DE4234322A1 - Verfahren nebst Bausatz zur Betätigung eines elektronisch gesteuerten Schlosses - Google Patents

Description

In der Hauptpatentschrift P 41 17 721.5 und den Zusatzanmeldungen P 41 20 744.0, P 41 22 760.3, P 41 26 416.9 und P 41 30 262.1 wurde ein Verfahren nebst Bausatz zur Betätigung eines elektronisch gesteuerten Schlosses beschrieben.

Insbesondere in der letzten Zusatzanmeldung spielt das bistabile Bolzenelement eine zentrale Rolle. Viele Versuche haben jedoch gezeigt, daß der Stromverbrauch, wobei eine Batterie als Stromquelle dient, so groß ist, daß die Anzahl der Schaltzyklen einen häufigen Batteriewechsel notwendig machen.

Darüberhinaus erscheint es von der Gestaltung des Schlüssels sinnvoll, diesen, angekoppelt an eine Programmiervorrichtung, bevorzugt über eine Fotodiode, durch Kontakte oder dergleichen, zu programmieren, so daß er zeitgesteuert mit seiner Leuchtdiode die Schloßbenutzung vom handling her erleichtert, indem der Schlüssel in einer definierten Aufnahmeposition an den Schließzylinder angekoppelt wird, so daß immer sicher gewährleistet ist, daß der Verriegelungsbolzen in die Konusfräsung des Schloßbolzens bei abgezogenem Schlüssel eingerastet ist.

Der vorliegenden Zusatzerfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den Stromverbrauch bei der im Wesen bereits beschriebenen Verriegelungsvorrichtung des Schlosses zu minimieren und andererseits den Schlüssel extern zu programmieren, wobei bekannt ist, daß entsprechende Anmeldungen zur externen Schlüsselcodierung bereits bestehen.

Von der Uhrenindustrie her wissen wir, daß zum Beispiel bei Armbanduhren Mikromotoren Verwendung finden, die quarzgesteuert jeweils einen kurzfristigen Impuls erhalten und so die Zeigermechanik bewegen. Die in solchen Uhren verwendeten Batterien haben eine Lebenserwartung von zwei bis drei Jahren, so daß bei Verwendung im Schloßbetrieb hier sichergestellt wäre, daß der Batteriewechsel nur in sehr langen Intervallen durchzuführen ist.

Mikromotoren der genannten Bauart besitzen ein ungefähres Drehmoment von 0,1 µNm und benötigen pro Schaltzyklus ca. 0,5 mA.

Es ist vorgesehen, daß in der bevorzugten Ausführungsform die Motorwelle mit einem exzentrisch angeordneten Bolzenelement verbunden ist, wobei dieser Exzenterbolzen aus korrosionsstabilem hochfestem Material besteht und zur Blockierung des Sperrbolzens und damit zur Verriegelung des Schloßbolzens geeignet ist, indem in der Position "geschlossen" das Bolzenelement dessen Abwärtsbewegung bei einem Öffnungsversuch des Schlosses verhindert.

Beim Umschalten des Mikroprozessors auf den Befehl "Öffnen" schaltet der Mikromotor auf Rücklauf und dreht über die Verbindung mit dem exzentrischen Bolzenelement dieses aus der Schließlage, so daß durch Drehen des Schloßbolzens der Sperrbolzen nach unten gleiten kann.

Da der Schlüssel wiederum in bevorzugter Ausführungsform durch eine separate Programmiervorrichtung auf den jeweiligen Schloßcode mit bevorzugt alpha-nummerischer Tastatur einprogrammiert wird, ist das handling des Schloßöffnens wesentlich erleichtert.

Natürlich trägt der Schlüssel in bevorzugter Ausführungsform eine Leuchtdiode, die zum Beispiel durch einfaches Drücken einer Kontakttaste oder dergleichen mikroprozessorgesteuert den Öffnungs- oder Schließbefehl an den Schloßmikroprozessor weiterleitet.

Es erscheint sinnvoll, daß die separate Programmiervorrichtung ebenso wie der Schlüssel einen leistungsfähigen Mikroprozessor aufweist, der die Codes aller zu öffnenden Verriegelungseinrichtungen gespeichert hat und daß sowohl die Programmier­ vorrichtung als auch der Schlüssel mit einer eigenen Stromversogung, ausgestattet ist. Natürlich ist es auch denkbar, daß die Programmiervorrichtung den gesamten Speicherinhalt enthält und daß der Schlüssel mit vereinfachtem Mikroprozessor lediglich auf eine Schließvorrichtung codiert wird.

