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Sicher'heits-SchließanlageO Die Erfindung betrifft eine Slcherheits-Schließanlage
mit einem Geber für Signale, die einem Empfänger zugeleitet werden, der bei Vorliegen
bestimmter Signale öffnet.
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Es sind-Schließanlagen bekannt, bei denen eine bestimmte Koordinierung
vorliegt, zO B. bei Einstellung mit Drehknöpfen, wobei ein Elektromagnet bei richtiger
Einstellung das zu sichernde Objekt freigibt, d.h. also öffnet. Diese bekannten
Schließanlagen sind entweder verhältnismässig teuer oder aber nicht sicher genug.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheits-Schließanlage
zu schaffen, die bei sehr hohem Sicherheitsgrad verhältnismässig preisgünstig hergestellt
werden kann. Ausserdem soll sie bei einfachem Aufbau mit geringem Raumbedarf installiert
werden können.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, daß wenigstens
ein einstellbarer Koordinierschalter vorgesehen ist, der das Öffnungssignal erst
dann abgibt, wenn eine der eingestellten Zahl entsprechende Anzahl von Impulsen
durch Betätigung des Gebers am Empfänger anliegt, wobei der zeitliche
Abstand
dieser Impulse einer voreingestellten Pausenzeit entspricht0 Bei der Schließanlage
nach der Erfindung liegt also neben der Anzahl der am Koordinierschalter eingestellten
Impulse als zweite Variable noch die Zeit zwischen diesen Impulsen bzw.
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die Gesamtablaufzeit für das Signal vor. Dadurch wird eine sehr grosse
Uariationsmöglichkeit für das Sicherheitssystem geschaffen, so daB eine Nachahmung
durch Ausprobieren von Kombinationen praktisch ausgeschlossen ist.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung
sind wenigstens zwei Koordinierschalter vorgesehen, von denen jeder eine Impuls
folge abgibt, zwischen denen die Pausenzeit einzuhalten ist. Bei dem Beispiel von
zwei Koordinierschaltern wird also an jedem Koordinierschalter eine bestimmte Zahl
eingestellt, die am Geber eingetastet werden muss. Nach dem Eintasten der ersten
Impulsfolge muss eine gewisse Pausenzeit eingehalten werden, ehe die zweite Impulsfolge
eingetastet werden darf.
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Unterläuft hierbei nur ein Fehler, so öffnet die Anlage nicht.
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Zur Einstellung der Pausenzeit kann ebenfalls ein Schalter vorgesehen
sein. Ausserdem ist es möglich, über einen zweiten Schalter die Gesamtzeit der Betätigungsdauer
einzustellen, wodurch eine weitere Variationsmöglichkeit gegeben ist. Es muss zum
Öffnen der Anlage also auch die eingestellte Gesamtzeit eingehalten werden.
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Eine weitere möglichkeit besteht darin, daps das Öffnungssignal erst
dann abgegeben wird, wenn der Geber nach dem letzten Impuls betätigt bleibt.
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Auch kann am Geber ein Signal vorgesehen sein, das bei Öffnung der
Schließanlage erregt wird0 Dieses Signal ist beispielsweise eine Lampe, die bei
Öffnung aufleuchtet.
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Zur Betätigung des Gebers gibt es mehrere möglichkeiten. Einmal kann
der Geber mechanisch, beispielsweise durch einen Taster, betätigt werden.
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Diese Ausführungsform empfiehlt sich beispielsweise bei Haustüren
und dergleichen. Es kann auch eine optische Betätigungsmöglichkeit für den Geber
vorgesehen sein, beispielsweise zum Öffnen von Garagentoren durch Betätigung der
Lichthupe eines Kraftfahrzeuges. Das Licht kann dabei moduliert oder unmoduliert
verwendet werden.
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Auch kann der Geber elektromechanisch betätigt werden, beispielsweise
nach Art des Anwählens durch eine Telefonscheibe. Hierdurch ist es beispielsweise
möglich, Tresore und dergleichen durch Anwählen von einem entfernteren Ort aus zu
öffnen.
