DE2851396A1

DE2851396A1 - Elektronische schliessvorrichtung

Info

Publication number: DE2851396A1
Application number: DE19782851396
Authority: DE
Inventors: Kemal Aydin
Original assignee: KADEX Inc
Current assignee: KADEX Inc
Priority date: 1978-11-28
Filing date: 1978-11-28
Publication date: 1980-06-04

Description

Elektronische Schließvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schließvorrichtung mit einem Schlüssel und einem durch den Schlüssel betätigbaren, einen elektromechanischen Riegelmechanismus aufweisenden Codeschloß.
Die meisten auf dem Markt verfügbaren Schlösser werden rein mechanisch betätigt und können von Einbrechern ohne größere Schwierigkeiten aufgebrochen werden. Ein großer Nachteil der mechanischen Schlösser besteht darin, daß ihr Code ohne größere Eingriffe an Ort und Stelle nicht austauschbar ist.
In letzter Zeit werden auch elektronische Schlösser angeboten, in denen Elektromagnete oder Elektromotore zur Betätigung des Riegelmechanismus verwendet werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Schlösser hinsichtlich ihrer mechanischen Funktion für viele Anwendungsfälle nicht zuverlässig genug sind. Die direkte elektromagnetische oder elektromotorische Betätigung des Riegels erfordert außerdem verhältnismäßig viel elektrische Energie. Es ist daher nicht möglich, diese Schlösser über eine längere Zeit als abgeschlossene, batteriebetriebene Einheiten zu betreiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Schließvorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, die eine einbruchsichere und zuverlässige Betätigung ermöglicht und bei der die elektronischen und mechanischen Bauteile besonders einfach und energiesparend miteinander koppelbar sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Danach enthält die elektronische Schließvorrichtung einmal einen Codeleser zum Abtasten und Einlesen eines Schlüsselcodes beispielsweise unter Verwendung optoelektronischer, magnetischer oder anderer elektrischer Mittel. Der eingelesene Schlüsselcode wird mit einem internen, in dem Datenspeicher abgespeicherten Code verglichen.
Abhängig von dem Vergleichsergebnis und den Steuerbefehlen auf dem Schlüssel wird der Riegelmechanismus des Schlosses aktiviert und/oder der im Datenspeicher abgespeicherte Code durch einen neuen Code ersetzt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Riegelmechanismus und der elektrische Teil des Schlosses durch rein elektromechanische Mittel miteinander gekoppelt, so daß ein sehr zuverlässiger Betrieb gewährleistet ist. Es ist ein reiner Batteriebetrieb möglich, da die Batterie nur zur Aktivierung einer Kupplung und nicht zum Antrieb eines ganzen Riegelmechanismus verwendet werden muß. Es wird dabei nur sehr wenig elektrische Energie verbraucht, so daß auch über sehr lange Zeiträume ein Betrieb ohne Austausch oder Wiederaufladung der Batterien möglich ist. Die Schließvorrichtung bildet daher eine abgeschlossene, batteriebetriebene Einheit.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein den Schlüssel aufnehmender Schlitz sowie ein auf das vollständige Einführen eines Schlüssels in den Schlitz ansprechendes Schaltorgan zur Auslösung des Codelesers vorgesehen, so daß der Schlüsselcode beim Herausziehen des Schlüssels aus dem Schlitz über den Codeleser eingelesen wird. Dadurch wird vermieden, daß der Benutzer ein Herausziehen des Schlüssels vergißt und der Schlüssel dadurch nicht autorisierten Personen zugänglich wird.
Mit derErfindung ist es weiterhin auf einfache Weise möglich, Gruppenschlüssel für verschiedene Zugangsbereiche zu schaffen, wie Hauptgruppenschlüssel, Etagenschlüssel, Gastschlüssel und Backup- bzw. Reserveschlüssel, durch Verwendung eines speziellen Steuercodes auf dem Schlüssel, der mit entsprechenden Teilen des Datenspeichers mit elektronischen Mitteln verglichen wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält die Schließvorrichtung einen Timer, der dafür sorgt, daß die energieverbrauchenden Schaltkreise des Schlosses nur während einer bestimmten Aktivierungszeit mit der Stromversorgung verbunden sind. Dieses Merkmal führt zu einer weiteren Erniedrigung des Energieverbrauchs des Schlosses und erleichtert dadurch den Batteriebetrieb.
Weiter ist es möglich, das Schloß mit einem elektronischen Alarm- oder Sicherheitssystem zu koppeln oder den Code des Schlosses durch Spezialschlüssel zu ändern, ohne daß dadurch ein Zutritt über das Schloß ermöglicht wird.
Weiter eignet sich die Schließvorrichtung für die Verwendung eines besonderen Schlüsselcodes, der nur einen einzigen Zutritt über das Schloß ermöglicht und danach den internen Code löscht. Durch Betätigung eines manuellen Schalters kann außerdem der Zutritt über ausgewählte Gruppenschlüssel, die sonst passen würden, ausgeschlossen werden.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine schaubildliche, teilweise geschnittene schematische Darstellung einer Schließvorrichtung entsprechend der Erfindung; Fig. 2 ein Blockschaltbild der elektronischen Steuereinrichtung des Schlosses nach Fig. 1; Fig. 3 ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Steuerungsschaltung gemäß Fig. 2; Fig. 4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kupplungsmechanismus in teilweise geschnittener Darstellung.
Die in Fig. 1 in schematischer Weise gezeigte Schließvorrichtung enthält einen konventionellen Riegelmechanismus 1 mit einem Riegel 2. Durch den Riegelmechanismus greift eine Betätigungswelle 3 hindurch, an deren einem Ende auf der Innenseite der Tür 5 ein Drehknopf 4 unmittelbar befestigt ist. Das andere Ende der Welle 3 ist über eine Kupplung 6 mit einer Welle 7 kuppelbar, die einen auf der Außenseite der Tür 5 befindlichen Drehknopf 8 trägt. Die Kupplung 6 ist vorzugsweise elektrisch betätigbar, wie in den folgenden Abschnitten noch näher erläutert wird. Der Riegelmechanismus 1, die Kupplung 6 und die zugehörigen Wellen 3,7 befinden sich in einem Gehäuse 9, das innerhalb der Tür 5 angeordnet ist.
