DE3423714C1 - Mit magnetischen Mitteln arbeitendes Schloß mit zugehöriger passend codierter Schlüsselkarte - Google Patents

Description

• Bei der erstgenannten Schrift wird zum Lesen der Codierung Infrarot-Strahlung verwendet. Entsprechend ist die mittlere Schicht undurchlässig für lnfrarot-Strahlung und kann beispielsweise von einer durchlöcherten Metallfolie gebildet sein. Auf beiden Seiten des Einführungsschlitzes befinden sich jeweils einer jeden Lochreihe zugeordneten Infrarot-Sender und Infrarot-Empfänger. Die Infrarot-Empfänger registrieren die in dermitt-
• leren Schicht reihenweise vorgesehenen Löcher jeweils beim Durchgang eines Lochs zwischen Sender und Empfänger während des Einschiebens der Schlüsselkarte in das Schloß.
• Bei der DE-OS 24 61 908 erfolgt die Abtastung der Codierung nach abgeschlossenem Einschieben der Schlüsselkarte durch ein vorbestimmtes Muster von Fühlern, die in Größe und Lage dem Muster der Metallpunkte und der Löcher in der Karte entsprechen. Als Fühler dienen kleine, zylindrische, napfförmige Blöcke aus eisenhaltigem Material, beispielsweise aus Eisenverbindungen bestehende Topfkerne, die jeweils Wicklungen aufweisen, welche als Primär- bzw. Sekundär-Wicklungen eines Eisenkerntransformators wirken und je nach Vorliegen oder Fehlen eines Metallpunktes unterschiedlich starke Ausgangssignale erzeugen. Die Abtastung erfolgt somit induktiv und statisch.
• Die Abtastung der Codierung dieses bekannten Schloß/Schlüssel-Systems erfordert einen außerordentlich hohen Schaltungsaufwand, da bei diesem statisch arbeitenden Schloß/Schlüssel-System jedem Loch bzw.
• jeder magnetisch lesbaren Informationsstelle der Schlüsselkarte ein eigener Eisenkerntransformator mit einer zugehörigen elektrischen Fühlerschaltung zugeordnet sein muß. Dieser Aufwand erhöht sich in dem Maße, wie Informationsstellen der Anzahl nach in der Schlüsselkarte vorgesehen sind.
• Ein Schloß/Schlüssel-System der eingangs genannten Art ist in der US-PS 38 96 292 angesprochen. Das Schloß/Schlüssel-System dieser bekannten Bauart arbeitet jedoch ebenfalls statisch, d. h. es kann die Auslöseschaltung erst abgefragt und das Schloß bei passend festgestellter Schlüsselkarte erst freigegeben werden, wenn die Schlüsselkarte ihre eingesteckte Lage eingenommen hat und hierdurch ein Schalter geschlossen wurde.
• Bei diesem bekannten Schloß/Schlüssel-System sind die in Kunststoff eingebetteten und in Einsteckrichtung der Schlüsselkarte verlaufenden Einlagen aus magnetisierbarem Metall angeordnet. Dabei ist in einer Reihe, die von einem von zwei vorhandenen, auf den Halleffekt ansprechenden magnetempfindlichen Halbleiter erfaßt wird, keine metallische Einlage vorgesehen. Diese Reihe verkörpert den einen von zwei logischen Zuständen für das in der Auslöseschaltung ausgewertete Kriterium, ob die in das Schloß eingesteckte Schlüsselkarte eine für das Schloß passende oder eine nachgemachte, beispielsweise ganz aus magnetisierbarem Metall bestehende Schlüsselkarte ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schloß/Schlüssel-System nach Art eines Kennschlüsselsystems der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die Vorteile einer hohen Festigkeit, einer außen abgedeckten, auch bei häufigem Gebrauch nicht verlorengehenden und nicht duplizierbaren oder veränderbaren Codierung bei einfacher Herstellbarkeit mittels Blechbearbeitungsmaschinen mit dem Vorteil eines seriellen Lesens der Codierung verbindet.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Codierung durch Ausstanzen von Löchern in eine aus magnetisierbarem Metall bestehende Platte erzeugt wird, daß das Lochmuster derart ausgelegt ist, daß während des Einschiebens der Schlüsselkarte zum Ermöglichen eines seriellen Lesens der Codierung Taktimpulse ableitbar sind und daß der magnetempfindliche Halbleiter als Feldplatte ausgebildet ist und jeder Lochreihe ein Lesekopf zugeordnet ist.
