EP1716544B1 - Profilschliesszylinder zur erhöhung der stör- und übertragungssicherheit bei der bereitstellung von daten mittels drahtloser, insbesondere hochfrequenter netzwerke zur steuerung, programmierung, überwachung und auswertung von schliessanlagen mit elektromechanischer betätigung - Google Patents
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- EP1716544B1 EP1716544B1 EP04765597A EP04765597A EP1716544B1 EP 1716544 B1 EP1716544 B1 EP 1716544B1 EP 04765597 A EP04765597 A EP 04765597A EP 04765597 A EP04765597 A EP 04765597A EP 1716544 B1 EP1716544 B1 EP 1716544B1
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Definitions
- the invention relates to a profile lock cylinder with cylinder housing and at least one key-operated cylinder insert and cam, wherein in the cylinder housing several pin tumblers are housed, according to the preamble of claim 1.
- lock cylinders themselves are manufactured in a variety of forms, materials and dimensions. Known forms are here oval cylinder, round cylinder or profile cylinder.
- a lock cylinder itself consists of a housing and a rotatable cylinder core or cylinder insert. In general, lock at least five pairs of pins in a row the cylinder core relative to the housing. By inserting the key, the differently shaped pins are pressed into a plane and release a parting line. Thus, the cylinder core can be rotated relative to the housing.
- Magnetic locks which have several tumblers, which must then be unlocked individually according to the lock code, so that the bolt is actuated.
- Magnetic locks are known sliding magnets, rotary magnets or wobble pins. The operation is based on the principle of attraction and repulsion. The magnetic pens unlock only when a matching counterpole is present on the key. The principle of rotary magnets, the pins are rotated by the key and release a mechanism when the right position is present. In so-called Taumelstatten different pins must be placed with a magnetic key in the correct position so that there is a fit with respect to a template.
- the disadvantage of magnetic keys is the possibility of copying since the essential functions of the key can be identified and imitated by analyzing it.
- a lock cylinder for a lock consisting of a lock cylinder housing and a rotatably mounted in this cylinder core
- an embedded in the cylinder core evaluation for electronic coding of a key, means for transmitting the code from the key to the transmitter, and a power generation unit in Key and / or in the lock cylinder housing or cylinder core and an electromechanical locking device which acts between the cylinder core and lock cylinder housing are provided.
- the use of such materials is associated with increased costs or limitations in terms of material strength and longevity.
- jammers are state of the art, which have the task of traffic over a radio link, even within closed
- the object of the invention is achieved with a profile lock cylinder with cylinder housing and at least one key-actuated cylinder core or cylinder insert according to feature combination according to claim 1, wherein the dependent claims represent at least expedient refinements and developments.
- the basic idea of the invention is to start from a standard profile-locking cylinder, wherein the pin tumblers can be moved into a release position via electromagnetic actuators located in the cylinder core or in the cylinder insert, wherein the activation of the actuators preferably takes place wirelessly.
- At least one of the end faces of the cylinder jacket is made of a ceramic material or positively and / or positively and / or materially connected to a ceramic cap.
- the outside of the cap also has a driving profile or a driving recess, which corresponds to the shape of a matching key.
- the actuation of the tumblers is not done via the key, but the above-mentioned electromagnetic actuator. Only the execution of the rotational movement to the manner known per se adjusting the Sch thoroughlybarts is realized with the aid of the key, i. It is here a usual handling of the key possible.
- the lock cylinder in the cylinder core carries a miniaturized gyroscope, i. a special motion sensor that detects rotations, shocks and accelerations.
- a system realized thereby is able to recognize the locking state, the closure state and / or a break-in attempt on the cylinder.
- the knock on the door can be recognized as a sign, for example, to turn on an intercom or video intercom.
- a specific programming operation of the electronics could be triggered by targeted knocking in the event of a lost key.
- the ceramic cap is formed as a molded part and has an antenna radiator for wireless communication.
- the key may be in the form of a passive or active transponder key capable of issuing encoded information on request that corresponds to a locking authorization.
- the ceramic cap which also acts as an advantageous drilling protection in addition to its substrate function for electronic components of the profile lock cylinder, is now designed as an antenna element or antenna radiator, in which case the dielectric properties of the ceramic are used.
- an integrated circuit or a hybrid arrangement of electronic components for the decoding of signals and the actuation of the electromagnetic actuators can be introduced into the ceramic.
- the ceramic cap is used for capacitive, inductive, but also for galvanic power transmission, for example, to load a secondary element (accumulator) located in the cylinder core.
- a secondary element accumulator
- the cap may be substantially hemispherical in shape and has e.g. slit-shaped opening for receiving the already mentioned antenna radiator and / or for indirect coupling with the key or the key tip.
- the slot-shaped opening serves for the positive force transmission of the rotary movement with the key after release of the tumblers to the cam.
- a cylinder core is formed for receiving the aforementioned primary or secondary element.
- the power supply is designed as a rechargeable battery and embedded in the cylinder core.
