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EINRICHTUNG FUER EINE SCHLUESSELVERWLTUNG.
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Die Erfindung liegt im Gebiet der Sicherheitstechnik und betrifft
eine Einrichtung zur automatischen kontrollierten Ein- und Ausgabe von Schlüsseln.
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Eine Kontrolle und damit die möglichst sichere Lokalisierung von Schlüsseln,
hauptsächlich von Schlüsseln zu Räumen, die von einer Mehrzahl von Personen betreten
werden sollen und von denen aus Sicherheitsgründen aber nur wenige Schlüsselexemplare
vorhanden sein sollen, ist bis heute ein Problem geblieben, das einerseits die Involvierung
des Menschen voraussetzte und andrerseits mit menschlicher Unzulänglichkeit behaftet
war. Schlüssel-Ein- und ausgaben in Form von Selbstbedienung mit Selbstregistrierung
haben den Vorteil der ständigen Bereitschaftshaltung eines gewünschten Schlüssels.
Nachteilig ist die Unsicherheit, ob die Vorschriften der gegebenen Schliessordnung
auch eingehalten werden. Diese Unsicherheit wird gemindert durch Schlüsselausgaben
einer damit betrauten Person, welche Abgabe, Destination, Gebrauch und Rückgabe
zu überwachen hat. Nachteilig ist hier die entweder aufwendige und teure permanente
Präsenzerfordernis
oder die Einschränkung der Präsenz auf bestimmte Rusgabe-und Zurücknahmezeiten.
Dabei darf bei der Schlüsselkontrolle durch eine betraute Person folgendes nicht
ausser Acht gelassen werden: wenn auch die Wahrscheinlichkeit, dass beide Personen
(Kontrolleur und Benützer) denselben Fehler machen nun kleiner ist, so wird die
absolute Fehlerquote doch gleich gross bleiben, da nun zwei Personen verschiedene
Fehler machen (können).
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Wünschenswert wäre ein rund-um-die-Uhr benützbares, automatisches
Ausgabe- und Rücknahme-, Registrier- und Meldesystem, mit welchem eine beliebige
Anzahl Schlüssel verwaltet werden können.
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Es ist Rufgabe der Erfindung die schlüsselnahe Grundlage für ein solches
System zu schaffen. Ferner ist es Rufgabe der Erfindung eine modular zu verwendende
Vorrichtung zu schaffen, welche Bestandteil eines solchen Systems ist und mit der
in Baukastenart ein solches System realisiert werden kann.
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Die Rufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung
gelöst.
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Mit Hilfe der nachfolgend aufgeführten Figuren wird nun ein spezielles
Pusführungsbeispiel der Erfindung eingehend diskutiert.
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Figur 1 zeigt die Frontansicht einer modular aufgebauten Schlüsselbank,
welche als schlüsselnaher Systemteil zu bezeichnen ist;
Figur 2
zeigt die Schlüsselbank von Fig.l vor dem im Bilde links angeordneten ersten Schlüsselmodul
seitlich geschnitten; Figur 3 zeigt ein Schlüsselmodul in Frontansicht; Figur 4
zeigt das Schlüsselmodul von Fig.3 entlang der Linie A-R geschnitten; Figur 5 zeigt
Details für die Realisierung einer Schlüsselkontrolle über einen Schaltstift.
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Figur 6 und die Figuren 6B,6C zeigen Rusführungsbeispiele für die
selbsttätige Rotorrückstellung, 6B/C ist die bevorzugte Rusführungsform; Figur 7
zeigt im Sinne einer Funktionsübersicht eines Moduls eine Zustandstabelle im Zusammenhang
mit einem Schlüssel; Die erfinderische Idee geht von folgender Ueberlegung aus.
