EP0999328B1 - Schliesszylinder - Google Patents
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- EP0999328B1 EP0999328B1 EP99122166A EP99122166A EP0999328B1 EP 0999328 B1 EP0999328 B1 EP 0999328B1 EP 99122166 A EP99122166 A EP 99122166A EP 99122166 A EP99122166 A EP 99122166A EP 0999328 B1 EP0999328 B1 EP 0999328B1
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- EP
- European Patent Office
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- lock cylinder
- coupling means
- door
- lock
- actuator
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- E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
- E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
- E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
- E05B47/0638—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor
- E05B47/0642—Cylinder locks with electromagnetic control by disconnecting the rotor axially, i.e. with an axially disengaging coupling element
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
- E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
- E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
- E05B47/0615—Cylinder locks with electromagnetic control operated by handles, e.g. by knobs
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- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
- E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
- E05B2047/0057—Feeding
- E05B2047/0058—Feeding by batteries
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
- E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
- E05B2047/0092—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means including means for preventing manipulation by an external magnetic field, e.g. preventing opening by using a strong magnet
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
- E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
- E05B47/0002—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets
- E05B47/0003—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets having a movable core
- E05B47/0004—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with electromagnets having a movable core said core being linearly movable
Definitions
- the present invention relates to a lock cylinder, in particular an electronic lock cylinder for use in mortise locks for doors.
- Mortise locks for doors according to DIN 18251 are provided in large numbers with mechanical lock cylinders according to DIN 18252.
- Such lock cylinders have a cylinder housing and therein a cylinder core, which can be rotated with a matching key in the housing and then moves approximately from the center of the cylinder housing, within the mortise from the cylinder housing protruding cam or catch to the castle or up lock up.
- the known mechanical lock cylinders can be many in terms of security, locking layout and flexibility Wishes open, because the mechanical keys are easily copied, locking plans that define access permissions must be structured essentially hierarchical and key loss and locking plan modification, the lock cylinder must be completely replaced.
- a door lock with at least one handle on a protruding from the door leaf axis of rotation for actuating the latch and / or the bolt is known.
- the handle is rotatably arranged in the closed position of the door lock on the axis of rotation.
- An actuatable by an electric coupling coupling connects the handle with the axis of rotation to open the door.
- the electric drive can be actuated by a code evaluation device with a device for contactless code input.
- the electric drive, the clutch, the evaluation device with the non-contact code input device and a power supply for the electric drive and the code evaluation device are arranged in the handle of the door lock.
- this door lock also leaves much to be desired in terms of its reliability and safety.
- provided in this door lock coupling mechanism against mechanical or magnetic attacks from the outside is essentially unprotected, so that manipulation or breakage are relatively easily possible.
- a lock cylinder according to the preamble of claim 1 is known. Furthermore, in GB-A-1452032, a door lock is indicated with a magnet which controls the movement of a closing member. GB-A-1452032 describes in particular an automatic closing device with a drive element which can be magnetized to close and open the door lock by an outer coil and can be demagnetized by changing the current direction in the coil.
- the present invention has for its object to provide an improved lock cylinder, which is in particular safer and more reliable than known lock cylinder and at the same time provides a simple and safe and flexible lock system.
- an improved lock cylinder which is in particular safer and more reliable than known lock cylinder and at the same time provides a simple and safe and flexible lock system.
- For the solution of this problem is further to consider the aspect that such lock cylinder, in particular for the replacement of existing lock cylinder, usually have an autonomous power supply. To ensure a long life, it is thus desirable to form the electronic lock cylinder so that it is characterized by a low power consumption. This object is achieved with the features of patent claims 1.
- a temporarily monostable material is used as the drive element provided in the housing of the lock cylinder drive means for the coupling device.
- This material has the property that it can be magnetized by a current pulse through an external coil and this magnetization can be reversed after a predetermined period of time by suitable electrical control. By applying a holding current to the coil, the magnetization can be preferably further supported. With the degradation or loss of magnetic properties the coupling device is automatically disengaged.
- the lock cylinder with a coupling device for rotatably connecting an outer actuating element such that the coupling device is designed to be axially movable and / or tiltable on a drive element of a drive device.
- the guide portion of the coupling device is axially movably mounted between two stops of the drive element, wherein the first stop for engagement and the second serves for disengaging the coupling device.
- the coupling device can be decoupled in a much more reliable manner than before, which brings a significant improvement in the security of such electronic lock cylinder with it.
- a spring element is provided between the coupling device and the drive device, which causes a secure engagement of the coupling device.
- the spring element is preferably a compression spring which is tensioned during an engagement movement of the drive device when the clutch device is in a non-engageable position, and which pushes the clutch device into the engaged state by its pressure force due to the bias as soon as an engageable position is present ,
- the safety can be advantageously further improved because characterized in superposition with an external magnetic field, the coupling device is not engaged, but always remains in the disengaged state.
- a preferred embodiment of the lock cylinder 2 according to the invention is shown as a schematic longitudinal section in Figure 1.
- the electronic lock cylinder 2 according to the invention can be used in a conventional door lock, but may also have any other external shape.
- the locking cylinder 2 according to the invention essentially comprises a housing 4, a locking bit 6 rotatably arranged relative to the housing 4, an actuating element 8 opposite the inside of the door or the potential attack side in the form of a first door knob and an actuating element facing the outside of the door or the potential attack side 10 in the form of a second door knob on.
- An electronic access control circuit 12 for verifying an access authorization is preferably accommodated in the cylinder lock 2 according to the invention in the door inner side actuating element 8.
