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Bei
der vorliegenden Erfindung geht es um eine elektronische Schließvorrichtung,
wie sie beispielsweise und vorzugsweise an Orten mit hohem Publikumsverkehr
wie etwa Hotels, Sporthallen und ähnlichen Anlagen, Bahnhöfen, Flughäfen und
dergleichen zum Einsatz kommen.
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Schließvorrichtungen
für diese
Einsatzzwecke, die auf einer mechanischen Funktionsweise aufbauen,
sind bereits bekannt. Insbesondere bei Schließfächern sind mechanisch funktionierende Schließvorrichtungen
bekannt, die mit Münzen
bzw. Schlüsselkarten
arbeiten und welche der Benutzer im Anschluß an die Benutzung offen läßt und im
zweiten Fall die Schlüsselkarte
gesteckt läßt. Die
Schließvorrichtungen
dieser Art zeichnen sich dadurch aus, daß sie sehr manipulierbar sind
(sie können
ohne größeren Aufwand
aufgebrochen werden).
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Aus
der OS 3614252 ist der Einsatz von elektromechanischen Mitteln,
bei denen ein Elektromagnet das Sperren bzw. Entsperren der Sperrklinke des
Schlosses bewirkt, in Schlössern
von diesem Typ für
die Beaufschlagung von entweder direkt vom Knauf des Schlosses oder
von dem aus Münz-
bzw. Karteneinheit und Knauf bestehenden Zusammenbau gesteuerten
mechanischen Vorrichtung bekannt. Allerdings bietet das im Rahmen
der OS 3614252 vorgestellte Schloß keine Lösung auf den Bedarf an Sicherheit
und Flexibilität,
wie er vor Allem im Hotelgewerbe und in sonstigen Anlagen mit Schlössern und
massivem Publikumsverkehr gegeben ist.
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Der
Antragsteller hat feststellen können,
daß die
Benutzer und Verantwortlichen von Gebäuden und Anlagen mit regelmäßigem Publikumsverkehr mit
Münzen
bzw. einem Griff und einer Karte betriebene Schlösser benötigen, mit denen die nachstehend
geschriebenen Voraussetzungen erfüllt werden können:
- a) Schließfach
oder Schließobjekt
offen (aktuell nicht benutzt)
Das Schloß ist entpperrt, aber die Karte
bleibt gesteckt.
- b) Ein Benutzer wirft eine Münze
ein. Das Schließfach
oder Schließobjekt
geschlossen.
Das Schloß ist
gesperrt und gibt die Schlüsselkarte
an den Benutzer frei.
- c) Der Benutzer kommt zum Schließfach oder Schließobjekt
zurück
und steckt die Karte ein.
Das Schloß öffnet sich und behält die eingesteckte
Karte.
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Die
elektronische Schießvorrichtung,
die Gegenstand des vorliegenden Antrags ist, erfüllt diese Bedingungen und besteht
aus einer Sperrklinke, die fest mit dem von einer Münze beaufschlagten
und das Verfahren dieser Sperrklinke freigebenden Mechanismus verbunden
ist, und einem von einem elektronischen Stellsystem bewegten und
von einer Schlüsselkarte
gesteuertem Knauf, gekennzeichnet durch Folgendes:
- a) Fest verbunden auf der Welle des Knaufs sitzt
- a1) ein Nockenaufsatz, welcher in die fest mit dem verstellbaren
Mechanismus verbundene Sperrklinke eingreift und
- a2) eine Nocke, welche ihren Bewegungsablauf auf
- b) eine Zahnstange mit Nutenkeil überträgt, die ihrerseits mit ihrer
Bewegung in die Schlüsselkarte mit
integriertem Speicherchip eingreift bzw. diese freigibt;
- c) elektromechanische Sperr- bzw. Freigabemechanismen der Nocke;
und
- d) ein Mikroprozessor mit programmierbarem Speicher, welcher
das Vorhandensein der eingesteckten Karte erkennt, die darauf geschriebene Information
ausliest, die Übereinstimmung
dieser Information mit dem gespeicherten Programm prüft und im
Fall der Übereinstimmung
dem elektronischen Stellmechanismen den Befehl zur Freigabe der
Nocke erteilt.
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Im
Anschluß an
jede Benutzung ermöglicht die
Schließvorrichtung
das Ändern
des Codes für
die nächste
Schlüsselkarte,
so daß ein
Benutzer und potentieller Betrüger
keine Möglichkeiten
für eine
evtl. spätere
(unredliche) Benutzung (nach Vorgabe eines angeblichen Verlustes)
der Karte bzw. einer Kopie davon hat.