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Ferner kann der Geber drahtlos betätigt werden, wobei dann auch grosse
Entfernungen überbrückbar sind.
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Um sicherzustellen, daß die Anlage auch bei Stromausfall geöffnet
werden kann, wird es bevorzugt, wenn am Geber Buchsen für eine Fremdeinspeisung
vorgesehen sind. Uber diese Buchsen wird dann der Anlage die benötigte Spannung
zugeführt, so daß
dann nach Betätigung des Schlüssels geöffnet werden
kann.
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Als Verriegelung kann ein Schnepper, d.h. also ein Türschloß, das
sich zurückdrücken lässt, vorgesehen sein, oder eine feste Sperre im Türschloß,
die zurückschnappt, wenn sie entriegelt ist und wieder vorspringt, wenn sie verriegelt0
In beiden Fällen steht die Verriegelung also unter Federeinwirkung.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Dabei ergeben sich weitere wichtige Merkmale der Erfindung aus
der folgenden Beispielsbeschreibung0 Es zeigt: Fig. 1 in einer perspektivischen
Ansicht ein Bedienungstableau, bei dem der Geber als Drucktaster ausgebildet ist;
Fig. 2 ein Beispiel für die montage einer Schließanlage bei einer Haustür in einer
Ansicht von innen,
wobei das Tableau nach Fig. 1 an der Aussenseite
der Wand nach Fig. 2 angebracht sein kann und mit der Anlage nach Fig. 2 zusammenarbeitet;
Fig. 3 eine Einzelheit derAnlage nach Fig. 2 und Fig0 4 einen Stromlaufplan der
Schaltanlage.
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Das in Fig. 1 dargestellte Bedienungstableau besitzt einen hochklappbaren
Deckel 1, der in der dargestellten hochgeklappten Stellung einen mikroschalter 2
löst, durch den die Stromversorgung eingeschaltet wird. Der Deckel 1 wird durch
eine Spiralfeder 3 in Schließlage gehalten.
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Unter dem Deckel befindet sich ein Drucktaster 4 zum Eingeben der
Signale. Neben dem Drucktaster 4 sind zwei Buchsen 5 für eine evtl. Fremdeinspeisung
vorgesehen.
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Fig. 3 zeigt das Grundgerät 6 der Anlage mit zwei
einstellbaren
Koordinierschaltern 7. Uber Drehknöpfe dieser Koordinierschalter kann jeweils eine
Ziffer zwischen 1 und 9 eingestellt werden.
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Diese Ziffer entspricht der Zahl der abzugebenden Impulse.
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Im unteren Teil des Grundgerätes 6 ist ein Schalter 8 für die Zwischenzeit
und ein Schalter 9 für die Gesamtzeit vorgesehen. Diese beiden Zeiten werden vorzugsweise
vom Werk eingestellt. Sie können aber auch vom Benutzer geändert werden.
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Es können natürlich auch mehrere Koordinierschalter 7 vorgesehen sein.
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Fig. 3 zeigt als weitere Bauelemente eine Anschlussleiste lo, von
der zwei Kontakte zu einem Türöffner 11 oder dergleichen führen. Die Kontakte 12
führen zur Speisespannung, beispielsweise von 6, 9, 12 oder 24 V Gleichspannung.
Eine Leitung 13 führt zu dem Bedienungstableau der Fig. 1. Es sei angemerkt, daß
der Taster des Bedienungstableaus beleuchtet ist
Die Darstellung
der Fig. 2 zeigt als Beispiel die montage einer Anlage an einer Wohnungstür in einer
Ansicht von innen. Das Grundgerät 6 erhält dabei Spannung über ein Netzgerät 14,
das seinerseits über eine Leitung 15 an Netz liegt. Eine weitere Leitung 16 ist
zum wahlweisen Anschluss an einen Akku oder eine Batterie vorgesehen.
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Je nach der vorhandenen Spannung braucht in der in Fig. 4 im einzelnen
erläuterten Schaltung nur ein Widerstand abgeändert zu werden, um das Gerät mit
6, 9, 12 oder 24 Volt zu betreiben.