• Die schlüsselseitige Codierung wird hierbei von der Anordnung der reihenweise verlaufenden Löcher in der Schlüsselkarte selbst bestimmt. Diese Löcher sind in jeder Reihe innerhalb einer vorzugsweise insgesamt aus magnetisierbarem Metall bestehenden Platte nach einem Kennschlüsselsystem bestimmten Abständen und bestimmter Anzahl zueinander angeordnet. Im Vergleich zu den Einlagen aus magnetisierbarem Metall nach der US-PS 38 96 292 bietet eine an sich bekannte Loch-Matrix einer aus magnetisierbarem Metall bestehenden Platte eine große Zahl unterschiedlicher Kombinationen und damit einen hohen Verschlüsselungsgrad.
• Beim magnetischen Auslegen des Lochmusters bildet das Metall zwischen jeweils zwei Löchern einen niedrigen magnetischen Widerstand, wohingegen beim Einstecken der Schlüsselkarte in das Schloß der Übergang zwischen Metallfläche und einem Loch einer Veränderung des magnetischen Feldlinienverlaufs und damit eine sprunghafte Änderung der magnetischen Induktion herbeiführt, was durch Meßwertumformung in der vom Magnetfeld des Permanentmagneten durchsetzen Feldplatte als elektrische Zählsignale ausgewertet werden kann.
• Ein intensiver Feldliniendurchfluß durch die Feldplatte ergibt sich dann, wenn diese in dem dem N-Pol entsprechenden Polschuh des Permanentmagneten unter Zwischenschaltung eines Trägers angeordnet, beispielsweise aufgeklebt, ist.
• Derartige Feldplatten unterliegen dem Longitunalen Halleffekt bzw. Gaußeffekt. Die in solchen Halbleitern durchlaufenden Ladungsträger werden durch die Einwirkung des transversalen Magnetfeldes seitlich abgelenkt, wobei sich der Weg der Ladungsträger mit zunehmendem Magnetfeld verlängert und der elektrische Widerstand in der Feldplatte dadurch vergrößert. Hierdurch gewonnene elektrische Zählsignale werden dann der Auswertschaltung zugeführt.
• Um die Schlüsselkarte seitenrichtig in das Schloß einzuführen, besitzt diese einen unsymmetrischen Längsquerschnitt. Zu diesem Zweck weist eine der die Löcher aufweisenden Platte abdeckenden äußeren Platten einen entsprechend der Dicke der mittleren Platte abgebördelten Rand auf, der mit dem Rand der jeweils anderen Platte fest verbunden ist. Hierbei ist der abgebördelte Rand z-förmig ausgebildet und mit ebenflächig ausgebildeten Rand der anderen abdeckenden Platte, zwischen sich die Metallplatte aufnehmend, fest verbunden.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine der Lochreihen vollständig mit in äquidistanten Abständen angeordneten Löchern belegt, die eine zusätzliche Taktspur bilden. Unabhängig von der Geschwindigkeit und der Gleichförmigkeit, mit der ein Benutzer die Schlüsselkarte in die Einstecköffnung des Schlosses einführt, wird zu jedem durch die Taktspur festgelegten Zeitpunkt die zugehörige Spalte der Reihe auf Informationsstellen während des Einschiebens der Schlüsselkarte abgetastet und die schlüsselseitige Codierung in der schloßseitigen Auswerte- oder Identifizierungsschaltung mit der dort abgespeicherten festen Sollwert-Codierung verglichen. Bei Übereinstimmung der Codierungen in der Schlüsselkarte und in der Auswerteschaltung läßt sich die Einrichtung, zu der Zugang geschaffen werden soll, öffnen oder in Gang setzen.
