EP0188476A1 - Mit magnetischen mitteln arbeitendes schloss mit zugehöriger passend codierter schlüsselkarte - Google Patents

Mit magnetischen mitteln arbeitendes schloss mit zugehöriger passend codierter schlüsselkarte

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Publication number
EP0188476A1
EP0188476A1 EP19850903262 EP85903262A EP0188476A1 EP 0188476 A1 EP0188476 A1 EP 0188476A1 EP 19850903262 EP19850903262 EP 19850903262 EP 85903262 A EP85903262 A EP 85903262A EP 0188476 A1 EP0188476 A1 EP 0188476A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lock
holes
plate
key
coding
Prior art date
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Ceased
Application number
EP19850903262
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Hüster
Uwe Urban
Christian Kaiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DEUTSCHE GERATEBAU GmbH
Original Assignee
DEUTSCHE GERATEBAU GmbH
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19843423714 external-priority patent/DE3423714C1/de
Priority claimed from DE19843435030 external-priority patent/DE3435030A1/de
Application filed by DEUTSCHE GERATEBAU GmbH filed Critical DEUTSCHE GERATEBAU GmbH
Publication of EP0188476A1 publication Critical patent/EP0188476A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00658—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by passive electrical keys
    • G07C9/00722—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by passive electrical keys with magnetic components, e.g. magnets, magnetic strips, metallic inserts
    • G07C9/00738—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by passive electrical keys with magnetic components, e.g. magnets, magnetic strips, metallic inserts sensed by Hall effect devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
    • G06K7/08—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes
    • G06K7/082—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes using inductive or magnetic sensors
    • G06K7/087—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes using inductive or magnetic sensors flux-sensitive, e.g. magnetic, detectors

Definitions

  • the invention relates to a lock working with magnetic means with an associated, appropriately coded key card, in which the coding in rows in the direction of insertion is partly formed by magnetizable metal, which is invisibly embedded on both sides from the outside, with each row of information points containing a read head on the lock side is assigned to the plug-in level for the key card adjacent to a perpendicularly aligned permanent magnet and a magnetically sensitive semiconductor arranged in series with this in relation to the direction of flow, the output signals of which are converted into electrical voltages and are comparable with a lock-side stored, fixed setpoint coding and if they match with the key-side coding to unlock or release the lock.
  • identification key systems serve to prevent the use of special technical facilities or to release a certain group of people using the identification key as a means of identification. Areas of application are therefore goods dispensing devices, liquid dispensing devices, opening devices for doors and barriers or the commissioning of machines and vehicles.
  • identification key systems In addition to the conventional key systems, in which identification keys made of metal are used which, due to their shape, bring about mechanical or electromechanical unlocking, identification key systems are known in which rectangular plug-in cards consist of plastic or of metal foils embedded in plastic, which are inductive, capacitive, optically by light - or infrared light barriers can be scanned. A typical example of this are ID cards according to DE-B 29 20 012, in which the front and back are covered with film.
  • a lock to be operated with a key it is known from DE-B 29 33 453 to provide a key body of rectangular cross-section made of non-magnetic material with upper and lower coding pieces made of soft magnetic material and to insert the key body into a reading head to actuate the lock consisting of two magnets, ring-shaped flux guide pieces and a Hall generator arranged in an air gap of the flow guide pieces.
  • a magnetic shunt that is asymmetrical with respect to the Hall generator is produced through the central opening of the yoke, which is delimited by the flux guide pieces and the magnets, the position of the respective shunt in relation to the Hall generator controlling the direction of the magnetic flux through it and the respective one Code number of the associated information point defined.
  • the Hall generator is penetrated by the magnetic flux in one direction and the other time in the opposite direction.
  • Card-shaped keys which consist of three layers, the middle layer of which has coding holes and which are covered on the outside by layers which make the coding invisible, are known from GB-A 21 27 4.79 and DE-A 24 61 908 known.
