführt werden, bei dem es nur eine Außenseite, d. h. eine Angriffsseite gegenüber Zugriffen durch Dritte, gibt. Ferner kann die elektronische Schließeinrichtung als Doppelschließeinrichtung (beispielsweise Doppelzylinder) ausgeführt werden, bei dem eine Zutrittsberechtigung von beiden Seiten erforderlich ist.
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Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Steuerschaltung, d. h. die Zutrittselektronik, bzw. einen wesentlichen Teil hiervon, in dem angriffsgefährdeten Betätigungsglied anzuordnen. Dies kann bei einem Knaufhalbzylinder der einzig vorhandene Knauf sein. Bei einem Doppelzylinder kann dies beispielsweise sowohl der ”innenseitige” als auch der ”außenseitige” Knauf sein.
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Bei einer derartigen Anordnung bestünde generell das Problem, dass durch Zugriff von außen eine Bestromung der Aktuatoranordnung möglich wäre.
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Diese Möglichkeit wird vorliegend dadurch ausgeschlossen, dass im Inneren des Gehäuses, und zwar hinter einem in an sich üblicher Weise vorgesehenen Bohrschutz, ein weiterer Teil der Steuerschaltung angeordnet ist. Dieser weitere, innere Steuerabschnitt der Steuerschaltung kann als Sicherheitsschaltung ausgelegt sein und dazu dienen, ein von dem äußeren Steuerabschnitt erzeugtes Codesignal zu decodieren und daraufhin zu prüfen, ob der richtige Identifikationscode eingegeben wird.
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Nur wenn dies der Fall ist, wird die Aktuatoranordnung angesteuert, also beispielsweise bestromt. Sofern kein gültiger Code eingegeben wird, wird die Aktuatoranordnung auch nicht betätigt und kann auch nicht betätigt werden, selbst wenn von außen eine elektrische Spannung angelegt wird.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht folglich darin, eine zusätzliche Sicherheitsstufe dergestalt einzubauen, dass zwischen einem türaußenseitigen Steuerabschnitt und einem inneren (d. h. hinter dem Bohrschutz liegenden) Steuerabschnitt eine Codeübergabe erfolgt, die gewährleistet, dass die Aktuatoranordnung nur dann angesteuert wird, wenn der äußere Steuerabschnitt auch tatsächlich wirksam arbeitet und unbeschädigt ist. Der innere Steuerabschnitt kann vergleichsweise klein ausgebildet sein, da die Decodierung relativ einfach aufgebaut sein kann. Demzufolge ist es möglich, eine derartige Sicherheitsschaltung hinter dem Bohrschutz auch innerhalb des Gehäuses, beispielsweise eines Profilzylinders, unterzubringen.
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Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Authentizitätsprüfung in dem äußeren Steuerabschnitt und der äußere Steuerabschnitt gibt bei bestätigter Authentizität ein einen Identifikationscode beinhaltendes Codesignal durch den Bohrschutz hindurch an den inneren Steuerabschnitt ab, der das Codesignal decodiert und, wenn das Codesignal gültig ist, die Aktuatoranordnung ansteuert.
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Eine Kommunikation zwischen den Steuerabschnitten findet also vorzugsweise nur dann statt, wenn ein authentisches Berechtigungssignal empfangen worden ist, also beispielsweise ein berechtigter Transponder vorhanden ist. Daher wäre ein ”Abhören” des Codesignals selbst theoretisch nur dann möglich, wenn das türaußenseitige Betätigungsglied demontiert ist und gleichzeitig ein berechtigter Transponder vorhanden ist.
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Bei dieser Ausführungsform ist es von besonderem Vorteil, wenn das Codesignal einen binären Code mit wenigstens 16 Bit, vorzugsweise mit wenigstens 32 Bit beinhaltet.
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Bei einem Codesignal einer derartigen Länge ist gewährleistet, dass dann, wenn ein Angreifer versuchen würde, den Code von außen durch eine automatisierte Codeerzeugungsschaltung seriell abzufragen (zu „pollen”), die hiermit verbundenen Wartezeiten zu lang währen.
