DE2252790A1 - Elektronische sicherheitseinrichtung - Google Patents

Description

7427-72 ECA 64,34-9

RCA Corporation, New York, N.I. (7..'StVi.)

Elektronische Sicherheitseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf elektronische Sicherheitsschaltungen und insbesondere auf elektronisch verschlüsselte Schloß- und Schlüsseleinrichtungen.

Im allgemeinen liegt die Aufgabe eines Sicherheitssystems darin, nur befugten oder ausgewählten Personen Zutritt zu Räumen oder Behältern zu gestatten, während die Räume anderen verschlossen bleiben." Solche Räume und Behälter umfassen z. B. Hotelzimmer, Pkw's, Schränke, Karteien, Spinde, Häuser, Gebäude und ^dergleichen. Es sind die verschiedensten Systeme über die Jahre entwickelt worden, um Sicherheit in verschiedenen Bereichen zu gewährleisten. All diese Systeme besitzen jedoch Nachteile. Z. B. bei einem mechanischenν System mit einem üblichen Schloß und Schlüssel, der in das entsprechende Schloß eingeführt werden kann, und dessen Gestalt einen Träger verschlüsselter Informationen darstellt, so daß der Mechanismus des Schlosses lediglich durch einen bestimmten Schlüssel betätigt werden kann, muß das Schloß und der entsprechende Schlüssel des Sicherheitssystems ersetzt werden, wenn der Schlüssel oder Information über den mechanischen Aufbau des Schlosses in den Besitz unbefugter Personen gelangt. Bei Hotels und ähnlichen Anwendungsbereichen kann dieser Austausch recht kostspielig sein. Andere Systeme, die elektromechanische Vorrichtungen umfassen und sich einer elektronischen Verschlüsselung bedienen, weisen den Nach-

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teil auf, daß getrennte, nicht zu ersetzende Codes sowohl für das Schloß als auch für die sogenannte Schlüsselanordnung zur Anwendung kommen. Bei diesem letztgenannten System besitzt der sogenannte Schlüssel getrennte Bauteile in sich, die zu einem aus einer Anzahl verschiedener, verschlüsselter Frequenzen führen. Vie im Fall des mechanischen Schlüssels ist dieser elektronische Schlüssel jedoch nicht zu ändern, so daß nach seiner Herstellung gemäß einem bestimmten elektronischen Code das aus dem Schloß und dem Schlüssel bestehende Sicherheitssystem ausgetauscht oder einer sonstigen Bearbeitung unterzogen werden muß, um die Verschlüsselungsanordnungen zu ändern, was bei vielen Anwendungen aufwendig sein kann.

Nicht nur die rein mechanisch ausgelegte Schloß- und Schlusselanordnung oder die rein elektronische Anordnung oder sogar aus diesen bestehende, bekannte Kombinationen umfassen ein endgültig verschlüsseltes Schloß- und Schlüsselsystem, das, sollte die Verschlüsselungsanordnung oder der Schlüsselmechanismus selber Unbefugten in die Hände fallen, ausgetauscht werden muß, weil das Sicherheitssystem sonst erbrochen ist. Vor allem ist ein solcher Vorgang bei den meisten Anwendungen zu umfangreich. Außerdem kann er kompliziert und kostspielig sein.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Sicherheitssystem gekennzeichnet durch einen Schlüssel mit einem ersten, sich anpassenden Speicher, der imstande ist, verschiedene Zustände anzunehmen und gemäß einem angebrachten Eingangssignal ein Ausgangssignal zu erzeugen, das verschiedene Pegel aufweist, wobei jeder Pegel den jeweiligen, getrennten, verschiedenen Zuständen entspricht. Sicherheitssteuereinrichtungen sind vorgesehen, um den Schlüssel aufzunehmen, und umfassen einen zweiten, ähnlichen, sich anpassenden Speicher. Vergleichseinrichtungen sind mit den Speichern gekoppelt, um deren Ausgangssignale gemäß einem Eingangssignal zu vergleichen, und um ein Sicherheits-

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steuersignal nur dann zu liefern, wenn der Schlüssel und , die Sicherheitssteuereinrichtung miteinander verbunden sind und die Einrichtungen sich aneinanderpassenden Zuständen befinden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung soll eine Einrichtung angegeben werden, die den Speicher in der Sicherheitssteuereinrichtung fernverschlüsselt, so daß das Auswechseln der Sicherheitscodes ferngesteuert werden kann. Auf diese Weise läßt sich durch elektronisches Austauschen des Speicherzustandes €h der Sicherheits- ' steuereinrichtung und in dem entsprechenden Schlüssel eine Änderung des Systemcodes schnell und wirksam durchführen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen.