- the battery can rotate with the core of the cylinder and is completely in the standard cylinder housing. It thus forms the cylinder core the battery case, which in turn carries at the ends of the electronic assemblies and a special end cap.
- the control and evaluation electronics are mounted on a flexible wiring support, wherein the flexible wiring substrate is housed in the space between the two, separate cylinder cores quasi by folding in a confined space.
- This folded flexible board is placed immediately under the locking lug and contacts the battery and in the event of an emergency release separable cylinder cores via springs or similar contact elements on the board, the e.g. have the shape of ears or pads.
- the actuators can be arranged standing in the cylinder core, so that they act against recessed in the housing locking pins.
- the actuators require by this special design only as long as a switching or actuating current, as the actuators face the locking pins.
- a particularly efficient embodiment of the actuators in addition to the solution, which is due to magnets or plunger coils, the use of shape memory thermal metal alloys, which are heated by a brief shock current change and thus push against the locking pins and can move them.
- a two-speed lock can be secured with a single current pulse, since the cooling and recovery takes several seconds, according to the hysteresis of the shape memory alloys.
- the power consumption is halved compared to solutions of the prior art.
- the end caps of the electronic cylinder are made of ceramic material. These ceramic caps can be further functional elements such as contact pins and balls for galvanic contacting and reading the key data, pins and contact balls for galvanically triggering the reset function, contact pins and contact balls for galvanic contacting of the electrodes during charging of the secondary element and an antenna for transmitting Have radio signals.
- the ceramic is vapor-deposited with a supporting copper layer and an overlying decorative metal layer.
- the cylinder core carries a thin metal plate, which has a very hard carbon layer on both sides by a carbonitriding process, which offers the desired protection against tapping attempts.
- the housing in turn is protected by special ceramic rods, which are placed between the locking pins against drilling of the two inner locking pins.
- the lock cylinder in turn can be mechanically decoupled so that the directed towards the inside of a door core still movable and thus rotation of the locking lug is possible, while the front of the Door facing core, for example, due to a power failure, can not be unlocked.
- profile lock cylinder and a related locking system is resorted to an electromagnetically actuated pin tumbler, wherein the corresponding lock cylinder can be used via an associated electronics for a flexibly programmable locking system or access control.
- the transponder key can also fulfill an additional function for improving the security of locking, for example such that access is granted to certain persons within the scope of a general release of the locking device.
- a time tracking is performed by querying the data from the key transponder, which provides the ability to check or control the services of security and security companies.
- the basic shape of the profile cylinder corresponds to the standard design and it is the electronic components of the lock cylinder or additionally provided sensors that interact with the actuators, running independently of the mains and provided with a high-performance battery or a rechargeable battery.
- the communication with the control electronics for the electromagnetic actuators is wireless, for example via a high-frequency link. Since the existing for safety reasons of a metallic material profile lock cylinder housing for high-frequency radiation is not permeable, it is necessary to provide a corresponding radiator outside the housing.
- a ceramic cap or a ceramic end piece of the cylinder cores is used for this purpose. These ceramic materials are suitable because of their tunable dielectric properties to form an electrically effective component of an antenna radiator. In addition, such a ceramic cap or a ceramic end has a high resistance to drilling.
- the actual locking mechanism is based on the arrangement of a series of metallic pins, which protrude from the cylinder body in the inner rotary cylinder and push into openings provided therefor or a gap.
- the locking pins or tumblers are spring loaded or arranged on springs and can be moved so far that they no longer bump into the rotational range of the rotating cylinder core.
- these actuators are designed as a moving coil (voice coil system) or as a moving magnet (moving magnet).
- the actuators When energized, the actuators push or push the locking pin or pins against the oppositely acting spring force out of the cylinder core openings so that the rotary cylinder, i. the cylinder core can rotate freely. After switching off the energization of the pin or the respective tumbler engages again in the opening of the rotary cylinder, as soon as it is rotated in the corresponding position above the pin.
- This locking mechanism allows in contrast to conventional electronic coupling systems an extremely low-energy drive, since in principle only current must flow when the opening of the cylinder core or rotor is positioned directly above the locking pins.
- this proposed coupling system provides a substantial maintenance of conventional designs and a high integration density of the mechanotronischen components.
- the ceramic end pieces of the cylinder serve to protect against break-open attempts and at the same time are permeable to capacitive, inductive or high-frequency signals.
- the end pieces of the rotors have longitudinal slots, which allow insertion of the mechanical key for rotation of the rotor.
- the slots are equipped with capacitive, inductive and / or radio-transmitting and receiving devices, in particular an antenna, which enable secure signal transmission and identification of the key.
- the key may include a biometric identification reader that additionally authenticates the key of the key.
- Fig. 1 shows in longitudinal and cross-sectional representation of the various states when activating the tumblers, which are designed as locking pins e. These locking pins e are located in the lower profile part of the lock cylinder a. Furthermore, ceramic end caps b provided on the open side of the cylinder core can be seen.