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Schliesszylinder für Flachschlüssel, Zackenbartschlüssel aber auch
für klassische Bartschlüssel der heute bald ausgestorbenen Art, haben in der Regel
nur eine einzige Einsteck-bzw. Abzugstellungs in allen anderen Drehlagen im Schloss
oder im Schliesszylinder ist der Schlüssel mechanisch gefangen. Ein zu einer bestimmten
Türe passender zweiter Schließzylinder mit dieser Eigenschaft könnte nun, anstatt
ihn wie bisher üblich, im Zusammenhang mit Schlössern zu deren Oeffnungs- und Schliessfreigabe
einzusetzen, für die Rufgabe der Schlüsselblockier- bzw. Schlüsselfreigabefunktion
zweckentfremdet werden. In einer prt Rufbewahrungsstellung ist der Schlüssel dann
absichtlich in seinem ihm zugehörigen Schliesszylinder abzugsblockiert gefangen.
Die Freigabe ist
dann sinnvollerweise an bestimmte Bedingungen gebunden,
wie sie bspw. einer bemannten Schlüsselausgabe entsprechen: Rusweisen, Eintragen,
Schlüssel(freigabe)entnahme, Rückgabe, ggf. innerhalb einer befristeten Zeitspanne
und schliesslich die Rückgabequittierung.
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Eine modular aufgebaute Schlüsselbank bzw. Schlüsseldepot 1 ist in
Figur 1 zu sehen. Zwei Gruppen mit je vier Schlüsselmodulen M1-M4 und M5-M8 sind
in einem Modul rahmen 2 zusammengefasst. Der Modulrahmen (oder Rack) ist in einem
hier nicht dargestellten Gestell, Kasten etc. festmontiert; die Schlüsselmodule
sind im Modulrahmen so befestigt, dass wohl der Einbau zusätzlicher Module Mn, sowie
deren Wartung oder Anstausch leicht durchführbar ist. Die Schlüsselmodule mit je
einem Schliesszylinder 8, deren Zylinderrotoren 4 in Abzugstellung stehen, weisen
hier eine optische Anzeige für eine übersichtliche Kontrolle und Funktionshinweise
auf. Je nach Grösse der Anlage können eine Mehrzahl einzelner Schlüsselbänke mit
Modulgruppen zusammengefasst werden, sodass ohne optische Hilfe unter Vielzahl steckender
Schlüssel, nicht ohne weiteres mit einem Blick ein einzelner zu bedienender Zylinder
ausgemacht werden kann.
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Ferner sind auf der Frontplatte alphanumerische Anzeigen 7 angeordnet,
auf welchen ferngesteuert Informationen im Zusammenhang mit der Schlüsselordnung
ausgegeben werden können. In diesem Beispiel ist für eine Schlüsselgruppe mit vier
Schlüsselmodulen eine solche Anzeige vorgesehen, auf welcher nach der Legitimation
der Name des Schlüsselbefugten mit einer Schlüsselkennziffer solange eingeblendet
bleibt, bis der Schlüssel wieder ordnungsgemäss zurückgesteckt wird.
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Zurückstecken heisst ordnungsgemäss Positionieren, also in Blockierstellung
bringen. Durch Fernkontrolle blockiert und
wieder freigegeben werden,
kann der Schlüssel über eine Ruslösevorrichtung 6, die jedem Schlüsselmodul zugeordnet
ist.
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Figur 2 zeigt nun im seitlichen Schnitt die Schlüsselbank 1, in deren
Modul rahmen 2 die Schlüsselmodule fixiert sind. Die einzelnen Schlüsselmodule können
auf einer gemeinsamen Halteschiene 12 befestigt sein. Die Figur zeigt ein Modul
M1, dessen Schliesszylinder 8 und die optische Anzeige 5, ein LED, in eine Frontplatte
16 eingepasst sind. Die ebenfalls in die Frontplatte eingepasste Anzeige 7, ist
mit dem Schlüßelmodul über die zentrale Kontrolle verbunden. Jedes der Schlüsselmodule
Ml-Mn hat einen eigenen Multipol Modulstecker 11, der über Zuleitungen 13 mit dem
ihm auf einer Steckerleiste 18 mit Gruppensteckern 18M zugehörigen Gruppenstecker
l8Ml verbunden ist. Die elektrische Verbindung 14 der alphanumerischen Anzeige 7
ist ebenfalls auf einen LCD-Gruppenstecker geführt, der seinerseits mit der Steckerleiste
18 verbunden ist.