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Andererseits ist das Codesignal in der Regel deutlich kürzer als ein Identifikationscode eines Transponders, so dass der innere Steuerabschnitt vergleichsweise einfach aufgebaut sein kann.
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Dabei versteht sich ferner, dass der binäre Code ein für die Schließeinrichtung voreingestellter fester Code sein kann.
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Beispielsweise kann der Binärcode für jede Schließeinrichtung unterschiedlich sein und durch einen „Master-Transponder” für die Kommunikation zwischen dem äußeren Steuerabschnitt und dem inneren Steuerabschnitt generiert werden. Dieser binäre Code wird dann bei dieser Initialisierung in dem inneren Steuerabschnitt abgespeichert.
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Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass der binäre Code ein Wechselcode ist, der sich von Schließvorgang zu Schließvorgang ändert. Hierdurch ist eine etwas aufwändigere Kommunikation zwischen dem äußeren und dem inneren Steuerabschnitt notwendig, die Sicherheit kann jedoch hierdurch ggf. erhöht werden.
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Ferner ist es generell denkbar, die Sicherheit weiter zu erhöhen, und zwar durch weitere Authentisierungsmechanismen (z. B. „mutual autentification”) mit Hinzufügen und Codieren bzw. Decodieren einer Zufallszahl.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Authentizitätsprüfung in dem inneren Steuerabschnitt und der innere Steuerabschnitt steuert bei bestätigter Authentizität die Aktuatoranordnung an.
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Bei dieser Ausführungsform wird der von dem Berechtigungssignal übermittelte Identcode in dem inneren Steuerabschnitt auf Authentizität geprüft. Der äußere Steuerabschnitt dient dabei im Wesentlichen zum Aufbauen und Einrichten der Kommunikation, bspw. mit einem Transponder. Das sicherheitskritische Abgleichen der Codes miteinander erfolgt jedoch erst in dem inneren Steuerabschnitt hinter dem Bohrschutz.
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Vorzugsweise ist die Schließeinrichtung ein Schließzylinder zum Einbau in ein Schloss, wobei das Schließglied ein Schließbart zum Betätigen eines Riegels des Schlosses ist. Das Gehäuse kann beispielsweise ein an sich herkömmliches Profilgehäuse sein.
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Alternativ ist es denkbar, dass die Schließeinrichtung ein Schloss zum Einbau in eine Tür ist, wobei das Schließglied eine Nuss zum Betätigen einer Falle oder eines Riegels des Schlosses ist. Weitere alternative Lösungen finden sich auf Seite 197 des oben erwähnten Baubeschlag-Taschenbuches, 52. Ausgabe, 2004.
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Es ist insgesamt bevorzugt, wenn das Empfangselement in oder an dem außenseitigen Betätigungsglied angeordnet ist.
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Hierdurch ist ein Datenaustausch zwischen dem Empfangselement und einem Identträger, wie beispielsweise einem Transponder, einfach realisierbar. Dies gilt insbesondere bei einem passiven Transponder, bei dem der Datenaustausch über eine induktive Kopplung erfolgt, die nur über wenige Zentimeter wirksam ist.
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Insbesondere bei metallarmierten Türen ist diese Ausführungsform ferner von Vorteil, da eine induktive Kopplung über metallarmierte Türen bei einer Anordnung der Antenne im Türinnenknauf häufig zu Reichweitenproblemen führt.
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Der Datenaustausch zwischen dem Empfangselement und dem Träger des Identifikationscodes kann jedoch generell auf beliebige Art und Weise erfolgen. Neben einer induktiven Kopplung oder einem Funkverfahren wie bei Transpondern sind auch andere bekannte Verfahren möglich, wie bspw. die Eingabe über eine Tastatur, biometrische Abfragen (Fingerabdruck), oder eine kapazitive Übertragung.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Welle, an der das außenseitige Betätigungsglied festgelegt ist, durch einen in dem Gehäuse angeordneten Bohrschutzabschnitt hindurch.
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Hierdurch ist es konstruktiv vergleichsweise einfach möglich, die Welle mit einer großen Stützbreite zu lagern, selbst bei Halbzylindern.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in der Welle ein weiterer Bohrschutzabschnitt angeordnet, der sich mit der Welle mitdreht.