- the magnet c or a ferromagnetic core c can be moved by energizing the coil d of the respective locking pin b in its release position, so that it is possible to convert by turning the cylinder core the cam in such a position that the respective lock is released.
- Fig. 2 is assumed by a moving coil, on the change in position, the position of the respective pins e for releasing is changeable.
- a lock cylinder a which has in its interior the rotating cylinder core b.
- the actuator c can press the locking pin d to change the position with the result that the coupling part with slot opening, as shown in the figure, is unlocked.
- the power supply to the actuator c can be interrupted.
- Fig. 4 which shows a top view and a side view of a profile locking cylinder according to the embodiment, longitudinal slots d are introduced in the end pieces c of ceramic material, which receive a corresponding tip of a key e with key transponder f.
- the ceramic end piece c is a radio transmitting and receiving device h and / or a capacitive transmitting and receiving device g.
- Fig. 5 is initially assumed by an authorized transceiver a, which has two spaced antennas c.
- the transceiver a receives a specific signal level field with a specific signal direction, which is symbolized by the curve e.
- a jammer b located elsewhere leads to a transmission signal e with a changed course, with the result that effective data transmission and manipulation is prevented, since within the transceiver a, this external signal was recognized as such.
- Fig. 6 is a lock cylinder a in the form of a profile cylinder within a door c befindlich.
- the door separates an interior from one
- the legitimate remote station e leads to a transmission signal g with different levels and different directional characteristics.
- An activated at another location jammer f gives a waveform of other characteristics, again with the result that the jammer detected and signal transmission is prevented.
- the spaced antennas can in the embodiment according to Fig. 6 be accommodated in end caps b of the respective cylinder cores of the profile cylinder.
- These end caps can preferably be made of a ceramic material offering additional protection against drilling up, for example in the form of a hemisphere.
- the ceramic material here has at the same time a defined dielectric with respect to a radiator layer structure of the respective antenna.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Profilschließzylinder mit Zylindergehäuse und mindestens einem Schlüssel-betätigbaren Zylindereinsatz sowie Schließbart, wobei im Zylindergehäuse mehrere Stiftzuhaltungen untergebracht sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Als Zylinderschlösser werden Einsteckschlösser bezeichnet, welche mit einem Schließzylinder ausgestattet sind. Schließzylinder selbst werden in verschiedensten Form, Materialien und Abmessungen hergestellt. Bekannte Formen sind hier Ovalzylinder, Rundzylinder oder Profilzylinder. Ein Schließzylinder selbst besteht aus einem Gehäuse und einem drehbaren Zylinderkern bzw. Zylindereinsatz.
In der Regel sperren mindestens fünf Stiftpaare in einer Reihe den Zylinderkern gegenüber dem Gehäuse. Durch das Einführen des Schlüssels werden die unterschiedlich gestalteten Stifte in eine Ebene gedrückt und geben eine Trennlinie frei. Damit kann der Zylinderkern gegenüber dem Gehäuse gedreht werden. - Ebenso bekannt sind Magnetschlösser, welche mehrere Zuhaltungen aufweisen, die dann individuell dem Sperrcode entsprechend entsperrt werden müssen, damit der Riegel betätigbar ist. Bei Magnetschlössern sind Schiebemagnete, Drehmagnete oder Taumelstifte bekannt. Die Funktionsweise beruht auf dem Prinzip der Anziehung und Abstoßung. Die magnetischen Stifte entsperren sich nur, wenn am Schlüssel ein passender Gegenpol vorhanden ist. Beim Prinzip der Drehmagneten werden die Stifte vom Schlüssel gedreht und geben eine Mechanik frei, wenn die richtige Position vorliegt. Bei sogenannten Taumelstiften müssen verschiedene Stifte mit einem magnetischen Schlüssel in die richtige Position gebracht werden, so dass eine Passform bezogen auf eine Schablone vorliegt. Der Nachteil bei Magnetschlüsseln ist die grundsätzlich gegebene Möglichkeit des Kopierens, da die wesentlichen Funktionen des Schlüssels durch Analyse desselben festgestellt und nachgeahmt werden können.
- Aus der
DE 196 09 400 A1 ist des Weiteren ein Schließzylinder für ein Schloss bestehend aus einem Schließzylindergehäuse und einem in diesem drehbar gelagerten Zylinderkern bekannt, wobei eine im Zylinderkern eingelagerte Auswerteelektronik für eine elektronische Codierung eines Schlüssels, eine Einrichtung zum Übertragen der Codierung vom Schlüssel auf die Auswerteelektronik, sowie eine Energieerzeugungseinheit im Schlüssel und/oder im Schließzylindergehäuse oder Zylinderkern und eine elektromechanische Sperreinrichtung, die zwischen Zylinderkern und Schließzylindergehäuse wirkt, vorgesehen sind.
