EP1705321B1 - Schließzylinder - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Schließzylinder mit einem in einem Gehäuse bewegbaren Kern, mit einem elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus zur wahlweisen Blockierung oder Freigabe der Bewegung des Kerns.
- Solche Schließzylinder werde in heutigen Schließanlagen häufig eingesetzt und sind beispielsweise aus der
DE 199 01 838 A1 bekannt. Bei dem bekannten Schließzylinder ist ein Sperrriegel in einer Bohrung des Gehäuses verschieblich angeordnet und wird von einem Federelement in Richtung Kern vorgespannt. Der Kern weist Taschen zur Aufnahme des Sperrriegels auf. In Grundstellung des Schließzylinders wird ein mit dem Sperrriegel verbundener Anker gegen einen Elektromagneten des elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus gedrückt. Bei einer vorliegenden Schließberechtigung wird der Elektromagnet bestromt und hält den Anker. Damit wird der Sperrriegel innerhalb des Gehäuses gehalten und der Kern kann gegenüber dem Gehäuse verdreht werden. Bei fehlender Schließberechtigung wird der Sperrmechanismus nicht bestromt und der Sperrriegel gelangt durch die Kraft des Federelementes bei einer Drehung des Kerns in eine der Taschen des Kerns und blockiert dessen weitere Bewegung. Die Bewegung des Sperrriegels in die Tasche des Kerns erfordert jedoch wegen der Massenträgheit des Sperrriegel eine kurze Zeitspanne. Die Einleitung einer hohen kinetischen Energie in den Kern kann jedoch dazu führen, dass der Sperrriegel wegen seiner Massenträgheit nicht jederzeit zuverlässig in die Tasche des Gehäuses gelangt. - Der Erfindung liegt das Problem zugrunde den Schließzylinder der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass seine Sicherheit gegen Manipulation weiter erhöht wird.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kern an seiner zur Montage vorgesehenen Oberseite eine Tasche zur vollständigen Aufnahme eines beweglichen Sperrelementes aufweist, dass das Gehäuse in seiner der Tasche des Kerns gegenüberliegenden Seite eine Tasche aufweist und dass die Tasche im Gehäuse das Sperrelement in der Trennebene zwischen Gehäuse und Kern abstützt.
- Durch diese Gestaltung wird das Sperrelement im Normalzustand durch die Schwerkraft in der Tasche des Kerns gehalten und behindert damit die Bewegung des Kerns nicht. Der erfindungsgemäße Schließzylinder kann damit wie vorgesehen durch den Sperrmechanismus entriegelt oder verriegelt werden. Leitet man jedoch eine hohe kinetische Energie in den Kern ein, wird eine Fliehkraft in das Sperrelement eingeleitet. Dies führt dazu, dass das Sperrelement in Richtung des Gehäuses und damit in die Tasche des Gehäuses bewegt wird. Da die Tasche im Gehäuse das Sperrelement abstützt, wird das Sperrelement in der Trennebene zwischen Gehäuse und Kern gehalten und blockiert die weitere Bewegung des Kerns. Damit wird verhindert, dass der erfindungsgemäße Schließzylinder bei einem Manipulationsversuch durch die Einleitung einer hohen kinetischen Energie in den Kern entriegelt wird.
- Die Abstützung des Sperrelementes durch die Tasche des Gehäuses erfordert gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einen besonders geringen baulichen Aufwand, wenn die Tasche im Gehäuse eine geringere Tiefe aufweist als das Sperrelement hoch ist oder eine geringere Breite aufweist als ein der Tasche zugewandter Teilbereich des Sperrelementes. Hierdurch vermag die Tasche im Gehäuse das Sperrelement nur teilweise aufzunehmen.
- Das Sperrelement gelangt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bereits bei geringen Zentrifugalkräften in die Tasche des Gehäuses und blockiert die Weiterbewegung des Kerns, wenn die Tasche im Kern eine in Umfangsrichtung des Kerns geneigte Rampe hat, auf der das Sperrelement mit einem Radius aufliegt. Durch diese Gestaltung vermag das Sperrelement bei einer schnellen Drehung des Kerns auf der Rampe abzurollen und wird damit zuverlässig in die Tasche des Gehäuses geführt.
- Das in der Tasche des Gehäuses befindliche Sperrelement wird gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vor einem Zurückdrücken in den Kern zuverlässig gehindert, wenn sich an die Rampe ein flacher, das teilweise in der Tasche des Gehäuses befindliche Sperrelement abstützender Abschnitt anschließt.