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Bei dieser Ausführungsform kann der Bohrschutz insgesamt noch sicherer ausgebildet werden.
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Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn eine elektrische Leitung zum Verbinden des äußeren und des inneren Steuerabschnittes durch den Bohrschutz hindurch geführt ist.
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Generell ist es zwar auch denkbar, das Codesignal berührungslos zu übertragen, mittels einer weiteren Transponderstrecke oder Ähnliches. Die Verwendung einer elektrischen Leitung zur Übertragung des Codesignals hat jedoch den Vorteil, dass die hinter dem Bohrschutz angeordnete Sicherheitsschaltung (innerer Steuerabschnitt) vergleichsweise klein und kompakt ausgeführt werden kann. Es ist keine aufwendige Empfangselektronik notwendig. Das Codesignal kann beispielsweise ein seriell übertragenes binäres Signal sein, kann also im Wesentlichen der Code selbst sein.
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Insgesamt ist es ferner vorteilhaft, wenn die Welle hohl ist und wenn wenigstens eine elektrische Leitung zur Verbindung des äußeren und des inneren Steuerabschnittes durch die Hohlwelle hindurch geführt ist.
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Dies führt insgesamt zu einer konstruktiv einfachen Bauweise mit wenigen Bauelementen. Ferner kann der Schutz hoch ausgebildet werden.
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Beispielsweise kann durch die Hohlwelle auch eine weitere elektrische Leitung zum Bestromen der Aktuatoranordnung durchgeführt werden, die nur bei vorhandenem Identifikationscode durch den inneren Steuerabschnitt ”durchgeschleift” wird (beispielsweise nach der Art eines Relais bzw. eines einfachen Transistors oder Ähnliches).
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Sofern versucht würde, durch die Hohlwelle hindurch einen Zugriff auf die Sicherheitsschaltung hinter dem Bohrschutz zu erzielen, würde dann zwangsläufig auch die elektrische Verbindung zu der Aktuatoranordnung zerstört werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Aktuatoranordnung dazu eingerichtet, bei Ansteuerung bzw. bei Empfang des Ansteuersignals das Schließglied zu betätigen.
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Hierbei ist die Aktuatoranordnung vergleichsweise leistungsstark ausgebildet und ermöglicht es, unmittelbar einen Riegel eines Türschlosses oder Ähnliches zu betätigen. Bei dieser Ausführungsform ist typischerweise vorgesehen, die elektronische Schließeinrichtung mit einem elektrischen Versorgungsnetz zu verbinden.
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Von besonderem Vorzug ist es, wenn die Aktuatoranordnung dazu eingerichtet ist, bei Ansteuerung bzw. bei Empfang des Ansteuersignals eine Kupplung zu betätigen, die die drehbare Welle mit dem Schließglied kuppelt. Hierbei ist vorgesehen, dass die Aktuatoranordnung das Schließglied nicht betätigt sondern dessen Betätigung freigibt. Bei geschlossener Kupplung kann das Schließglied dann mittels des außenseitigen Betätigungsgliedes betätigt werden. Die Energie zur Betätigung wird dabei ”von Menschenhand” aufgebracht.
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Gemäß einer insgesamt bevorzugten Ausführungsform ist ferner an dem außenseitigen Betätigungsglied ein von der Außenseite erkennbarer (beispielsweise sichtbarer oder hörbarer) Signalgeber angeordnet, der von der Steuerschaltung bei betätigter Authentizität des Berechtigungssignals ansteuerbar ist.
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Für das Vorsehen eines solchen akustischen oder optischen Signalgebers müssten ansonsten teure Kabeldurchführungen zwischen Innenseite und Außenseite vorgesehen werden. Wenn der äußere Steuerabschnitt, der in dem außenseitigen Betätigungsglied vorgesehen ist, den Signalgeber ansteuert, kann ein solcher Signalgeber vergleichsweise kostengünstig realisiert werden.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist in dem außenseitigen Betätigungsglied eine Energiequelle angeordnet, die durch den Bohrschutz hindurch mit dem inneren Steuerabschnitt verbunden ist.