- the power supply for the electronic lock cylinder 2 is preferably provided in the form of a battery 14.
- the door-side actuator 8 is rotatably connected to the cam 6 of the cylinder lock 2 according to the invention by a connecting sleeve 16, so that the cam 6 from the inside or the potential attack side opposite side is always operable.
- FIG. 1 shows the lock cylinder 2 according to the invention in a coupled state, i. the outer-side actuating element 10 is also in rotationally fixed operative connection with the locking bit 6.
- the outer-side actuating element 10 is preferably freely rotatable without actuating the locking bit 6.
- the access control circuit 12 after the expiration of a verification protocol, temporarily couples the outer actuator 10 to the lock bit 6.
- a coupling device 18 and a drive device 20 for the coupling device 18 in the housing 4 of the lock cylinder 2 is provided according to the invention.
- the drive device 20 for the coupling device 18 is designed in the form of an electromagnet, which has a coil 22 and an armature 24 movable axially thereto.
- the armature or the drive element 24 is mounted axially movably in a guide element 26 mounted in the connection sleeve 16.
- the maximum anchor or punch path is denoted by "s" in FIG.
- the armature 24 is made of a monostable material which is temporarily magnetizable when exposed to a magnetic field. This magnetization is further preferably optionally supported by a holding current to a coil. To terminate the coupling, this material can be reversed by a suitable electrical signal.
- the coupling device 18 is preferably designed in the form of a coupling cross.
- the coupling device 18 has a guide section 28, which guides the coupling device 18 in an axially movable and / or tiltable manner in the region of a guide element 30 of the armature 24.
- the guide element 30 of the armature 24 is defined in the axial direction by two stops 32 and 34, respectively.
- the coupling device 18 connects in this position, the door outside actuating element 10 with the cam 6, so that the door can also be opened from the outside.
- the non-rotatable connection between the outside door side actuator 10 and the cam 6 is preferably carried out via a connecting sleeve 36 and an engagement member 38, both of which are rotatably connected to the actuator 10.
- the engagement member 38 has e.g. Recesses 40, which may be formed corresponding to the shape of engagement portions 42 of the coupling device 18.
- a sleeve is provided as the engagement element 38, which has a crenellated engagement portion on an end portion pointing to the coupling device 18, which can be brought into engagement with the coupling cross which is preferably provided as the coupling device 18.
- the coupling device 18 is preferably guided axially movable in the housing 4 or an outer guide sleeve.
- the recesses 40 are formed at an opening in the disengaging angle ⁇ .
- the angle ⁇ is preferably in the range between 1 ° and 5 ° and preferably at about 3 °.
- the bevels are provided on the longitudinal surfaces of the pinnacles in such a way that widen the spaces between the pinnacles in the release direction.
- the actual connection between the coupling device 18 and the cam 6 is realized by a provided on the coupling device 18 connecting sleeve 44. This is shown schematically only in FIG. As already described above, the coupling device 18 is guided on the guide portion 30 of the armature 24 axially movable and / or tiltable. This is particularly advantageous for disengaging the coupling device 18. In the decoupled state, the coupling device 18 is disengaged from the engagement element 38, so that the door-outside actuating element 10 is freely rotatable. In this position, the lock cylinder 2 according to the invention is always when the armature 24 of the drive device 20 is demagnetized.
- a compression spring 46 is preferably provided, which acts as a return spring and forces the armature 24 in its decoupled position.
- the locking of the lock cylinder 2 according to the invention or the disengagement of the coupling device 18 takes place by reversing the magnetization of the armature 24 of the drive device 20.
- the return spring 46 pushes the armature 24 in the direction of its starting position, wherein first the coupling device 18 in engaged state remains until the armature 24 has traveled the (shown in Figure 1) distance ⁇ s and comes into contact with the stop 32.
- the distance ⁇ s is preferably about 0.5 mm. This ensures that the relatively large mass of the armature 24 is already in motion when it hits the coupling device 18 and thereby dissolves it by a corresponding breakaway pulse with momentum from the engaged state.
- a drill protection 48 is further provided, which is preferably formed of hard metal and prevents forcible opening of the lock cylinder 2 of the invention from the outside of the door in a secure manner.
- the return spring 46 can be performed, for example, with a centering element 50 in the housing 4 of the lock cylinder 2.
- FIGS. 4 and 5 show a further preferred embodiment or function of the lock cylinder 2 according to the invention.
- the coupling device 18 in the form of an asymmetrical coupling cross in order to achieve a particularly advantageous disengagement effect when uncoupling the coupling device 18 from the outside door-side actuating element 10.
- a portion eg, only one
- the engaging portions 42 engages the engaging member 38, so that upon disengagement of the clutch assembly 18, first, the portions (and low force) are engaged and thus lighter releasable portions are released before then the more firmly engaged engagement portions 42 are released.
- the resulting tilting movement of the coupling device 18 causes a more reliable decoupling.
- the sequence of the disengaging operation of the coupling device 18 shown schematically in FIG. 5 can also be achieved independently of the shape of the coupling device 18.
- the Ausschablholz shown in Figure 5 can be found both in combination with the breakaway pulse described above and / or the bevels of Figure 3 and independently apply.
- the stop 32 of the armature 24 is initially in contact with the coupling device 18.
- the return spring 46 presses the armature 24 in the release direction, whereby the coupling device 18 is first slightly tilted according to the middle figure in Figure 5, to release the engaging portions 42 of the recesses 40. Subsequently, the coupling device 18 is moved by the stop 32 and the return spring 46 in the disengaged or decoupled rest position.