Fig. 1 "I-.''"'- zeigt schematisch ein elektronisches Sicherheitssystem gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine isometrische Ansicht

eines sich anpassenden Speichers, der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 zur Anwendung kommt;

Fig. 3 zeigt schematisch eine Ansicht

der Schaltung des Gerätes gemäß Fig. 2; \ ,

Fig. 4 zeigt schematisch die Impuls

auf lade einheit zur Verwendung bei der Ausführungsform gemäß Fig. I₅

Fig. 5 ' zeigt schematisch ein zweites 309818/0309 - 4- -

Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem elektronischen - Sicherheitssystem gemäß der vor- -

liegenden Erfindung mit drei Stufen;

Fig. 6a, 6b, 6c, 6d zeigen schematisch einen Schlüssel und einen entsprechenden Schloßbehälter, die drei, sich anpassende Speicherstufen umfassen. *

Fig. 1 zeigt schematisch ein elektronisches Sicherheitssystem mit einem Schlüssel 10, einem Sicherheitssteuersignalgenerator 12 und eines elektromechanischen! Hiegelfel Ber Schlüssel und der Signalgenerator besitzen zueinander passende Kontaktklemmen 16, 18 und 20 bzw. 16', 18' und 20*. Bas Ausgangssignal des Sicherheitssteuergenerators wird des Riegels 14 über die Leitung 22 zugeführt.

Sowohl der Schlüssel 10 als auch der Signalgenerator 12 umfassen sich anpassende Speicher 24 bzw. 26, die unten erläutert sind. Ein Oszillator 28 liefert ein Eingangssinuswellen signal an die Klemmen 1 und 1' des Biegeis 24 bzw. des Speichers 26. Gemeinsame Klemmen 3 und 3' dejs Siegels 24 und des Speichers 26 sind mit Erde oder mit einem geeigneten Bezugspotential wie abgebildet verbunden. Bie Ausgangsklemmen 2 und 2' des Riegels,24 bzw. des Speichers 26 sind Jeweils mit einer Eingangsklemme einer Vergleichsschaltung 30 verbunden. Bas Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 30 wird über den Verstärker J2 der Leitung 22 zugeführt, um das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung des elektromechanischen*Siegels! i4 zuzuführen.

Bie Impulsaufladeeinheit 34 ist mit den Klemmen 2 und 2' des Riegels 24 bzw. des Speichers 26 verbunden. Bit Einheit 34 liefert bei den Klemmen 2 und 2¹ ein Exngangi»ipial an die sich anpassenden Speicher, um deren Zustand wie unten

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erläutert zu ändern. Das Ausgangssignal der zwei Einrichtungen (24 und 26) an den Klemmen 2 und 2' befindet sich an einem gewissen Pegel gemäß dem Zustand dieser Einrichtungen, der*·durch das beaufschlagende Signal und die Einheit 34 bestimmt wird,, wenn der Oszillator 28 ein bestimmtes Eingangssignal an den Klemmen 1 und 1' an die zwei, sich anpassenden Speichereinrichtungen 24. bzw. 26 liefert.

Ein sich anpassender Speicher bzw. eine sich anpassende Speichereinrichtung 24 ist in einem Schlüssel 10 oder in einer anderen entfernbaren Verbindungseinrichtung untergebracht, die durch einen Menschen bequem getragen werden kann. Der Sicherheitssteuersignälgenerator 12 steht mit einem geeigneten, später zu erläuternden Behälter in Verbindung, der Klemmen 16', 18' und 20' besitzt, die mit den Klemmen 16, 18 und 20 des Schlüssel in Berührung kommen, wenn der Schlüssel in den Behälter eingeführt wird.

Ehe die Betriebsweise des Sicherheitssystems beschrieben wird, erfolgt eine kurze Erläuterung der sich anpassenden Speiehereinrichtungen 24 und 26. Im allgemeinen stellt eine sich anpassende elektronische Einrichtung ein Schaltungselement dar, dessen Übertragungsverhalten durch ein Anpassungs- oder Steuersignal sich einstellen oder "bestimmen" läßt und dieses Merkmal nach Beendigung des Sig-, nals aufrechterhält. Der Wortlaut "Übertragungsverhalten" bedeutet, daß auf ein gegebenes, der Einrichtung zugeführtes Eingangssignal hin ein Ausgangssignal mit einem vorgegebenen Pegel bzw. mit einer vorgegebenen Wellenform durch die Einrichtung geliefert wird. D. ti., daß das Ausgangssignal der Einrichtung sowohl in Hinblick auf Pegel als auch auf Form durch eine Einstellung des Einrichtungszustandes eingestellt werden kann, so daß, wenn das Eingangssignal der Einrichtung zugeführt wird, das Ausgangssignal gemäß dem Übertragungsverhalten der'Einrichtung einen vorbestimmten Signalpegel bzw. eine vorbestimmte Signal form besitzt, die diesem eingestellten Zustand entspricht.

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Die sich anpassende elektronische Einrichtung besitzt ein Übertragungsverhalten, das 'gemäß diesen verschiedenen Zuständen zwischen zwei äußersten Grenzen wiederkehrbar durch Beaufschlagung mit einem spezifischen Impuls elektrischer Energie eingestellt bzw. angepaßtswird. ' Die sich anpassende Einrichtung stellt im wesentlichen ein analoges Speichert, ement dar.