Darüberhinaus muß verdeutlicht werden, daß in bevorzugter Ausführungsform der Schlüssel nur in einer definierten Neutralposition abgezogen werden kann, die gewährleistet, daß der Sperrbolzen bei abgezogenem Schlüssel sicher in der Konusfräsung des Schloßbolzens gelagert ist.

Die übrigen Details des Schlosses entsprechen im wesentlichen der Patentanmeldung P 41 30 262.1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den ergänzenden Verfahrensansprüchen 2-7 und den Bausatzansprüchen 8-14.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, wobei Bezugszeichen der Hauptpatentanmeldung und der Zusatzanmeldungen Verwendung finden.

Dabei zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Verbindung Schlüssel-Schlüssel­ programmiervorrichtung,

Fig. 2 in Detailansicht schematisiert das gelagerte und drehbare Bolzenelement,

Fig. 3 einen um 90° gedrehten Schnitt von Fig. 2.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung die Verbindung Schlüssel-Schlüsselprogrammiervorrichtung. Dabei besitzt die Schlüsselprogrammiervorrichtung (200) ein alpha-nummerisches Tastenfeld (201), einen Mikroprozessor-Chip (202) mit Speichereinheit/en und ggf. mit Rechenwerk (235), ein Display (203), eine Leuchtdiode (204), eine Fotodiode (236), einen Timer (238), eine Stromversorgung (205), ein Daten-BUS-System (206) und eine Schlüsselaufnahme (207).

Der Schlüssel (208) trägt bevorzugt in seinem Schlüsselgriff (209) ebenfalls einen Mikroprozessor- Chip (210), einen Timer (239), eine Stromversorgung (211), eine Kontakttaste (212) und in seinem Schlüsselbart, der hier besser als Wirkkörper (213) bezeichnet wird, eine Fotodiode (215) und eine Leuchtdiode (214) sowie ein eigenes Daten-BUS-System (240). Mindestens ein Fortsatz (217) sichert die Neutralposition des Schloßbolzens (2′), indem Fortsatz (217) in einer Umlauffräsung des Schloßzylinders zirkulär verfährt und nur durch mindestens eine Aussparung des Schloßzylinders abgezogen werden kann.

Im einzelnen stellt sich damit der Programmiervorgang des Schlüssels und das Öffnen des Schlosses folgender­ maßen dar:

Der Schlüssel (208) wird mit seinem Wirkkörper (213) in die Schlüsselaufnahme (207) der Schlüssel­ programmiervorrichtung (200) eingeführt, und über die alpha-numerische Tastatur (201) programmiert, indem Leuchtdiode (204) der Schlüsselprogrammiervorrichtung (200) die Fotodiode (215) des Wirkkörpers (213) anspricht, der seinen Abrufcode über das Daten-BUS- System (240) der Speichereinheit/en des Schlüssel- Mikroprozessor-Chips (210) bevorzugt zeitprogrammiert (239) einspielt.

Der Schlüssel (208) wird anschließend entnommen und in der Neutralposition des Schlosses, d. h. in Korrespondenz von Fortsatz (217) des Schlüssels (208) und der Aussparung des Schloßzylinders in die Schlüsselaufnahme (12′′) des Schlosses eingeführt. Durch Betätigen der Kontakttaste (212) wird die gespeicherte Information dem Schloß-Mikroprozessor-Chip (7′) über die bekannten Fotodioden (180, 180′, 195) zugespielt, der diese Information auf Legitimation überprüft und anschließend bei positiver Erkennung Mikromotor (220) über Leistungsverstärker (8′) anspricht. Natürlich ist über Rechenwerk (235) auch die Anwendung eines Algorithmus möglich.

Selbstverständlich ist auch die bereits beschriebene Möglichkeit gegeben, Dateninformationen von einem Schlüssel auf eine Schlüsselprogrammiervorrichtung (200) zu überspielen, was über das Zusammenspiel der Dioden von Schlüssel (208) und Schlüssel­ programmiervorrichtung (200) deutlich wird. Dabei ist es sinnvoll, neben der PIN-Nummer eine gesonderte Legitimationsnummer zu benutzen.

Bemerkenswert an dem Schlüssel-Wirkkörper (213) ist noch der oben angesprochene Fortsatz (217), der garantiert, daß der Schlüssel (208) nur in Neutralposition des Schloßbolzens (2′) abgezogen wird, d. h. nur in der Position, in der Sperrbolzen (223) in Konusfräsung (156) von Schloßbolzen (2′) gehaltert ist.