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Nähere Details über den Aufbau eines Schlüsselmoduls zeigt Figur 3.
Es ist die Frontansicht einer der möglichen RusÇührungsformen. Ruf einem Modul träger
28 ist ein Schliesszylinder 8 mit Stator 3 und Rotor 4 am Zylindersteg 46 (Fig.
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4) mit einer Befestigungsschraube 47 befestigt. Der Modulträger 6
trägt weiterhin eine Printplatte 21 und eine mit Hilfe eines Befetigungsrings 32
fixierte elektromagnetische Ruslösevorrichtung 6, die über eine Sperrklinke 25 mit
einer auf dem Zylinderrotor 4 angebrachten und mit diesem bewegbaren Sperrkulisse
23 in Wirkverbindung bringbar ist. Ebenso mit der Sperrkulisse 23 in Wirkverbindung,
stehen drei Mikroschalter 28 (zweifach) und 29 (einfach) nämlich die beiden Schalter
25 für Sperrstellung S 1, der eine Schalter für die Funktionskontrolle, der andere
für Interlock, sowie
der Schalter 29 für Offenstellung S 2, für
aie Freigabe für den Schlüsselabzug. Die .ikroschalter sind ihrerseits auf der Printplatte
21 angeordnet, die hauptsächlich die für die elektrischen Verbindungen, ggf. Elektronik,
nötigen Leiterbahnen trägt. Ein weiterer Mikroschalter 38 tastet über eine Einrichtung
mit einer Schaltstiftführung 38 und einem darin laufenden und mit dem Schlüßel in
Verbindung stehenden Schaltstift 39 (siehe auch Fig.5) den Einsteck-oder Abzugszustand
S 3 des Schlüssels ab. Ruf demselben Modul träger 28 ist eine optische Anzeige 5,
vorzugsweise eine LED, angeordnet, die bspw. anzeigt, welches Modul für die Schlüsselentnahme
freigeschaltet worden ist. In diesem Falle, wenn bspw. die Schlüsselbank ohne LCD-Rnzeige
verwendet wird. Das Modul träger 28 ist als solches über die Befestigungsschrauben
35 am Modulrahmen 2 fixierbar. Ueber diese Schraubbefestigungen lassen sich die
Schlüsselmodule leicht einsetzen und/oder austauschen.
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Figur S zeigt nun im Detail ein Susführungsbeispiel, wie eine Schlüsselkontrolle
mittels einem durch den Schlüsselgesteuerten Schaltstift, hier mit zusätzlicher
Zuhaltefunktion realisiert werden kann. In der gleichen Figur ist ein weiteres konstruktives
Detail abgebildet, nämlich die Rotordrehbegrenzung. Sus der Abzugslage soll sich
der Rotor nur soweit drehen lassen, biss die Sperrklinke 25 in die Sperrflanke der
Sperrkulisse 23 eingreifen kann. Damit ist einerseits der Rotor verriegelt und andererseits
der Schlüssel abzugsblockiert. Ruch in der Pbzugslage soll der Rotor einen Anschlag
in die andere Drehrichtung aufweisen, damit die Abzugslage durch eine Drehbewegung
bis zum Anschlag jeweils sicher und ohne Nachkorrigieren erreichbar ist. Dazu reicht
die schon oben erwähnte Vierteldrehung Abzugslage/Sperrlage/Abzugsinge. Dies wird
kontrolliert durch eine im Rotorumfang eingelassene Rotordrehbegrenzungsnute 53
über etwas
mehr als einen Viertelumfang (Fig. 4) und einen im Stator
3 fixierten Rotordrehbegrenzungsstift 54 (Fig. 5).
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Die Schlüssel kontrolle mit Zuhaltefunktion besteht ihrerseits aus
einer im Stator 3 angeordneten Schaltstiftführung 38, in der ein Schaltstift 39
verschiebbar eingesetzt ist.