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Personalisierung,
Flexibilität
und Sicherheit sind demnach drei Schlüsselbegriffe für die hier
beschriebene Erfindung.
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Zum
besseren Verständnis
des Gegenstands de vorliegenden Erfindung wird anhand von Zeichnungen
eine prioritäre
praktische Ausführung dargestellt,
die zwar Änderungen
unterliegen kann, solche Änderungen
aber nicht die Grundlagen der Erfindung an sich beeinträchtigen
können.
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1 zeigt
eine Darstellung der Gesamtheit der die Erfindung ausmachenden Schließvorrichtung im
Einbau in eine Tür.
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2 zeigt
das Blockdiagramm der elektronischen Vorrichtung der 1.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung des mechanischen Zusammenbaus der
Schließvorrichtung
der 1.
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4 zeigt
eine schematische Darstellung der Anbindung der Welle (26a)
des Knaufs der 3 an die Sperrklinke (23)
der Schließvorrichtung.
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5 zeigt
eine praktische Darstellung des Blockier- bzw. Freigabemechanismus (13)
der 3.
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6 zeigt
eine Darstellung des Ineinandergreifens zwischen der Schlüsselkarte
(3) und der Zahnstange (27) der 3.
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Im
Nachstehenden wird eine praktische Realisierung beschrieben, die
für den
Gegenstand der vorliegenden Erfindung allerdings nicht einschränkend verstanden
werden soll.
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Die
mit Hilfe einer Münze
bzw. einer Wertmarke funktionierende Schließvorrichtung nach der vorliegenden
Erfindung besteht aus einem mechanischen Zusammenbau, der durch
das Zusammenwirken einer Münze
(22) und eines Knaufs (26) sowie einer von einem
Schlüssel
(3) in Form einer Steckkarte mit eingebautem Chip (49)
(1) gesteuerten elektronischen Vorrichtung (1)
in Bewegung gesetzt wird.
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Die
elektronische Vorrichtung besteht aus einem programmierbaren Mikroprozessor
(41), mit dessen Hilfe die Schließvorrichtung individuell und spezifisch
für den
Einbau an ihrem endgültigen
Ort personalisiert werden kann. Dabei wird die spezifische Information
der Schließvorrichtung
in einem EEPROM-Speicher (40) abgespeichert.
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Der
zum Einsatz kommende Spannungserhöher/-stabilisator (43)
ist ein Element, dessen Funktion es ist, die korrekte Funktionsweise
innerhalb einer breiten Spanne von Betriebsspannungen sicher zu
stellen.
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Um
die größtmöglich Autonomie
der Vorrichtung sicher zu stellen bleibt der gesamte elektronische
Schaltkreis so lange in einer 'Schlaf'-Stellung, bis die
Schlüsselkarte
(3) mit dem eingebauten Chip (49) in das Schloß gesteckt
wird. Daraufhin übernimmt
er die anstehenden Überprüfungen und
beaufschlagt ggflls. das Stellsystem (11), beispielsweise einen
Motor oder eine Spule (mit Wirkung in beide Richtungen). Daran anschließend geht
der Schaltkreis wieder in die 'Schlaf'-Stellung, und zwar
unabhängig
davon, ob die Schlüsselkarte
(3) herausgezogen wurde oder gesteckt bleibt.
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Zu
demselben Zweck wird die Spannungseinspeisung der Schlüsselkarte
(3) in dem Moment unterbrochen, in dem der Dialog mit derselben über die Schnittstelle
(50) beendet ist. Auf diese Weise wird sicher gestellt,
daß der
gesamte Zusammenbau aus Vorrichtungen immer nur während der
absolut notwendigen Zeitdauer operativ geschaltet ist, womit der Verbrauch
an Spannung erheblich gesenkt wird.
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Die
Auslegung des elektronischen Schaltkreises beinhaltet eine optische/akustische
Anzeige (44), mit deren Hilfe der Benutzer auf die Aktivierung des
Schließmechanismus
hingewiesen wird.
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Der
eingebaute Mikroprozessor ist mit einem Komparator bestückt, welcher
die an den Enden der Batterien (48) zu einem gegebenen
Zeitpunkt anstehende Spannung überprüft. Der
Abgleich erfolgt mit einem vorgegebenen Wert, bei Unterschreitung
dessen die Anzeige (44) beispielsweise zu blinken beginnt.
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Die
Leistungsstufe (45) besteht aus einer Gruppe von Transistoren,
welche direkt von dem Mikroprozessor (41) gesteuert werden.