Fig. 2 zeigt in Detailansicht schematisiert das gelagerte und exzentrisch drehbare Bolzenelement (227). Dabei ist Sperrbolzen (223) mit einer Führungsaussparung (224) ausgestattet, in die Führungselement (225) eingreift, so daß der Sperrbolzen (223) drehstabil verfahrbar ist. Im unteren Anteil ist der Sperrbolzen (223) mit einer Freisparung (233) und einem Anschlag (226) versehen, der in der Position "geschlossen" über dem Exzenterbolzen (227) angeordnet ist.

In bevorzugter Ausführungsform wird der Exzenterbolzen (227) über die Antriebswelle (228) des Mikromotors (220) mikroprozessorchipgesteuert im Vor- und Rücklauf alternierend von der Position "offen", in die Position "geschlossen" gedreht.

Bevorzugt ist der Exzenterbolzen (227) aus hochfestem Rundmaterial gefertigt und besitzt einen Radius, der dem des Anschlages (226) entspricht. Damit wird bei einem Öffnungsversuch mit unlegitimiertem Schlüssel (208) gewährleistet, daß der Exzenterbolzen (227) auch bei starken Kräften möglichst gering deformiert wird. Hierzu trägt desweiteren insbesondere die Exzenterbolzen-Auflage 1 (229) bei, die die Gegenkraft bei einem Öffnungsversuch bildet.

Bei einem legitimierten Schlüsselbefehl "öffnen" schwenkt der Exzenterbolzen (227) über die Antriebswelle (228) um 180° hier erkennbar nach links und findet sein Lager in Exzenter-Auflage 2 (230). In dieser Position kann der Sperrbolzen (223) in der in der Voranmeldung beschriebenen Art und Weise nach unten gleiten und den Schloßbolzen (2′) freigeben.

Fig. 3 zeigt einen 90°-Schnitt von Fig. 2, wobei ersichtlich ist, daß der Mikromotor (220) über Antriebswelle (228) mit dem Exzenterbolzen (227) verbunden ist. Zur Verminderung unnötiger Reibungskräfte ist in Fig. 3 eine Möglichkeit dargestellt, daß der Exzenterbolzen (227) nahezu reibungsfrei rotiert. Dies wird dadurch erreicht, daß er an der, dem Mikromotor abgewandten Seite eine Nadellagerung (231) aufweist und motorseitig frei dreht. Bei Belastung im Zustand "geschlossen" wird der hier demonstrierte minimierte Zwischenraum zwischen Exzenterbolzen (227) und Exzenterbolzen-Auflage 1 (229) durch Deformation der Nadellagerung (233) und durch Motor-Puffer-Lagerung (234) ausgeglichen.

Selbstverständlich zeigt das hier dargestellte Bolzenelement (227) nur eine der vielen Möglichkeiten, den Sperrbolzen (223,157) zu sperren. Die unzähligen Möglichkeiten, wie zum Beispiel die, den hier dargestellten Exzenterbolzen (227) durch ein horizontal verschiebbares Bolzenelement oder dergleichen zu ersetzen, sollen nur als Möglichkeiten ebenfalls erwähnt werden.

Claims (14)

1. Verfahren nebst Bausatz zur Betätigung eines elektronisch gesteuerten Schlosses, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlüssel durch eine separate Programmier­ vorrichtung bevorzugt zeitgesteuert und mittels Optokoppler programmiert wird und den programmierten Code zum Beispiel per Knopfdruck und bevorzugt ebenfalls mittels Optokoppler oder dergleichen an das Schloß weitergibt, daß der Schlüssel nur in einer definierten Stellung in das Schloß eingeführt und abgezogen wird, in der der Sperrbolzen des Schlosses im Schloßbolzen ruht, daß der Schloß-Mikroprozessor über den entsprechenden Schlüsselbefehl einen Mikromotor ansteuert, der über ein Bolzenelement den Sperrbolzen des Schlosses blockiert oder frei gibt und somit das Schloß öffnet oder verschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die separate Programmiervorrichtung bevorzugt zeitgesteuert über eine PIN-Nummer oder dergleichen legitimiert wird und daß auch der Schlüssel seine/n einprogrammierte/n Code/s nur für eine programmierte Zeit freigibt, wobei der Mikroprozessor der Programmiervorrichtung bevorzugt mittels alpha-nummerischer Tastatur angesprochen wird und seinen Programmbefehl bevorzugt mittels Optokoppler an den Schlüssel-Mikroprozessor weitergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlüssel nur in definierter Position in das Schloß eingeführt und abgezogen wird, in der der Sperrbolzen den Schloßbolzen blockiert und daß der Schlüsselbefehl "schließen" über den Schloß-Mikroprozessor mit einer definierten zeitlichen Verzögerung an den Mikromotor weitergegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiervorrichtung und der Schlüssel bei Nichtgebrauch zu einer Einheit verbunden werden und daß der Schlüssel als Masterschlüssel seine Speichercodes bevorzugt über einen gesonderten Legitimationscode ganz oder partiell auf ein fremdes Programmiergerät überspielt.

5. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bolzenelement (Exzenterbolzen) des Schlosses exzentrisch an der Mikromotorwelle fixiert ist und daß über den entsprechenden Schlüsselbefehl der Mikromotor auf Vor- oder Rücklauf geschaltet wird, wodurch der Exzenterbolzen durch Rotation der Motorwelle in die Position "offen" oder "geschlossen" gedreht und dort stabil gelagert wird, so daß der eigentliche Sperrbolzen verfahrbar oder gesperrt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bolzenelement des Schlosses horizontal gelagert über eine Wendelnut, einen Exzenter oder dergleichen die Führung des Sperrbolzens sperrt oder öffnet.

7. Verfahren nach Anspruch 1-3, 5, 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikromotor im Vor- und Rücklauf bevorzugt 180° dreht.

8. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer elektronischen Programmiervorrichtung, einem elektronischen Schlüssel und einem elektronischen Schloß besteht.

9. Bausatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Programmiergerät (200) eine Schlüsselaufnahme (207), mindestens einen Mikroprozessor (202) mit Speichereinheit/en und gegebenenfalls mit Rechenwerk (235), eine Leuchtdiode (LED) (204), gegebenenfalls eine Fotodiode (236), eine bevorzugt alpha-nummerische Tastatur (201), ein Display (203), ein Daten-BUS- System (206) und eine Stromversorgung (205) besitzt.

10. Bausatz nach Anspruch 8, 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlüssel (208) einen Schlüsselgriff (209) und einen Wirkkörper (213) aufweist, daß er (208) einen Mikroprozessor (210) mit Speichereinheit/en, mindestens eine Fotodiode (215) und eine Leuchtdiode (214), ein Daten-BUS-System (240), einen Auslöser (212) zur Informationsübertragung in eine Schließeinheit im Sinne eines Optokopplers und mindestens eine Erhebung/Fortsatz (217) im Wirkbereich (213) besitzt, die über mindestens eine Aussparung in eine Umlauffräsung des Schließ­ zylinders eingreift/eingreifen, so daß garantiert ist, daß der Schlüssel (208) nur in der Position in das Schloß einführbar ist, in der der Sperrbolzen (223) in der Konusfräsung (156) des Schloßbolzens (2′) positioniert ist.

11. Bausatz nach Anspruch 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiode (214) des Schlüssels (208) mit dem Lichtleiter (5′) des Schloßbolzens (2′) so korrespondiert, daß Streulicht so gut wie ausgeschlossen und eine optimale Informationsübermittlung garantiert ist.

12. Bausatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schloß mindestens eine Aussparung im Bereich des Schloßbolzen-Zylinders besitzt, die in eine Umlauffräsung einmündet, daß der Leistungsverstärker (8′) des Schlosses bevorzugt mit einem Mikromotor (220) verbunden ist, der bevorzugt für Vor- und Rücklauf geeignet ist und daß die Motorwelle (228) so mit einem Bolzenelement (227) korrespondiert, daß dieses (227) je nach Stellung zur Öffnung oder Verriegelung der Schließeinheit geeignet ist.

13. Bausatz nach Anspruch 8, 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Bolzenelement (227) bevorzugt aus Rundmaterial gefertigt und exzentrisch mit der Motorwelle (228) als Exzenterbolzen (227) verbunden ist, aus einer hochfesten Legierung besteht, reibungsarm gelagert (231) und beim Vor- und Rücklauf des Mikromotors (220) jeweils zur Einnahme einer stabilen Position geeignet ist, die je nach Anordnung zur Verfahrbarkeit oder Sperrung des Sperrbolzens (223) dient.

14. Bausatz nach Anspruch 8, 12, 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Bolzenelement bevorzugt horizontal gelagert ist und mittels Wendelnut oder dergleichen über ein Gewinde, Exzenter oder dergleichen der Motorwelle (228) des Mikromotors (220) mikroprozessorgesteuert so positionierbar ist, daß diese Position stabil ist und daß im Gegenlauf des Motors (220) die Einnahme einer stabilen Gegenposition erreichbar ist, wobei diese Positionen zur Verfahrbarkeit oder Sperrung des Schloßbolzens (2′) dienen.