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Durch eine zwischen Schaltstiftführung 38 und Schaltstift 39 wirkenden
Schaltstiftfeder 56 (Schraubendruckfeder) wird dieser in Richtung Schlüssel kanal
vorgespannt und drückt dabei einen Schaltstiftbolzen 57 in den Schlüsselkanal. Der
darin laufende Schlüssel ist sinngemäss als Schaltschieber 58 dargestellt. Wird
dieser nun auf den Schaltstiftbolzen 57 zubewegt, so wird dieser in den Rotor geschoben,
wobei gleichzeitig der Schaltstift 39 gegen die Federkraft der Schaltstiftfeder
56 soweit zurückgeschoben wird, bis einerseit die Scherlinie zwischen Rotor und
Stator deblockiert und die am Schaltstiftende aufliegende Schaltwippe des Mikroschalters
38 diesen betätigt. Mit der Länge des Schaltstiftbolzens 57, lasse sich die Schlüsselkontrolle
ebenfalls codieren, wie dies bei den Rotor/Stator-Zuhaltungen der Fall ist. Es ist
dies eine Möglichkeit, auch weitere schlüsselbezogene oder schiebergesteuerte Schaltfunktionen
zu realisieren und so die Vielfalt von Sicherheitsinformationen zu erhöhen.
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Ein Sperr- und Puslösemechanismus bestehend aus einer in Sperrstellung
vorgespannten Zugstange 24, einer daran über ein Zugstangenlager 33 befestigten
Sperrklinke 25, welche schwenkbar in einem Sperrklinkenlager 26 liegt, einer auf
dem Zylinder-Rotor 4 aufgesetzten ringförmigen Sperrkulisse 23 mit Sperr- 36 und
Oeffnungsflanken 37. Beim Anziehen der elektromagnetischen Ruslösevorrichtung 6
zieht die Zugstange 24 die Sperrklinke 25 von der Sperrflanke 36 weg und der Rotor
4 wird freigegeben. Die ausgelenkte Sperrklinke 25
wird über die
Schaltwippe 27 des Schalters 28 mit der Funktion S 1 abgetastet, während die Abzugsstellung
über die Schaltwippe des Schalters 29 mit der Funktion S 2 durch Abtasten der Freigabeflanke
37 eruiert wird. Schliesslich tastet die Schaltwippe des Schalters 38 mit der Funktion
53 die Lage des Schaltstifts 39 ab, durch welche die An-/Abwesenheit des Schlüssels
im Schlüssel kanal (bzw. dessen korrekte Position darin) angezeigt wird. Mit der
Tabelle von Fig. 7 werden noch die funktionellen Zusammehänge diskutiert.
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Ruf die gezeigte Weise werden die diversen mechanischen Abläufe und
Zustände in elektrische, logisch verknüpfbare Zustände umgesetzt, mit welchen dann
die Organisation durchgeführt werden kann.
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Das in Figur 3 in der Frontansicht gezeigte Schlüsselmodul, ist in
Figur 4 im Schnitt A-R dargestellt. Hier ist der Sperr- und Äuslösemechanismus gut
zu sehen. Der mit dem Modul träger 28 über eine Schraubverbindung 47 befestigte
Zylindersteg 46, ist mit dem Zylinderstator 3 fest verbunden. Drehbar zu den Fixteilen
ist der Zylinderrotor 4 mit der konzentrisch aufgesetzten Sperrkulisse 23 und dem
exzentrisch angeordneten Exzenterbolzen 48 mit einem Wälzlager 41, auf welches ein
durch eine Rückstellfeder 43 vorgespannter Rückstellbolzen 42 gleitend abgestützt
ist. Die Exzenterdrehachse steht in einer bestimmten Lage zur Lage des Schlüssel
kanals, derart, dass der in Abzugs- bzw. Einstecklage eingesteckte Schlüssel, durch
die Druckkraft der Rückstellfeder 43 schon nach kurzer Änfangsdrehung selbsttätig
in die Sperrlage übergeht und dort durch den gegenseitigen Eingriff von Sperring
23 und Sperrklinke 25 solange verriegelt bleibt, bis durch die Betätigung der Äuslösevorrichtung
6 diese Drehverriegelung wieder aufgehoben wird.