Gemäße der Lehre nachUS 5,791,178 A ist es außerdem bekannt, Teile von elektrischen oder elektromechanischen Schließzylindern, aus Keramik, Polymeren bzw. Kunststoffen zu fertigen, um die dielektrischen Eigenschaften des Zylinders zu verbessern. Allerdings ist die Verwendung derartiger Materialien mit erhöhten Kosten oder Einschränkungen bezüglich der Materialfestigkeit und Langlebigkeit verbunden. - Bei dem Betrieb von drahtlosen Gebäudeüberwachungssystemen besteht die Notwendigkeit, diese gegen Störsender oder andere manipulative Eingriffe im Funkverkehr zu schützen. Bisher kommen sehr aufwendige Authentifikations- und Codierverfahren zum Einsatz, welche in vielen Fällen dazu führen, dass sich die Bandbreite der eigentlich zu übertragenden Daten reduziert oder die Datenübertragungszeit zunimmt.
- Bei einer hochfrequenten Datenübertragung besteht darüber hinaus die Gefahr, dass durch gezieltes Abhören einer erfolgenden Signalübertragung und nachfolgende Signaturanalyse der Authentifikationscode entschlüsselt werden kann, mit der Folge eines dann möglichen Eingriffs in das Netz und der Übertragung von manipulierten Daten.
- Auch gehören Störsender zum Stand der Technik, die die Aufgabe haben, den Datenverkehr über eine Funkstrecke, auch innerhalb geschlossener
- Gebäude zu unterbinden, zumindest aber zu beeinträchtigen. Im Regelfall sind diese Störsender außerhalb der Gebäude untergebracht oder werden zur Störung des Datenübertragungsverkehrs von Personen in die Gebäude verbracht und dort an verschiedensten Orten, z.B. in Sanitäreinrichtungen installiert. Eine Ortung derartiger Störsender ist bedingt durch die vielfachen Feldverzerrungen innerhalb des Gebäudes erschwert und erfordert im Regelfall ein Abschalten des regulären Datenübertragungsbetriebs.
- Insbesondere beim Betreiben von elektromagnetischen Schließanlagen mit zentraler Schließkontrolle, Programmierung und Datenübertragung auf drahtlosem Wege ergibt sich die Notwendigkeit, die entsprechenden Übertragungsstrecken manipulationssicher und höchst zuverlässig zu gestalten.
- Aus dem Vorgenannten ist es daher zum einen Aufgabe der Erfindung, einen Profilschließzylinder mit Zylindergehäuse und mindestens einem Schlüssel-betätigbaren Zylinderkern oder Zylindereinsatz anzugeben, wobei einerseits eine hohe Schließsicherheit gewährleistet sein soll und andererseits aber die Möglichkeit zu schaffen ist, Schließanlagen mit Profilschließzylindern in ein modernes Facility Management einzubeziehen, und zwar ohne dass ein umfangreicher Austausch bzw. Änderungen an den Türschlössern, insbesondere Einsteckschlössern, notwendig werden, so dass auch ein Nachrüsten möglich ist.
- Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Profilschließzylinder mit Zylindergehäuse und mindestens einem Schlüssel-betätigbaren Zylinderkern bzw. Zylindereinsatz gemäß Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt demgemäß darin, von einem normüblichen Profilschließzylinder auszugehen, wobei die Stiftzuhaltungen über im Zylinderkern oder im Zylindereinsatz befindliche elektromagnetische Aktuatoren in eine Freigabeposition bewegbar sind, wobei das Aktivieren der Aktuatoren bevorzugt drahtlos erfolgt. - Erfindungsgemäß ist mindestens eine der Stirnseiten des Zylindermantels aus einem keramischen Werkstoff bestehend oder mit einer keramischen Kappe form- und/oder kraft- und/oder stoffschlüssig verbunden.
- Die Außenseite der Kappe weist weiterhin ein Mitnahmeprofil bzw. eine Mitnahmeausnehmung auf, welche mit der Form eines dazu passenden Schlüssels korrespondiert. Die Betätigung der Zuhaltungen erfolgt allerdings nicht über den Schlüssel, sondern die vorstehend erwähnte elektromagnetische Aktuatorik. Lediglich die Ausführung der Drehbewegung zum in an sich bekannter Weise erfolgenden Verstellen des Schließbarts wird unter Zuhilfenahme des Schlüssels realisiert, d.h. es ist hier eine gewohnte Handhabung des Schlüssels möglich.
- Erfindungsgemäß trägt der Schließzylinder im Zylinderkern ein miniaturisiertes Gyroskop, d.h. einen speziellen Bewegungssensor, welcher Rotationen, Erschütterungen und Beschleunigungen erkennt. Auf diese Weise ist ein hiermit realisiertes System in der Lage, den Verriegelungszustand, den Verschlusszustand und/oder einen Einbruchsversuch am Zylinder zu erkennen. Weiterhin kann z.B. das Klopfen an der Tür als Zeichen beispielsweise zum Einschalten einer Gegensprechanlage oder Videoanlage erkannt werden. Ebenso könnte durch gezielte Klopfgeräusche im Fall eines verloren gegangenen Schlüssels ein bestimmter Programmierbetrieb der Elektronik ausgelöst werden.