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Der
mechanische Aufbau besteht aus einer konventionellen Vorrichtung
(2), wie sie für
den Betrieb mit Münzen
oder Wertmarken (22) üblicherweise
zum Einsatz kommen, wobei die Eingabe in einen Münzannehmer (21) das
lineare Verfahren einer zungenförmigen
Sperrklinke (23) durch die entsprechende Betätigung mit
dem Knauf (26) möglich
macht. In den Körper
der Klinke (23) ist eine Aussparung (24) eingebracht,
in welche die Protuberanz eines Nockenaufsatzes (25') eingreift,
welcher mit der Welle (26a) des Knaufs (26) gedreht
werden kann.
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Auf
derselben Welle (26a) befindet sich die Nocke (25)
(3), in die eine Aufnahme (25c) für den Blockier- bzw. Freigabemechanismus
(13) eingearbeitet ist, der von der elektronischen Vorrichtung (1)
im Zusammenspiel mit der Schlüsselkarte
(3) (in der weiter unten beschriebenen Form) beaufschlagt wird.
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In
der kinematischen Weiterführung
der Nocke (25) ist eine Zahnstange (27) vorgesehen,
welche einen Nutenkeil (27a) mit einer entsprechenden Aussparung
(31) in der Schlüsselkarte
(3) so in Übereinstimmung
bringt, daß der
Nutenkeit (27a) der Zahnstange (27) in die Aussparung
(31) der Schlüsselkarte
(3) eingreifen bzw. sich daraus zurückziehen kann und auf diese
Weise das Herausziehen der Karte blockieren bzw. freigeben kann.
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Eine
bis zum Anschlag eingesteckte Schlüsselkarte (3) bewirkt
ein Verfahren Δ der
Aussparung (31) mit Bezug auf den Nutenkeil (27a)
in der Form, daß
- a) die Karte in voller Einstecktiefe einen
Schaltkreis (c) schließt,
welcher daraufhin an die elektronische Vorrichtung (1)
einen Impuls als Befehl zur Freigabe des Systems schickt;
- b) sich durch das Eingreifen des Nutenkeils (27a) in
die Aussparung (31) die Schlüsselkarte (3) um die
Weglänge Δ verschiebt
und damit den Schaltkreis (c) öffnet.
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Vorgesehen
sind elektromechanische Mittel, die aus einem Motor (11)
mit einer Welle (11a) und einer daran angebauten kinematischen
Einheit (12) besteht, welche in letzter Instanz den Blockier-
bzw. Freigabemechanismus (13) so verschiebt, daß die Einheit
in die Aussparung (25c) der Nocke (25) eingreift
bzw. nicht eingreift.
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Für die Transmission
(12) sind die folgenden Elemente (3) vorgesehen
(die praktischen Ausführungen
können
dabei ganz unterschiedlich sein):
- – Ein Satz
Kulissensteine (12a)/Endlosschnecken (12b), wobei
die Ersteren (12a) mit Hilfe einer die Rolle einer Muter übernehmenden
Gabel/Feder (12c) in der Letzteren (12b) angeordnet
sind;
- – Ein
Satz Stellhebel (12d), (12e), (12f),
welche drehbar um die entsprechenden Wellen (121) und (122)
angeordnet sind und in letzter Instanz das Verfahren des Blockier- bzw. Freigabemechanismus
(13) möglich
machen.
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Der
Blockier- bzw. Freigabemechanismus (13) selbst ist wie
auf der 5 dargestellt aufgebaut und
besteht aus einem auf einer Buchse (13b) sitzenden und
von zwei zweckentsprechend angeordneten Federn (13c) und
(13d) an seinem Platz gehaltenen Kopfstück (13a), wobei diese
Federn zur Unterstützung
des Motors (11) dienen, dessen Lebensdauer verlängern und
das Eingreifen/Ausrücken
des Kopfstücks
(13a) in die bzw. aus der Aussparung (25c) der
Nocke (25) ermöglichen.
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Funktionsweise
des elektronischen Teils der Schließvorrichtung
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Die
elektronische Schließvorrichtung
arbeitet mit Karten (3) mit eingebautem Chip (49)
und einem Speicher, wobei die Funktionsweise auf der Betätigung der
Schließvorrichtung
in Abhängigkeit
von der in dem Chip (49) gespeicherten Information, der Schlüsselkarte
(3) und der im Speicher (40) der Schließvorrichtung
selbst enthaltenen Information aufbaut.