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Zum Sicherheitskonzept bei der Verwendung einer Schlüsselbank, gehört
auch die Sicherung der Information an der Schnittstelle Mensch/Vorrichtung. Man
sollte annehmen können, dass die Vorgänge Schlüsselentnahme und -rückgabe funktionell
"symmetrisch" sind. Sie sind es aber lediglich technisch, im Zusammenhang mit dem
Mensch kommt die Interessenlage mit ins Spiel. Die Schlüsselentnahme wird bei technisch
einwandfreier Funktion der Vorrichtung immer gelingen und auch immer durchgeführt
werden, da das Interesse für diesen Vorgang stets gross genug ist, um den Erfolg
herbeizuführen. Bei der Rückgabe, das ist der mehrstufige Vorgang der Identifikation
des richtigen Zylinders (er ist vorzugsweise markiert mit LED oder andere Anzeige),
des Einsteckens des Schlüssels in den Schlüssel kanal und das Drehen in die Sperrlage
(Sperrklinke mit Sperring im Eingriff), muss eine Rückgabequittierung stets erfolgen,
da sonst der Schlüssel trotz faktischer Rückgabe noch als ausstehend gemeldet wird,
bspw. an eine zentrale, computerunterstützte Erfassungsstelle. Angenommen, das Einstecken
des Schlüssels für die Rückgabe wird stets noch erfolgen, so "sinkt" in der Regel
anschliessend das Interesse, ob die Sperrlage des Rotors auch wirklich erreicht
ist. Ein unvollständig rückgestellte Zylinderrotor aber führt, wie gesagt, zur Funktionsstörung
im Ueberwachungskonzept, obwohl das organisatorische Ziel, die Schlüsselrückgabe
erreicht ist.
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Zur Äusschaltung dieses Hindernisses zu einer funktionssicheren Vorrichtung,
dient die vorrichtungsunterstützte Rückführung des Zylinderrotors 4. Dieser wird,
sobald er ein Stück weit aus der Abzugslage ausgelenkt bzw. weggedreht ist, selbständig
in die die Rückgabe anzeigende und den Schlüssel sichernde Sperrlage überführt (Figuren
6Ä,6B,6C).
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Diese vorrichtungsunterstützte Rückführung wird bewirkt
durch
einen am Zylinderrotor exzentrisch angeordneten Exzenterbolzen 48, ein darauf abgestützter,
vorgespannter Rückstellbolzen 42 und eine auf diesen wirkende Schraubendruckfeder
als Rückstellfeder 43. Vorzugsweise wird der Exzenterbolzen mit einem Wälzlager
41, zur Unterstützung der Gleitbewegung zwischen Rückstellbolzen und Exzenter versehen.
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Wie aus der Darstellung von hbzugs- und Sperrlage des Zylinderrotors
hervorgeht (Figur und Fig.B/C), werden diese durch eine Viertelsdrehung Z ineinander
überführt. Das Drehmoment der Rückstellung wirkt in Richtung Sperrlage. Das Drehmoment
ist weitgehend aufgehoben (Totpunkt Fig.6B) in der Abzugslage und es setzt ein,
wenn der Rotor aus der Totpunktlage herausgedreht wird. Je nach Ausführungsform
sind dies 10-30 Winkelgrade, bis die vorrichtungsunterstützte Rückführung in die
Sperrlage (Fig.6C) einsetzt. Dies ist in der Regel weniger, als ein Schlüsselbenutzer
bei der Rückgabe an Drehung selber beisteuert, d.h. die vorrichtungsunterstützte
Rückführung überlagert die Rückstell-Manipulation des Schlusselbenützers ausreichend.
Figur 6fl zeigt noch eine Äusführungsform mit einer Zugfeder 43' die den Rotor aus
der hbzugslage Z8 (Totpunkt) in die Sperrlage Zl überführt, Die gezeichnete Stellung
entspricht der stabilen Sperrlage.
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Zu den Zuständen Abzugslage und Sperrlage kommt noch die Ueberwachung
des Schlüsselabzugs, dazu reicht die Detektion der Abzugslage allein nicht aus.