  • the middle layer is impervious to infrared radiation and can be formed, for example, by a perforated metal foil. Each is located on both sides of the insertion slot
  • Row of holes assigned to infrared transmitter and infrared receiver The infrared receivers register the holes provided in rows in the middle layer each time a hole passes between the transmitter and the receiver while the key card is inserted into the lock.
  • the coding is scanned after the key card has been inserted by means of a predetermined pattern of sensors which correspond in size and position to the pattern of the metal dots and the holes in the card.
  • a predetermined pattern of sensors which correspond in size and position to the pattern of the metal dots and the holes in the card.
  • Sensors which correspond in size and position to the pattern of the metal dots and the holes in the card.
  • the scanning is thus inductive and static.
  • the inserts embedded in plastic consist of magnetizable metal.
  • no metal insert is provided in a row that is detected by one of two magnet-sensitive semiconductors that respond to the Hall effect.
  • This series embodies the one of two logical states for the criterion evaluated in the trigger circuit, whether the key card inserted into the lock is a key card that is suitable for the lock or a counterfeit key card, for example made entirely of magnetizable metal.
  • the invention has for its object to provide a lock / key system in the manner of a key system of the type mentioned, which has the advantages of high strength, an externally covered, also.
  • This object is achieved in that the coding is produced by punching holes in a plate made of magnetizable metal, that the hole pattern is designed such that clock pulses can be derived during insertion of the key card to enable serial reading of the coding and that magnetically sensitive semiconductor is designed as a field plate and a reading head is assigned to each row of holes.
  • the key-side coding is determined here by the arrangement of the holes running in rows in the key card itself. These holes are arranged in each row within a middle plate, which is preferably made entirely of magnetizable metal, according to an identification key system at certain distances and a certain number from one another.
  • a hole matrix known per se within a plate made of magnetizable metal offers a large number of different combinations and thus a high degree of encryption.
  • the metal forms a low magnetic resistance between two holes, whereas when the key card is inserted into the lock, the transition between the metal surface and a hole causes a change in the magnetic field line and thus a sudden change in the magnetic induction, which is caused by measured value conversion can be evaluated as electrical counting signals in the field plate penetrated by the magnetic field of the permanent magnet.
  • An intensive flow of field lines through the field plate results when it is arranged, for example glued, in the pole shoe of the permanent magnet corresponding to the N pole with the interposition of a carrier.
  • Such field plates are subject to the longitudinal Hall effect or Gaussian effect.
  • the charge carriers passing through such semiconductors are laterally deflected by the action of the transverse magnetic field, the path of the charge carriers being extended with an increasing magnetic field and the electrical resistance in the field plate thereby being increased. Electrical count signals obtained in this way are then fed to the evaluation circuit.
  • one of the outer plates covering the plate having the holes has an edge which is crimped in accordance with the thickness of the central plate and which is firmly connected to the edge of the respective other plate.
  • the flanged edge is formed in a Z-shape and is firmly connected to the edge of the other covering plate with a flat surface, receiving the metal plate between them.
  • one of the rows of holes is completely covered with holes arranged at equidistant intervals, which form an additional clock track. Regardless of the speed and uniformity with which a user inserts the key card into the slot of the lock, at any time determined by the clock track the associated column of the row is scanned for information points during the insertion of the key card and the key-side coding in the lock-side evaluation or identification circuit is compared with the fixed target value coding stored there. If the codes in the key card and in the evaluation circuit match, the device to which access is to be created can be opened or started.
  • the plate containing the information points consists of non-magnetizable material and has a plurality of rows arranged, punched holes, which are filled with ferromagnetic material according to the predetermined coding, which with the read head arranged in the lock when inserting the Key card in the lock interacts magnetically.
  • Embedding flux guide pieces made of ferromagnetic material in key bodies made of non-magnetizable material is known per se from DE-A 31 44 616.
  • the distances between the individual information points of an information track are the same size in this known key body.
  • the value of the individual information points is embodied by flux guide pieces of different magnetic resistance or flux guide pieces with the same magnetic resistance are used and flux guide plates are assigned to them, which form a magnetic shunt.