Innerhalb des Türblattes befindet sich außerdem ein Lesegerät 12 mit einem Codeleser 13 und einem Schlitz 14 zum Einführen eines kartenförmigen Schlüssels 15. Der Schlüssel 15 bildet einen Träger für einen codierten Datensatz 26 und der Codeleser 13 ist mit geeigneten Mitteln zum Abtasten dieser Daten ausgestattet.
Am rückwärtigen Sunde des Schlitzes 14 befindet sich ein Mikroschalter 29, der beim vollständigen Einführen des Schlüssels 15 in den Schlitz geschlossen wird.
Weiter enthält die Schließvorrichtung eine Steuerlogik 16, die mit dem Codeleser 13 und dem Mikroschalter 29 verbunden ist. Außerdem verbinden die Leitungen 11 die Steuerungslogik 16 mit der Kupplung 6.
Obgleich in Fig. 1 die mechanischen und elektromechanischen Teile, das Lesegerät und die Steuerlogik zur besseren Veranschaulichung in voneinander getrennten Gehäusen dargestellt sind, können diese auch in einem einzigen kompakten, in die Tür einbaubaren Gehäuse untergebracht werden.
Zur Realisierung des Codes 26 auf dem Schlüssel 15 kann dieser als optischer oder magnetischer Code ausgebildet sein oder durch elektrische Variablen, wie Widerstand, Kapazität, Induktivität, Resonanzfrequenz oder dergleichen dargestellt werden.
Wie etwas genauer in Fig. 2 dargestellt ist, kann der Schlüssel 15 aus einer Karte bestehen, auf der eine Anzahl von Reihen und Spalten begrenzter Codebereiche 15a angeordnet ist. Wenn die Codebereiche 15a einen optischen Code bilden, besteht der Codeleser aus einer Mehrzahl von Lichtquellen und Photoempfängern für eine getrennte Abtastung der Codes in jeder Reihe. Die Empfänger sind so nebeneinander angeordnet, daß sie die Markierungen einer jeden Codespalte auf dem Schlüssel gleichzeitig lesen und parallel in ein Coderegister 30 übertragen, wobei die Codes in den verschiedenen Spalten des Schlüssels nacheinander in das Coderegister 30 eingeschrieben werden.
Die Code-Spalten auf dem Schlüssel sind in drei verschiedene Bereiche unterteilt. Die erste Spalte 27a bildet einen Steuercode. Die der Kontrollspalte 27a benachbarte Gruppe von Spalten 27b bildet einen ersten Schlüsselcode und die Spalten 27c einen zweiten Schlüsselcode.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält jede der Spalten vier Felder 15a für einen 4-bit-Code und ein fünftes Feld 61 zur Aufnahme eines Synchronisations-bit.
Zum Zwecke des besseren Verständnisses soll zunächst ein Anwendungsbeispiel erläutert werden.
Die Schlüssel 15 sind für eine Anzahl verschiedener Personengruppen bestimmt. So werden z.B. bei Gastzimmern in einem Hotel Schlüssel für Gäste und für verschiedenes Dienstpersonal, wie Zimmermädchen, benötigt. Die Steuercodes 27a in der ersten Spalte des Schlüssels kennzeichnen die diesen Personen gehörenden Schlüssel durch die sogenannte 11Zutrittstufe11. Das Schloß ist dabei so ausgebildet, daß es den Personen der verschiedenen Zutrittstufen im Hinblick auf das Öffnen des Schlosses verschiedene Möglichkeiten gibt.
So können beispielsweise bei einem Gastschlüssel die Codespalten 27b für ein erstmaliges Öffnen des Schlosses bestimmt sein. Wenn das Schloß mit diesem Code einmal geöffnet worden ist, kann der in dem Schloß gespeicherte Code ersetzt werden durch den in den Spalten 27c des Schlüssels enthaltenen Code. Diese Anordnung ermöglicht es dem Gast, beim ersten Mal in das Zimmer einzutreten mit einem in dem Schloß gespeicherten Code, der für den letzten Gast galt, und danach den im Schloß gespeicherten Code durch einen neuen Code zu ersetzen, so daß dem letzten Gast der Zutritt mit dem alten Schlüssel nicht mehr möglich ist.
Der Schlüssel 15 für einen Gast ist selbstverständlich so codiert, daß er den Zutritt nur in ein Gastzimmer erlaubt.
Schlüssel für andere Zutrittstufen haben ebenfalls änderbare Codes und ermöglichen beispielsweise den Zutritt in mehrere Gastzimmer.
Neben einer passiven Codierung des Schlüssels 15, die innerhalb des Schlosses eine Energiequelle für das Abtasten des Codes benötigt, kann der Schlüssel auch so konstruiert werden, daß für die Abtastung des Codes keine besondere Energiequelle erforderlich ist. So kann z.B.
ein magnetisch codierter Schlüssel mit einem Leser abgetastet werden, der auf die geschwindigkeitsabhängige elektromotorische Kraft beim Hindurchbewegen des Schlüssels durch den Leser anspricht. Der Schlüssel kann auch mit einer eigenen Energiequelle, beispielsweise einem HF-Sender, ausgestattet werden.