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Vorzugsweise wird die Energiequelle dann, wenn die Authentizität des Berechtigungssignals festgestellt ist, mit der Aktuatoranordnung verbunden, um die Aktuatoranordnung somit anzusteuern.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es bei einer Ausführungsform vorteilhaft, wenn das Berechtigungssignal in dem Außenabschnitt der Steuerschaltung auf Authentizität geprüft wird und wenn in dem Außenabschnitt dann, wenn das Berechtigungssignal zur Schließung berechtigt, das Codesignal erzeugt wird und über eine elektrische Leitung zu einer Decodierschaltung (innerer Steuerabschnitt) gesendet wird, die sich in einem Gehäuse hinter einem Bohrschutz befindet und einen Identifikationscode speichert.
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Dabei wird bei Übereinstimmung des Codesignals und des gespeicherten Identifikationscodes die Aktuatoranordnung angesteuert.
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Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass der Außenabschnitt einen in dem Berechtigungssignal enthaltenen Identcode mittels des Codesignals an den Innenabschnitt sendet, wobei der innere Steuerabschnitt den in dem Berechtigungssignal enthaltenen Identcode auf Authentizität prüft.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer elektronischen Schließeinrichtung;
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2 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Schließeinrichtung,
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3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Schließeinrichtung;
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4 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektronischen Schließeinrichtung;
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5 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens der Steuerabschnitte der erfindungsgemäßen elektronischen Schließeinrichtung; und
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6 ein Flussdiagramm mit einer Darstellung des erfindungsgemäßen Schließverfahrens.
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In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schließeinrichtung in Form eines elektronischen Schließzylinders generell mit 10 bezeichnet.
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Der Schließzylinder 10 ist als Profilzylinder ausgebildet und in an sich herkömmlicher Art und Weise in ein Einsteckschloss 12 eingesetzt, das in einer Tür 14 eingebaut ist, die eine Außenseite A von einer Innenseite I trennt.
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Der Schließzylinder 10 dient zur Betätigung eines in 1 schematisch dargestellten Riegels 16 des Schlosses 12.
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Ferner ist der elektronische Schließzylinder 10 dazu eingerichtet, mit einem Transponder 18 in drahtlosen Kontakt zu treten. Die drahtlose Kopplung zwischen dem Schließzylinder 10 und dem Transponder 18 ist in 1 schematisch mit 20 bezeichnet. Die Kopplung 20 kann induktiver Natur sein, wobei der Transponder 18 in diesem Fall generell als passiver Transponder ausgebildet ist. Die Kopplung 20 kann jedoch auch eine Funkkopplung sein, wie sie beispielsweise bei manchen aktiven Transpondern verwendet wird. Generell ist es auch denkbar, dass die Kopplung 20 auf Infrarot-Basis arbeitet. Anstelle eines drahtlosen Kontaktes ist auch eine Kopplung über ein Kartenlesegerät oder Ähnliches denkbar.
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Der Schließzylinder 10 weist ein Gehäuse 24 auf, das als Profilgehäuse (DIN-Profilzylinder) ausgebildet ist.
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An dem Gehäuse 24 ist eine Welle 26 drehbar gelagert, die gegenüber dem Gehäuse 24 axial vorsteht. Ein außenseitiges Betätigungselement in Form eines Außenknaufes 28 ist drehfest mit der Welle 26 verbunden.
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An dem Gehäuse 24 ist ferner in an sich herkömmlicher Weise ein Schließbart 30 drehbar gelagert. Der Schließbart 30 steht in Eingriff mit dem Riegel 16.
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Zwischen dem Schließbart 30 und der Welle 26 ist eine schematisch dargestellte Kupplung 32 in dem Gehäuse 24 gelagert. Die Kupplung 32 ist mittels einer ebenfalls schematisch angedeuteten, in dem Gehäuse 24 angeordneten Aktuatoranordnung 34 betätigbar.
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Die Kupplung 32 kann beispielsweise eine elektromechanische Kupplung sein, die mittels eines elektrischen Signals angesteuert wird und zwischen der Welle 26 und dem Schließbart 30 einen Formschluss oder Reibschluss herstellen kann.