- Das Sperrelement könnte beispielsweise als Walze ausgebildet sein. Das Sperrelement gestaltet sich jedoch gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung besonders kostengünstig, wenn das Sperrelement als Kugel ausgebildet ist. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass das Sperrelement hierdurch besonders geringe Abmessungen aufweist. Vorzugsweise ist das als Kugel ausgebildete Sperrelement außerhalb der Ebene des elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus angeordnet, um sich bei einer berechtigten Drehung des Kerns nicht in dem Sperrmechanismus zu verhaken.
- Das Sperrelement vermag gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bereits bei einer geringen Bewegung aus der Tasche des Kerns die Bewegung des Kerns zu blockieren, wenn die Tasche im Kern als Bohrung ausgebildet ist, in der das Sperrelement axial verschieblich geführt ist. Ein weiterer Vorteil dieser Gestaltung besteht darin, dass bei einer berechtigten Drehung des Kerns das Sperrelement die Tasche im Kern vollständig zu verschließen vermag und daher ein Verhaken mit dem Sperrmechanismus zuverlässig vermieden wird.
- Bei einer schnellen Drehung des Kerns wird das Sperrelement durch die Fliehkraft zuverlässig in die Tasche des Gehäuses bewegt, wenn die Tasche im Gehäuse in Umfangsrichtung des Kerns breiter ist als das Sperrelement.
- Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit des erfindungsgemäßen Schließzylinders gegen einen Aufbruchsversuch trägt es bei, wenn die Drehstellung des Kerns, bei der die Bewegung des Kerns durch das in der Tasche des Gehäuses angeordnete Sperrelement blockiert ist, der Drehstellung entspricht, in der ein Sperrriegel des elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus, die Bewegung des Kerns blockiert. Diese Gestaltung ermöglicht es dem elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus die Bewegung des Kerns zusätzlich zu blockieren, wenn das Sperrelement dessen Bewegung blockiert hat. Da der Sperrriegel des Sperrmechanismus träger ist als das von der Fliehkraft bewegte Sperrelement, wird durch die Blockierung der Bewegung des Kerns durch das Sperrelement Zeit gewonnen, die der Sperrriegel benötigt, um seinerseits ebenfalls die Bewegung des Kerns zu blockieren. Weiterhin wird hierdurch verhindert, dass nach der Blockierung der Bewegung des Kerns mittels des Sperrelementes durch ein geringes Zurückdrehen des Kerns das Sperrelement wieder aus der Tasche des Gehäuses herausfällt und der Schließzylinder anschließend entriegelt werden kann.
- Der erfindungsgemäße Schließzylinder vermag einem Manipulationsversuch mit einem Magneten zur Beeinflussung des elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus zuverlässig standzuhalten, wenn das Sperrelement aus einem magnetisierbaren Material gefertigt ist und wenn das Gehäuse im Bereich der Tasche einen Einsatz aus einem magnetisierbaren Material hat. Durch diese Gestaltung wird das Sperrelement bei einer Einwirkung eines Magnetfeldes auf den erfindungsgemäßen Schließzylinder durch die Magnetisierung des Einsatzes in die Tasche des Gehäuses gezogen und blockiert die Bewegung des Kerns. Ohne Einwirkung eines Magnetfeldes blockiert das Sperrelement bei der schnellen Drehung des Kerns. Der Einsatz kann dabei rechteckig, dreieckig oder stabförmig gestaltet sein.
- Bei der Einwirkung eines magnetischen Feldes in den erfindungsgemäßen Schließzylinder wird in der Tasche zuverlässig ein Magnetpol gebildet, wenn der Einsatz ausschließlich mit einer Kante in die Tasche des Gehäuses hineinragt. Dies trägt zur weiteren Erhöhung der Sicherheit des erfindungsgemäßen Schließzylinders gegen einen Manipulationsversuch bei.
- Die Bewegung des Kerns lässt sich bereits mit geringen Magnetfeldern blockieren, wenn der Einsatz von der Tasche in Richtung der nächsten Stirnseite des Gehäuses weist.
- In der Regel wird der erfindungsgemäße Schließzylinder in einem aus magnetisierbarem Stahlblech gefertigten Schlosskasten montiert. Bei einem Manipulationsversuch des magnetisierbaren Sperrmechanismus mit einem Magneten wird der Schlosskasten magnetisiert. Durch die Magnetisierung des Schlosskastens entstehende magnetische Felder lassen sich mit geringem Aufwand auf das Sperrelement übertragen, wenn der Einsatz von der Tasche in Richtung eines Schließbartes weist.