Die den verschiedenen Zutrittstufen entsprechenden Codes, wie Gruppenschlüssel, Gastschlüssel od.dgl. werden ursprünglich über das Lesegerät im Speicher 21 (Fig. 2) gespeichert. Die Anzahl der Zutrittstufen kann in einfacher Weise beliebig ausgeweitet werden. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel enthält das Schloß 8 verschiedene Zutrittstufen, die wie folgt bezeichnet werden können: Gastschlüssel, Etagen-Gruppenschlüssel, Abteilungs-Gruppenschlüssel, Bedienungs-Gruppenschlüssel, Sicherheits-Gruppenschlüssel, Wach-Gruppenschlüssel, Backup-Schlüssel, Reserveschlüssel. Die Zutrittstufen werden über den Steuercode 27a auf dem Schlüssel ausgewählt. Für den Fall von acht Zutrittstufen werden in dem Steuercode 27a drei bit benötigt. Der Steuercode 27a wird außerdem für andere Hilfsfunktionen benötigt, die weiter unten beschrieben werden.
Der Schlüsselcode 27b besteht aus einer geeigneten Zahl von bits, die eine genügend hohe Anzahl binärer Kombinationen ermöglicht. Beim folgenden Ausführungsbeispiel werden 32 bits für den Schlüsselcode 27b verwendet. Diese Zahl kann je nach Anwendung des Schlosses auch geändert werden. Die in Fig. 2 vorgesehene 32-bit-Einteilung 27b ermöglicht die Auswahl von 232 Binärkombinationen.
Die ursprüngliche Abspeicherung des internen Codes in den Speicher 21 (Fig. 2) erfolgt durch manuelles Setzen des Speichers 21 in den Schreibzustand mit Hilfe eines Schalters 30b in der Steuerlogik 20 und durch Einlesen des betreffenden Codes über das Lesegerät 12. Einen Zugriff zu dem Schalter 30b erhält man nur durch Ausbauen des Schlosses. Einige ausgewählte Codes in dem Speicher 21 können auch dadurch geändert werden, daß der Speicher über einen anderen externen Schalter, der durch einen besonderen Gruppenschlüssel ausgelöst wird, in seinen Schreibzustand gesetzt wird. Wenn die Ausgangscodes für jede Zutrittstufe manuell in dem Speicher 21 abgespeichert sind und der Schalter 30b geöffnet worden ist, wird das Einschreiben neuer Codes in den Speicher 21 (Fig. 2) intern überwacht. Der Betriebsablauf in dem Schloß erfolgt dann automatisch in folgender Weise: Wenn ein Schlüssel in das Lesegerät 12 eingeführt wird, passiert so lange noch nichts, bis der Schlüssel vollständig eingeführt ist und den Mikroschalter 29 betätigt.
Bei Betätigung des Mikroschalters 29 werden über die Steuerlogik 20 alle maßgeblichen logischen Schaltungen in einen Schlüssel-Lese-Zustand zurückgesetzt, und gleichzeitig wird die Timer-Schaltung 28 gestartet. Der Timer 28 ist im wesentlichen ein monostabiler Schaltkreis, der im aktivierten Zustand einen Leistungsschalter 24 ansteuert.
Der Leistungsschalter 24 sorgt dann für eine Stromzufuhr zu denjenigen elektrischen Bereichen des Schlosses, die einen höheren Strombedarf haben wie die Lichtquellen im Codeleser im Falle einer optischen Abtastung (Fig. 1), der Kupplungsantrieb 22 und die Blinkanzeige 23. Diese Teile sind so lange mit Strom versorgt, bis der Timer 28 den Leistungsschalter 24 ausschaltet. Es ist jedoch zu bemerken, daß die logischen Schaltkreise, die während des Ruhe zustands des Schlosses mit der Stromversorgung verbunden bleiben, wie beispielsweise der Speicher 21 und andere notwendige Schaltkreise, einen sehr geringen Energiebedarf haben, was für eine lange Lebensdauer der Batterie unerläßlich ist. Um die Stromaufnahme in diesen Schaltungs-2 teilen gering zu halten, werden dort CMOS- oder I L-Bauteile verwendet. Der Timer 28 bleibt für eine bestimmte Zeit lang aktiv, während der das Schloß geöffnet und der gespeicherte Code geändert werden kann, wenn der Schlüsselcode 27b mit dem im Speicher 21 gespeicherten Code übereinstimmt. Auch der Codevergleich in dem Comparator 19 erfolgt nach dem Start des Timers 28. Während der Schlüssel aus dem Lesegerät 12 herausgezogen wird, tastet der Codeleser 13 die Code spalten auf dem Schlüssel 15 hintereinander ab. Der abgetastete Code wird zeitweilig im Coderegister 30 gespeichert. Das erste Codefeld ist der Steuercode 27a, der im Steuercoderegister 29a abgespeichert wird. Die primäre Aufgabe des Steuercodes 27a ist die Auswahl der verschiedenen Zutrittstufen des Schlosses, wie Gastschlüssel, Gruppenschlüssel usw. Weitere Hilfsfunktionen des Steuercode 27a werden weiter unten beschrieben.
Nachdem der Steuercode 27a im Register 29 gespeichert ist, wird jedes weitere Feld des Schlüsselcodes 26 zeitweilig im Coderegister 30 abgespeichert. Nach jedem Abspeichern eines Codefeldes im Coderegister 30 wird über die Steuerlogik 20 ein Vergleichszyklus ausgelöst. Während des Vergleichszyklus wird das gespeicherte Feld des Schlüsselcodes bitweise mit dem entsprechenden Code feld im Speicher 21 verglichen. Wenn irgendein bit des Schlüsselcodes 26 nicht mit dem entsprechenden bit im Speicher 21 übereinstimmt, wird das Vergleichsergebnisregister 41 (Fig. 3), das ein Bestandteil der Steuerlogik 20 ist, in ihren Ungleich-Zustand gesetzt. Die Anzahl der bits in einem Schlüsselcode-Feld und die Anzahl der Felder oder Spalten eines Code 26 werden nach einem angemessenen Kompromiß zwischen der Anzahl der Kombinationen und Speichergröße gewählt, die beide in direkter Beziehung zur Anzahl der bits in dem Code 26 stehen.