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Der Schließzylinder 10 weist ferner eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung beinhaltet einen äußeren bzw. außenseitigen Steuerabschnitt 40, der in dem Außenknauf 28 gelagert ist. In dem Außenknauf 28 sind ferner eine Batterie 42 und eine Antenne 44 gelagert. Der äußere Steuerabschnitt 40 beinhaltet eine Empfangsschaltung 46, die mit der Antenne 44 (Empfangselement) verbunden ist, sowie eine Auswerteschaltung 48. Die Auswerteschaltung 48 ist mit einem Ausgang der Empfangsschaltung 46 verbunden.
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Die Steuereinrichtung beinhaltet ferner einen inneren Steuerabschnitt 50, der innerhalb des Gehäuses 24 angeordnet ist, und zwar von der Außenseite A gesehen hinter einem ebenfalls in dem Gehäuse 24 vorgesehenen Bohrschutz 52.
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Der Bohrschutz 52 kann in an sich bekannter Art und Weise ausgebildet sein, beispielsweise durch eine Mehrzahl von quer zur Längsachse verlaufenden Hartmetallstäben, durch eine Hartmetallplatte oder Ähnliches.
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Der innere Steuerabschnitt 50 ist mittels einer elektrischen Leitung 54 mit der Auswerteschaltung 48 verbunden. Die elektrische Leitung 54 ist dabei durch die als Hohlwelle ausgebildete Welle 26 hindurch verlegt. Die Hohlwelle 26 verläuft durch den Bohrschutz 52 hindurch. Ferner kann in der Hohlwelle 26 ein weiterer Bohrschutzabschnitt 53 vorgesehen sein, der sich mit der Welle 26 mitdreht.
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Der innere Steuerabschnitt 50 ist ferner mit der Aktuatoranordnung 34 verbunden und ist dazu ausgelegt, die Aktuatoranordnung 34 anzusteuern (mit einem Ansteuersignal 55 zu versorgen). Sobald das Ansteuersignal 55 an der Aktuatoranordnung 34 ansteht, wird die Kupplung 32 geschlossen. Das Ansteuersignal 55 kann beispielsweise angelegt werden, indem die Aktuatoranordnung 34 bestromt wird.
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Die generelle Funktionsweise des elektronischen Schließzylinders 10 ist folgendermaßen.
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Im Ruhezustand des elektronischen Schließzylinders ist die Kupplung 32 geöffnet. Der Außenknauf 28 und die Welle 26 sind frei in Bezug auf das Gehäuse 24 drehbar. Personen, die keine Zutrittsberechtigung in Form eines gültigen Transponders (mit gültigem Identcode) haben, können daher die Tür 14 von der Außenseite A nicht öffnen.
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Der elektronische Schließzylinder 10 ist als Halbzylinder ausgebildet. Von der Innenseite I gibt es keine Möglichkeit, den Schließbart 30 zu betätigen. Es ist dabei denkbar, dass die Tür 14 als Fluchttür ausgebildet ist, wobei das Schloss 12 von der Innenseite I immer zu öffnen ist, beispielsweise durch Niederdrücken eines Türdrückers, der auch den Riegel 16 betätigt.
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Sofern eine Person mit einem berechtigten Transponder 18 Zutritt verlangt, erfolgt über die Kopplung 20 und die Antenne 44 ein Datenaustausch zwischen dem Transponder 18 und dem äußeren Steuerabschnitt 40. In dem äußeren Steuerabschnitt 40 wird die Authentizität des Transponders 18 geprüft. Mit anderen Worten wird in dem äußeren Steuerabschnitt 40 ausgewertet, ob ein von dem Transponder 18 übertragenes Berechtigungssignal (mit einem darin enthaltenen – beispielsweise aufmodulierten – Identcode) dazu berechtigt, an der Tür 14 einen Schließvorgang durchzuführen, also beispielsweise den Riegel 16 zu entsperren.
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Sofern der Transponder 18 kein gültiges Berechtigungssignal 20 überträgt, wird der Vorgang abgebrochen.
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Sofern die Authentizität des Transponders 18 bestätigt ist (der Transponder 18 also einen gültigen Identcode trägt), gibt der äußere Steuerabschnitt 40 über die Leitung 54 ein Codesignal an den inneren Steuerabschnitt 50 ab, wobei das Codesignal einen Identifikationscode beinhaltet.