In allen Fällen bleibt der Zustand des Übertragungs|verhaltens der Einrichtung im wesentlichen unverändert mit Bezug auf Zeit und äußere Einflüsse. Andere Eigenschaften der Übertragungsmerkmale umfassen einen breiten Einstellungsbereich, eine schnelle Umschaltfähigkeit, die Fähigkeit, den gespeicherten Zustand wieder herzustellen, eine niedrige Schaltenergie und die Fähigkeit, den gespeicherten Zustand auch in Abwesenheit beaufschlagender elektrischer Energie aufrechtzuerhalten.

Die sich anpassende Speichereinrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liegt als sich anpassender ferroelektrischer Transformator vor.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des sich anpassenden ferroelektrisehen Transformators 36, der ein Teil des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1 darstellt und die Einrichtungen 24 bzw. 26 (jRiegel bzw. Speicher) bildet. Der sich anpassende Transformator umfaßt zwei mechanisch gekoppelte Bleizirkonat/Bleititanat-Kondensatoren 38 bzw. 40. Die Kondensatoren 38 und 40 bestehen jeweils aus ferroelektrischem Material 42 bzw. 44, das schichtweise zwischen den Jeweiligen äußeren metallischen Platten 46, 48 und einer gemeinsamen metallischen Mittelplatte 50 oder Kittel verbindungsstück angeordnet ist. Leitende Kontaktklemmen 1, 2 bzw. 3 sind mit den Platten 46, 48 bzw. 50 elektrisch verbunden.

Es werden sowohl die ferroelektrisehen als auch die piezo-

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elektrischen Eigenschaften des Kondensatormaterials für den Betrieb des sich anpassenden Transformators benutzt. Mikroskopische Bereiche im ferroelektrischen Material befinden sich in einem der zwei stabilen Polarisierungszustände. Die meisten Bereiche können in der gleichen Eichtung dadurch polarisiert werden, daß man ein ausreichendes elektrisches Feld quer über das Material erzeugt. Eine Eigenschaft jeden polarisierbaren Bereiches im ferroelektrisehen Material ist, daß je nach dem sich über das Material erstreckenden, elektrischen. Feld¹ die Polarisierung teilweise oder vollständig sein kann. Der Polarisierungsgrad hängt von der Kristallstruktur des ferroelektrischen Materials ab; d. h. einkristalline Werkstoffe lassen sich wirksamer polarisieren als keramische. Die Polarisierungsrichtung läßt sich durch eine Umkehr in der Polarität des beaufschlagenden Feldes umkehren. Sollte jedoch das umgekehrte Feld als kurzer Impuls vorliegen, so werden die Bereiche nur teilweise umgekehrt. In diesem Fall sorgt man dafür, daß der Werkstoff sich in einem unvollständigen Polarisierungszustand befindet. Die Größen und die Polaritäten der piezoelektrischen Wirkung in dem Werkstoff stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit den Zuständen der teilweisen Polarisierung. Da die Polarisierungszustände und die entsprechenden piezoelektrischen Koeffizienten in ferroelektrischen Werkstoffen, wie z* B₀ Bleizirkonat/Bleititanat-Zusammensetzungen, stabil sind, kann man sie beim Aufbau analoger Speiehereinrichtungen, wie z. B. in dem sich anpassenden ferroelektrischen, hier beschriebenen Transformator, anwenden.

In Fig. 3 ist eine elektrische, gleichwertige Schaltung gezeigt, die der Einrichtung gemäß Fig. 2 als Netzwerk mit zwei Auslässen entspricht. Jeder der Kondensatoren 38 und 40 ist mit der entsprechenden Klemme 1 bzw. 2 und mit einer gemeinsamen Klemme 3 verbunden—Diese Kondensatoren · besitzen eine geringe Verlustleistung, die vora verwendeten ferroelektrischen Werkstoff abhängt. Dieser Werkstoff ist nicht in der Darstellung der gleichwertigen Schaltung ge-

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zeigt. Die übliche magnetiscbe Funktkennzeichnung zeigt die Signalphaseninformation an, während eine Kennzeichnung mit einem Pfeil (Pfeilkopf » positiv) die Polarität des Polarisierungszustandes der Transformatorkondensatoren anzeigt.

Der Eingangskondensator 38 wandelt die elektrische Energie in mechanische Energie um, und der Ausgangskondensator 40 führt die entgegengesetzte Umwandlung durch. Die Kondensatoren sind durch eine mechanische Verbindung 50 miteinander gekoppelt. Indem man jeden der Kondensatoren 38 und 40 wie gezeigt als einen einzigen wirksamen !Transformator verbindet, werden drei Kapazitäten c , <v und c zur Verfügung gestellt, die die Jeweiligen Kapazitäten der Kondensatoren 38, 40 und die WechselWirkungskapazität sind, die die Eingangs- und Ausgangsschaltungen des Transformators 36 koppeln. Durch ein Wechselstromeingangssignal, das beim Kondensator 38 dem Transformator zugeführt wird, wird ein entsprechendes Wechselstromausgangssignal beim Kondensator 40 erzeugt. Die Größe des Ausgangseignais wird durch den Wert der Wechselwirkungekapazität C bestimmt, die eine Funktion der Polarisierungszustände der Eingangs- und Ausgangskondensatoren des Transformators darstellt.