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Die Anlage arbeitet wie folgt: Der Drucktaster 4 im Bedienungstableau
bewirkt beim Drücken in einer bestimmten Ziffern- und Zeitfolge im Zusammenhang
mit integrierten Schaltkreisen ein Ansprechen des eingebauten Relais0 Der damit
in Funktion tretende Kontakt betätigt letztlich den elektrischen Türöffner 11. Die
Freigabe wird durch eine in den Drucktaster eingebaute Lampe angezeigt. -Voraussetzung
dafür ist, daß die richtige Zahlen- und Zeitkombination gewählt wurde. Auf dies
wird nachstehend noch eingegangen.
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Bei totalem Netzausfall, das bedeutet also auch Ausfall der Gleichspannungsquelle,
kann trotzdem geöffnet werden, da die im Bedienungstableau eingebauten Buchsen 5
eine Fremdeinspeisung ermöglichen. mit den Koordinierschaltern 7 kann jeweils jede
Zahl von 1 bis 9 eingestellt werden.
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Hierdurch ergeben sich viele Einstellmöglichkeiten in Verbindung mit
der zwischen Ziffer 1 und Ziffer 2 eingeschobenen, veränderlichen Zwischenzeit.
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Diese Zwischenzeit kann ausserdam von Zeit zu Zeit verändert werden.
Der hierzu erforderliche Einstellregler ist mit einem Schraubendreher o. äO durch
ein Loch in der Frontplatte zugänglich. Die Gesamtzeit kann entsprechend der Zwischenzeit
eingestellt werden0 Sie kann zO Bo bis zu 35 Sekunden betragen. In diesem Zeitraum
muss mit dem Taster die erste Ziffer getastet, dann die Zwischenzeit eingehalten
und danach die zweite Ziffer getastet werden.
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Beispiel: Als erste Ziffer sei die Zahl 4 gewählt, die Zwischenzeit
betrage 3 Skunden und als zweite Ziffer sei die Zahl 8 gewählt,
Es
wird folgendermassen vorgegangen: Den Taster viermal drücken, mindestens drei Sekunden
durch Mitzählen abwarten und jetzt erneut den Taster achtmal drücken. Bei der achten
Tastung mit dem Finger auf dem Taster bleiben, jetzt leuchtet die eingebaute Freigabelampe
auf und das Relais im Ziffern-Zeit-Wahlgerät spricht an, wodurch der Türöffner betätigt
wird. Durch diese Einstellungsmöglichkeit lassen sich naturgemäss unendlich viele
Variationen anwenden und nur der, der die Zahlen- und Zeitkombinationen Wissende,
vermag diese Klippen zu überwinden.
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Für den Taster können auch kontaktlose Bauelemente verwendet werden,
z. B. für eine Betätigung durch ein Magnetfeld eine Magnetdiode, eine Feldplatte
oder ein Hallgenerator. Bei einer Geberausführung als Lichtwandler geschieht die
Umwandlung durch optisch-elektrische Effekte, und zwar durch Fotohalbleiter (z.
B. Fotodioden, Fototransistoren, Fotothyristoren, Fotoelemente, weiterhin Röhren,
die mit einer Fotoschicht versehen sind und eine entsprechende Verstärkung hervorrufen).
Für eine
telefonische Übertragung kann eine tonfrequente Ubermittlung
vorgenommen werden (z. B. 300 Hz-Ton, eingespeist durch Tonbandgerät; im Empfänger
umgewandelt in die Impulse).
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Unter Bezugnahme auf die Schaltanordnung nach Fig. 4 wird im folgenden
die Verarbeitung im Crundgerät 6 beschrieben.
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a) Stromversorgung: Für die Stromversorgung der elektrischen Schließ-bzw.