- FIG. 1 A further preferred embodiment of the lock cylinder 2 according to the invention and in particular the usable therein Coupling device is shown in FIG.
- the engagement stop 34 of the embodiments described above here as a support for an engagement spring 52.
- the spring 52 may be formed for example as a compression spring and thereby urge the coupling device 18 away from the support member 34 in the direction or until the release stop 32.
- This clutch assembly has the particular advantage that thereby an even more reliable engagement of the clutch device 18 can be ensured.
- the pulse energy transmitted by the drive device 20 to the armature 24 is buffered by compressing the spring 52 until coupling is possible. Then, the spring 52 pushes the coupling device 18 into the coupled position without further application of electrical energy.
- the decoupling is carried out by the stop 32, as described above with respect to the other embodiments, wherein the spring 52 may optionally support the contacting of the Ausguranschlags 32 with the coupling device 18 by their pressing force.
- the armature 24 of the drive device 20 is interrupted by a magnetic decoupling device 54, which is adjoined by an extension section 56 of the armature 24, preferably with a reduced cross section.
- the extension portion 56 preferably extends to the disengagement stop 32.
- a ferromagnetic material 60 is further provided.
- the spring 46 is formed in this embodiment as a tension spring.
- In the region of the diameter-tapered extension portion 56 is according to this embodiment at least one so-called counter-magnet 58 is provided.
- this lock cylinder 2 corresponds to the action principle described above, wherein the input and Ausschraum are reversed.
- the embodiment described with reference to FIG. 7 can be combined with the embodiments explained above and with the aspects of the invention described therein. -
- the counter magnet 58 is provided as a safety device against manipulation from the outside. It is isolated from the remainder of the magnetic circuit (drive means) by the magnetic decoupling device 54, and is preferably magnetizable by an external magnetic field. This means that when trying to manipulate the lock cylinder 2 according to the invention from the outside with a strong magnetic field of the lock cylinder 2 is "flooded" by the magnetic field, which magnetizes him and thereby the counter magnet 58 a stronger force on the element 60 on the armature 24 as the drive means 20 exerts, so that the armature 24 is urged with the element 60 to the counter-magnet 58 in the decoupled position. In the case of intentional coupling, on the contrary, a magnetic field can be selectively applied to drive the armature 24.
- the locking cylinder according to the invention can be designed according to a further embodiment (not shown) such that a counter-magnet activates a locking device when an external magnetic field is applied for manipulation purposes.
- the locking device is preferably designed so that it prevents engagement of the coupling device 18.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schließzylinder, insbesondere einen elektronischen Schließzylinder zum Einsatz in Einsteckschlössern für Türen.
- Einsteckschlösser für Türen nach DIN 18251 werden in großer Zahl mit mechanischen Schließzylindern nach DIN 18252 versehen. Solche Schließzylinder weisen ein Zylindergehäuse und darin einen Zylinderkern auf, der mit einem passenden Schlüssel im Gehäuse gedreht werden kann und dann einen etwa aus der Mitte des Zylindergehäuses, innerhalb des Einsteckschlosses aus dem Zylindergehäuse herausragenden Schließbart bzw. Mitnehmer bewegt, um das Schloß auf- oder zuzusperren.
- Die bekannten mechanischen Schließzylinder lassen bezüglich Sicherheit, Schließplangestaltung und Flexibilität viele Wünsche offen, denn die mechanischen Schlüssel sind leicht kopierbar, Schließpläne, die Zugangsberechtigungen definieren, müssen im wesentlichen hierarchisch strukturiert sein und bei Schlüsselverlust und Schließplanmodifizierung müssen die Schließzylinder komplett ausgetauscht werden.
- Zur Vermeidung dieser Probleme wurden elektronische Schließsysteme vorgeschlagen. Beispiele für derartige Schließsysteme sind in der DE-A-44 38 832 und DE-A-195 02 288 angegeben. Dort ist ein Einsteckschloß für Türen so modifiziert, daß der Schließzylinder durch ein Gestänge ersetzt ist, das auf der Türinnen- und der Türaußenseite jeweils einen Drehknauf aufweist. Das Gestänge beinhaltet einen Mitnehmer, der wie bei einem mechanischen Schließzylinder das Schloß betätigt. Der Mitnehmer ist drehfest mit dem türinnenseitigen Knauf und über eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung mit dem Türaußenseitenknauf verbunden. Eine Elektronik steuert die Kupplung so an, daß diese nur dann eine drehschlüssige Verbindung herstellt, wenn sich an der Türaußenseite innerhalb der Reichweite einer Antenne beispielsweise ein Hochfrequenztransponder befindet, der in einem vorangegangenen Programmiervorgang eine Zutrittsberechtigung erhalten hat. Elektronik, Antenne und ein elektromagnetischer Aktor zur Betätigung der Kupplung sind auf türinnen- und -außenseitige Türbeschläge verteilt. Diese Anordnung ist jedoch nur sehr aufwendig gegen Manipulationen zu schützen und entsprechende Sicherheitsvorkehrungen führen zu teuren und unansehnlichen Türbeschlägen.
- In der US-A-4 901 545 und US-A-5 447 047 sind Türschlösser angegeben, bei denen im türaußenseitigen Knauf oder Drücker zusätzlich zu einem mechanischen Schloß noch elektronische Zutrittskontrollkomponenten enthalten sind. Auch diese Anordnungen sind manipulationsanfällig. Ein Spezialschloß mit integrierter Elektronik, die teilweise am äußeren Türbeschlag untergebracht ist, ist in der US-A-4 820 320 angegeben.