Bei dem Betrieb des sich anpassenden, ferroelektrischen Transformators wird ein Wechselstromsignal dem Eingangskondensator 38 zugeführt. Durch die inverse piezoelektrische Wirkung wird das Signal in ein Tonsignal umgewandelt, das in den Ausgangskondensator 40 eingekoppelt wird, wo wegen der unmittelbaren piezoelektrischen Wirkung das Signal in ein elektrisches, in der Wellenform etwa dem Eingangssignal entsprechendes Signal umgewandelt wird. Sind die Werkstoffe der beiden Kondensatoren vollkommen polarisiert, um die maximalen piezoelektrischen Wirkungen zu erzielen, und liegt die Frequenz des Eingangesignals innerhalb des flachen Bandbereiches des Transformator-Verhaltens, so wird das Ausgangssignal bei seinem maximalen Wert (maximale Spannungsverstarkung) "bestimmt". Da-

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bei wird die Phasenverschiebung von O bis 180° betragen,

-Die Polarisierung beider Kondensatoren läßt sich in Stufen von einer beliebigen Größe dadurch ändern, daß man spezifische Spannungssteuerimpulse zuführt. Als Ergebnis-kann der wirksame piezoelektrische Koeffizient (d) bei einem beliebigen Wert in dem Bereich eingestellt werden, der den Sättigungswerten entspricht, die den maximalen positiven und negativen Sättigungspolarisierungszuständen entsprechen. Auf diese Weise kann man die Spannungsverstärkung des Transformators innerhalb eines vorbestimmten Bereiches beliebig einstellen, well die Spannungsverstärkung von den Größen der wirksamen piezoelektrischen Koeffizienten (d) unmittelbar abhängt. Die Schaltzeit der Einrichtung wird durch die Amplitude des Steuerimpulses bestimmt und,kann einen -4$$?$. 4 fjvon mindestens 10 Sekunde erreichen. Die Größe des Wechselstromeingangssignals kann beträchtlich sein, sie muß jedoch unterhalb dem'Wert liegen, der für eine Änderung in dem Polarisierungszustand des Eingangskondensators ausreicht.

Um einen flachen Spannungsverstärkungsverlauf innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches zu erzielen, ist festgestellt worden, daß die Einrichtung gemäß Fig. 2 umgössen werden sollte (nicht abgebildet). Feste Umgießwerkstoffe, wie z. B. hochschmelzende Wachse, Epoxydkunststoffe, andere Kunststoffe und Gießwerkstoffe, speichern die Energie am geringsten und führen zu der höchsten Verstärkung in den Werten. Elastische oder gummiähnliche Werkstoffe führen meist zu sehr niedrigen Verstärkungswerten. Die geometrische Gestaltung des Transformators hat wenig Einfluß auf die Größe der Verstärkung, vorausgesetzt, daß die Breite W und die Länge L jeweils zehnmal die gesamtre Stärke T der Einrichtung unterschreiten oder diesem Wert entsprechen.

Eine Änderung bzw. Anpassung des Verstärkungsverhaltens des Transformators wird dadurch bewerkstelligt, daß man . "den Zustand der Polarisierung entweder in dem Eingangs-

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oder in dem Ausgangskondensator ändert. Eine große, an den Kondensator geführte, positive oder negative Spannung stellt d„ oder d_o ein, die piezoelektrischen Koeffizienten der Kondensatoren 38 bzw. 40, deren positiver oder negativer Sättigungswert d beträgt. Negative oder positive Spannungsimpulse mit einer kürzeren Dauer oder einer herabgesetzten Amplitude haben zur Folge, daß d. oder d₀ von +d oder -d

! dm ' .β S

auf eine innere Magnitude gewechselt werden und dann letzten Endes einen negativen oder positiven Sättigungswert annehmen. Ein willkürlicher Wert von d>. oder dp innerhalb dieses Bereiches läßt sich durch einen Steuerimpuls oder eine Steuerimpulssequenz mit einer spezifischen Amplitude und Zeitdauer erzielen.

Die Verstärkung des angepaßten ferroelektrischen Transformators läßt sich durch die Zufuhr einer Steuerimpulsfolge oder durch einen Steuerimpuls mit einer längeren Dauer einstellen. Desto größer die Impulsamplitude und desto langer die Impulsdauer,, umso weniger sind die Impulse, die benötigt werden, um die Verstärkung auf einen bestimmten Wert einzustellen. Des weiteren kann man nach der Einstellung der Verstärkungsgröße durch einen Steuerimpuls die Größe weiter erhöhen oder in Richtung auf den Anfangswert vermindern, indem man weitere Steuerimpulse mit derselben bzw. der entgegengesetzten Polarität zuführt. Im allgemeinen führt eine Folge kurzer Steuerimpulse zu einem Polarisierungszustand, der etwa dem Zustand entspricht, der durch einen langen Impuls mit der entsprechenden Länge und der gleichen Amplitude hergestellt wird. Ein sich anpassender, ferroelektrischer Transformator und ähnliche Einrichtungen sind im übrigen in dem Aufsatz "An Adaptive Ferroelektric Transformer-Α Solid-State Analog Memory Device¹¹ von J. H. McKusker and S. S. Perlman in IEEE Transactions on Electron Devices, Juli 1970, Seiten 554 - 540» sowie in dem Aufsatz "An Adaptive Resonant Filter" von Stuart S. Perlman und Joseph H. WcKusker in Proceedings of the IEEE, Bd. 58, Nr. 2, Februar 1970, Seiten 190 - 197ι beschrieben.