• Ein in der Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel des mit einer Schlüsselkarte zu betätigenden Schlosses nach der Erfindung ist in den Zeichnungen wiedergegeben. Es zeigt B i 1 d 1 einen Querschnitt durch die Schlüsselkarte entlang der Linie I-I in Bild 3; B i 1 d 2 die schloßseitige Einführöffnung für die Schlüsselkarte; B i l d 3 eine Draufsicht auf die Schlüsselkarte; B i 1 d 4 einen Querschnitt durch die in das Schloß eingeführte Schlüsselkarte mit einem einer Lochreihe zugeordneten Lesekopf beim Durchtritt des magnetischen Feldes durch die Metallplatte der Schlüsselkarte zwischenjeweils zwei Löchern; B i 1 d 5 einen dem B i 1 d 4 entsprechenden Querschnitt beim Durchtritt des magnetischen Feldes durch eines der Löcher in der Schlüsselkarte.
• Wie die B i 1 d e r 1 und 3 zeigen, besteht die Schlüsselkarte im wesentlichen aus einer Metallplatte 3 mit mehreren in Einführrichtung der Schlüsselkarte verlaufenden Reihen von nach einem Schlüsselsystem zueinander geordneten Löcher 4. Durch die Anzahl der Löcher und die Abstände zwischen den Löchern jeder Lochreihe wird die Kodierung der Schlüsselkarte in Bezug auf die vorgegebene schloßseitige Kodierung festgelegt.
• Auf beiden Seiten wird die Metallplatte 3 von Platten 1 und 2 aus nicht magnetisierbarem Material abgedeckt, wodurch das Lochmuster nach außen hin unsichtbar wird. Die eine abdeckende Platte 1 weist einen entsprechend der Dicke der Metallplatte 3 abgebördelten, zförmig ausgebildeten Rand auf, der mit dem ebenflächigen Rand der Platte 2 einen Rahmen 5 bildet und nach Einlegen der Metallplatte 3 mit dem Rand der Platte 2 fest verbunden wird. Hierdurch ergibt sich im Längsquerschnitt ein unsymmetrisches Profil der Schlüsselkarte, welches mit dem Profil der schloßseitigen Einführöffnung 8 übereinstimmt. Zur seitenrichtigen Einführung in das Schloß ist die Schlüsselkarte an einer Stirnseite mit einem Mundstück 7 versehen, wobei die Einführrichtung der Schlüsselkarte in das Schloß durch einen zum Mundstück 7 weisenden Pfeil markiert ist.
• Jeder Lochreihe ist ein Lesekopf zugeordnet, der aus einem Permanentmagneten 9 und einem Meßwertumformer 6 besteht. Der Permanentmagnet 9 ist so ausgerichtet, daß sein aus dem einen Polschuh austretendes Magnetfeld einen Teilbereich des Schlitzes hinter der schloßseitigen Einführöffnung 8 durchdringt, bevor es am anderen Polschuh wieder eintritt Als Meßwertumformer 6 wird eine auf den einen Polschuh aufgebrachte sogenannte Feldplatte verwendet, die einen magnetisch steuerbaren Widerstand darstellt, dessen Beeinflußbarkeit auf dem longitudinalen Halleffekt bzw. Gaußeffekt beruht. Die den Halbleiter durchlaufenden Ladungsträger werden durch die Einwirkung des transversalen Magnetfeldes seitlich abgelenkt, wobei sich der Weg der Ladungsträger mit zunehmendem Magnetfeld verlängert. Beim Einführen der Schlüsselkarte in die schloßseitige Öffnung 8 gelangt abwechselnd ein Loch, also Luft, und das zwischen zwei Löchern gelegene Metall der Metallplatte 3 in den Streufluß des Permanentmagneten. Sobald und solange Metall an der Feldplatte vorbeigeführt wird, wird ein Signal durch Umlenkung des Vormagnetisierungsfeldes mit Hilfe des passierenden Metallbereiches zwischen zwei Löchern erzeugt, wie dies B i 1 d 4 symbolisch andeutet.
• Hierbei wird der austretende Streufluß verstärkt und der Feldplattenwiderstand nimmt zu. Soblad jedoch die Feldplatte von einem Loch 4 der Metallplatte 3 überfahren wird, wird der austretende Streufluß reduziert und weicht, wie in B i 1 d 5 angedeutet ist, auf die an das Loch angrenzenden Metallbereiche aus mit der Folge, daß der Feldplattenwiderstand abnimmt Jeder Wechsel zwischen Luft und Metall hat eine sprunghafte Änderung des magnetischen Flusses durch die als Meßwertumformer 6 wirksame Feldplatte zur Folge, wodurch ein Stromstoß erzeugt wird, der als Zählimpuls über Leitungen R einer in der Zeichung nicht dargestellten Auswerte-Schaltung zugeführt wird.