  • the production of the code elements that can be used in a recess of the key is very complex in this known construction, since the flow guide pieces and flow guide plates embodying the different code values have to be milled, punched and glued.
  • a code-like composition is required for code elements with coding according to a higher-value code.
  • Figure 1 shows a cross section through the key card along the line I-I in Figure 3;
  • Figure 2 the lock-side insertion opening for the key card
  • Figure 4 shows a cross section through the key card inserted into the lock with a reading head assigned to a row of holes when the magnetic field passes through the metal plate of the key card between two holes in each case;
  • Figure 5 shows a cross section corresponding to Figure 4 when the magnetic field passes through one of the holes in the key card.
  • Figure 6 shows a cross section through the key card on an enlarged scale according to line II in Figure 3 according to a second embodiment;
  • Figure 7 shows a corresponding cross section according to another embodiment.
  • the key card essentially consists of a plate 3 made of metal with a plurality of rows running in the direction of insertion of the key card and having holes arranged according to a key system 4. The number of holes and the spacing between the holes in each row of holes the coding of the key card in relation to the predetermined lock-side coding.
  • the plate 3 consists of non-magnetizable material, the holes provided in this plate being filled with ferromagnetic material.
  • circular metal discs are punched into the holes.
  • the holes 4 can additionally be filled with iron powder 3a, it being expedient to cover the holes on both sides with a magnetically permeable binder.
  • the plate 3 is covered by plates 1 and 2 made of non-magnetizable material, which makes the hole pattern invisible to the outside.
  • One covering plate 1 has a z-shaped edge which is crimped according to the thickness of the plate 3 and which forms a frame 5 with the flat edge of the plate 2 and after inserting the plate 3 is firmly connected to the edge of the plate 2. This results in an asymmetrical profile of the key card in the longitudinal cross section, which matches the profile of the lock-side insertion opening 8.
  • the key card is provided on one end face with a mouthpiece 7, the direction of insertion of the key card into the lock being marked by an arrow pointing towards the mouthpiece 7.
  • Each row of holes is assigned a reading head, which consists of a permanent magnet 9 and a transducer 6.
  • the permanent magnet 9 is oriented in such a way that its magnetic field emerging from one pole piece penetrates a portion of the slot behind the lock-side insertion opening 8 before it re-enters the other pole piece.
  • a so-called field plate which is applied to the one pole shoe and which represents a magnetically controllable resistance, the influence of which is based on the longitudinal Hall effect or Gaussian effect, is used as the measured value converter 6.
  • the charge carriers passing through the semiconductor are deflected laterally by the action of the transverse magnetic field, the path of the charge carriers being extended with an increasing magnetic field.
  • a hole that is air, and the metal of the plate 3 located between two holes alternately get into the leakage flux of the permanent magnet.
  • a signal is generated by deflecting the bias field with the help of the passing metal area between two holes, as is the case with this Figure 4 indicates symbolically.
  • the leakage flux escaping is increased and the field plate resistance increases.
  • the leakage flux that emerges is reduced and, as indicated in FIG. 5, gives way to those adjacent to the hole
  • Each change between air and metal has a sudden change in the magnetic flux through the field plate acting as a transducer 6, which generates a current surge which is supplied as a counting pulse via lines R to an evaluation circuit, not shown in the drawing.
  • the logic of the evaluation circuit is chosen so that regardless of the speed and the uniformity with which the key card is inserted into the lock, a correlation is always created between the individual rows of holes.
  • the key card with the hole pattern according to Figure 3 is a key card that matches the associated lock
  • the coding matches the lock-side, predefined coding if, when the key card is inserted into the lock, all four transducers holes in the last Show picture 3 on the line II.
  • the places where there are no holes form information gaps that are noticeable when a counting pulse fails.
  • the left row of holes in the top view of the key card according to Figure 3 is completely filled with holes puts. These holes generate clock signals for which, depending on the position of the key card in the lock, one, two or three counts are generated in the remaining three rows.
  • Clock and counting pulses can be temporarily stored in the evaluation circuit until the key card has been completely inserted into the opening 8 on the lock side.