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Der Identifikationscode kann dabei theoretisch gleich dem Identifikationscode des Transponders 18 sein. In der Regel handelt es sich jedoch um einen eigenen einfacheren Code in Form eines binären Codes mit beispielsweise 32 Bit.
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Der an den inneren Steuerabschnitt 50 übertragene Identifikationscode kann ein für den einzelnen Schließzylinder 10 fest programmierter Code sein. Es ist jedoch auch möglich, dass der Identifikationscode mittels eines so genannten Master-Transponders generiert wird, und zwar als zylinderspezifischer 32-Bit-Schlüssel für die Kommunikation zwischen dem äußeren Steuerabschnitt 40 und dem inneren Steuerabschnitt 50. Bei einem solchen ”Programmierungsvorgang” wird der Code in dem inneren Steuerabschnitt 50 fest abgespeichert. Eine Umprogrammierung ist lediglich durch erneutes Verwenden des Master-Transponders möglich, wobei dann auch ein neuer Identifikationscode programmiert werden kann.
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Die Angabe des Identifikationscodes mit 32 Bit ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Es versteht sich, dass die Bitzahl auch kleiner oder auch größer sein kann, beispielsweise im Bereich von 16 bis 64 Bit.
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Ferner kann der Code auch als Wechselcode ausgebildet sein, der bei jedem neuen Schließvorgang gewechselt wird. Dies erfordert natürlich eine aufwendigere Kommunikation zwischen dem inneren und dem äußeren Steuerabschnitt 50, 40.
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Ferner ist es auch möglich, dass die Sicherheit noch weiter erhöht wird, und zwar durch zusätzliche Authentisierungsmechanismen (z. B. in Form der so genannten ”mutual authentification”), wobei beim Codieren bzw. Decodieren eine Zufallszahl verwendet wird, die beispielsweise mit dem Binärcode multipliziert wird. Die Zufallszahl kann auf einem pseudostochastischen System beruhen, wobei die gleiche pseudostochastische Folge von Zufallszahlen sowohl in dem äußeren Steuerabschnitt 40 als auch in dem inneren Steuerabschnitt 50 abgelegt ist, so dass eine Synchronisierung erfolgt, ohne dass diese über die Leitung 54 zu übertragen ist.
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Wenn nach Empfang eines gültigen Berechtigungssignals 20 von einem Transponder 12 der äußere Steuerabschnitt 40 ein Codesignal mit dem Identifikationscode an den inneren Steuerabschnitt 50 sendet, dann wird das Codesignal dort decodiert (beispielsweise mit dem dort gespeicherten Binärcode verglichen). Sofern sich in dem inneren Steuerabschnitt der in dem Codesignal empfangene Identifikationscode als gültig erweist, wird das Ansteuersignal 55 an die Aktuatoranordnung 34 abgegeben und hierdurch die Kupplung 32 geschlossen. Dann kann der Schließbart 30 mittels des Außenknaufes 28 betätigt werden, um so einen Schließvorgang durchzuführen.
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Die Aktuatoranordnung 34 steuert die Kupplung 32 beispielsweise für eine vorbestimmte Zeitspanne von einigen Sekunden an. Nach Ablauf der Zeitspanne wird die Kupplung 32 wieder automatisch geöffnet, so dass der Ruhezustand wieder hergestellt wird.
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Der innere Steuerabschnitt 50 und die Aktuatoranordnung 34 befinden sich gemeinsam mit dem Schließbart 30 hinter dem Bohrschutz 52, 53, und zwar von der Außenseite A aus gesehen.
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Selbst wenn der Außenknauf 28 unberechtigterweise entfernt werden sollte, so kann die Aktuatoranordnung 34 dennoch nicht durch Bestromen beispielsweise der elektrischen Leitung 54 betätigt werden. Denn zum Erzeugen des Ansteuersignals 55 ist es notwendig, dass der innere Steuerabschnitt 50 das Codesignal mit dem gültigen Identifikationscode empfängt.
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Daher ist eine Manipulation von der Außenseite A ausgeschlossen, und zwar trotz der Anordnung eines überwiegenden Teils der Steuereinrichtung in dem Außenknauf 28.