- Außerdem ist die keramische Kappe als Formteil ausgebildet und weist einen Antennenstrahler zur drahtlosen Kommunikation auf.
- Der Schlüssel kann als passiver oder aktiver Transponder-Schlüssel ausgebildet sein, welcher in der Lage ist, auf Anfrage codierte Informationen abzusetzen, die einer Schließberechtigung entsprechen.
- Auch liegt es im Sinne der Erfindung, quasi übergeordnet durch ein drahtloses Kommunikationssystem den Zustand der Schlösser in einer Schließanlage bezüglich der Schließzeiten abzufragen oder aber auch individuelle Zugangsberechtigungen einzuschränken oder zu erweitern.
- Die keramische Kappe, welche neben ihrer Substratfunktion für elektronische Komponenten des Profilschließzylinders auch als vorteilhafter Aufbohrschutz wirkt, ist nun als Antennenelement bzw. Antennenstrahler ausgeführt sein, wobei in diesem Fall die dielektrischen Eigenschaften der Keramik zur Nutzung kommen.
- Weiterhin kann in die Keramik eine integrierte Schaltung oder eine Hybridanordnung aus elektronischen Bauelementen für das Decodieren von Signalen und die Betätigung der elektromagnetischen Aktuatoren eingebracht werden.
- In einer Ausgestaltung der Erfindung dient die keramische Kappe zur kapazitiven, induktiven, aber auch zur galvanischen Stromübertragung, beispielsweise um ein im Zylinderkern befindliches Sekundärelement (Akkumulator) zu laden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Kappe im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet sein und besitzt eine z.B. schlitzförmige Öffnung zur Aufnahme des bereits erwähnten Antennenstrahlers und/oder zur indirekten Kopplung mit dem Schlüssel bzw. der Schlüsselspitze.
- Die schlitzförmige Öffnung dient der formschlüssigen Kraftübertragung der mit dem Schlüssel nach Freigabe der Zuhaltungen erfolgenden Rotationsbewegung auf den Schließbart.
- Im Sinne einer positiven, geringen Energiebilanz der Gesamtanordnung wird vorgeschlagen, nach erfolgter Freigabe der Zuhaltungen durch Betätigung der elektromagnetischen Aktuatoren während der Ausführung der Drehbewegung des Zylindereinsatzes bzw. Zylinderkerns die Aktuator-Stromversorgung bis zur Beendigung des Öffnungsvorgangs abzuschalten. Um nach Freigabe die Stiftzuhaltungen in der entsprechenden Position zu fixieren, kann ein kreisringförmiges Kupplungsteil vorgesehen werden, dessen schlitzförmige Öffnung nach Beendigung der Schließbewegung wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt, so dass die an sich bekannten federbelasteten Stiftzuhaltungen ihre Sperrfunktion erneut erfüllen.
- Es liegt im Sinne der Erfindung, dass ein Zylinderkern zur Aufnahme des erwähnten Primär- oder Sekundärelements ausgebildet ist.
- Insbesondere ist die Stromversorgung als wiederaufladbarer Akku ausgeführt und im Zylinderkern eingebettet. Die Batterie kann sich mit dem Kern des Zylinders drehen und befindet sich vollständig im Norm-Zylindergehäuse. Es bildet also der Zylinderkern das Batteriegehäuse, welches wiederum an den Enden die Elektronikbaugruppen und eine spezielle Abschlusskappe trägt.
- Die Ansteuer- und Auswerteelektronik ist auf einem flexiblen Verdrahtungsträger montiert, wobei der flexible Verdrahtungsträger in den Zwischenraum zwischen den beiden, voneinander getrennten Zylinderkernen quasi durch Falten auf engstem Raum untergebracht wird. Diese gefaltete flexible Platine wird unmittelbar unter der Schließnase plaziert und kontaktiert die Batterie sowie die im Fall einer Notentriegelung voneinander trennbaren Zylinderkerne über Federn oder ähnliche Kontaktelemente auf der Platine, die z.B. die Form von Ohren oder Kontaktbügeln aufweisen.
- Weiterhin ausgestaltend können die Aktoren stehend im Zylinderkern angeordnet werden, so dass diese gegen im Gehäuse eingelassene Sperrstifte wirken. Die Aktuatoren benötigen durch diese spezielle Einbauform nur so lange einen Schalt- oder Betätigungsstrom, wie die Aktuatoren den Sperrstiften gegenüberstehen. Sobald der Zylinderkern mit dem Schlüssel verdreht wird, kann der Strom abgeschaltet und damit die Energiequelle als Resource geschont werden. Dies ist insbesondere dann relevant, wenn Tauchspulen als Aktuatoren zum Einsatz kommen.