  • the comparison then made with the lock-side coding then leads to an actuation of the lock, for example to an opening or activation of the device, if the codes have been found to match.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiment explained. Versions are conceivable in which an annular permanent magnet is provided instead of a rod-shaped one and has an air gap corresponding to the width of the insertion slot.
  • the magnetic field concentrates on the cross section of the air gap.
  • the metal plate can be provided with narrow slits running transversely to the direction of insertion, whereby a very precise response of the transducers can be achieved, since there are straight edges between metal and air, on which the magnetic force flow changes abruptly when the key card is moved .

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Description

Mit magnetischen Mitteln arbeitendes Schloß mit zugehöriger passend codierter Schlüsselkarte
Die Erfindung bezieht sich auf ein 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 Übereinstimmung mit der Schlüssel- seitigen Codierung zur Entriegelung oder Freigabe des Schlosses dienen. 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, öffnungseinrich- tungen für Türen und Schranken oder auch die Inbetriebnahme 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-B 29 20 012, bei denen die Vorder- und Rückseite mit Folie abgedeckt ist.
Aus der DE-A 23 09 658 und der DE-A 33 15 204 sind magnetische Datenträger in Form einer Scheckkarte mit aufkaschiertem oder eingebetteten Magnetstreifen und aufmodelliertem 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-B 19 31 536 bekannt, auf eine Trägerplatte von Identifizierungskarten mit Flächenmustern aufge sprühtes ferromagnetisches Material mit einem undurchsichtigen und elektrisch nicht erfaßbaren Material oder durch Vermischen oder überdecken unsichtbar zu machen.
Bei einem mit einem Schlüssel zu betätigenden Schloß ist es aus der DE-B 29 33 453 bekannt, einen Schlüsselkörper rechteckigen Querschnitts aus unmagnetischem Material mit oberen und unteren Codierstücken aus weich-magnetischem 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 Schüsselkörpers wird durch die von den Flußleitstücken und den Magnetenbegrenzte zentrale Öffnung des Joches ein in bezug auf den Hallgenerator unsymmetrischer magnetischer Nebenschluß hergestellt, wobei die Lage des jeweiligen Nebenschlusses 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-A 21 27 4,79 und der DE-A 24 61 908 bekannt. Bei der erstgenannten Schrift wird zum Lesen der Codierung Infrarot-Strahlung verwendet. Entsprechend ist die mittlere Schicht undurchlässig für Infrarot-Strahlung und kann beispielsweise von einer durchlöcherten Metallfolie gebildet sein. Auf beiden Seiten des. Einführungsschlitzes befinden sich jeweils einer jeden
Lochreihe zugeordnet Infrarot-Sender und Infrarot-Empfänger. Die Infrarot-Empfänger registrieren die in der mittleren Schicht reihenweise vorgesehenen Löcher jeweils beim Durchgang eines Lochs zwischen Sender und Empfänger während des Einschiebens der Schlüsseikarte in das Schloß.
Bei der DE-A 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-A 38 96 292 angesprochen. Das Schloß/Schlüssel-System dieser bekannten Bauart arbeitet jedoch ebenfalls statisch, d.h. es kann die Auslδseschaltung 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 bestehen die in Kunststoff eingebetteten Einlagen aus magnetisierbarem Metall. 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 mittleren Platte nach einem Kennschlüsselsystem in bestimmten Abständen und bestimmter Anzahl zueinander angeordnet. Im Vergleich zu Einlagen aus magnetisierbarem Metall nach der US-A 38 96 292 bietet eine an sich bekannte Loch-Matrix innerhalb einer aus magnetisierbarem Metall bestehenden Platte eine große Zahl unterschiedlicher Kombinationen und damit einen hohen Verschlüsselungsgrad.
Beim magnetischen Auslesen 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 eine Veränderung des magnetischen Feldlinienverlaufs und damit eine sprunghafte Änderung der magnetischen Induktion herbeiführt, was durch Meßwertumformung in der vom Magnetfeld des Permanentmagneten durchsetzten 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 longitudinalen 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 Auswerteschaltung zugeführt.