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Um den Polarisierungszustand des sich anpassenden, ferroelektrischen ^Transformators einzustellen oder zu "bestimmen" kann man eine Impulsaufladeeinheit J4- anwenden, wie sie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist«.

Gemäß Fig. 4 ist eine einstellbare Gleichstromquelle 52 über einen zweipoligen Schalter 54 mit zwei Betriebsstellungen mit den Klemmen 2 und 3 bzw. 2° und 3' der sich anpassenden Speichereinrichtungen 24 bzw. 26 verbunden. Die Polarität des ÜbertragungsVerhaltens der Speichereinrichtungen läßt sich durch eine besondere Stellung des Schalters 54 ändern. .Geeignete* Steuereinrichtungen 53f cli© Biit der Stromquelle 52 und dem Schalter 54 gekoppelt -sind, steuern die Amplitude des Ausgangssignals der Quelle 52 sowie den Zeitraum, in dem der Schalter 54 sich in geschlossener Stellung befindet, um auf diese Weise sowohl die Amplitude als auch die Zeitdauer der Impulse, die den Speichereinrichtungen 24 und 26 zugeführt werden, zu kontrollieren.

Indem man einen Steuerimpuls der Stromquelle 52 den Einrichtungen 24 und 26 mit einer bestimmten Amplitude und während einer bestimmten Zeitdauer zuführt, werden die Polarisierungszustände der geweiligen Einrichtungen 24 und 26 in Einklang gebracht. Sich angepaßte Paare, do h« Paare, deren Polarisierungszustände miteinander in Einklang stehen, werden mit einem vorbestimmten Polarisierungsgrad, wie oben erläutert, vorgesehen, so daß lediglich die angepaßten Paare das gewünschte Ausgangssignal von der Vergleichsschaltung JO gemäß Fig. 1 gewährleisten.

Der Ausdruck "angepaßter Zustand" bedeutet, daß der Grad und die Polarität des Polarisierungszustandes der sich anpassenden Einrichtung in einem Schlüssel im Vergleich zu der entsprechenden, sich anpassenden Einrichtung, die sich im Sicherheitssteuersignalgenerator· "befindet,¹ so eingestellt sind, daß, wenn die Ausgangssignale der Einrichtung miteinander verglichen werden, die Ausgangsleitung der

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Vergleichsschaltung, die die Signale vergleicht, das gewünschte Sicherheitssteuersignal nur dann aufweist, wenn die sich anpassenden Einrichtungen sich im vorbestimmten Polarisierungszustand befinden. Dieser vorbestimmte Zustand könnte in den Einrichtungen gleich oder verschieden sein, vorausgesetzt, daß die Abweichung der Ausgangssignale, die auf das beaufschlagende Wechselstromeingangssignal hin erzeugt wird, wenn diese Einrichtungen jeweils in den vorbestimmten Zuständen sind, durch geeignete Einrichtungen wahrgenommen wird.

Beim Betrieb des Systems gemäß Fig. 1 ist die sich anpassende Einrichtung 24 im Schlüssel 10 in einer geeigneten Verbindungsanordnung gelegt, die mit dem Sicherheitssteuersignalgenerator 12 in Verbindung steht. Wie abgebildet, erzeugt der Oszillator 28 ein Eingangssignal mit einer geeigneten Frequenz innerhalb des flachen, handbreiten Bereiches der jeweiligen, sich anpassenden Einrichtungen an den jeweiligen Klemmen 1 und 1'. Entspricht die sich anpassende Einrichtung des Schlüssels der sich anpassenden Einrichtung des Sicherheitssteuersignalgenerators, so weist das Ausgangssignal an den Klemmen 2 und 2' einen vorbestimmten Pegel bzw. eine vorbestimmte Form, die gleich oder verschieden sein kann, gemäß der besonderen Gestaltung auf. D. h. das übertragungsverhalten eines Schlüssels und dessen sich anpassenden Steuersignalgeneratore 12 stehen miteinander in Einklang, so daß, wenn die Eingangssignale zu ihnen geführt werden, die durch die Vergleichsschaltung 30 verglichenen Ausgangssignale an der Leitung 22 über den Verstärker 32 das Sicherheitssteuersignal erzeugen. Anschließend führt das Sicherheitssteuersignal durch elektromechanische Einrichtungen zu der Betätigung einer Sicherheitseinrichtung, wie z. B. eines Schloßriegels oder eines ähnlichen Gerätes. Lediglich, wenn ein Schlüssel 10, der die ordnungsgemäß abgestimmte Einrichtung 24 aufweist, mit seinem entsprechenden Sicherheitssteuersignalgenerator 12 gekoppelt wird, erscheint ein Ausgangssignal an der Leitung 22, um die Klinke 14 zu betätigen.