- Aus der DE-U-297 03 559 ist beispielsweise ein Türschloß mit mindestens einem Griff an einer aus dem Türblatt vorstehenden Drehachse zur Betätigung der Falle und/oder des Riegels bekannt. Der Griff ist in Schließstellung des Türschlosses drehbar auf der Drehachse angeordnet. Eine mit einem Elektroantrieb betätigbare Kupplung verbindet den Griff mit der Drehachse zum Öffnen der Türe. Der Elektroantrieb ist durch eine Codeauswerteeinrichtung mit einer Einrichtung zur berührungslosen Codeeingabe betätigbar. Der Elektroantrieb, die Kupplung, die Auswerteeinrichtung mit der berührungslosen Codeeingabeeinrichtung und eine Energieversorgung für den Elektroantrieb und die Codeauswerteeinrichtung sind im Griff des Türschlosses angeordnet. Jedoch läßt auch diese Türschloß hinsichtlich seiner Zuverlässigkeit und Sicherheit weiterhin zu wünschen übrig. So ist beispielsweise der in diesem Türschloß vorgesehene Kupplungsmechanismus gegenüber mechanischen oder magnetischen Angriffen von außen im wesentlichen ungeschützt, so daß Manipulationen bzw. ein Aufbrechen relativ leicht möglich sind.
- Aus der EP-A-0 588 209 ist ein Schließzylinder gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Weiterhin ist in der GB-A-1452032, ein Türschloß mit einem Magneten, der die Bewegung eines Schließglieds steuert angegeben. Die GB-A-1452032 beschreibt insbesondere eine selbsttätige Schließeinrichtung mit einem Antriebselement, das zum Schließen und Öffnen des Türschlosses durch eine äußere Spule magnetisiert werden kann und durch Änderung der Stromrichtung in der Spule entmagnetisiert werden kann.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Schließzylinder bereitzustellen, der insbesondere sicherer und zuverlässiger als bekannte Schließzylinder ist und gleichzeitig ein einfaches und sicheres sowie flexibel einsetzbares Schließsystem liefert. Für die Lösung dieser Problematik ist weiterhin der Aspekt zu berücksichtigen, daß derartige Schließzylinder, insbesondere für den Austausch bereits existierender Schließzylinder, üblicherweise eine autonome Energieversorgung aufweisen. Zur Gewährleistung eines hohen Lebensdauer ist es somit wünschenswert, den elektronischen Schließzylinder so auszubilden, daß er sich durch eine geringe Leistungsaufnahme auszeichnet. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentansprüchs 1 gelöst.
- Gemäß der Erfindung wird als Antriebselement der im Gehäuse des Schließzylinders vorgesehenen Antriebseinrichtung für die Kupplungseinrichtung ein temporär monostabiles Material eingesetzt. Dieses Material hat die Eigenschaft, daß es durch einen Stromimpuls durch eine äußere Spule magnetisiert werden kann und diese Magnetisierung nach einer vorbestimmten Zeitdauer durch geeignete elektrische Ansteuerung rückgängig gemacht werden kann. Durch das Anlegen eines Haltestroms an die Spule kann die Magnetisierung vorzugsweise weiter unterstützt werden. Mit dem Abbau oder Verlust der magnetischen Eigenschaften wird die Kupplungseinrichtung automatisch ausgerückt.
- Vorteilhaft, ist, den Schließzylinder mit einer Kupplungseinrichtung zum drehbaren Verbinden eines äußeren Betätigungselements derart vorzusehen, daß die Kupplungseinrichtung auf einem Antriebselement einer Antriebseinrichtung axial bewegbar und/oder kippbar ausgebildet ist. Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist der Führungsabschnitt der Kupplungseinrichtung zwischen zwei Anschlägen des Antriebselements axial bewegbar gelagert, wobei der erste Anschlag zum Einrücken und der zweite zum Ausrücken der Kupplungseinrichtung dient. Dadurch kann die Kupplungseinrichtung auf wesentlich zuverlässigere Weise als bisher entkoppelt werden, was eine erhebliche Verbesserung der Sicherheit derartiger elektronischer Schließzylinder mit sich bringt. Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Kupplungseinrichtung und der Antriebseinrichtung ein Federelement vorgesehen, das ein sicheres Einkuppeln der Kupplungseinrichtung bewirkt. Das Federelement ist vorzugsweise eine Druckfeder, die bei einer Einrückbewegung der Antriebseinrichtung gespannt wird, wenn sich die Kupplungseinrichtung in einer nicht-einrückbaren Position befindet, und die durch ihre Druckkraft aufgrund der Vorspannung die Kupplungseinrichtung in den eingerückten Zustand drängt, sobald eine einrückbare Stellung vorhanden ist.
- Durch das Anbringen mindestens eines sogenannten Gegenmagneten im Gehäuse des erfindungsgemäßen Schließzylinders kann die Sicherheit vorteilhaft weiter verbessert werden, da dadurch bei Überlagerung mit einem äußeren Magnetfeld die Kupplungseinrichtung nicht eingerückt wird, sondern immer im ausgerückten Zustand bleibt.
- Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- Figur 1
- einen schematischen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schließzylinder;
- Figur 2
- einen schematischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform einer im erfindungsgemäßen Schließzylinder vorgesehenen Kupplungseinrichtung;
- Figur 3
- eine Schnittansicht entlang der Linie III-III durch die Kupplungseinrichtung von Figur 2;
- Figur 4
- eine schematische Darstellung einer asymmetrischen Ausführungsform eines Kupplungselements;
- Figur 5
- den Ablauf eines Ausrückvorgangs der Kupplungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders;
- Figur
- 6 einen vergrößerten schematischen Längsschnitt durch die Kupplungseinrichtung entsprechend einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders; und
- Figur 7
- einen schematischen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Schließzylinder entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
- Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 ist als schematischer Längsschnitt in Figur 1 gezeigt. Der erfindungsgemäße elektronische Schließzylinder 2 ist in ein herkömmliches Türschloß einsetzbar, kann jedoch auch jede andere äußere Form aufweisen. Der erfindungsgemäße Schließzylinder 2 weist im wesentlichen ein Gehäuse 4, einen bezüglich des Gehäuses 4 drehbar angeordneten Schließbart 6, ein türinnenseitiges bzw. der potentiellen Angriffsseite gegenüberliegendes Betätigungselement 8 in Form eines ersten Türknaufs und ein türaußenseitiges bzw. der potentiellen Angriffsseite zugewandtes Betätigungselement 10 in Form eines zweiten Türknaufs auf. Eine elektronische Zutrittskontrollschaltung 12 zur Verifizierung einer Zutrittsberechtigung ist im erfindungsgemäßen Zylinderschloß 2 vorzugsweise im türinnenseitigen Betätigungselement 8 untergebracht. Im türaußenseitigen Betätigungselement 10 ist vorzugsweise die Energieversorgung für den elektronischen Schließzylinder 2 in Form einer Batterie 14 vorgesehen. Das türinnenseitige Betätigungselement 8 ist mit dem Schließbart 6 des erfindungsgemäßen Zylinderschlosses 2 durch eine Verbindungshülse 16 drehfest verbunden, so daß der Schließbart 6 von innen bzw. der der potentiellen Angriffsseite gegenüberliegenden Seite stets betätigbar ist.
- Die schematische Darstellung gemäß Figur 1 zeigt den erfindungsgemäßen Schließzylinder 2 in einem gekoppelten Zustand, d.h. das außenseitige Betätigungselement 10 steht ebenfalls in drehfester Wirkverbindung mit dem Schließbart 6. Im entkoppelten Zustand ist das außenseitige Betätigungselement 10 vorzugsweise frei drehbar, ohne den Schließbart 6 zu betätigen. Zur Koppelung des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 ist es bevorzugt, daß die Zutrittskontrollschaltung 12 nach Ablauf eines Verifikationsprotokolls das äußere Betätigungselement 10 temporär mit dem Schließbart 6 koppelt. Dazu ist erfindungsgemäß eine Kupplungseinrichtung 18 und eine Antriebseinrichtung 20 für die Kupplungseinrichtung 18 im Gehäuse 4 des Schließzylinders 2 vorgesehen.
- Die Antriebseinrichtung 20 für die Kupplungseinrichtung 18 ist in Form eines Elektromagneten ausgebildet, der eine Spule 22 und einen axial dazu beweglichen Anker 24 aufweist. Der Anker bzw. das Antriebselement 24 ist in einem in der Verbindungshülse 16 montierten Führungselement 26 axial beweglich gelagert. Der maximale Anker- oder Stempelweg ist in Figur 1 mit "s" bezeichnet. Erfindungsgemäß ist der Anker 24 aus einem monostabilen Material hergestellt, das bei Beaufschlagung mit einem Magnetfeld temporär magnetisierbar ist. Diese Magnetisierung wird weiter bevorzugt gegebenenfalls durch einen Haltestrom an einer Spule unterstützt. Zum Beenden der Koppelung kann dieses Material durch ein geeignetes elektrisches Signal rückgängig gemacht werden.
- Die Kupplungseinrichtung 18 ist vorzugsweise in Form eines Koppelkreuzes ausgebildet. Die Kupplungseinrichtung 18 weist in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform einen Führungsabschnitt 28 auf, der im Bereich eines Führungselements 30 des Ankers 24 die Kupplungseinrichtung 18 axial beweglich und/oder kippbar führt. Das Führungselement 30 des Ankers 24 wird in Axialrichtung durch zwei Anschläge 32 bzw. 34 definiert. Beim Aktivieren der Kupplungseinrichtung, d.h. wenn eine Zutrittsberechtigung erteilt und die Antriebseinrichtung 20 von der Schaltung 12 aktiviert wurde, schiebt der Anker 24 mit dem Anschlag 34 die Kupplungseinrichtung 18 in die in Figur 1 dargestellte Position. Die Kupplungseinrichtung 18 verbindet in dieser Stellung das türaußenseitige Betätigungselement 10 mit dem Schließbart 6, so daß die Türe auch von außen geöffnet werden kann. Die drehfeste Verbindung zwischen dem türaußenseitigen Betätigungselement 10 und dem Schließbart 6 erfolgt vorzugsweise über eine Verbindungshülse 36 und ein Eingriffselement 38, die beide mit dem Betätigungselement 10 drehfest verbunden sind. Das Eingriffselement 38 weist z.B. Ausnehmungen 40 auf, die korrespondierend zur Form von Eingriffsabschnitten 42 der Kupplungseinrichtung 18 ausgebildet sein können. Bevorzugt ist jedoch als Eingriffselement 38 eine Hülse vorgesehen, die an einem zur Kupplungseinrichtung 18 weisenden Endabschnitt einen zinnenartig ausgebildeten Eingriffsabschnitt aufweist, der mit dem als Kupplungseinrichtung 18 bevorzugt vorgesehenen Koppelkreuz in Eingriff bringbar ist. Die Kupplungseinrichtung 18 ist vorzugsweise im Gehäuse 4 oder einer äußeren Führungshülse axial bewegbar geführt.
- Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform, die in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, sind die Ausnehmungen 40 unter einem sich in Ausrückrichtung öffnenden Winkel α ausgebildet. Der Winkel α liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1°und 5° und vorzugsweise bei etwa 3°. Im Fall des bevorzugten hülsenförmigen Eingriffselements 38 sind die Schrägen an den Längsflächen der Zinnen derart vorgesehen, daß sich die Zwischenräume zwischen den Zinnen in Ausrückrichtung verbreitern. Durch das Vorsehen der Abschrägungen um den Winkel α an den Ausnehmungen 40 bzw. Zinnen des Verbindungselements 38 und/oder auch durch das Vorsehen von Abschrägungen am Eingriffsabschnitt 42 der Kupplungseinrichtung 18 bzw. am Koppelkreuz ist ein zuverlässigeres Entkoppeln der Kupplungseinrichtung 18 erzielbar. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, daß die Kontaktfläche zwischen den Eingriffsabschnitten 42 der Kupplungseinrichtung 18 und den Ausnehmungen 40 des Eingriffselements 38 relativ klein ist, so daß nach einem anfänglichen Loslösen der gekoppelten Teile aufgrund des sich in Ausrückrichtung erweiternden Zwischenraums das weitere Ausrücken mit wesentlich geringerer Reibung oder sogar ohne weiteren Kontakt erfolgt. Dadurch kann also die Loslösekraft bzw. Losbrechkraft des Eingriffsabschnitts 42 aus den Ausnehmungen 40 erheblich reduziert werden, wodurch die Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Schließzylinders erheblich gesteigert werden kann.
- Die eigentliche Verbindung zwischen der Kupplungseinrichtung 18 und dem Schließbart 6 wird durch eine an der Kupplungseinrichtung 18 vorgesehene Verbindungshülse 44 realisiert. Diese ist lediglich in Figur 1 schematisch dargestellt. Wie bereits vorstehend beschrieben ist die Kupplungseinrichtung 18 auf dem Führungsabschnitt 30 des Ankers 24 axial bewegbar und/oder kippbar geführt. Dies ist insbesondere für das Ausrücken der Kupplungseinrichtung 18 von besonderem Vorteil. Im entkoppelten Zustand ist die Kupplungseinrichtung 18 außer Eingriff mit dem Eingriffselement 38, so daß das türaußenseitige Betätigungselement 10 frei drehbar ist. In dieser Position befindet sich der erfindungsgemäße Schließzylinder 2 immer dann, wenn der Anker 24 der Antriebseinrichtung 20 entmagnetisiert ist. Dazu ist vorzugsweise eine Druckfeder 46 vorgesehen, die als Rückstellfeder wirkt und den Anker 24 in seine entkoppelte Position zwingt. Beim Erkennen einer Zugangsberechtigung setzt die Schaltung 12 die Spule 22 der Antriebseinrichtung 20 unter Spannung, so daß der Anker 24 aus der Spule herausfährt und mit dem Anschlag 34 die Kupplungseinrichtung 18 mitnimmt, um die Eingriffsabschnitte 42 der Kupplungseinrichtung 18 mit den Ausnehmungen 40 des Eingriffselements 38 formschlüssig zu verbinden.
- Das Verriegeln des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 bzw. das Ausrücken der Kupplungseinrichtung 18 erfolgt durch rückgängig machen der Magnetisierung des Ankers 24 der Antriebseinrichtung 20. Sofort nach rückgängig machen der Magnetisierung schiebt die Rückstellfeder 46 den Anker 24 in Richtung seiner Ausgangsposition, wobei zunächst die Kupplungseinrichtung 18 im eingerückten Zustand verbleibt, bis der Anker 24 die (in Figur 1 dargestellte) Strecke Δs zurückgelegt hat und mit dem Anschlag 32 in Berührung kommt. Die Strecke Δs beträgt vorzugsweise etwa 0,5 mm. Dadurch wird gewährleistet, daß die relativ große Masse des Ankers 24 bereits in Bewegung ist wenn sie auf die Kupplungseinrichtung 18 trifft und dadurch diese durch einen entsprechenden Losbrechimpuls mit Schwung aus dem Eingriffszustand herauslöst. Diese Effekt läßt sich insbesondere mit den vorstehend bereits beschriebenen Abschrägungen auf vorteilhafte Weise kombinieren, da durch den Losbrechimpuls die Kupplungseinrichtung besonders zuverlässig aus der anfänglichen Koppelstellung losgelöst wird. Der Anschlag 32 des Ankers 24 verschiebt durch die Kraft der Rückstellfeder 46 die Kupplungseinrichtung 18 weiter bis in die Ruhestellung, d.h. den völlig entkoppelten Zustand.
- Im Gehäuse 4 des erfindungsgemäßen Zylinders 2 ist ferner ein Bohrschutz 48 vorgesehen, der vorzugsweise aus Hartmetall ausgebildet ist und ein gewaltsames Öffnen des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 von der Türaußenseite auf sichere Weise unterbindet. Die Rückstellfeder 46 kann beispielsweise mit einem Zentrierelement 50 im Gehäuse 4 des Schließzylinders 2 geführt werden.