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Zu
der Schließvorrichtung
gehören
Schlüsselkarten
(3) verschiedener Art, und zwar Karten für die normale
Benutzung (vom Benutzer verwendete) für das Öffnen, das Schließen und
das Öffnen
und Schließen,
Meisterkarten für
den Zugriff auf den Speicher (40) des Mikroprozessors (41)
und dessen teilweise Programmierung und übergeordnete Meisterkarten
für die
Neuprogrammierung der Meisterkarten selbst.
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Die
vom Mikroprozessor (41) ausgeführten Feststellungen oder Überprüfungen laufen
nacheinander ab:
- – Zunächst wird der Applikationsschlüssel abgefragt,
wobei unter Applikationsdaten diejenigen verstanden werden, welche
die zu ein und demselben Kunden gehörende Schließvorrichtungen identifizieren,
beispielsweise den Hersteller der Schließvorrichtungen (es wird davon
ausgegangen, daß der
Hersteller der Schlüsselkarten
(3) nicht derselbe wie der Hersteller der Gesamtheit der
elektronischen Schließvorrichtung
ist).
- – Daran
anschließend
wird die Installationsnummer geprüft. Der Installationsschlüssel wird
vom Hersteller der Schließvorrichtungen
selbst eingegeben und identifiziert die konkrete Installation, zu der
die Schloß-Schlüssel-Kombination
gehört, beispielsweise
eine Sporthalle. Diese Information wird mit Hilfe eines entsprechenden
Endgeräts (nicht
darge stellt) sowohl in den Schlüssel,
also die Karte (3), als auch in die Schließvorrichtung eingegeben.
- – Daran
anschließend
werden die Nummer und der Typ der Schlüsselkarte (3) überprüft. Die Schlüsselkarten
(3) haben in ihren Chip (49) einen Code eingeschrieben,
welcher der ihnen zugeordneten Nummer entspricht. Diese Nummer wird über ein
Konfigurations-Endgerät
(nicht dargestellt) zugewiesen, welches sicher stellt, daß keine
zwei Schlüsselkarten
(3) mit derselben Nummer existieren.
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Die
Schlüsselkarte
(3) bekommt zusätzlichen
einen "Typ" (bereits an anderer
Stelle erklärt) zugewiesen,
wobei es für
den normalen Schlüsseltyp drei
verschiedene Möglichkeiten
gibt: Wenn es sich bei der Schlüsselkarte
(3) um einen Typ zum Öffnen und
Schließen
handelt, wird das Stellsystem (11) zuerst in die eine und
dann in die andere Richtung aktiviert, wenn der Typ nur das Öffnen erlaubt,
wird das Stellsystem ausschließlich
in eine Richtung aktiviert, und wenn es sich nur um einen Schließertyp handelt wird
es in die Gegenrichtung aktiviert.
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Für den Fall,
daß eine
der oben beschriebenen Überprüfungen ein
inkorrektes Ergebnis liefern sollte, hält der Mikroprozessor (41)
die Funktionsabläufe
an und versetzt das System in die 'Schlaf'-Stellung. Im gegenteiligen Fall reagiert
die Schließvorrichtung
auf die Wünsche
des Benutzers.
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Mechanische
Funktionsweise
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Phase 0
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Ausgangsstellung
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- – Das
System ist gesperrt und offen.
- – Schlüsselkarte
(3) gesteckt und von dem Nutenkeil (27a) auszugssicher
festgehalten.
- – Klinke
(23) zuückgezogen
und von dem Münzmechanismus
(4) gesperrt.
- – Blockier-
bzw. Freigabemechanismus (13) auf der Nocke (25)
aufliegend.
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Phase 1
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Es
wird eine Münze
(22) eingeworfen.
- – Die Klinke (23)
wird befreit.
- – Der
Knauf (26) wird gedreht und damit wird die Nocke (25)
beaufschlagt, was dazu führt,
daß:
- a) der Blockier- bzw. Freigabemechanismus (13) in die
Aussparung (25c) eingreift, womit der Knauf (26)
blockiert wird;
- b) der Nutenkeil (27a) der Zahnstange (27)
die Schlüsselkarte
(3) freigibt;
- c) die Klinke (23) nach außen versetzt wird;
- – Die
Schlüsselkarte
(3) wird abgezogen.
- – Das
System ist gesperrt und geschlossen.