- Eine besonders effiziente Ausführungsform der Aktoren ist neben der Lösung, welche auf Magneten oder Tauchspulen zurückgeht, der Einsatz von thermischen Formgedächtnis-Metalllegierungen, welche durch einen kurzen Stromstoß formändernd erwärmt werden und somit gegen die Sperrstifte stoßen und diese verschieben können. Bei geeigneter Isolation und gezielter Überhitzung kann eine zweitourige Verriegelung mit nur einem einzigen Stromimpuls sichergestellt werden, da die Abkühlung und Rückformung gemäß der Hysterese der Formgedächtnis-Legierungen einige Sekunden andauert. Hierdurch halbiert sich der Stromverbrauch gegenüber Lösungen des Standes der Technik.
- Wie bereits erwähnt, werden die Abschlusskappen des elektronischen Zylinders aus Keramikmaterial ausgeführt. Diese Keramikkappen können weitere Funktionselemente wie Kontakt-Stifte und -Kugeln zum galvanischen Kontaktieren und zum Auslesen der Schlüsseldaten, Kontaktstifte und Kontaktkugeln zum galvanischen Auslösen der Reset-Funktion, Kontaktstifte und Kontaktkugeln zum galvanischen Kontaktierung der Elektroden beim Laden des Sekundärelements sowie eine Antenne zur Übertragung von Funksignalen aufweisen.
- Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Keramik mit einer tragenden Kupferschicht und einer darüberliegenden dekorativen weiteren Metallschicht bedampft.
- Als Anbohrschutz trägt der Zylinderkern eine dünne Metallplatte, welche durch ein Karbonnitrierungs-Verfahren auf beiden Seiten eine sehr harte Kohlenstoffschicht aufweist, die den gewünschten Schutz gegen Anbohrversuche bietet. Das Gehäuse wiederum ist durch spezielle Keramikstäbe, welche zwischen den Sperrstiften plaziert werden, gegen Aufbohren der beiden innenliegenden Sperrstifte geschützt.
- Der Schließzylinder wiederum kann mechanisch so entkoppelt werden, dass der zur Innenseite einer Tür gerichtete Kern noch beweglich und damit eine Drehung der Schließnase möglich ist, während der zur Vorderseite der Tür gerichtete Kern, beispielsweise infolge eines Stromausfalls, nicht mehr entriegelt werden kann.
- Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
- Hierbei zeigen:
- Fig. 1
- ein Ausführungsbeispiel für die Auslegung des Schließzylinders mit einem Kupplungs- bzw. Zuhaltungselement nach dem Moving- Magnet-Prinzip;
- Fig. 2
- ein Ausführungsbeispiel des Schließzylinders mit einem Kupplungselement nach dem Voice-Coil-Prinzip;
- Fig. 3
- ein Querschnitt durch den Profilzylinder mit Kupplungselement zum energiearmen Betreiben;
- Fig. 4
- Draufsicht und Seitenansicht eines Profilschließzylinders mit keramischen Abschlussstücken und einem beispielhaften Schlüs- sel-Transponder;
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung eines hochfrequenten Übertragungs- systems mit zwei Antennen und
- Fig. 6
- eine ebenfalls schematische Darstellung eines Antennensystems am Beispiel eines elektromechanischen bzw. elektromagnetischen Schließzylinders mit zwei Antennen, die in Abschlussstücken des Zylinders, die vorzugsweise aus Keramik bestehen, untergebracht sind.
- Mit dem Profilschließzylinder und einem diesbezüglichen Schließsystem gemäß Ausführungsbeispiel wird auf eine elektromagnetisch betätigbare Stiftzuhaltung zurückgegriffen, wobei die entsprechenden Schließzylinder über eine zugeordnete Elektronik für eine flexibel programmierbare Schließanlage bzw. Zutrittskontrolle eingesetzt werden können.
- Es besteht die Möglichkeit, dass ein lokales Funknetz die jeweiligen, entsprechend programmierten Schließzylinder steuert. Dabei kann der Transponder-Schlüssel noch eine Zusatzfunktion zur Verbesserung der Schließsicherheit erfüllen, beispielsweise dergestalt, dass im Rahmen einer zeitlich generellen Freigabe der Schließeinrichtung nur bestimmten Personen der Zutritt gewährt wird. Ergänzend besteht die Möglichkeit, dass durch Abfragen der Daten aus dem Schlüssel-Transponder eine Zeiterfassung durchgeführt wird, was die Möglichkeit bietet, die Dienstleistungen von Sicherheits- und Wachunternehmen zu überprüfen oder zu kontrollieren.
- Die Grundform des Profilzylinders entspricht der Normbauform und es sind die elektronischen Komponenten des Schließzylinders oder ergänzend vorgesehene Sensoren, die mit den Aktuatoren zusammenwirken, netzunabhängig ausgeführt und mit einer Hochleistungsbatterie bzw. einem Akkumulator versehen.
- Die Kommunikation mit der Ansteuerelektronik für die elektromagnetischen Aktuatoren erfolgt drahtlos, beispielsweise über eine Hochfrequenz-Strecke. Da das aus Sicherheitsgründen aus einem metallischen Material bestehende Profilschließzylindergehäuse für hochfrequente Strahlung nicht durchlässig ist, wird es notwendig, einen entsprechenden Strahler außerhalb des Gehäuses vorzusehen.