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Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung läßt sich die Verschlüsselung dieses Sicherheitssystems fernsteuern, d. h. die Verschlüsselung findet an einem vom Schlüsselbehälter und Riegel- oder Klinkenmechanismus entfernten Ort statt. Diese Fernverschlüsselung wird durch' eine Impulsaufladeeinheit 34 durchgeführt, die mit der Sieherheitssteuersignalgeneratorschaltung permanent oder durch geeignete Stecker und Steckdoseneinrichtungen verbunden werden kann. Im letzten Fall koppelt die Betätigungseinrichtung gemäß der Erfindung lediglich die Impulsaufladeeinrichtung 34· rait der sich anpassenden Speichereinrichtung des Sicherheitssteuersignalgenerators. Das Übertragungsverhalten dieser Einrichtungen wird dann geändert, so daß bei der Zufuhr des Kippsignals des Oszillators 28 der Pegel des Ausgangssignals geändert wird. Zur gleichen,Zeit wird die sich anpassende Speichereinrichtung des entsprechenden Schlüssels durch die Impulsaufladeeinheit 34 geändert, die sich in einem geeigneten Behälter (nicht gezeigt) befindet, der vom Behälter des Sicherheitssignalsteuergenerators entfernt liegt und eigens zur Kopplung der Impulsaufladeeinheit 34- vorgesehen ist. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß ein Verriegelungsmechanismus «befugten Personen von einer entfernten Stelle zugänglich gemacht, sondern, sollte der Schlüssel unbefugten Personen in die Hände fallen, kann ein neuer Schlüssel und ein neuer Verrigelungscode das System vorgesehen werden, sollte der zur Zeit vorhandene Schlüssel verloren gehen. Auf diese Weise kann¹ man beim Verlust der Sicherheit des Codes die Verriegelungscodes für die Schlösser in Hotelzimmern, Flughafenschließfächern sowie den Ein- und Ausfahrten, von Fabriken sofort ändern.

Es sind die verschiedensten' Kombinationen und Permutationen der Schloß- und Schlüsselcodes möglich. Es ist nicht nur möglich, den Schlüssel mit einem rein mechanischen Code vorzusehen, so'tfdern man kann den Schlüssel mit einer größeren Anzahl an elektronischer. Codes ausstatten. Diese ·, Codes lassen sich gemäß der Anzahl der verschiedenen Pegel der Ausgangssignale einer sich anpassenden Speicherein-

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richtung vorsehen, die mit bekannten Erfassungseinrichtungen erfaßt werden können. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung des Codes liegt darin, daß mehrere, sich anpassende Einrichtungen im entsprechenden Sicherheitssteuergenerator jeden Schlüssels vorgesehen werden.

Dieses letztgenannte System ist in Fig. 5 abgebildet, bei dem drei sich anpassende Einrichtungsstufen vorgesehen sind, die jeweils zwei Einrichtungen und die entsprechende Vergleichsschaltung aufweisen. Wie Fig. 5 zu entnehmen ist, sind drei sich anpassende Einrichtungen 54-, 56 und 58 im Schlüssel 60 abgebildet, wobei jede Einrichtung der entsprechenden, sich anpassenden Einrichtung 54', 56' und 58' dem Sicherheitssteuersignalgenerator 62 entspricht. Das Ausgangssignal jeder Vergleichsschaltung 54", 56" und 58" entspricht den entsprechenden, aufeinander abgestimmten Paaren der sich anpassenden Einrichtungen wie abgebildet. Sind die Ausgangssignale aller Vergleichsschaltungen miteinander in Einklang, d. h. aufeinander abgestimmt, so erscheint ein Sicherheitssteuersignal auf der Leitung 46 über den Verstärker 66. Man kann nicht nur die Einrichtung gemäß dem Übertragungsverhalten verschlüsseln, sondern durch die Anwendung eines Codes mit mehreren Einrichtungspaaren die Anzahl der verschiedenen möglichen Codes erhöhen. Zwar sind drei Stufen gezeigt, es lassen sich in der Praxis jedoch mehr als drei anwenden.

Ein geeigneter Verriegelungs- oder Klinkenmechanismus ist schematisch in Fig. 5 dargestellt, dessen elektromechanischer Wandler 68 mittels seines Ankers 70 den. Riegel 72 in dem verschlossenen Zustand innerhalb einer öffnung der Tür 74 hält, wobei der Riegel und der Anker sich innerhalb der Tür 76 oder dergleichen befinden, die ein Zimmer oder einen Bereich zugänglich und unzugänglich macht. Der Hiegel 72 stellt einen Schnappschußriegel dar, so daß, wenn der Schlüssel, der mit seinem entsprechenden Sicherheitssteuersignalgenerator in Einklang steht, benutzt wird, das Sicherheit es teuer signal an der Leitung 64 erscheint,

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so daß der Anker 70 den Riegel ,72 freigibt, worauf mittels eines geeigneten Handgriffes 78 der Riegel 72 aus der Wand 74 zurückgezogen werden kann.