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Entriegelungsanlage kann wahlweise ein Akkumulator oder aber ein Netzgerät
mit Gleichspannungsausgang verwendet werden. Eine vorhandene Versorgungsspannung
von 6,9, 12 oder 24 Volt kann jeweils durch Variation des Vorwiderstandes R1 den
erforderlichen Spannungsverhältnissen angeglichen werden. Ist der mikroschalter
geschlossen, so liegt die Speisespannung an der Stabilisierungseinrichtung, gebildet
durch Widerstand R1 und der Zenerdiode D2. Diese Schaltungsanordnung kompensiert
Netzspannungsschwankungen oder auch Spannungsänderungen, die durch ungleichmässige
Belastung entstehen würden. Die Diode D1 erfüllt die Aufgabe einer Schutzdiode.
Dies bedeutet, daß bei
einer Verpolung, wenn also beim Anschluss
der Stromversorgungsquelle + und - Potential vertauscht wird, keine Zerstörung der
Bauteile im Gerät erfolgen kann. Weiterhin dient der Elko C1 dazu, um evtl. auftretende
Störspannungen zu unterdrücken und um ausserdem die Speisespannung zu sieben.
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b) Die logische Funktion der integrierten Schaltkreise im Hauptgerät.
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Für das Verständnis der Funktion gilt im wesentlichen folgendes: Bei
dem vorliegenden Schaltungsaufbau mit integrierten Schaltkreisen ist bekannt, daß
diese nur zwei Betriebszustände aufweisen. Diese unterscheiden sich wie folgt: Grösser
2,4 Volt = logisch 1, d o,4 Volt = logisch 0. Im weiteren Verlauf und im Zusammenhang
mit der Schaltungs-bzw. Funktionsbeschreibung werden die maßgebenden elektrischen
Grössen im wesentlichen mit logisch 1, bzw. logisch 0 angegeben.
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Hier ist noch hinzuzufügen, daß die verwendeten integrierten Schaltkreise,
sprich: IS, in positiver TTL.Technik ausgelegt sind.
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Funktionsablauf: Die Eingabe der Impulse bei Betätigung des Drucktasters
erfolgt folgendermassen: Rin Ruhestellung des Tasters liegt logisch 0 am Eingang
Punkt 9 des FF 1 (FF = Flip-Flop). Somit liegt am Ausgang 8 des FF 1 und am Eingang
Punkt 14 des IS 4 eine logische 1.
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Wird der Taster betätigt, so wird die logische 0 an den Eingang 13
des FF 1 gelegt. Dadurch erscheint am Ausgang des FF 1 eine logische 0. Das FF 1
dient also in seiner Funktion zur Entprellung des Tasters.
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Es ist als bekannt vorauszusetzen, daß herkömmliche, mechanische Kontakte
mehr oder weniger prellen, d.h.
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mehrmals Kontakt geben.
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In unserem Fall ist dieses Prellen, bzw. dieses mehrmalige Kontaktgeben
unerwünscht. Dieses Prellen würde nämlich der Zähler IS 4 mitzählen.
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Aus Kostengründen wurde hier bis jetzt noch kein kontaktloser Taster
verwendet, dessen Vorzüge darin liegen,
nicht zu prellen. Allerdings
könnte auf der anderen Seite FF 1 eingespart werden. Der Kondensator C 2 dient zur
Störunterdrückung.
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Bei der IS 4, einem Zähler, ist wiederum als bekannt vorauszusetzen,
wie dessen Wirkungs- und Funktionsweise ist. Die am Eingang 14 ankommenden Impulse
werden gezählt und gespeichert, an den 4 Ausgängen Punkt 8, 9, 11 und 12 liegt die
gezählte Zahl, bzw.
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Ziffer in digitaler Form vor. Das heisst, der Zähler zählt bis marx.
lo. Am Ausgang 12 (A) liegt also die Zahl 2°, am Ausgang 9 (B) die Zahl 21, am Ausgang
8 (C) die Zahl 22, und am Ausgang 11 (D) die Zahl Beispiel: Hat der Zähler 9 Impulse
gezählt, so liegt am Ausgang 12 (A) eine log. 1, am Ausgang 9 (B) eine log. D, am
Ausgang 8 (C) eine log. O, am Ausgang 11 (D) eine log. 1.