• Die Logik der Auswerte-Schaltung ist so gewählt, daß unabhängig von der Geschwindigkeit und von der Gleichförmigkeit, mit der die Schlüsselkarte in das Schloß eingeführt wird, immer eine Korrelation auch zwischen den einzelnen Lochreihen geschaffen wird.
• Angenommen, es handelt sich bei der Schlüsselkarte mit dem Lochmuster nach B i 1 d 3 um eine zum zugehörigen Schloß passende Schlüsselkarte, so stimmt die Kodierung mit der schloßseitigen, fest vorgegebenen Kodierung überein, wenn beim Einschieben der Schlüsselkarte in das Schloß zuletzt alle vier Meßwertumformer Löcher der in B i 1 d 3 auf der Schnittlinie l-l liegenden Zeile anzeigen. Beim Einschieben der Schlüsselkarte bilden die Stellen, an denen keine Löcher vorgesehen sind, Informationslücken, die sich durch Ausfall eines Zählimpulses bemerkbar machen. Die linke Loch reihe in der Draufsicht der Schlüsselkarte nach B i 1 d 3 ist vollständig mit Löchern besetzt. Diese Löcher erzeugen Taktsignale, zu denen je nach Stellung der Schlüsselkarte im Schloß einer, zwei oder drei Zählimpulse in den übrigen drei Reihen erzeugt werden.
• Takt- und Zählimpulse können in der Auswerte-Schaltung zwischengespeichert werden, bis die Schlüsselkarte vollständig in die schloßseitige Öffnung 8 eingeführt worden ist. Der dann vorgenommene Vergleich mit der schloßseitigen Kodierung führt dann zu einer Betätigung des Schlosses, beispielsweise zu einem Öffnen oder Ingangsetzen der Einrichtung, wenn Übereinstimmung der Kodierungen festgestellt worden ist.
• Die Erfindung ist nicht auf das erläuterte Ausführungsbeispiel beschränkt So sind Ausführungen denkbar, bei denen nicht ein stabförmiger, sondern ein ringförmiger Permanentmagnet vorgesehen ist, der einen der Breite des Einführungsschlitzes entsprechenden Luftspalt besitzt. Das magnetische Feld konzentriert sich hierbei auf den Querschnitt des Luftspalts. Anstelle von Löchern kann die Metallplatte mit schmalen, quer zur Einführrichtung verlaufenden Schlitzen versehen sein, wodurch ein sehr exaktes Ansprechverhalten der Meßwertumformer erzielt werden kann, da geradlinige Kanten zwischen Metall und Luft vorhanden sind, an denen sich beim Bewegen der Schlüsselkarte der magnetische Kraftfluß abrupt verändert.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Mit magnetischen Mitteln arbeitendes Schloß mit zugehöriger, passend codierter Schlüsselkarte, bei der die in deren Einsteckrichtung reihenweise verlaufende Codierung teilweise von magnetisierbarem Metall gebildet ist, das beidseitig von außen unsichtbar eingebettet ist, wobei jeder Informationsstellen enthaltenden Reihe schloßseitig ein Lesekopf zugeordnet ist, der an der Einsteckebene für die Schlüsselkarte angrenzend aus einem senkrecht hierzu ausgerichteten Permanentmagneten und einem mit diesem flußrichtungsbezogen in Serie angeordneten magnetempfindlichen Halbleiter besteht, dessen in elektrische Spannungen umgeformte Ausgangssignale mit einer schloßseitig abgespeicherten, fest vorgegebenen Sollwert-Codierung vergleichbar sind und bei Übereinstimung mit der schlüsselseitigen Codierung zur Entriegelung oder Freigabe des Schlosses dienen, dadurch gekennzeichn e t, däß die Codierung durch Ausstanzen von Löchern (4) in eine aus magnetisierbaren Metall bestehende Platte (3) erzeugt wird, daß das Lochmuster derart ausgelegt ist, daß während des Einschiebens der Schlüsselkarte zum Ermöglichen eines seriellen Lesens der Codierung Taktimpulse ableitbar sind und daß der magnetempfindliche Halbleiter als Feldplatte (6) ausgebildet ist und jeder Lochreihe ein Lesekopf zugeordnet ist 2. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Löcher (4) aufweisende Platte (3) insgesamt aus magnetisierbarem Metall besteht.