Die Fig. 6a bis 6d zeigen ein Ausführungsbeispiel eines geeigneten Schlüssels und des entsprechenden Behälters bzw. der entsprechenden SchTüsselaufnahme. Der hohle Schlüssel 80 umfaßt drei sich anpassende Einrichtungen 82, 84 und 86, die gemäß der Zeichnung mit äußeren Zontaktierungsklemmen 88 verbunden sind. Mittels einer geeigneten Nut 90 ist der Schlüssel 80 mechanisch verschlüsselt. Ein entsprechender Behälter bzw. eine entsprechende· Aufnahme ist in Fig. 6c und 6c gezeigt, wobei die Aufnahme gemäß Fig. 6d entlang der Linie 6-6 der Fig. 6c betrachtet wird. Die Aufnahme 92 ist mit einer Schlitzöffnung 94 und mehreren identischen federbelasteten Kontaktierungsgliedern 96 ausgestattet, die jeweils mit einer der Kontaktierungskiemmen 88 des Schlüssels 80 in Verbindung kommen. Die öffnung 94 besitzt einen länglichen Vorsprung 98, der in die Nut 90 paßt. Zwar ist eine übliche Gestaltung des Schlüssels gezeigt, es ist jedoch zu verstehen, daß eine' elektrisch sich anpassende Gestaltung verwendet werden kann, um den Schlüssel 80 und den Behälter miteinander zu verbinden.

Man sieht, daß das gezeigte elektronische Sicherheitssystem von sich anpassenden Speiehereinrichtungen Gebrauch macht, wovon jede imstande ist, mehrere verschiedene Zustände anzunehmen und auf ein bestimmtes Eingangssignal hin einen verschiedenen vorausbestimmten Ausgangssignalpegel zu liefern. Stehen die Einrichtungen des Schlüssels und des entsprechenden Sicherheitssteuergenerators miteinander in Einklang, so wird ein Sicherheitssteuersignal erzeugt und eine Sicherheitseinrichtung dementsprechend betätigt. Die sich anpassenden Einrichtungen können fernverschlüsselt werden, was schnell zu durchführende und häufige Änderungen eines bestimmten Systemcodes zuläßt, während die Integrität der Systemsicherheit aufrechterhalten bleibt. Indem man mit üblichen mechanischen Schlüsseln ausgestattete Speichereinrichtungen benutzt, werden die Verriegelungssysteme solcher bekannten Systeme noch weiter verbessert.·

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Claims (12)

1. Patentenspräche;

   Λ.) Elektronisches Sicherheitssystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Speichereinrichtung verschiedene Zustände aufweisen kann und auf ein zugeführtes Eingangssignal hin ein vorbestimmtes Ausgangssignal liefern kann, daß «ine Schlüsseleinrichtung die erste Speichereinrichtung umfaßt, daß eine Sicherheitssteuereinrichtung die genannte Schlüsseleinrichtung aufnimmt und eine zweite speicherähnliche Einrichtung umfaßt, wobei eine Vergleicheeinrichtung mit diesen Einrichtungen gekoppelt ist, um das Ausgangesignal der ersten und der zweiten Einrichtung zu vergleichen, wenn ein Eingangssignal an sie geliefert wird, und um ein Sicherheitssteuersignal nur dann zu liefern,! wenn die Schlüssel- und Sicherheitssteuereinrichtungen miteinander verbunden sind und die genannten Einrichtungen sich in Zuständen befinden, die miteinander in Einklang stehen.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speichereinrichtung einen ersten, sich anpassenden, ferroelektrischen Transformator umfaßt, der sich in verschiedenen Zuständen befinden kann, und daß die zweito epeicherähnliche Einrichtung einen ferroelektrischen Transformator umfaßt.
3. 3* System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsaufladeeinrichtung mit der Sicherheitssteuereinrichtung gekoppelt ist, um den Zustand des zweiten Transformators zu ändern.
4. 4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulseaufladeeinrichtung von der Sicherheitssteuereinrichtung entfernt liegt.
5. 5. System nach Anspruch 2, dadurch gekenneeictoet, daß eine Einrichtung mit der Sicherheitssteuereinricfctung gekoppelt ist, um den Transformatoren ein Eingangssignal zuzuführen, wenn die Schlüsseleinrichtung in Eingriff steht.