In dem ausgewählten Ausführungsbeispiel sind eine Spalte für den Steuercode 27a und je vier Spalten für die Schlüsselcodes 27b und 27c vorgesehen, wobei jede Spalte 4 bits enthält. Zur Steuerung des Betriebsablaufs wird die Anzahl der Felder bzw. Spalten des Codes 26 durch Zählen der Synchronisations-bits 61 mit Hilfe eines in der Steuerlogik 20 enthaltenen Zählers gezählt. Am Ende der Codeeingabe vom Schlüssel 15 wird über den genannten Zähler eine Entscheidungslogik angesteuert, die die Funktionen der Schloßbetätigung und der Codeänderung auslöst, wenn alle Bedingungen für diese Funktionen zutreffen.
Die Schloßbetätigungsfunktion erhält man durch Auslösen der Kupplungsantriebsschaltung 22, die ihrerseits die Kupplung 6 (Fig. 1) ansteuert und das Öffnen der Tür mit Hilfe des Knopfes 8 ermöglicht. Die Codeänderungsfunktion erhält man durch Umschalten des Speichers 21 in einen Schreib-Zustand über die Steuerlogik 20. Wenn in einem solchen Falle ein neuer Code über das Lesegerät 12 eingelesen wird, ersetzt dieser den im Speicher 21 in dem betreffenden Zustittstufen-Teil vorhandenen Code nach Maßgabe des Steuercode 27a. Der neue Code befindet sich dabei entweder auf dem Schlüssel 15, mit dem das Schloß betätigt wurde, oder auf einem separaten Schlüssel. Es ist an dieser Stelle nochmals festzuhalten, daß die Feststellung einer Übereinstimmung zwischen einem Code 26 und einem im Speicher 21 abgespeicherten internen Code zwei wichtige Funktionen auszulösen vermag: 1. die Ansteuerung der Kupplung 6, um einen Zutritt durch Betätigung des Schlosses zu erhalten, und 2. die Änderung des im Speicher 21 gespeicherten Codes.
Damit wird vermieden, daß für diese Funktionen Mehrfach-Codes benutzt werden müssen, so daß die-Speicherkapazität für diese Codes auf einem Minimum gehalten werden kann.
Ein anderer Vorteil der beschriebenen Schließvorrichtung ist in der Verwendung einer elektromechanischen Kupplung 6 zu sehen. Die Kupplung 6 wird über die Steuerlogik 20 und die Kupplungstreiberschaltung 22 betätigt, wenn der Code auf dem Schlüssel 15 mit dem korrespondierenden Code im Speicher 21 übereinstimmt und auch die übrigen Steuerbedingungen eine Öffnung des Schlosses nicht ausschließen.
Die Kupplung 6 kann dabei als handelsübliche elektromechanische Kupplung unter Verwendung von Spulen oder anderer Arten magnetischer oder elektrostatischer Energiewandlungselemente bestehen, die eine Kraft von der einen Welle 7 zur anderen Welle 3 übertragen. Im Falle einer Auslösung der Kupplung 6 kann eine Drehung des Knopfes 8 auf die Welle 3 übertragen werden. Wenn eine solche Drehübertragung über die Kupplung möglich ist, kann der Riegelmechanismus über den Knopf 8 betätigt werden. Als Riegelmechanismus kann jeder handelsübliche Mechanismus verwendet werden, mit dem die Drehbewegung des Schafts 3 in eine Verschiebebewegung für den Antrieb des Riegels 2 umgesetzt werden kann. Die elektromechanische Kupplung 6 weist gegenüber bekannten elektronischen oder elektrischen Schlössern eine Reihe von Vorteilen auf: 1. Die Betätigung des Schlosses erfolgt durch mechanische Kraftverstärkung unter Verwendung der Muskelkraft des Benutzers als Kraftquelle; 2. aufgrund dieser Kraftverstärkung ergibt sich eine hohe Betriebszuverlässigkeit: 3. Aufgrund der mechanischen Trennung des Knopfes 8 von den inneren Teilen des Riegelmechanismus im Falle einer nicht aktivierten Kupplung wird eine Überbelastung des Riegelmechanismus durch unsachgemäße Betätigung bei verriegeltem Schloß vermieden. Der innere Knopf 4 ist unmittelbar mit dem Riegelmechanismus 1 verbunden und Nenmqgasht somit eine manuelle 3Betätigung des Schlosses auf der Innenseite der Tür.
Der Kuppiungsmechanismus 6 kann an verschiedenen Stellen des Schlosses untergebracht werden insbesondere auch im Inneren des Knopfes 8.
Neben den beiden Hauptfunktionen können mit dem Schloß auch noch einige Hilfsfunktionen ausgeführt werden. Ein bit des Steuercodes 27a kann zur Ausführung der Funktion einer Sperrung der Schloßbetätigung im Verlauf einer Codeänderung verwendet werden. Diese Eigenschaft ermöglicht eine Änderung des im Speicher 21 gespeicherten Codes, ohne daß dadurch ein Zutritt über das Schloß ermöglicht wird. Damit können Schlüssel, bei denen das Sperr-bit belegt ist, zu einer raschen Änderung der Schlüsselcodes in einem ganzen Gebäude ohne Zutritt in die betreffenden Räume verwendet werden.
Diese Funktion ist besonders dann erwünscht, wenn Hilfspersonal damit beauftragt werden soll, die Codes in den Schlössern von Institutionen wie Hotels, Motels, Schulen, militärische Einrichtungen u.dgl. zu ändern.
Eine weitere Hilfsfunktion des Steuercodes 27a besteht in der Schaffung eines speziellen Schlüsseltyps, mit dem ein Schloß nur einmal geöffnet werden kann. Ein solcher Einmal-Schlüssel ist dann erwünscht, wenn Diebstähle oder andere kriminelle Aktivitäten stattfinden, die auf eine Herausgabe von Schlüsseln an Kriminelle zurückzuführen sind. Die Funktion des einmaligen Gebrauchs des Schlüssels erhält man durch Erkennen des Schlüsseltyps über den Steuercode 27a und die Möglichkeit einer Öffnung des Schlosses nur in einem solchen Fall, wenn der Code in einen neuen geändert wird. Die Bedingung, daß der Schlüsselcode mit dem intern gespeicherten Code übereinstimmt, reicht noch nicht aus, um die Tür in einem solchen Fall zu öffnen.