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Die Eingänge Punkt 2 und 3 des IS 4 dienen zur Rück-bzw. Nullstellung
des Zählers. Auf diesen Vorgang wird später noch eingegangen.
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Die Ausgänge des IS 4 sind galvanisch verbunden mit den Eingängen
des Decoders IS 5. Die Funktionsweise des Decoders IS 5 ist wiederum als bekannt
vorauszusetzen. Liegt also eine digitale Zahl an den Eingängen des IS 5, so wird
diese Zahl wieder decodiert in das Zenersystem. Die Ausgänge des Decoders liegen
im Ruhezustand auf log. 1. Ein gezählter Impuls erscheint als log. O am Ausgang
des IS 5. Punkt 1, zwei Impulse erscheinen als log. O an Punkt zwei und so fort
bis Punkt 7, die Zahl 8 erscheint durch den konstruktiven Aufbau als logO O an Punkt
9, die Zahl 9jedoch als log. O an Punkt 10.
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Vom Punkt 1 des IS 5 wird der erste Impuls auf Punkt 3 (Eingang) des
IS 6 geführt. Der IS 6 ist ein monostailer Multivibrator, dessen Arbeitsweise abermals
als bekannt vorausgesetzt werden kann0 Die zeitbestimmenden Glieder sind einmal
C 6 und zum anderen R 7 und R 8, wobei durch den als Einsteliregler ausgebildeten
Widerstand R 8 die Zeit variabel gehalten werden kann. Durch diesen IS 6 wird jene
Zeit bestimmt, die die gesamte Schaltung auf 0 stellt bzw.
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in Ruhestellung bringt. Am Ausgang Punkt 6 also, des IS 6 liegt nach
dem Impuls am Eingang Pkt. 3 eine log. 1.
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Die erste vorgewählte Ziffer liegt an dem Schalter SA, dessen Schleifer
mit dem Eingang von FF 2, Punkt 5, verbunde ist. Ist die vorgewählte Zahl eingetastet,
so liegt am Eingang des FF 2 Punkt 5 eine log. 0, somit kippt das FF 2 um und am
Ausgang Punkt 3 liegt eine logische .0, die gleichermassen an dem Nur-Gatter IS
3 c, Punkt 8, anliegt. Dieser Impuls wird ebenfalls dazu verwendet, durch die Verbindung
nach Punkt 3 des IS 7, letzteren zu starten. Die zeitbestimmenden Glieder sind hierbei
C 5, R 5 -und R 6, wobei durch den als Einstellregler ausgebildeten Widerstand R
6 die Zeit abermals variabel gehalten werden kann. Diese eben genannte Zeit ergibt
die Zwischenzeit. Wird während dieser Zwischenzeit ein weiterer, zusätzlicher Impuls
getastet, so wird die Schaltung auf Null bzw. Ruhestellung gestellt und in dieser
Ruhestellung behalten, bis die Gesamtzeit abgelaufen ist. Das heisst also, am Ausgang
von der IS 7, Punkt 1, liegt eine log. O. Kommt nun ein weiterer Impuls, so liegt
am Nur-Gatter IS 3 b, Punkt 5, eine log. 0, ausserdem die log. O am Punkt 6, welcher
mit Punkt 1 des IS 7 verbunden ist. Damit liegt am Ausgang IS 3 b, Punkt 4, eine
log. 1, die durch IS 2 d invertiert wird und damit am Ausgang Punkt 11 eine log.
0 ergibt.
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Dieser Ausgang ist mit dem Eingang FF 3, Punkt 5, verbunden. FF 3
kippt durch die log. O am Eingang den Punkt 5 um und am Ausgang, Punkt 6, erscheint
eine log. 1. Die Diode D 5 ist für diese log. 1 leitend geschaltet und diese log.
1 liegt somit am Rückstellungseingang des IS 4, Punkt 2 und 3, hält diesen demzufolge
auf Ruhe.- oder Nullstellung0 Durch die Verbindung des IS 6, Punkt 6, nach FF 3,
Pkt.