Um die Schlüsselkarte seitenrichtig in das Schloß einzuführen, besitzt diese einen unsymmetrischen Längsquerschnitt. Zu diesem Zweck weist eine der die 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 ebeπflächig ausgebildetem 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 Zeit punkt 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 abgespeicher- ten 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.
Eine Ausführungsvariante besteht darin, daß die die Informationsstellen enthaltende Platte aus nicht magnetisierbarem Material besteht und eine Mehrzahl von reihenweise angeordneten, durch Ausstanzen gewonnene Löcher aufweist, die entsprechend der vorgegebenen Codierung mit ferromagnetischem Werkstoff ausgefüllt sind, welcher mit dem im Schloß angeordneten Lesekopf beim Einschieben der Schlüsselkarte in das Schloß magnetisch zusammenwirkt.
Das Einbetten von Flußleitstücken aus ferromagnetischem Material in Schlüsselkörper aus nicht magnetisierbarem Werkstoff ist an sich aus der DE-A 31 44 616 bekannt. Die Abstände zwischen den einzelnen Informationsstellen einer Informationsspur sind bei diesem bekannten Schlüsselkörper gleich groß. Die Wertigkeit der einzelnen Informationsstellen wird durch Flußleitstücke unterschiedlichen magnetischen Widerstandes verkörpert oder es werden Flußleitstücke mit gleiehern magnetischen Widerstand verwendet und ihnen Flußleitbleche zugeordnet, die einen magnetischen Nebenschluß bilden. Die Fertigung der in einer Aussparung des Schlüssels einsetzbaren Code-Elemente ist bei dieser bekannten Bauart sehr aufwendig, da die die unterschiedlichen Code-Werte verkörpernden Flußleitstücke und Flußleitbleche gefräst, gestanzt und verklebt werden müssen. Bei Code-Elementen mit Codierung nach einem höherwertigen Code ist eine sandwichartige Zusammensetzung erforderlich.
Bei Verwendung von Flußleitstücken mit jeweils unterschiedlichem magnetischen Widerstand sind entsprechend unterschiedliehe ferromagnetische Werkstoffe zu verwenden, zu formen und zu bearbeiten, um die gewünschte Codierung zu erhalten. Dies bringt einen hohen Herstellungsaufwand mit sich.
In der Beschreibung näher erläuterte Ausführungsbeispiele des mit einer Schlüsselkarte zu betätigenden Schlosses nach der Erfindung sind in den Zeichnungen wiedergegeben. Es zeigen
Bild 1 einen Querschnitt durch die Schlüsselkarte entlang der Linie I-I in Bild 3;
Bild 2 die schloßseitige Einführöffnung für die Schlüsselkarte;
Bild eine Draufsicht auf die Schlüsselkarte;
Bild 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 Schlüsseikarte zwischen jeweils zwei Löchern;
Bild 5 einen dem Bild 4 entsprechenden Querschnitt beim Durchtritt des magnetischen Feldes durch eines der Löcher in der Schlüsselkarte. Bild 6 einen Querschnitt durch die Schlüsselkarte in vergrößertem Maßstab entsprechend der Linie I-I in Bild 3 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Bild 7 einen entsprechenden Querschnitt nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Wie die Bilder 1 und 3 zeigen, besteht die Schlüsselkarte im wesentlichen aus einer Platte 3 aus Metall mit mehreren in Einführrichtung der Schlüsselkarte verlaufenden Reihen von nach einem Schlüsselsystem zueinander geordneten Löchern 4. Durch die Anzahl der Löcher und die Abstände zwischen den Löchern jeder Lochreihe wird die Codierung der Schlüsselkarte in bezug auf die vorgegebene schloßseitige Codierung festgelegt.