Eine weitere Hilfsfunktion ist die Doppelschloß-Funktion, bei welcher mit Hilfe eines manuellen Schalters 30a der Zutritt durch die Tür auf eine ausgewählte Zahl von Schlüsseltypen bzw. Zutrittstufen beschränkt werden kann. Diese Funktion wird durch Decodieren der betreffenden Schlüsseltypen über den Steuercode 27a und durch Beschränken des Zutritts durch die Tür durch Sperren der Kupplungsantriebsschaltung bei eingeschaltetem Schalter 30a ausgelöst. Die elektronische Doppel-SchloB-Eigenschaft vergrößert den Sicherheitsgrad des Schlosses, indem man eine zusätzliche Kontrolle über die Schlüsseltypen erhält, die Zutritt erhalten sollen.
Die vorstehende Beschreibung der Funktionen und der Vorkehrungen zur Durchführung dieser Funktionen umfaßte alle wichtigen Teile des Schlosses. Der elektronische Teil des Schlosses entsprechend Fig. 2 besteht aus dem Codeleser 13, dem Coderegister 30, dem Steuercoderegister 29a, dem Comparator 19, der Steuerlogik 20, dem Speicher 21, dem Kupplungsantrieb 22, der Blinkanzeige 23, dem Leistungsschalter 24, dem Timer 28, dem Mikroschalter 29, dem manuellen Schalter 30a und der Energiequelle 25. Die elektronische Schaltung. die die vorstehenden Elemente enthält, kann in der Praxis auf verschiedene Art realisiert werden, beispielsweise unter Verwendung diskreter Logik oder eines Mikroprozessors. In den folgenden Abschnitten ist ein Schaltungsbeispiel angegeben, mit dem die in den Figuren 1 und 2 gezeigten wesentlichen Elemente des Schlosses realisiert werden können. Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung verwendet diskrete Logik-Elemente. Es ist aber auch möglich, die gleichen Funktionen mit Hilfe eines Mikroprozessors und den zugehörigen peripheren Bauelementen auszuführen. Demnach fallen unter den in den Patentansprüchen verwendeten Begriff der "Schaltungsmittel" auch die für den betreffenden Programmablauf im Mikroprozessor vorgesehenen Mittel.
Der Codeleser 13 enthält eine Anzahl Photoempfänger 33-35.
Der Ausgang der Photoempfänger ist direkt mit den Registern 36-39 verbunden, die das Coderegister 30 gemäß Fig. 2 bilden.
Wenn der Schlüssel 15 vollständig in das Lesegerät 12 eingeführt ist, betätigt er den MikroschaZter 29. Der Mikroschalter 29 aktiviert seinerseits den monostabilen Schaltkreis 49, der einen Reset-Impuls 59 erzeugt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, werden über den Reset-Impuls alle wichtigen Schaltkreise der elektronischen Steuerungslogik des Schlosses zurückgesetzt.
Wenn der Timer-Zähler 53 zurückgesetzt wird, wird sein Ausgang zu logisch O,.das andem Inverter 55 invertiert wird.
Am Inverterausgang erhält man dadurch eine logische 1, die den Leistungsschalter 24 durchsteuert. Über den Leistungsschalter wird der Taktgenerator 54 angesteuert, wodurch der Zähler 53 das Count-down für das aktive Zeitintervall beginnt, währenddessen das Schloß betätigt und der gespeicherte Code geändert werden kann, wenn der Schlüssel 15 den richtigen Code enthält.
Die Prüfung des Schlüssels und die damit gekoppelten Vorgänge innerhalb des Schlosses schließen sich an die Aktivierung der Schloßlogik über den Reset-Impuls 59 in folgender Weise an: Nachdem aufgrund der Betätigung des Mikroschalters 29 der Timer 53 gestartet und der Leistungsschalter 24 durchgeschaltet ist, werden die Lichtquellen, beispielsweise LED, des Codelesers über den Leistungsschalter 24 eingeschaltet. Das Lesegerät 12 tastet sodann den Schlüssel 15 ab, wenn dieser aus dem Leser herausbewegt wird. Der Codeleser 13 empfängt dabei Licht, das Code-Codedurch die/Löcher auf dem Schlüssel 15 hindurchtritt.
Die Codefelder mit zur Lichtquelle 14 und dem Codeleser 13 parallelen bits werden dabei hintereinander abgetastet.
Jedes Codefeld wird zeitweilig im Coderegister 30 (Fig. 2), das aus den Registern 36-39 (Fig. 3) besteht, gespeichert.
Das erste Codefeld, der Steuercode 27a, wird im Steuercoderegister 29a(Fig. 2), das den Registern 43,46 in Fig, 3 entspricht, abgespeichert. Die drei ersten bits des Steuercodes werden zur Auswahl der acht im Speicher 21 gespeicherten Zutrittstufen verwendet. Der Speicher 21 ist ein handelsüblicher Halbleiter-Speicher mit eigener binärer Adressierung. Die Hauptkriterien für die Auswahl eines bestimmten handelsüblichen Typs sind eine niedrige Stromaufnahme, niedrige Kosten und eine einfache Adressierungslogik. Ein weiteres bit des Steuercodes 27a, das im Register 46 (Fig. 3) abgespeichert wird, wird für die Funktion der Sperrung des Schlosses während einer Codeänderung verwendet.
Auf einem Einzel- oder Gastschlüssel ist dieses bit mit einer logischen 1 belegt, und ermöglicht daher über das UND-Gatter 42 eine Ansteuerung der Kupplungstreiberschaltung 22, wenn der Code auf dem Schlüssel 15 auch im übrigen richtig ist. Sofern nur eine Codeänderung vorgenommen werden soll, enthält das Sperr-bit auf dem Schlüssel eine logische 0, die im Register 46 abgespeichert wird, das seinerseits über das UND-Gatter 42 den Kupplungstreiber 22 unwirksam macht und zur gleichen Zeit eine Codeänderung erlaubt.