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1, wird das FF 3 nach Ablauf der Gesamtzeit durch IS 6 wieder zurückgestellt.
Eine weitere Verbindung besteht zwischen IS 6, Pkt. 6, nach FF 2, Punkt 1. Dieses
FF 2 wird nach der Gesamtzeit ebenfalls zurückgestellt.
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Wird keine Ziffer während der Zwischenzeit getastet, so bleibt das
FF 3 in der Ruhestellung. Ist die Zwischenzeit abgelaufen, so kann die eingestellte
zweite Ziffer von Schalter Sb an den Eingang des Nor-Gatters IS 3 c, Punkt 9, gelangen.
Es liegt also an diesem Eingang eine logO 0, ebenso liegt eine log0 O an dem Eingang
des IS 3 c, Punkt 8, der verbunden ist mit dem Ausgang des FF 2, Pkt. 3. Am Ausgang
des IS 3 c, Punkt 1o, erscheint somit eine log. 1, invertiert durch das Nor-Gatter
IS 3 d, an dessen
Ausgang, Punkt 13, eine log. 0 liegt. Bei dieser
letzten eingestellten Ziffer muss der Taster gedrückt bleiben. Dadurch liegt am
Nor-Gatter IS 3 a, Punkt 2, eine log. O. Dieser letztgenannte Punkt 2 ist verbunden
mit dem Ausgang des FF 1, Punkt 8, bzw.
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dem Eingang der IS 4, Punkt 14.
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Am IS 3 a, Punkt 2 und 3 liegt also jeweils eine log.
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O an. Daraus ergibt sich am Ausgang Punkt 1 eine log.
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1, am IS 2 c, Punkt lo ebenfalls eine log. 1. Der Eingang der IS 2
c, Punkt 9, ist verbunden mit dem Ausgang des IS 6, Punkt 6 und somit liegt auch
hier eine log. 1. Der Ausgang des Nand-Gatters IS 2 c, Punkt 8, hat nun den Zustand
einer log. 0 angenommen. Diese log. 0 versetzt den pnp-Transistor in den leitenden
Zustand, wodurch das Relais 1 angezogen wird0 Gleichzeitig leuchtet die im Taster
eingebaute Lampe LP 1 auf. Dieser vorher beschriebene Zustand bleibt so lange erhalten,
bis die Gesamtzeit abgelaufen ist.
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Die Schutzdiode D 7 schützt den Transistor T 1 vor induktiven Spannungsspitzen
beim Abfall des Relais0
Vom Ausgang des IS 6, Punkt 1, wird ein
positiver Impuls über C 7, nach Ablauf der Gesamtzeit übertragen und zwar über die
Diode D 6, die ebenfalls mit dem Rückstelleingang des IS 4, Punkt 2 und 3, verbunden
ist.
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Nach der ersten Ziffer wird über FF 2, Punkt 6, ebenfalls ein positiver
Impuls durch C 4 über die Diode D 4 auf den Rückstelleingang der IS 4 gebracht.
Beim Einschalten der Betriebsspannung lädt sich der Kondensator C 3 auf und überträgt
dadurch abermals einen positiven Impuls über die Diode D 3 auf den mehrfach erwähnten
Rückstelleingang.
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Soll bei einem unbefugten Hantieren am Taster ein Alarm ausgelöst
werden, so kann der hierfür notwendige Auslöseimpuls am FF 3, Punkt 6, zur Ansteuerung
eines Schaltelements herangezogen werden, um ein Relais oder ähnliches zu betätigen.
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Es ist somit ersichtlich, daß mit der Anlage nach der Erfindung eine
grosse Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Öffnen gegeben ist. Daneben kann
die
Anlage vergleichen mit ihrem Sicherheitswert preisgünstig hergestellt werden und
auch nachträglich eingebaut werden. Als Anwendung der Erfindung sind alle töglichkeiten
zu bezeichnen, um nach einem vorgegebenen Funktionsschema Schaltfunktionen auszuüben.
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Patentansprüche