   3. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Löcher (4) aufweisende Platte (3) außen abdeckenden Platten 2) aus nicht magnetisierbarem Material bestehen und eine dieser Platten (1 bzw. 2) einen entsprechend der Dikke der die Löcher (4) aufweisenden Platte (3) abgebördelten Rand aufweist, der mit dem Rand der jeweils anderen Platte (2 bzw. 1) fest verbunden ist.

   4. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der abgebördelte Rand z-förmig ausgebildet ist und mit dem ebenflächigen Rand der anderen abdeckenden Platte einen Rahmen (5) bildet, in die die Löcher (4) aufweisende Platte (3) einlegbar ist.

   5. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldplatte (6) an dem dem N-Pol entsprechenden Polschuh des Permanentmagneten (9) unter Zwischenschaltung eines Trägers angeordnet, beispielsweise aufgeklebt, ist.

   6. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lochreihen vollständig mit in äquidistanten Abständen angeordneten Löchern als zusätzliche Taktspur belegt ist Die Erfindung bezieht sich auf ein Schloß/Schlüssel-System nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

   Derartige Kennschlüsselsysteme dienen dazu, die Benutzung besonderer technischer Einrichtungen zu verhindern oder einem bestimmten Personenkreis unter Benutzung des Kennschlüssels als Ausweismittel freizugeben. Anwendungsgebiete sind daher Warenabgabe- Einrichtungen, Flüssigkeitsabgabe-Einrichtungen, Öffnungseinrichtungen für Türen und Schranken oder auch die Inbetriebnahm von Maschinen und Fahrzeugen.

   Für derartige Einrichtungen sind unterschiedlichste Kennschlüsselsysteme bekannt.

   Neben den herkömmlichen Schlüsselsystemen, bei denen Kennschlüssel aus Metall Verwendung finden, die aufgrund ihrer Formgebung eine mechanische oder elektromechanische Entriegelung herbeiführen, sind Kennschlüsselsysteme bekannt, bei denen rechteckige Einsteckkarten aus Kunststoff oder aus in Kunststoff eingebetteten Metallfolien bestehen, die induktiv, kapazitiv, optisch durch Licht- oder Infrarotlichtschranken abgetastet werden. Ein typisches Beispiel hierfür sind Ausweiskarten nach der DE-AS 29 20 012, bei denen die Vorder- und Rückseite mit Folie abgedeckt ist.

   Aus der DE-OS 23 09 658 und der DE-OS 33 15 204 sind magnetische Datenträger in Form einer Scheckkarte mit aufkaschiertem oder eingebetteten Magnetstreifen und aufmodeliertem Magnetcode bekannt, die von einem Magnetkopf gelesen bzw. aufgezeichnet werden.

   Die Magnetstreifen solcher Magnetkarten sind verhältnismäßig dünn, was im Laufe der Zeit den allmählichen Verlust der aufgezeichneten Information zur Folge hat.

   Dabei ist es aus der DE-AS 19 31 536 bekannt, auf eine Trägerplatte von Identifizierungskarten mit Flächenmustern aufgesprühtes ferromagnetisches Material mit einem undurchsichtigen und elektrisch nicht erfaßbaren Material oder durch Vermischen oder Überdekken unsichtbar zu machen.

   Bei einem mit einem Schlüssel zu betätigenden Schloß ist es aus der DE-AS 2933453 bekannt, einen Schlüsselkörper rechteckigen Querschnitts aus unmagnetischem Material mit oberen und unteren Codierstücken aus weichmagnetischem Material zu versehen und zur Betätigung des Schlosses den Schlüsselkörper in einen Lesekopf einzuführen, der von zwei Magneten, von ringförmigen Flußleitstücken und einem in einem Luftspalt der Flußleitstücke angeordneten Hallgenerator besteht. Beim Einführen des Schlüsselkörpers wird durch die von den Flußleitstücken und den Magneten begrenzte zentrale Öffnung des Joches ein in bezug auf den Hallgenerator unsymmetrischer magnetischer Nebenschluß hergestellt, wobei die Lage des jeweiligen Nebenschluses in bezug auf den Hallgenerator die Richtung des magnetischen Flusses durch diesen steuert und die jeweilige Codeziffer der zugehörigen Informationsstelle definiert. Der Hallgenerator wird hierbei einmal in der einen Richtung, das andere Mal in der entgegengesetzten Richtung vom Magnetfluß durchsetzt.

   Die Herstellung dieses bekannten Schloß/Schlüssel-Systems ist mit erheblichem Aufwand sowohl bei der Formgebung des Schlüsselkörpers als auch in der Auswerteschaltung verbunden.

   Kartenförmige Schlüssel, die aus drei Schichten bestehen, deren mittlere Schicht der Codierung dienende Löcher aufweist und die nach außen durch Schichten abgedeckt ist, welche die Codierung nicht erkennbar werden lassen, sind aus der GB-OS 21 27479 und der DE-OS 24 61 908 bekannt.