- Der erfindungsgemäße Schließzylinder lässt sich besonders kostengünstig herstellen, wenn der Einsatz aus einem Eisenwerkstoff gefertigt ist.
- Eine dauerhafte Magnetisierung des Einsatzes und damit ein dauerhaftes Anziehen des Sperrelementes lässt sich gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung einfach vermeiden, wenn der Einsatz aus einem nicht dauerhaft magnetisierbaren Material gefertigt ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Funktion des erfindungsgemäßen Schließzylinders nach einem Manipulationsversuch mit einem Magneten wieder zuverlässig gewährleistet ist und das Sperrelement in der Tasche des Kerns liegt.
- Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind mehrere davon in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
- Fig. 1
- eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Schließzylinder,
- Fig. 2
- den Schließzylinder aus Figur 1 in einer Sperrstellung,
- Fig. 3
- eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform des Schließzylinders aus Figur 1 in Sperrstellung,
- Fig. 4
- eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform des Schließzylinders aus Figur 1 in Sperrstellung,
- Fig. 5
- eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform des Schließzylinders aus Figur 1 in Sperrstellung,
- Fig. 6
- eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform des Schließzylinders aus Figur 1 mit einem magnetisierbaren Einsatz,
- Fig. 7
- eine Schnittdarstellung durch die Ausführungsform des Schließzylinders aus Figur 6 entlang der Linie VII - VII.
- Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schließzylinder mit einem in einem Gehäuse 1 drehbaren Kern 2. Der Schließzylinder hat einen elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus 3 mit einem im Gehäuse 1 axial verschieblich angeordneten und von einem Federelement 4 in Richtung des Kerns 2 vorgespannten Sperrriegel 5. Weiterhin hat der Sperrmechanismus 3 einen Elektromagneten 6, welcher den Sperrriegel 5 in einer in das Gehäuse 1 eingedrückten Stellung zu halten vermag. In der dargestellten Stellung befindet sich der Sperrriegel 5 teilweise in einer Ausnehmung 7 des Kerns 2 und blockiert damit die Bewegung des Kerns 2 gegenüber dem Gehäuse 1. Dies kennzeichnet eine Grundstellung des Schließzylinders. Der Sperrriegel 5 lässt sich beispielsweise über einen in einen Schließkanal 8 des Kerns 2 eingeführten Schlüssel in das Gehäuse 1 drücken. Bei Vorliegen einer Schließberechtigung des Schlüssels hält der Elektromagnet 6 den Sperrriegel 5 in einer vollständig im Gehäuse 1 befindlichen Stellung und ermöglicht daher die Drehung des Kerns 2 gegenüber dem Gehäuse 1. Der Schließzylinder und die Funktion des Sperrmechanismus 3 sind ausführlich in der
DE 199 01 838 A1 beschrieben, so dass zur Offenbarung der Funktion der Bauteile des Schließzylinders ausdrücklich auf diese Schrift verwiesen wird. Neben der Ausnehmung 7 im Kern 2 hat der Kern 2 Schließausnehmungen 9. Wenn der Sperrriegel 5 mittels eines nicht zum Schließen des Schließzylinders berechtigten Schlüssels in den Kern 2 gedrückt wird, unterbleibt die Ansteuerung des Elektromagneten 6 und der Sperrriegel 5 wird von der Kraft des Federelementes 4 bei einer Drehung des Kerns 2 in die entsprechende Schließausnehmung 9 gedrückt. - Weiterhin hat der Kern 2 an seiner Oberseite eine Tasche 10 zur Aufnahme eines als Kugel oder Walze ausgebildeten Sperrelementes 11. Die genannte Oberseite bezieht sich auf die vorgesehene Montageposition des Schließzylinders, so dass das Sperrelement 11 in der dargestellte Stellung von der Schwerkraft in der Tasche 10 gehalten wird. Der Tasche 10 im Kern 2 gegenüberstehend ist eine Tasche 12 im Gehäuse 1 angeordnet. Die Tasche 10 im Kern 2 weist von ihrer tiefsten Stellung wegweisend zwei Rampen 13 auf. Die Tasche 12 im Gehäuse 1 weist eine geringere Tiefe auf als es der Höhe des Sperrelementes 11 entspricht. Bei einer vorgesehenen Entriegelung des Schließzylinders mittels eines zum Schließen berechtigten Schlüssels lässt sich der Kern 2 mit einer gewöhnlich ausgeübten Geschwindigkeit drehen. Dabei verbleibt das Sperrelement 11 in der Tasche 10 des Kerns 2. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind der Sperrriegel 5 und das Sperrelement 11 in derselben Ebene des Schließzylinders dargestellt. Zur Vermeidung einer Wechselwirkung der Tasche 10 des Kerns 2 mit dem Sperrelement 11 und dem Sperrriegel 5 können der Sperrriegel 5 und das Sperrelement 11 selbstverständlich in unterschiedlichen Ebenen des Schließzylinders angeordnet werden.