- Im Sinne der Erfindung wird hierfür auf eine keramische Kappe bzw. ein keramisches Endstück der Zylinderkerne zurückgegriffen. Diese keramischen Materialien sind aufgrund ihrer abstimmbaren dielektrischen Eigenschaften geeignet, eine elektrisch wirksame Komponente eines Antennenstrahlers zu bilden. Darüber hinaus besitzt eine solche Keramikkappe bzw. ein Keramikendstück eine hohe Festigkeit gegen Aufbohren.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung basiert der eigentliche Verriegelungsmechanismus auf der Anordnung einer Reihe von metallischen Stiften, die aus dem Zylinderkorpus in den innenliegenden Rotationszylinder hineinragen und dort in dafür vorgesehene Öffnungen oder einen Spalt stoßen. Die Sperrstifte bzw. Zuhaltungen sind federbelastet bzw. auf Federn angeordnet und können so weit verschoben werden, dass sie nicht mehr in den Drehbereich des rotierenden Zylinderkerns stoßen.
- Im Inneren des Zylinderkerns befindet sich über den Sperrstiften eine Anordnung aus einem oder mehreren elektromagnetisch betätigten Aktuatoren.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind diese Aktuatoren als bewegte Spule (Voice-Coil-System) oder als bewegter Magnet (Moving Magnet) ausgeführt. - Bei einer Bestromung drückt der oder drücken die Aktuatoren den oder die Sperrstifte gegen die entgegengesetzt wirkende Federkraft aus den Öffnungen des Zylinderkerns heraus, so dass der Rotationszylinder, d.h. der Zylinderkern sich frei drehen kann. Nach Abschaltung der Bestromung rastet der Stift bzw. die jeweilige Zuhaltung wieder in die Öffnung des Rotationszylinders ein, sobald dieser in die entsprechende Position über dem Stift gedreht wird.
- Dieser Verriegelungsmechanismus erlaubt im Gegensatz zu üblichen elektronischen Kupplungssystemen einen extrem energiearmen Antrieb, da grundsätzlich nur dann Strom fließen muss, wenn die Öffnung des Zylinderkerns bzw. Rotors unmittelbar über den Sperrstiften positioniert ist. Darüber hinaus bietet dieses vorgeschlagene Kupplungssystem ein weitgehendes Beibehalten üblicher Bauformen und eine hohe Integrationsdichte der mechanotronischen Komponenten.
- Wie erläutert dienen die keramischen Endstücke des Zylinders zum Schutz vor Aufbruchsversuchen und sind gleichzeitig durchlässig für kapazitive, induktive oder Hochfrequenz-Signale.
- In einer vorteilhaften Ausführungsform besitzen die Abschlusstücke der Rotoren Längsschlitze, die ein Einführen des mechanischen Schlüssels zur Drehung des Rotors ermöglichen. Darüber hinaus sind die Schlitze in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung mit kapazitiven, induktiven und/oder funktechnischen Sende- und Empfangseinrichtungen, insbesondere einer Antenne ausgestattet, die eine sichere Signalübertragung und Identifizierung des Schlüssels ermöglichen.
- Im gleichen Sinne ist es möglich, die keramischen Endstücke zur Übertragung elektrischer Energie zum Zweck des Aufladens des oder der Sekundärelemente auszugestalten.
- Für erhöhe Sicherheitsanforderungen kann der Schlüssel eine Leseeinheit für biometrische Identifikationsmerkmale enthalten, die den Träger des Schlüssels zusätzlich authentisieren.
- Für Notfälle besteht die Möglichkeit, den inneren Zylinderkern manuell zu entriegeln, d.h. es kann durch Herausziehen des Kerns aus dem Gehäuse eine manuelle Entriegelung auch bei Ausfall der Elektronik vorgenommen werden.
-
Fig. 1 zeigt in Längs- und Querschnittsdarstellung die verschiedenen Zustände beim Aktivieren der Zuhaltungen, die als Sperrstifte e ausgeführt sind. Diese Sperrstifte e befinden sich im unteren Profilteil des Schließzylinders a. Zu erkennen sind weiterhin jeweils an der offenen Seite des Zylinderkerns vorgesehene keramische Abschlussstücke b. - Mit Hilfe des Magnets c bzw. einen ferromagnetischen Kerns c kann durch Bestromen der Spule d der jeweilige Sperrstift b in seine Freigabeposition bewegt werden, so dass es möglich wird, durch Drehen des Zylinderkerns den Schließbart in eine solche Position zu überführen, dass das jeweilige Schloss freigegeben wird.
- Bei dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 2 wird von einer bewegten Spule ausgegangen, über deren Lageveränderung die Position der jeweiligen Stifte e zum Freigeben änderbar ist. - Gemäß der Querschnittsdarstellung nach
Fig. 3 wird wiederum von einem Schließzylinder a ausgegangen, der in seinem Inneren den rotierenden Zylinderkern b aufweist.