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6. 6. System nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangssignaleinrichtung ein Oszillator ist.
7. 7. - System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitssteuereinrichtung eine freigebbare Riegeleinrichtung umfaßt, die Sperr- und AufsperrStellungen besitzt, und daß eine auf das Sicherheitssteuersignal ansprechende Einrichtung mit der Siegeleinrichtung gekoppelt ist, um die genannte Riegeleinrichtung in die Sperrstellung oder in die Aufsperrsteilung zu bringen. . ;
8. 8. Elektronisches Sicherheitssystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schlüsseleinrichtung eine erste, sich anpassende Speichereinrichtung aufweist, die mehrere Zustände aufweisen kann, wobei die Einrichtung ein Ausgangssignal liefert, wenn ein Eingangssignal sie beaufschlagt, und wobei das Ausgangs·?, signal mehrere Pegel aufweist, die jeweils besonderen, verschiedenen Zuständen entsprechen, daß eine Sicherheitssteuereinrichtung die erstgenannte Einrichtung aufnimmt, die eine zweite, ähnliche/ sich anpassende Speichereinrichtung und eine Vergleichseinrichtung umfaßt, die mit der zweiten Ein- . richtung gekoppelt ist, um den Pegel des Ausgangssignals bei der ersten und zweiten Einrichtung zu vergleichen und um ein Sicherheitssteuersignal zu liefern, wenn die Schlüsseleinriehtung und die Sicherheitssteuereinrichtung in Verbindung .sind und die Einrichtungen sich in vorbestimmten Zuständen, befinden, daß eine Einrichtung mit der Sicherheitssteuereinrichtung und der Schlüsseleinrichtung gekoppelt ist, um die bestimmten Zustände zustande zu bringen, daß eine Einrichtung auf das als Eingangssignal zugeführte Sicherheitsteuersignal anspricht und die Sicherheitsvorrichtung umfaßt, die versicherte und unversicherte Zustände aufweist, um die genannte Sicherheitseinrichtung in einen der Zustände zu bringen, und daß eine Einrichtung mit der Sicherheitssteuereinrichtung verbunden ist, um das erste Eingangssignal den Speiehereinrichtungen zuzuführen, wenn die erstgenannte ■ Einrichtung und die Sicherheitssteuereinrichtung in Verbindung sind. ■ , ' '

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9. 9. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Aufnahmeeinrichtung die Schlüsseleinrichtung aufnimmt, daß die Aufnahmeeinrichtung mit der Sicherheitssteuereinrichtung in Verbindung steht, und daß eine Einrichtung, die von der Aufnahmeeinrichtung entfernt liegt, die erste und die zweite Einrichtung in einen vorausbestimmten Zustand bringt und die zweite Einrichtung fernverschlüsselt, um sie mit der ersten Einrichtung in Einklang zu bringen, und daß eine Einrichtung mit der zweiten Einrichtung gekoppelt ist, um den Einrichtungen das Eingangssignal zuzuführen, wenn die Schlusseleinrichtung und die Aufnahmeeinrichtung in Verbindung sind.
10. 10. Schlüsselglied für ein elektronisches Sicherheitssystem, dadurch gekennzeichnet, daß das System eine sich anpassende, elektronische Speichereinrichtung umfaßt,!, die mehrere ι- ;l elektronisch* Zustände" annehmen und behalten kann, daß das System weiterhin eine Einrichtung umfaßt, um ein Ausgangssignal von der Einrichtung zu erzeugen, das/einem der Zustände entspricht, und um ein Sicherheitssteuersignal dann zu erzeugen, wenn das Eingangssignal und das Ausgangssignal miteinander in Einklang stehen, wobei diese zwei Einrichtungen mit mehreren Klemmen verbunden sind, daß das Schlüsselglied eine zweite, sich anpassende, elektronische Speichereinrichtung umfaßt, die imstande ist, einen von mehreren elektronischen Zuständen anzunehmen und zu behalten, daß eine zweite Klemmengruppe des Schlusselgliedes mit den ersten Klemmen in Kontakt gebracht werden kann, daß eine Einrichtung des Schlüsselgliedes dazu dient, die zweiten Klemmen mit der zweiten Einrichtung derart zu verbinden, daß die Generatoreinrichtung die zweite Einrichtung über gewisse Klemmen in der ersten und zweiten Klemmengruppe betätigen kann, wenn diese miteinander in Kontakt stehen, um die Erzeugung des Eingangssignals durch die zweite Einrichtung zustande zu bringen gemäß dem augenblicklichen Zustand der zweiten Einrichtung, daß das Eingangssignal der Generatoreinrichtung über andere.Klemmen der ersten und der zweiten Klemmengruppe zugeführt wird, wenn diese Klemmen miteinander in Kontakt

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    stehen, daß das Sicherheitssteuersignal nur dann erzeugt wird, wenn die erste und die zweiten Klemmengruppen miteinander in Kontakt stehen und die Zustände der ersten und der zweiten Einrichtungen so ausgewählt sind, daß der gewünschte Einklang zwischen dem Eingangs- und Ausgangssignal vorhanden ist.
11. 11. Schlüsselglied nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Einrichtung ferroelektrische Transformatoren sind.
12. 12. Elektronische Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine sich anpassende, elektronische Speichereinrichtung einen von mehreren elektronischen Zuständen annehmen und aufrechterhalten kann, daß mehrere Klemmen mit der Einrichtung derart verbunden sind, daß ein über mindestens eine der Klemmen an die Einrichtung zugeführtes Eingangssignal an mindestens einer der anderen Klemmen zur Folge hat, das einen Wert aufweist, der dem augenblicklichen Zustand der Einrichtung entspricht, und daß die Einrichtung in einer Gehäuse einrichtung untergebracht ist, wobei die Klemmen und die Kopplungseinrichtungen als Teile eines tragbaren, schlüsselähnlicnen Gliedes ausgebildet sind, das in einem elektronischen Sicherheitssystem verwendet werden kann.

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