- In den Figuren 4 und 5 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform bzw. Funktion des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 gezeigt. Entsprechend Figur 4 kann es bevorzugt sein, die Kupplungseinrichtung 18 in Form eines asymmetrischen Kupplungskreuzes auszubilden, um so eine besonders vorteilhafte Ausrückwirkung beim Entkoppeln der Kupplungseinrichtung 18 vom türaußenseitigen Betätigungselement 10 zu erzielen. Vorzugsweise kommt bei der Verwendung einer asymmetrischen Kupplungseinrichtung 18 lediglich ein Teil (z.B. nur einer) der Eingriffsbereiche 42 mit dem Eingriffselement 38 in Eingriff, so daß beim Ausrücken der Kupplungseinrichtung 18 zunächst die nicht (oder mit geringer Kraft) in Eingriff stehenden Abschnitte und somit leichter lösbaren Abschnitte gelöst werden, bevor dann die fester in Eingriff stehenden Eingriffsbereiche 42 losgelöst werden. Durch die daraus resultierende Kippbewegung der Kupplungseinrichtung 18 wird ein zuverlässigeres Entkoppeln bewirkt.
- Der in Figur 5 schematisch dargestellte Ablauf des Ausrückvorgangs der Kupplungseinrichtung 18 kann jedoch auch unabhängig von der Form der Kupplungseinrichtung 18 erzielt werden. Der in Figur 5 gezeigte Ausrückablauf kann sowohl in Kombination mit dem vorstehend beschriebenen Losbrechimpuls und/oder den Abschrägungen gemäß Figur 3 als auch unabhängig davon Anwendung finden. Entsprechend Figur 5 ist der Anschlag 32 des Ankers 24 zunächst mit der Kupplungseinrichtung 18 in Berührung. Beim Entmagnetisieren drückt die Rückstellfeder 46 den Anker 24 in Ausrückrichtung, wodurch die Kupplungseinrichtung 18 entsprechend der mittleren Abbildung in Figur 5 zunächst leicht gekippt wird, um die Eingriffsabschnitte 42 aus den Ausnehmungen 40 loszulösen. Anschließend wird die Kupplungseinrichtung 18 durch den Anschlag 32 und die Rückstellfeder 46 in die ausgerückte bzw. entkoppelte Ruhestellung bewegt.
- Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 und insbesondere der darin verwendbaren Kupplungseinrichtung ist in Figur 6 gezeigt. Entsprechend dieser Ausführungsform ist der Einrückanschlag 34 der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen hier als Abstützung für eine Einrückfeder 52. Die Feder 52 kann beispielsweise als Druckfeder ausgebildet sein und dadurch die Kupplungseinrichtung 18 vom Abstützelement 34 weg in Richtung oder bis zum Ausrückanschlag 32 drängen. Diese Kupplungsanordnung hat insbesondere den Vorteil, daß dadurch ein noch zuverlässigeres Einrücken der Kupplungseinrichtung 18 gewährleistet werden kann.
- Zum Einrücken wird zunächst der Anker 24 der Antriebseinrichtung 20 in Einrückrichtung verschoben. Falls die zu koppelnden Teile sich zu diesem Zeitpunkt nicht in einer definierten koppelbaren Stellung relativ zueinander befinden, wird die von der Antriebseinrichtung 20 auf den Anker 24 übertragene Impulsenergie durch Komprimieren der Feder 52 solange zwischengespeichert bis ein Einkoppeln möglich ist. Dann schiebt die Feder 52 die Kupplungseinrichtung 18 ohne weiteres Aufbringen elektrischer Energie in die gekoppelte Stellung. Das Entkoppeln erfolgt durch den Anschlag 32, wie vorstehend bezüglich der anderen Ausführungsformen beschrieben, wobei die Feder 52 gegebenenfalls durch ihre Druckkraft das Inkontaktbringen des Ausrückanschlags 32 mit der Kupplungseinrichtung 18 noch unterstützen kann.
- Entsprechend der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 ist der Anker 24 der Antriebseinrichtung 20 durch eine magnetische Entkoppelungseinrichtung 54 unterbrochen, an die sich ein Verlängerungsabschnitt 56 des Ankers 24 mit vorzugsweise reduziertem Querschnitt anschließt. Der Verlängerungsabschnitt 56 erstreckt sich vorzugsweise bis zum Ausrückanschlag 32. Zwischen der Entkoppelungseinrichtung 54 und dem Verlängerungsabschnitt 56 ist ferner ein ferromagnetisches Material 60 vorgesehen. Die Feder 46 ist in dieser Ausführungsform als Zugfeder ausgebildet. Im Bereich des curchmesserverjüngten Verlängerungsabschnitts 56 ist gemäß dieser Ausführungsform mindestens ein sogenannter Gegenmagnet 58 vorgesehen. Im übrigen entspricht dieser Schließzylinder 2 dem vorstehend beschriebenen Wirkprinzip, wobei die Ein- und Ausrückrichtung umgekehrt sind. Die mit Bezug auf Figur 7 beschriebene Ausführungsform ist mit den vorstehend erläuterten Ausführungsformen und mit den darin beschriebenen Aspekten der Erfindung kombinierbar. -
- Der Gegenmagnet 58 ist als Sicherheitseinrichtung gegen Manipulationen von außen vorgesehen. Er ist vom übrigen magnetischen Kreis (der Antriebseinrichtung) durch die magnetische Entkoppelungseirichtung 54 getrennt bzw. isoliert und ist vorzugsweise durch ein externes Magnetfeld magnetisierbar. Dies bedeutet, daß beim Versuch der Manipulation des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 von außen mit einem starken Magnetfeld der Schließzylinder 2 durch das Magnetfeld "überschwemmt" wird, was ihn magnetisiert und dadurch der Gegenmagnet 58 eine stärkere Kraft auf das Element 60 am Anker 24 als die Antriebseinrichtung 20 ausübt, so daß der Anker 24 mit dem Element 60 zum Gegenmagneten 58 in die entkoppelte Stellung gedrängt wird. Bei einer beabsichtigen Koppelung kann im Gegensatz dazu punktuell ein Magnetfeld zum Ansteuern des Ankers 24 angelegt werden.