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Bei Empfang eines gültigen Berechtigungssignals 20 wird bei dem elektronischen Schließzylinder 10 der 1 ein Signalgeber 56 aktiviert, der durch ein optisches und/oder akustisches Signal anzeigt, dass ein gültiges Berechtigungssignal empfangen worden ist.
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Da die Ansteuerung des Signalgebers 56 unmittelbar von dem äußeren Steuerabschnitt 40 aus erfolgen kann, ist die Integration eines solchen Signalgebers 56 auf einfache Weise realisierbar.
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Der innere Steuerabschnitt 50 ist als eine Art elektronische Sicherheitsschaltung im Inneren des Gehäuses 24 ausgebildet.
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Eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schließzylinders ist in 2 generell mit 10' bezeichnet. Der Schließzylinder 10' entspricht hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise generell dem Schließzylinder der 1. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede eingegangen.
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Bei dieser Ausführungsform ist die Welle 26', die mit dem Außenknauf 28' drehfest verbunden ist, zwar an dem Gehäuse 24' gelagert. Allerdings durchsetzt die Welle 26' den Bohrschutz 52' nicht (erster Unterschied). Lediglich die elektrische Leitung 54 (und gegebenenfalls eine Spannungsversorgungsleitung) werden durch den Bohrschutz 52' hindurchgeführt und mit dem inneren Steuerabschnitt 50' verbunden.
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Bei der Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die Aktuatoranordnung 34', die mit dem inneren Steuerabschnitt 50' verbunden ist, den Schließbart 30' unmittelbar betätigt (zweiter Unterschied). Eine Versorgungsspannung, die die hierfür erforderliche Leistung zur Verfügung stellen kann, kann beispielsweise von einem elektrischen Versorgungsnetz (Netzanschluss) bereitgestellt werden, mit dem der Schließzylinder 10' verbunden wird, wie es schematisch bei 58 gezeigt ist.
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Ferner ist bei dieser Ausführungsform ein äußerer Steuerabschnitt 40' im Wesentlichen dazu ausgelegt, die Kommunikation mit dem Transponder 18 durchzuführen. Der von dem Transponder 18 übermittelte Identcode wird bei dieser Ausführungsform nicht in dem äußeren Steuerabschnitt 40' auf Authentizität geprüft. Stattdessen wird dieser Identcode an den inneren Steuerabschnitt 50' übermittelt und wird dort auf Authentizität geprüft (dritter Unterschied).
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Die aus dem äußeren Steuerabschnitt 40' und dem inneren Steuerabschnitt 50' bestehende Steuerschaltung dieser Ausführungsform entspricht somit insgesamt an sich bekannten Steuerschaltungen, wobei die Identcodeprüfung bzw. -auswertung in den innenseitigen Steuerabschnitt 50' verlagert, und damit hinter den Bohrschutz 52' positioniert ist.
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Bei dieser Ausführungsform verbleiben in dem äußeren Steuerabschnitt 40' bspw. ein Ergebnisspeicher, ein Uhrenbaustein, eine Spannungsregelung, ein Signalgeber, eine Infrarotschnittstelle sowie ggf. eine Batterie, eine Antenne und allgemeine Beschaltungsbauteile.
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Die drei genannten Unterschiede der zweiten Ausführungsform gegenüber der ersten Ausführungsform können jeweils auch einzeln mit der ersten Ausführungsform kombiniert werden. Beispielsweise kann der Aufbau der Steuerschaltung 40', 50' auch bei der ersten Ausführungsform des Schließzylinders gemäß 1 implementiert werden, ohne dass die anderen Unterschiede gleichfalls realisiert werden.
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3 zeigt eine der 1 vergleichbare Ausführungsform eines Schließzylinders 10', bei der ein innerer Steuerabschnitt 50'' unmittelbar in Fortsetzung der Welle 26'' angeordnet ist.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektronischen Schließzylinders 10'. Der Schließzylinder 10' ist als Doppelzylinder ausgebildet und weist neben dem Außenknauf 28''' einen Innenknauf 60 auf. Der Innenknauf 60 kann entweder ständig mit dem Schließbart 30''' gekoppelt sein. In 4 ist jedoch auch dargestellt, dass auch der Innenknauf 60 einen äußeren Steuerabschnitt 40' sowohl im Außenknauf 28''' als auch im Innenknauf 60 tragen kann. In diesem Fall ist der äußere Steuerabschnitt 40''' des Innenknaufes 60 durch einen weiteren Bohrschutz 62 auf der Innenseite I hindurch über eine weitere elektrische Leitung 64 mit dem inneren Steuerabschnitt 50' verbunden.