In der Ausführungsvariante nach BiId 6 besteht die Platte 3 aus nicht-magnetisierbarem Material, wobei die in dieser Platte vorgesehenen Löcher mit ferromagnetischem Werkstoff ausgefüllt sind. Nach Bild 6 sind in die Löcher gestanzte kreisförmige Metallscheiben eingesetzt. Wie Bild 7 zeigt, können die Löcher 4 zusätzlich mit Eisenpulver 3a ausgefüllt sein, wobei es zweckmäßig ist, die Löcher beidseitig mit magnetisch durchlässigem Bindemittel abzudecken.
Auf beiden Seiten wird die Platte 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 Platte 3 abgebördelten, z-förmig ausgebildeten Rand auf, der mit dem ebenflächigen Rand der Platte 2 einen Rahmen 5 bildet und nach Einlegen der Platte 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 Platte 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 Bild 4 symbolisch andeutet. Hierbei wird der austretende Streufluß verstärkt und der Feldplattenwiderstand nimmt zu. Sobald jedoch die Feldplatte von einem Loch 4 der Platte 3 überfahren wird, wird der austretende Streufluß reduziert und weicht, wie in Bild 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 Zeichnung 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 Bild 3 um eine zum zugehörigen Schloß passende Schlüsselkarte, so stimmt die Codierung mit der schloßseitigen, fest vorgegebenen Codierung überein, wenn beim Einschieben der Schlüsselkarte in das Schloß zuletzt alle vier Meßwertumformer Löcher der in Bild 3 auf der Schnittlinie I-I 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 Lochreihe in der Draufsicht der Schlüsselkarte nach Bild 3 ist vollständig mit Löchern be setzt. 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 Codierung führt dann zu einer Betätigung des Schlosses, beispielsweise zu einem öffnen oder Ingangsetzen der Einrichtung, wenn Übereinstimmung der Codierungen 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

P A T E N T A N S P R Ü C H E
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 Übereinstimmung mit der schlüsselseitigen Codierung zur Entriegelung oder Freigabe des Schlosses dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung durch Ausstanzen von Löchern (4) in eine aus magnetisierbarem 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. 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 Übereinstimmung mit der schlusselseitigen Codierung zur Entriegelung oder Freigabe des Schlosses dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Informationsstellen enthaltende Platte (3) aus nicht magnetisierbarem Material besteht und eine Mehrzahl von reihenweise angeordneten, durch Ausstanzen gewonnene Löcher (4) aufweist, die entsprechend der vorgegebenen Codierung mit ferromagnetischem Werkstoff ausgefüllt sind, welcher mit dem im Schloß angeordneten Lesekopf beim Einschieben der Schlüsselkarte in das Schloß magnetisch zusammenwirkt.
3. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 1, adurch gekennzeichnet, daß die die Löcher (4) aufweisende Platte
(3) in ihrer Dicke insgesamt aus magnetisierbarem Metall besteht.
4. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Löcher (4) aufweisende Platte
(3) außen abdeckenden Platten (1, 2) aus nicht magnetisierbarem Material bestehen und eine dieser Platten (1 bzw. 2) einen entsprechend der Dicke der die Löcher
(4) aufweisenden Platte (3) abgebördelten Rand aufweist, der mit dem Rand der jeweils anderen Platte (2 bzw. 1) fest verbunden ist.
5. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgebördelte Rand z-förmig ausgebildet ist und mit dem ebenflächigen Rand der anderen abdeckenden Platte einen Rahmen (5) bildet, in den die die Löcher (4) aufweisende Platte (3) einlegbar ist.
6. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldplatte (6) an dem dem N-Pol entsprechenden Polschuh des Permanentmagneten (9) unter Zwischenschaltung eines Trägers angeordnet, beispielsweise aufgeklebt, ist.
7. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Lochreihen vollständig mit in äquidistanten Abständen angeordneten Löchern als zusätzliche Taktspur belegt ist.
8. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (4) mit gestanzten, kreisförmigen Metallscheiben ausgefüllt sind.
9. Schloß/Schlüssel-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher (4) mit Eisenpulver ausgefüllt und beidseitig mit magnetisch durchlässigem Bindemittel abgedeckt sind.
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