Der Schlüsselcode 27b wird mit dem entsprechenden, im Speicher 21 gespeicherten Code in folgender Weise verglichen: Nach erfolgter Speicherung des Steuercodes 27a in den Steuerregistern 43-46 wird jede Spalte des Schlüsselcodes 27b zunächst in den Coderegistern 36-39 abgespeichert.
Das Synchronisierungsbit 61 wird dazu benutzt, um die bits einer Spalte des Schlüsselcodes 27b zunächst abzuspeichern und die Register 36-39 nach Abschluß des Vergleichs zyklus für die betreffende Codespalte wieder zurückzusetzen. Die Register 36-39 werden anfänglich durch den Reset-Impuls 59 über das ODER-Gatter 60 zurückgesetzt. Die eine logische 1 enthaltenden bits der Spalten des Schlüsselcodes 27b setzen die zugehörigen Register 36-39 unmittelbar über die Photoempfänger 32-35. Die Rückflanke des über den Synchronisationsempfänger 50 aufgenommenen Synchronisationsiinpulses 61 triggert das Flip-Flop 48 und ermöglicht im Adressenzähler 47 ein Auftasten des Taktsignals 68 über das UND-Gatter 61a.
Der Adressenzähler adressiert das im Speicher 21 gespeicherte bit, das dem in den Coderegistern 36-39 gespeicherten bit -entspricht. Die einander entsprechenden Code-bits auf dem Schlüssel 15 und im Speicher 21 werden durch das EXILUSIV-ODER-Gatter 40 verglichen. Wenn die beiden bits nicht gleich sind, wird über den Ausgang des EXKLUSIV-ODER-Gatters 40 das Vergleichs-Flip-Flop 41, das ursprünglich über den Reset-Impuls 59 gesetzt worden ist, zurückgesetzt. Jeder über das UND-Gatter 61a gelangende Takt-Impuls stellt den Adressenzähler weiter und verschiebt die bits in den Registern 36-39. Auf diese Weise werden der Schlüsselcode und der gespeicherte Code nacheinander bitweise miteinander verglichen. Die Zahl der Schiebe- und Adressenerhöhungsvorgänge für jedes Codefeld entspricht der Anzahl der bits1 die in einer Codespalte 26 enthalten sind. Der Schiebevorgang und die Adreßerhöhungen werden über das Flip-Flop 48 gesteuert, das über denjenigen Ausgang des Adressenzählers 47 zurückgesetzt wird, der der Zahl der bits in einem Schlüsselcode-Feld 26 entspricht.
Wenn das Flip-Flop 48 zurückgesetzt wird, steuert es den monostabilen Schaltkreis 62 an, der seinerseits einen Reset-Impuls erzeugt, der über das ODER-Gatter 60 die Code-Register 36-39 zurücksetzt. Damit sind die Coderegister 36-39 bereit, die Information aus einer weiteren Codespalte des Schlüssels 15 aufzunehmen. Die Anzahl der Code-Felder des Schlüssels 15, die über das Lesegerät 12 abgetastet werden, werden in dem Feldzähler 51 gezählt, der durch den über den Synchronisationsempfänger 50 empfangenen Synchronisationsimpuls 61 getriggert wird. Wenn die Anzahl der über den Schlüssel 15 eingelesenen Felder mit der Zahl der im Speicher 21 gespeicherten Felder übereinstimmt, setzt der Feldzähler 51 das Flip-Flop 52, das anfänglich über den Rücksetz-Impuls 59 zurückgesetzt worden war. Sobald das Flip-Flop 52 auf eine logische 1 gesetzt ist, ist die Steuerlogik bereit, die eigentlichen Schloßfunktionen auszuführen, nämlich das Schloß zu betätigen und den gespeicherten Code zu ändern, sofern ein neuer Code auf dem gleichen Schlüssel oder einem anderen Schlüssel vorhanden ist.
Wenn sich der Q-Ausgang des Flip-Flops 41 nach dem Vergleich aller bits einer Zutrittstufe im Speicher 21 und im Schlüsselcode 26 auf einer logischen 1 befindet, so bedeutet dies, daß der Code auf dem betreffenden Schlüssel ein gültiger Code ist. Am Ende eines gültigen Vergleichszyklus führen die Flip-Flops 41 und 52 an ihren Ausgängen beide eine logische 1. In diesem Falle ist das UND-Gatter 42 durchgesteuert, vorausgesetzt, daß die anderen Eingänge, die weiteren Hilfsfunktionen entsprechen, ebenfalls eine logische 1 führen. Der Ausgang des UND-Gatters 42 aktiviert in diesem Falle den Kupplungstreiber 22, der über den Leistungsschalter 24 mit Strom versorgt ist. Der Kupplungstreiber 22 aktiviert seinerseits den Kupplungsmechanismus 6, der sodann eine Betätigung des Schlosses durch Drehen des Knopfes 8 ermöglicht.
Die Gültigkeit des eingegebenen Codes, die einer logischen 1 an den Ausgängen der Flip-Flops 41 und 52 entspricht, ermöglicht auch die Durchführung der zweiten Hauptfunktion des Schlosses, nämlich eine Codeänderung, in folgender Weise: Das UND-Gatter 65, das über die Ausgänge der Flip-Flops 41 und 52 durchgesteuert wird, setzt das Schreib-Flip-Flop 43, das anfänglich über den Rücksetz-Impuls 59 zurückgesetzt worden ist. Wenn sich der Ausgang des Schreib-Flip-Flops 43 auf einer logischen 1 befindet, wird der Speicher 21 in seinen Lese-Zustand gesetzt, so daß über den Leser ein neuer Code eingeschrieben werden kann, bis der Timer 53 den Aktivierungszyklus beendet. Der neue Code kann sich auf einem separaten Schlüssel befinden oder auf dem gleichen Schlüssel, mit dem das Schloß betätigt worden ist, je nachdem, was für den Benutzer zweckmäßiger erscheint.