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Bei dem in 4 gezeigten Doppelzylinder 10' ist ein sicheres Sperren sowohl von der Außenseite A als auch der Innenseite I möglich, so dass der Schließzylinder 10' beispielsweise für Durchgangstüren verwendbar ist.
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Obgleich in 4 bezeigt ist, dass die elektrische Leitung 64 durch das Gehäuse geführt ist, wird bei dieser Ausführungsform vorzugsweise der Innenknauf 60 mit dem Außenknauf 28''' verbunden. Die Knäufe können also an einer gemeinsamen Welle gelagert sein. Der Schließbart 30''' wird bei dieser Ausführungsform bei authentischem Berechtigungssignal mit der durchgehenden Welle gekuppelt. Dabei kann dann die elektrische Leitung 64 entlang der durchgehenden Welle oder durch die durchgehende Welle hindurchgeführt werden und muss nicht über das Gehäuse 24''' geführt werden.
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5 zeigt in schematischer Form eine mögliche Ausführung des inneren Steuerabschnittes 50 iv.
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Beispielsweise ist eine elektrische Versorgungsleitung 66, die mit der Batterie 42 iv verbunden ist, mit dem inneren Steuerabschnitt 50 iv verbunden. Ferner ist der innere Steuerabschnitt 50 iv über die elektrische Leitung 54 iv mit dem äußeren Steuerabschnitt 40 iv verbunden.
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In dem inneren Steuerabschnitt 50 iv ist eine Codeauswerteschaltung 67 vorgesehen, die einen darin gespeicherten Identifikationscode 68 mit einem Code vergleicht, der über die elektrische Leitung 54 iv empfangen wird.
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Nur wenn über diese Leitung 54 iv ein gültiger Identifikationscode empfangen wird, der gleich dem Identifikationscode 68 ist, wird die elektrische Versorgungsleitung 66 über einen Schalter (beispielsweise in Form eines Transistors) mit der Aktuatoranordnung 34 iv verbunden, wodurch die Aktuatoranordnung 34 iv elektrisch bestromt werden kann.
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6 zeigt in schematischer Form einen erfindungsgemäßen Schließprozess 70.
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In dem äußeren Steuerabschnitt 40 erfolgt eine Warteschleife 72, wobei auf ein Berechtigungssignal gewartet wird. Sobald ein solches Berechtigungssignal empfangen wird, wird dessen Authentizität im Schritt 74 geprüft. Sofern das Berechtigungssignal nicht gültig ist, wird der Zugriff auf die Schließeinrichtung verweigert (Schritt 76).
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Sofern die Authentizitätsprüfung 74 positiv ist, wird von dem äußeren Steuerabschnitt 40 ein Codesignal an den inneren Steuerabschnitt 50 gesendet (Schritt 78).
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In dem inneren Steuerabschnitt 50 wird das Codesignal bzw. der darin enthaltene Identifikationscode, geprüft (Schritt 80). Falls der Identifikationscode nicht mit einem gespeicherten Identifikationscode übereinstimmt bzw. auf sonstige Art und Weise nicht gültig ist, wird wiederum der Zugriff verweigert (Schritt 76).
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Nur dann, wenn der übertragene Identifikationscode gültig ist (J in Schritt 80), erfolgt eine Durchführung eines Schließvorganges bzw. die Freigabe eines Schließvorganges, beispielsweise durch Ansteuern einer Kupplung 32 (Schritt 82).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19851308 C2 [0003, 0005, 0017]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Baubeschlag-Taschenbuch, 52. Ausgabe 2004, Seiten 179–184 [0009]
- Seite 197 des oben erwähnten Baubeschlag-Taschenbuches, 52. Ausgabe, 2004 [0039]