- Im Falle einer derartigen Magnetfeldüberschwemmung wird der Anker 24 und damit die Kupplungseinrichtung 18 in die Ruhestellung gezwungen, was gleichbedeutend mit einer Entkoppelung des erfindungsgemäßen Schließzylinders 2 ist.
- Der erfindungsgemäße Schließzylinder kann entsprechend einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform derart ausgebildet sein, daß ein Gegenmagnet eine Sperreinrichtung aktiviert, wenn ein äußeres Magnetfeld zu Manipulationszwecken angelegt wird. Die Sperreinrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie ein Einrücken der Kupplungseinrichtung 18 unterbindet.
Claims (17)
- Schließzylinder (2) mit einem in ein Türschloß einsetzbaren Gehäuse (4), einem bezüglich des Gehäuses (4) drehbar angeordneten Schließbart (6), einem türinnenseitigen Betätigungselement (8) für den Schließbart (6), einer Zutrittskontrollschaltung (12) zur Verifizierung einer Zutrittsberechtigung, einem türaußenseitigen Betätigungsalement (10) und einer Kupplungseinrichtung (18) zum drehbaren Verbinden des äußeren Betätigungselements (10) mit dem Schließbart (6), dadurch gekennzeichnet, dass ein temporär monostabiles Antriebselement einer Antriebseinrichtung (24) das durch einen Stromimpuls durch eine äußere Spule magnetisiert werden kann, wobei diese Magnetisierung nach einer vorbestimmten Zeitdauer durch geeignete elektrische Ansteuerung rückgängig gemacht werden kann die Kupplungseinrichtung (18) betätigt, and wobei die Antriebseinrichtung (24) im Gehäuse (4) des Schließzylinders (2) vorgesehen ist.
- Schließzylinder (2) nach Anspruch 1, wobei die Kupplungseinrichtung (18) mit mindestens einem Eingriffsabschnitt (42) relativ zu einem mit dem türaußenseitigen Betätigungselement (10) in Wirkverbindung stehenden Eingriffselement (40) axial bewegbar ausgebildet ist und die Kupplungseinrichtung (18) auf einem Antriebselement (24) einer Antriebseinrichtung (20) axial bewegbar und/oder kippbar ausgebildet ist.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die kupplungseinrichtung (18) innen geführt ist.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kupplungseinrichtung (18) außen geführt ist.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Kupplungseinrichtung (18)'innen und außen geführt ist.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Führungsabschnitt (30.) zwischen zwei Anschlägen (32, 34) des Antriebselements (24) axial bewegbar gelagert ist, wobei der erste Anschlag (32) zum Ausrücken und der zweite Anschlag (34) zum Einrücken der Kupplungseinrichtung (18) dient.
- Schließzylinder (2) nach Anspruch 6, wobei zwischen dem Einrückanschlag (34) und der Kupplungseinrichtung (18) ein Federelement (52) vorgesehen ist.
- Schließzylinder (2) nach Anspruch 6 oder 7, wobei zum Ausrücken der erste Anschlag (32) mittels einer Rückstellfeder (46) mit Schwung gegen die Kupplungseinrichtung (18) führbar ist.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der Eingriffsabschnitt (42) der Kupplungseinrichtung (18) und/oder das Eingriffselement (40) des türaußenseitigen und/oder türinnenseitigen Betätigungselements (8, 10) in Ausrückrichtung nach außen hin abgeschrägt ist.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Zutrittsberechtigung nur temporär erteilbar
- Schließzylinders (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Kupplungseinrichtung (18) und/öder die koppelbaren Teile derart asymmetrisch ausgebildet sind, daß beim Entkoppeln eine Kippbewegung unterstützt wird.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das türinnenseitige Betätigungselement (8) die Zu- : trittskontrollschaltung (12) und das türaußenseitige Betätigungselement (10) eine Energieversorgung (14) aufweist.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Zutrittskontrollschaltung (12) derart ausgebildet ist, daß sie einen Datenaustausch mit einem Identifikationsträger einer Zutritt verlangenden Person nach einem festgelegten Zutrittskontrollprotokoll ausführt, um die Zutrittsberechtigung zu verifizieren.
- Schließzylinder (2) nach Anspruch 13, wobei der Identifikationsträger einen Transponder aufweist und der Datenaustausch mit der Zutrittskontrollschaltung (12) drahtlos erfolge.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei zwischen dem türaußenseitigen Betätigungselement (10) und dem Schließbart (6) ein Bohrschutz (48) vorgesehen ist.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das temporär monostabile Antriebselement (24) während der möglichen Betätigung der Kupplungseinrichtung (18) zusätzlich durch ein andauerndes Magnetfeld magnetisiert und danach entmagnetisiert wird.
- Schließzylinder (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei im Gehäuse (4) mindestens ein Gegenmagnet (50) vorgesehen ist, der bei Überlagerung mit einem äußeren Magnetfeld eine Sperreinrichtung aktiviert, die ein Koppeln der Kupplungseinrichtung (18) unter bindet.
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