Der Aktuator c kann zur Positionsveränderung den Sperrstift d wegdrücken mit der Folge, dass das Kupplungsteil mit Schlitzöffnung, wie in der Figur ersichtlich, entarretiert ist. Bis zum Abschluss der Drehbewegung und zum Erhalt der ursprünglichen Position bezogen auf die Lage des Schlitzes im Kupplungsteil kann die Stromzufuhr zum Aktuator c unterbrochen werden. - Gemäß
Fig. 4 , welche eine Draufsicht sowie eine Seitenansicht eines Profilschließzylinders gemäß Ausführungsbeispiel zeigt, sind in den Abschlussstücken c aus keramischem Material Längsschlitze d eingebracht, die eine korrespondierende Spitze eines Schlüssels e mit Schlüssel-Transponder f aufnehmen. Im keramischen Abschlussstück c befindet sich eine funktechnische Sende- und Empfangseinrichtung h und/oder eine kapazitive Sende- und Empfangseinrichtung g. - Gemäß
Fig. 5 wird zunächst von einem berechtigten Transceiver a ausgegangen, welcher zwei beabstandete Antennen c aufweist. Der Transceiver a empfängt im Sendebetrieb des als Gegenstation legitimierten Senders b ein bestimmtes Signalpegelfeld mit einer bestimmten Signalrichtung, was mit dem Verlauf e symbolisiert ist. - Ein an anderer Stelle befindlicher Störsender b führt zu einem Sendesignal e mit geändertem Verlauf mit der Folge, dass eine wirksame Datenübertragung und Manipulation unterbunden wird, da innerhalb des Transceivers a dieses Fremdsignal als ein solches erkannt wurde.
- Gemäß
Fig. 6 ist ein Schließzylinder a in Form eines Profilzylinders innerhalb einer Tür c befindlich. Die Tür trennt einen Innenraum von einem - Außenraum einer Wand d. Die legitimierte Gegenstation e führt zu einem Sendesignal g mit unterschiedlichem Pegel und unterschiedlicher Richtcharakteristik.
- Ein an einem anderen Ort aktivierter Störsender f ergibt einen Signalverlauf anderer Charakteristik, wiederum mit der Folge, dass der Störsender erkannt und eine Signalübertragung unterbunden wird.
- Die beabstandeten Antennen können beim Ausführungsbeispiel nach
Fig. 6 in Endkappen b der jeweiligen Zylinderkerne des Profilzylinders untergebracht werden. Diese Endkappen können bevorzugt aus einem einen zusätzlichen Aufbohrschutz bietenden keramischen Material, z.B. in Form einer Halbkugel, ausgeführt sein. Das keramische Material besitzt hier gleichzeitig ein definiertes Dielektrikum bezogen auf eine Strahler-Schichtstruktur der jeweiligen Antenne.
Claims (7)
- Profilschließzylinder mit Zylindergehäuse und mindestens einem Schlüssel-betätigbaren Zylinderkern oder Zylindereinsatz sowie Schließbart, wobei im Zylindergehäuse mehrere Stiftzuhaltungen untergebracht sind, die Zuhaltungen über im Zylindereinsatz befindliche elektomagnetische Aktuatoren in eine Freigabeposition bewegbar sind, das Aktivieren der Aktuatoren drahtlos erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine der Stirnseiten des Zylindereinsatzes aus einem keramischen Werkstoff besteht oder mit einer keramischen Kappe form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist, wobei die Außenseite der Kappe ein Mitnahmeprofil aufweist, welches mit der Form des Schlüssels oder der Schlüsselspitze korrespondiert, weiterhin die keramische Kappe als Formteil ausgebildet ist und einen Antennenstrahler zur drahtlosen Kommunikation aufweist, und wobei zur Erkennung von Rotationen, Erschütterungen und Beschleunigungen des Zylinderkerns in diesem ein Gyroskop-Bewegungssensor angeordnet ist. - Profilschließzylinder nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die keramische Kappe zur kapazitiven, induktiven oder galvanisch gekoppelten oder galvanisch getrennten Stromübertragung ausgebildet ist. - Profilschließzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der keramischen Kappe eine integrierte Schaltung oder eine Hybridanordnung zur elektronischen Signalverarbeitung und Ansteuerung der Aktuatoren befindlich ist. - Profilschließzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kappe im wesentlichen halbkugelförmig ausgebildet ist und mindestens eine schlitzförmige Öffnung zur Aufnahme eines Strahlers und/oder zur induktiven Kopplung mit dem Schlüssel aufweist. - Profilschließzylinder nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die schlitzförmige Öffnung zur formschlüssigen Übertragung der mit dem Schlüssel nach Freigabe der Zuhaltungen erfolgenden Rotationsbewegung auf den Schließbart ausgebildet ist. - Profilschließzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Aktoren thermische Formgedächtnis-Metall-Legierungen eingesetzt sind. - Profilschließzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Zylindereinsatz einer Zylinderhälfte zur Aufnahme eines Primär- oder Sekundärelements, insbesondere eines Akkumulators ausgebildet ist.
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