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Phase 2
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Die
Schlüsselkarte
(3) wird eingesteckt und schließt mit ihrem oberen Rand einen
Schaltkreis (c), welcher daraufhin einen Impuls an den Mikroprozessor
(40) schickt. Dieser ordnet daraufhin das kurzzeitige Anlaufen
des Motors (11) an, welcher das Hochfahren des Blockier-
bzw. Freigabemechanismus (13) bewirkt und damit die Drehbewegung
des Knaufs (26) möglich
macht. Dies führt
dann dazu, daß:
- a) die Klinke (23) zurückgezogen
wird, die Münze (22)
von der Münzvorrichtung
in eine Tasche oder wo immer hin vom Benutzer angeordnet läuft und die
Vorrichtung selbst - und damit der Knauf (26) – blockiert
werden;
- b) der Nutenkeil (27a) der Zahnstange (27)
in die Aussparung der Schlüsselkarte
(3) eingreift und diese dadurch zwangsgeführt um Δ verschiebt, woraufhin
der Schaltkreis (c) geöffnet
und der Motor (11) gestoppt wird, was zur Folge hat, daß
- c) der Blockier- bzw. Freigabemechanismus (13) abfällt und
auf der Nocke (25) zu liegen kommt, wodurch das System
blockiert und offen ist.
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Weitere Möglichkeiten
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Der
Speicher des Mikroprozessors (41) speichert außerdem die
Nummer des der jeweiligen Schließvorrichtung zugeordneten Meisterschlüssels. Wenn
die Schließvorrichtung
dann feststellt, daß ein Meisterschlüssel gesteckt
worden ist, beginnt eine Personalisierungsroutine zu laufen, welche
die Neuzuordnung der der betroffenen Schließvorrichtung zugeordneten Schlüsselkarten
(3) möglich
macht. Eine solche Zuordnung erfolgt aufgrund der Veränderung
des Inhalts des internen Speichers (40) der Schließvorrichtung,
wobei die Programmierung eines neuen Wertes immer den vorher bestehenden überschreibt.
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Eine
zusätzliche
Funktion ist bei der Entwicklung der Schließvorrichtung berücksichtigt
worden, und zwar betrifft diese das Löschen der zugeordneten Schlüsselkarten
(3). Diese Möglichkeit
ist so vorgesehen, daß die
der Schließvorrichtung
zugeordnete Meisterkarte zweimal hintereinander gesteckt wird. Unter
diesen Umständen
werden alle im Nachhinein in die Schließvorrichtung eingesteckten
Schlüssel karten
(3) nicht mehr vom System erkannt, so daß die Vorrichtung
gesperrt bleibt.
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Mit
Hilfe eines Steuerprogramms auf dem Endgerät für die Konfigurierung ist die
Möglichkeit
einer Kontrolle über
die ausgegebenen Schlüsselkarten
(3) gegeben, wobei außerdem
festgestellt werden kann, welche Meisterschlüssel den einzelnen Installationen
zugewiesen sind. Sollten dann im Zuge einer Erweiterung der Anlage
zusätzliche
Schließvorrichtungen
hinzu kommen, können
die neuen Schließvorrichtungen
dann mit der Nummer desselben Meisterschlüssels programmiert werden,
womit zusätzliche
Programmieraufwände
entfallen.
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Zusätzlich zu
den im Einzelfall zugeordneten Schlüsselkarten (3) reagieren
alle Schließvorrichtungen
grundsätzlich
auf den Meisterschlüssel
der Anlage. Der übergeordnete
Meisterschlüssel
ermöglicht die
Neuprogrammierung aller der jeweiligen Schließvorrichtung zugeordneten Meisterschlüssel in
derselben Weise wie mit Hilfe des Meisterschlüssels die normalen Schlüssel (3)
programmiert werden können.
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Vorgesehen
ist die alternative Verwendung der hier beschriebenen elektronischen
Schließvorrichtung
ohne den Einsatz von Münzen
oder Wertmarken, in welchem Fall der mechanische Mechanismus direkt
von dem Knauf (26) über
den Nockenaufsatz (25')
beaufschlagt wird.
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In
einem solchen Einsatzfall werden die Aussparung (31) auf
der Schlüsselkarte
(3) und die Zahnstange (27) überflüssig, da bei einer solchen
Variante die Schlüsselkarte
in der offenen Schließvorrichtung nicht
gesteckt sein muß.
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Für die physiologische
Anordnung des Schaltkreises (c) mit Bezug auf die elektronische
Vorrichtung (1), den Chip (49) und
die Schnittstelle (50) bieten sich vielzählige Al ternativen
an, welche allerdings die Substanz der Erfindung nicht beeinträchtigen.
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Der
Schaltkreis (c) kann aus einem simplen Schalter bestehen.