- Versucht man jedoch zunächst den Sperrriegel 5 aus dem Kern 2 herauszudrücken und anschließend den Kern 2 mit einer besonders hohen Geschwindigkeit zu drehen, wird das Sperrelement 11 durch die Fliehkraft nach außen bewegt. Diese Stellung ist in Figur 2 dargestellt. Da die Tasche 12 im Gehäuse 1 eine geringere Tiefe aufweist als es der Höhe des Sperrelementes 11 entspricht, wird das Sperrelement 11 in der Trennebene zwischen Gehäuse 1 und Kern 2 gehalten und blockiert damit die weitere Bewegung des Kerns 2. Dies kennzeichnet die Sperrstellung. In der Zeichnung ist der Sperrriegel 5 noch vollständig innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet, da er bei einer hohen, in den Kern 2 eingeleiteten kinetischen Energie durch seine Massenträgheit eine kurze Zeitspanne benötigen kann, um in die Schließausnehmung 9 des Kerns 2 zu gelangen. Figur 2 zeigt damit den Schließzylinder innerhalb der kurzen Zeitspanne, in der das Sperrelement 11 durch die Fliehkraft nach außen gedrückt ist und der Sperrriegel 5 sich noch innerhalb des Gehäuses 1 befindet. Die Abmessungen der Taschen 10, 12 im Kern 2 und im Gehäuse 1 sowie des Sperrelementes 11 und des Sperrriegels 5 sind so gewählt, dass der Sperrriegel 5 durch die Kraft des Federelementes 4 noch in die entsprechende Schließausnehmung 9 des Kerns 2 gelangen kann, wenn das Sperrelement 11 die Bewegung des Kerns 2 blockiert.
- Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schließzylinders in Sperrstellung, welche sich von der aus Figur 2 dadurch unterscheidet, dass die Tasche 10 im Kern 2 für das Sperrelement 11 einen sich an die Rampe 13 anschlie-βenden flachen Abschnitt 14 aufweist. In der dargestellten Sperrstellung verhindert der flache Abschnitt 14 ein Zurückdrücken des Sperrelementes 11.
- Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schließzylinders in Sperrstellung mit einem sich an die Rampe 13 der Tasche 10 des Kerns 2 anschließenden, flachen Abschnitt 15. Die Funktion des flachen Abschnitts 15 entspricht der des flachen Abschnitts 14 aus Figur 3. Die Tasche 12 im Gehäuse 1 ist nach außen hin offen gestaltet. Um das Sperrelement 11 dennoch abzustützen, weist die Tasche 12 im Gehäuse 1 einen geringeren Querschnitt auf, als das Sperrelement 11.
- Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schließzylinders in Sperrstellung, bei dem ein Sperrelement 16 bolzenförmig gestaltet und in einer als Bohrung ausgebildeten Tasche 17 des Kerns 2 axial verschieblich geführt ist. Das Sperrelement 16 hat an seinem dem Gehäuse 1 zugewandten Ende eine Einschnürung 18. Die Tasche 12 des Gehäuses 1 hat eine der Einschnürung 18 entsprechende Breite, so dass das Sperrelement 16 ausschließlich mit der Einschnürung 18 in die Tasche 12 des Gehäuses 1 gelangen kann. Dies verhindert, dass das Sperrelement 16 bei einer hohen, in den Kern 2 eingeleiteten kinetischen Energie vollständig aus dem Kern 2 herausfällt.
- Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schließzylinders, welche sich von der aus Figur 4 dadurch unterscheidet, dass das Gehäuse 1 im Bereich der Tasche 12 einen Einsatz 19 aus einem magnetisierbaren Material aufweist. Das Sperrelement 11 ist ebenfalls aus einem magnetisierbaren Material gefertigt. Wenn versucht wird, den Sperrmechanismus 3 des Schließzylinders mit einem von außerhalb aufgebrachten Magnetfeld zu manipulieren, wird gleichzeitig der Einsatz 19 magnetisiert und zieht das Sperrelement 11 in die Tasche 12 des Gehäuses 1. Damit befindet sich das Sperrelement 11 ebenfalls in der Trennebene zwischen Gehäuse 1 und Kern 2 und blockiert die weitere Drehung des Kerns 2.
- Figur 7 zeigt den Schließzylinder aus Figur 6 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie VII - VII. Hierbei ist zu erkennen, dass der Einsatz 19 in Richtung eines Schließbartes 20 weist. Mit dem Schließbart 20 wird der Schließzylinder in der Regel in einem Schlosskasten 21 montiert, welcher bei einer Einwirkung eines Magnetfeldes ebenfalls magnetisiert wird. Weiterhin ist in Figur 7 eine weitere Ausführungsform der Anordnung eines Einsatzes 19' dargestellt. Dieser Einsatz 19' weist von der Tasche 12 des Gehäuses 1 in Richtung einer Stirnseite des Schließzylinders und wird bereits bei geringen, von dieser Seite eingeleiteten Magnetfeldern magnetisiert.
- Selbstverständlich können auch die Ausführungsformen des Schließzylinders nach den Figuren 1 bis 5 ebenfalls mit den in den Figuren 6 und 7 dargestellten Einsätzen 19, 19' ausgestattet sein.
Claims (14)
- Schließzylinder mit einem in einem Gehäuse bewegbaren Kern, mit einem elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus zur wahlweisen Blockierung oder Freigabe der Bewegung des Kerns, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) an seiner zur Montage vorgesehenen Oberseite eine Tasche (10, 17) zur vollständigen Aufnahme eines beweglichen Sperrelementes (11, 16) aufweist, dass das Gehäuse (1) in seiner der Tasche (11, 17) des Kerns (2) gegenüberliegenden Seite eine Tasche (12) aufweist und dass die Tasche (12) im Gehäuse (1) das Sperrelement (11, 16) in der Trennebene zwischen Gehäuse (1) und Kern (2) abstützt.
- Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (12) im Gehäuse (1) eine geringere Tiefe aufweist als das Sperrelement (11, 16) hoch ist oder eine geringere Breite aufweist als ein der Tasche (12) zugewandter Teilbereich des Sperrelementes (11, 16).
- Schließzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (10) im Kern (2) eine in Umfangsrichtung des Kerns (2) geneigte Rampe (13) hat, auf der das Sperrelement (11) mit einem Radius aufliegt.
- Schließzylinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die Rampe (13) ein flacher, das teilweise in der Tasche (10) des Kerns (2) befindliche Sperrelement (11) abstützender Abschnitt (14, 15) anschließt.
- Schließzylinder nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (11) als Kugel ausgebildet ist.
- Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (17) im Kern (2) als Bohrung ausgebildet ist, in der das Sperrelement (16) axial verschieblich geführt ist.
- Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tasche (12) im Gehäuse (1) in Umfangsrichtung des Kerns (2) breiter ist als das Sperrelement (11, 16).
- Schließzylinder nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstellung des Kerns (2), bei der die Bewegung des Kerns (2) durch das in der Tasche (12) des Gehäuses (1) angeordnete Sperrelement (11, 16) blockiert ist, der Drehstellung entspricht, in der ein Sperrriegel (5) des elektromagnetisch aktivierbaren Sperrmechanismus (3) die Bewegung des Kerns (2) blockiert.
- Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrelement (11, 16) aus einem magnetisierbaren Material gefertigt ist und dass das Gehäuse (1) im Bereich der Tasche (12) einen Einsatz (19, 19') aus einem magnetisierbaren Material hat.
- Schließzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (19, 19') ausschließlich mit einer Kante in die Tasche (12) des Gehäuses (1) hineinragt.
- Schließzylinder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (19') von der Tasche (12) in Richtung der nächsten Stirnseite des Gehäuses (1) weist.
- Schließzylinder nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (19) von der Tasche (12) in Richtung eines Schließbartes (20) weist.
- Schließzylinder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (19) aus einem Eisenwerkstoff gefertigt ist.
- Schließzylinder nach Anspruch 9 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (19) aus einem nicht dauerhaft magnetisierbaren Material gefertigt ist.
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