Radial zum Zylinderrotor ist daher die schon oben besprochene Schaltstiftführung
38 für einen Schlüsselschaltstift 39 vorgesehen (Fig. 5>, welcher seinerseits
einen Schalter 36 für den Schlüsselabzug mit der Funktion S 3 betätigt.
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Das in Figur 7 dargestellte Zustandsschema zeigt anhand der Funktionen
S1, 52, S3 bzw. der Schaltstellungen der Schalter 28,29 und 38 die Zustände I,II,III,IV.
Die Sperr- und Offenstellung-Schalter sind zueinander im XOR-mode verknüpft. Der
Schlüsselabzugsschalter wird durch die Schlüsselbewegung geschaltet und diese hängt
von der Einordnung der Zuhaltestifte ab, wovon auch die Zylinderdrehung abhängt.
Die ZU-stände I,II zeigen den Rotor in hbzugs/Einsteckstellung und die Zustände
III,IV in Sperrstellung an. Der Zustand IV ist unmöglich, da er in Sperrstellung
die Abwesenheit des Schlüßels verlangt, mit welchem und nur mit diesem der Zylinder
in die Sperrlage gebracht werden kann. Dieser Zustand wurde lediglich der Vollständigkeit
halber aufgeführt.
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Man sieht dabei gleich, dass die Zustände I,II,III hinreichend sind,
die Ein/Rusgabe eines Schlüssels in jedem Zustand anzuzeigen.
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Ferngesteuert muss lediglich der Zugmagnet 6 werden, der die Entriegelung
löst und in der Folge den Schlüssel freigibt.
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Die Berechtigungskontrolle wird prozessorgestützt mittels Eingabe
des Schlüsselbenützers erwirkt und erst bei Uebereinstimmung die Freigabe bestimmt.
Die (passiven) Zustandsmodi können beliebig "verwertet" werden, wie auch mit der
vorgestellten Erfindung beliebig viele Schlüssel "verwaltet" werden können.
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P O S I T I O N 5 Z I F F E R N 1 Schlüsselbank Figur 1 M1-Mn Schlüsselmodule
2 Modul rahmen 3 Zylinderstator 4 Zylinderrotor in Einstecklage 5 optische Anzeige
6 Äuslösevorrichtung 7 Beschriftung (alphanumerische Anzeige) 8 Schliesszylinder
9 Sammelprint 18 Steckerleiste für Schlüsselbank Figur 2 18M1 Gruppenstecker Schlüsselmodul
1 10M2 " " 2 ~~ ~~ 10Mn " " n 11 Modulstecker 12 Halteschiene 13 Modul leitung (Flexikabel
zum Sammelprint) 14 Leitung für die Beschriftung (Flexikabel) 15 Frontplatte 16
17 18 19 28 Modul träger Figur 3 21 Printplatte 22 Printplattenbefestigung 23 Sperrkulisse
24 Zugstange 25 Sperrklinke 26 Sperrklinkenlager 27 Schaltwippe
28
Schalter für Sperrstellung (S1) 29 " " Offenstellung (S2) 38 " " Schlüsselkontrolle
(S3) 31 Solenoid-Anker 32 Solenoid-Befestigungsring 33 Zugstangenlager 34 Schaltwippe
für Offenstellung-Schalter 35 Modulträger-Befestigung 36 Sperrflanken 37 Oeffnungsflanke
38 Schaltstiftführung 39 Schaltstift 48 Exzenterbolzen Figur 4 41 Exzenterlager
(Wälzlager) 42 Rückstellbolzen 43 Rückstellfeder 44 Schraube zur Solenoidbefestigung
45 Statorhülse 46 Zylindersteg 47 Befestigungsschraube für den Zylindersteg 48 Federhaltestift
49 Schaltschieberfeder 58 Schaltschieber 51 Schaltschieberanschlag 52 Rotorhaltekeil
53 Rotordrehbegrenzungsnute 54 Rotordrehbegrenzungsstift 55 Modulpositionierstift
=6 Schaltstiftfeder 57 Schaltstiftbolzen
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