Wenn nac + er Feststellung der Gültigkeit des ersten Codes ein neuer Code über das Lesegerät 12 eingelesen wird, so wird der Vergleichs zyklus in der gleichen Weise wie beim ersten Code durchgeführt mit dem einen Unterschied, daß der Speicher 21 über das Schreib-Flip-Flop 43 in seinen Schreibzustand gesetzt ist. Jedes bit, das am Eingang des EXKLUSIV-ODER-Gatters 40 anliegt, ist gleichzeitig das Eingangsbit am Speicher 21 und wird in die zugehörige Speicherzelle des Speichers 21 eingeschrieben. Die Vergleichsfunktion wird auch während des Einlesevorgangs ausgeführt, bildet in diesem Falle jedoch eine Redundanz.
Wie oben bereits dargelegt, werden von der Steuerlogik zwei zusätzliche Hilfsfunktionen ausgeführt, die eine Betätigung des Schlosses nur unter beschränkten Voraussetzungen ermöglichen. Bei diesen Funktionen handelt es sich um die Einmal-Schlüssel-Betätigung und die elektronische Doppel-Schloß-Funktion.
Die Einmal-Schlüssel-Betätigung bedeutet, daß das Schloß nur während einer Code-Änderung betätigt werden kann, wenn also ein Schlüssel einen neuen Code enthält, der den im Speicher 21 enthaltenen Code ersetzt. Die Zutrittstufen, in denen diese Funktion ausgeführt werden kann, werden über den Decoder 69 entschlüsselt, dessen Eingänge mit den Ausgängen des Registers 43,44 und 45 verbunden sind. Der Ausgang des Decoders 69 wird zu einer logischen 1 für jede Zutrittstufe, die für den Betrieb der Einfach-Schlüssel-Betätigung vorgesehen ist.
Der Ausgang des Decoders 69 ist mit einem der zwei Eingänge des NAND-Gatters 57 verbunden. Der zweite Eingang des NAND-Gatters 57 ist mit dem Ausgang des Flip-Flops 63 verbunden, der sich nur dann auf einer logischen 0 befindet, wenn über das UND-Gatter 64 ein Schreib-Impuls gelangt.
Das UND-Gatter 64 ist nur dann durchgeschaltet, wenn das Schreib-Flip-Flop 43 gesetzt ist und ein Synchronisations-Impuls über den Synchronisations-Empfänger 50 aufgenommen wird. Damit ist während eines Schreibvorgangs bei einer Zutrittstufe, die dem Einfach-Schlüssel-Betrieb zugänglich ist, der betreffende Ausgang des Flip-Flops 63 auf logisch 0 und der Ausgang des Decoders 69 auf logisch 1, was am Ausgang des NAND-Gatters 57 zu einer logischen 1 führt, die eine Betätigung des Schlosses ermöglicht.
Sofern im Falle derselben Zutrittstufe kein Schreib-Vorgang stattfindet, befindet sich der Ausgang des Flip-Flops 63 auf einer logischen 1 und der Decoder 69 führt ebenfalls eine logische 1, so daß der Ausgang des NAND-Gatters zu einer logischen 0 wird. Dadurch wird das Gatter 42 gesperrt und eine Betätigung des Schlosses ist nicht möglich. Damit kann das Schloß nur einmal während des Einlesens eines neuen Codes über den Schlüssel betätigt werden, was aus diesem einen Einmal-Betätigungs-Schlüssel für bestimmte Zutrittstufen macht, die über den Decoder 69 ausgewählt werden.
Die Doppel-Schloß-Funktion wird im wesentlichen durch einen Decoder 89 ermöglicht, der bestimmte Zutrittstufen auswählt, die von einer Betätigung des Schlosses ausgeschlossen sind, wenn der manuell betätigbare Schalter 30a eingeschaltet ist. Die ausgewählten Zutrittstufen, für die das Schloß gesperrt werden soll, ergeben am Ausgang des Decoders 86 eine logische 1. Wenn ein Gast den Schalter 30a einschaltet, ergibt sich am Ausgang des Schalterkreises ebenfalls eine logische 1. Damit sind beide Eingänge des NAND-Gatters 56 auf einer logischen 1, so daß sich an dessen Ausgang eine logische 0 ergibt, die über das UND-Gatter 42 eine Betätigung des Schlosses sperrt. Die Funktion des beschränkten Zutrittes ist damit realisiert.
In Fig. 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Kupplungsmechanismus 6 (Fig. 1) dargestellt. Er enthält ein geeignetes Unterteil 89, das eine Magnetspule 92 sowie Lagerringe 100, 101 zur Aufnahme der Wellen 95 und 96 trägt.
Solange die Kupplungsspule 92 nicht über die Kabel 98 und 99 mit Strom durchflossen ist, hält die Feder 91 den Schaft 90 mit der verzahnten Kupplungsscheibe 93 im Abstand von der verzahnten Kupplungsscheibe 94. Solange die beiden Kupplungsscheiben 93,94 einen Abstand voneinander aufweisen, kann über die Welle 96 keine Drehbewegung auf die Welle 95 übertragen werden. Wenn dagegen die Spule 92 über die Kabel 98.99 mit Strom beaufschlagt wird, wird der magnetische oder magnetisierbare Schaft 92 unter Überwindung der Federkraft 91 in die Spule hineingezogen, so daß die beiden Kupplungsscheiben an ihren verzahnten Oberflächen in Eingriff kommen. In diesem Falle kann eine Drehbewegung von der Welle 96 auf die Welle 95 übertragen werden, so daß der in Fig. 1 gezeigte Riegelmechanismus 2 über den Drehknopf 8 betätigt werden kann. Bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung ist der an der Außenseite der Tür befindliche Knopf an der Welle 96 befestigt, die der Welle 7 in Fig. 1 entspricht, während die Welle 95, die der Welle 3 in Fig. 1 entspricht, mit dem Riegelmechanismus verbunden ist.

Claims

Patentansprüche 0 Elektronische Schließvorrichtung mit einem Schlüssel und einem einen über den Schlüssel ansteuerbaren Riegelbetätigungsmechanismus enthaltenden Codeschloß, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Schlüssel (15) als Datenträger zur Aufnahme eines ersten und eines zweiten codierten Datensatzes (27b, 27c) ausgebildet ist, daß das Codeschloß einen Codeleser (13) für die auf dem Schlüssel (15) codierten Datensätze und einen Speicher (21) zur Aufnahme von Speicherdaten aufweist, und daß außerdem auf eine. Übereinstimmung des ersten Datensatzes (27b) mit den Speicherdaten ansprechende und den Riegelbetätigungsmechanismus (22,6) ansteuernde Schaltungsmittel (41,42) und auf den zweiten Datensatz (27c) ansprechende und die Speicherdaten mit den Daten des zweiten Datensatzes überschreibende Schaltungsmittel (21,43,52,65) vorgesehen sind.
2. Elektronische Schließvorrichtung mit einem Schlüssel und einem einen über den Schlüssel ansteuerbaren Riegelmechanismus enthaltenden Codeschloß, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Schlüssel (15) als Datenträger zur Aufnahme von codierten Daten (26) ausgebildet ist, daß das Codeschloß einen Codeleser (13) und einen Speicher (21) zur Aufnahme von codierten Speicherdaten aufweist, daß der Codeleser (13) eine Reihe von Abtastorganen (32,33,34,35,50) zur Abtastung der codierten Daten (26) auf dem Schlüssel und zur Erzeugung entsprechender, parallel codierter Signale ausgebildet ist, daß der Speicher (21) eine Mehrzahl adressierter Speicherplätze aufweist, daß auf erste codierte Signale (61) ansprechende Schaltungsmittel (47,48) zur Adressierung der Speicherplätze (21) vorgesehen sind, daß auf zweite codierte Signale (15a) ansprechende Schaltungsmittel (40) vorgesehen sind, die diese mit den auf entsprechenden Speicherplätzen befindlichen Speicherdaten vergleichen, und daß auf eine Übereinstimmung zwischen den zweiten codierten Signalen und den Speicherdaten ansprechende Schaltungsmittel (41,42) zur Ansteuerung des Riegelbetätigungsmechanismus (22, 6) vorgesehen sind.
3. Schließvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Riegelbetätigungsmechanismus eine in Schließstellung der Schließvorrichtung entkuppelte elektromechanische Kupplung (6) zum mechanischen Kuppeln eines Riegelmechanismus (2,3) mit einer manuell drehbaren oder verschiebbaren Betätigungswelle (7) enthält, und daß die Stromzufuhr zur Kupplung über die auf die Übereinstimmung zwischen dem codierten Datensatz auf dem Schlüssel und den Speicherdaten ansprechenden Schaltungsmittel (41,42) auslösbar ist.
4. Schließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen den Schlüssel (15) aufnehmenden Schlitz (14) und auf das vollständige Einführen des Schlüssels in den Schlitz ansprechende Schaltungsmittel (29) zur Auslösung des Codelesers (13), so daß der codierte Datensatz (26) beim Herausziehen des Schlüssels (15) aus dem Schlitz (14) über den Codeleser (13) einlesbar ist.
5. Schließvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e ich ne t , daß der Schlüssel (15) einen zusätzlichen Satz codierter Steuerdaten (27a) enthält, daß der Speicher eine Mehrzahl von Speicherplätzen (43-,44,45,46 und 21) zur Aufnahme der Steuerdaten (27a) und der zu verschiedenen Steuerdaten gehörenden Speicherdaten enthält, und daß auf den zweiten Datensatz (27c) ansprechende Schaltungsmittel (21,43,52,65;42) vorgesehen sind, die auf Steuerdaten in nur einem der Steuerdatenspeicherplätze (46) ansprechende, eine Überschreibung der gespeicherten Daten mit den Daten des zweiten Datensatzes auslösende Schaltungsmittel (43,42) enthält.
6. Schließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Datensatz (26) auf dem Schlüssel (15) mit optischen, magnetischen oder elektrischen Mitteln codiert und lesbar ist.
7. Schließvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die auf den zweiten Datensatz (27c) ansprechenden Schaltungsmittel (21,43,52,65) durch die auf die Übereinstimmung zwischen dem ersten Datensatz (27b) und die Speicherdaten ansprechenden Schaltungsmittel (41) auslösbar sind.
8. Schließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Timer-Schaltung (28;53) vorgesehen ist, die durch vollständiges Einschieben des Schlüssels (15) in den Schlitz (14) auslösbar ist, und daß der Riegelbetätigungsmechanismus (22,6) nur über eine bestimmte Zeitdauer nach der Auslösung der Timer-Schaltung betätigbar ist.
9. Schließvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß Schaltungsmittel zur Änderung der Speicherdaten auf nur einem Speicherplatz vorgesehen sind.
10. Schließvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Verwendung der Schließvorrichtung in einer Tür (5) auf der einen Seite der Tür (5) ein mit der Riegelbetätigungswelle (7) verbundener Drehknopf (8) vorgesehen ist, und daß ein weiterer auf der anderen Seite der Tür (5) befindlicher Drehknopf (4) unmittelbar mit dem Riegelmechanismus (2,3) verbunden ist.
11. Schließvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf dritte, nach dem Vergleich der zweiten codierten Signale mit den Speicherdaten eingelesene codierte Signale (27c) ansprechende Schaltungsmittel (21,41,52,63) vorgesehen sind, die die Speicherdaten mit den den dritten codierten Signalen entsprechenden Daten überschreiben.