EP2013852A1 - Vorrichtung zur zutrittskontrolle - Google Patents

Vorrichtung zur zutrittskontrolle

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Publication number
EP2013852A1
EP2013852A1 EP07710529A EP07710529A EP2013852A1 EP 2013852 A1 EP2013852 A1 EP 2013852A1 EP 07710529 A EP07710529 A EP 07710529A EP 07710529 A EP07710529 A EP 07710529A EP 2013852 A1 EP2013852 A1 EP 2013852A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lock
electrode
electrodes
knob
key
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP07710529A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard PÖLLABAUER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EVVA Sicherheitstechnologie GmbH
Original Assignee
EVVA Werk Spezialerzeugung von Zylinder und Sicherheitsschloessern GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EVVA Werk Spezialerzeugung von Zylinder und Sicherheitsschloessern GmbH and Co KG filed Critical EVVA Werk Spezialerzeugung von Zylinder und Sicherheitsschloessern GmbH and Co KG
Publication of EP2013852A1 publication Critical patent/EP2013852A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00309—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated with bidirectional data transmission between data carrier and locks

Definitions

  • the invention relates to a device for access control with a locking member having a lock, an actuator for the locking member, an electronic key, an electrical circuit with a receiving unit for receiving identification data of the key and an evaluation circuit for determining the access authorization on the basis of the received identification data wherein the evaluation circuit cooperates with the actuator and / or the locking member for selectively enabling or disabling the lock.
  • Electronic keys are understood to mean different configurations and in particular cards, key fobs and combinations of mechanical and electronic keys.
  • Access control devices of the type mentioned are known in various designs.
  • radio-controlled locks in particular for the locking and unlocking of car doors, known, wherein a mobile electronic key is provided, which sends identification data, possibly encrypted, to a receiver of the lock via a radio link.
  • the lock has an electrical circuit for evaluating, possibly decrypting, the received information, wherein the lock is actuated as soon as the access authorization has been determined on the basis of the received identification data.
  • transponder keys are also used. To operate the lock, the transponder key need only be brought into the proximity of a few centimeters to a transceiver unit of the lock, the identification data stored in the transponder key being read out inductively.
  • HAN human area networks
  • the skin of the person carrying the electronic device is used as the transmission medium for the data exchange between at least two electronic devices, whereby the data is not transmitted by electromagnetic waves or light.
  • HAN human area networks
  • a capacitive near field whereby a transmitter is generally provided which generates a capacitive near field and has means for coupling the near field to the skin of the respective person Data modulated onto the electric field are subsequently received by a transmitter and evaluated accordingly.
  • the present invention aims to simplify the management of access control and to improve conventional access control systems to increase security, reduce tampering with unauthorized persons, prevent operator error, and increase reliability, ease of use, and longevity become.
  • the access control device of the type mentioned above is substantially further developed such that the electronic key has means for generating a capacitive near field through which the identification data are transmitted, and a device for coupling the capacitive near field to the key carrying the key Person, and that the receiving unit of the lock comprises at least one capacitive coupling surface, so that upon contact of the lock or when approaching the lock by the person closes an AC circuit and an electrical flow through the castle arises, which can be detected by the receiving unit. Because the transmission of the identification data from the electronic key to the lock takes place with the aid of a capacitive near field, the electronic key itself does not have to be in the immediate vicinity be brought to the receiver of the lock and it requires no separate activation of the key, for example by pressing a button.
  • the electronic key is close to the body of the respective user, for example in a trouser pocket, briefcase or the like.
  • the transmission and transmission of the identification data takes place via a capacitive near field which is transmitted from the electronic key to the body surface of the user each user is coupled.
  • the person carrying the key approaches a capacitive coupling surface of the lock or touches the coupling surface or a part conductively connected to the coupling surface
  • the actual data transmission from the transmitter of the key to the receiver of the lock takes place via the capacitive near field, whereby an alternating current circuit closes, which causes an electrical flow through the lock, which can be detected by the receiving unit.
  • the identification data can be modulated onto, for example, a carrier frequency generated by the electronic key.
  • the user friendliness of the access control when unlocking a lock is thus substantially increased and it is also ensured that a data transfer only takes place when the person carrying the key approaches the lock or touches it, so that manipulation possibilities by third parties are virtually eliminated.
  • a low-energy, capacitive near field is used, the energy consumption of the access control system is extremely low, and in particular the power consumption of the electronic key.
  • the capacitive near field extremely small currents are generated which, even when transmitted through the skin of the user, are completely harmless to the human organism.
  • the receiving unit of the lock has at least two electrodes, which together form a receiving capacitor.
  • the electrodes of the receiving capacitor can thus likewise be integrated in the lock unit, wherein the specific arrangement of the two electrodes within the lock can be made differently depending on the respective requirements. In general, however, it is most advantageous if the electrodes of the receiving capacitor are arranged at a location in the lock, which is penetrated by a large part of the electrical flow. The course of the electrical flow through the castle depends on the specific structural design of the individual parts of the castle, such as the fitting, the operating handle or knob and the lock cylinder, as well as the respective installation situation of the castle in the respective door.
  • the electrodes of the receiver capacitor are arranged at a point within the lock through which the electrical flux passes, so that an AC circuit For example, via the door and the floor, back to the person wearing the electronic key and the key closes and the data exchange can take place.
  • a bidirectional data exchange is provided, wherein a transmitting device is provided for sending data from the lock to the electronic key.
  • a return channel from the lock to the key can be used, for example, for encryption purposes and for the transmission of additional data which can subsequently be stored in the key and returned to the lock during the next opening operation.
  • the transmitting device preferably has means for generating a capacitive near field and for coupling the field to the person carrying the key.
  • the transmitting device can in this case again have at least two electrodes, which together form a transmitting capacitor.
  • the formation may be made such that the electrodes of the receiving capacitor and the electrodes of the transmitting capacitor are formed independently of each other and separated from each other.
  • the design is advantageously such that at least one of the electrodes of the receiving capacitor at the same time also forms one of the electrodes of the transmitting capacitor.
  • either a single electrode can simultaneously represent an electrode of the receiving capacitor and an electrode of the transmitting capacitor, each capacitor additionally having in each case a further capacitor, or altogether only two electrodes can be provided, which alternately form the receiving capacitor and the transmitting capacitor.
  • At least one electrode can be arranged in the fitting of the lock or formed as a fitting or as part of the same.
  • the electrode is placed as close to the user as possible, so that the user only has to touch the fitting or has to approach the fitting in order to open the door.
  • the device can be developed in a preferred manner such that at least one electrode is arranged in the knob of the lock or formed as a knob or as part of the same.
  • a particularly compact design results when at least one electrode is arranged in the lock cylinder of the lock or formed as a lock cylinder or as part of the same. With such a configuration, it is possible to completely dispense with handle or actuating units for communication purposes on at least one side of the door and a complete integration of the receiving and / or transmitting unit into the lock or the lock cylinder succeeds.
  • the formation is preferably developed such that both electrodes of the receiving capacitor are arranged on or in the knob of the lock, wherein preferably an electrode is arranged on the outer surface of the knob or the outer surface the knob is formed and the other electrode is disposed on a separated by the outer surface by an insulating layer inner surface of the knob.
  • the actuating member in particular a handle of the lock, is conductively connected to an electrode of the receiving capacitor arranged in the interior of the lock.
  • the electrical circuit of the access control device according to the invention can also be integrated directly into the lock, and it is advantageously provided that at least one electrode is conductively connected to the electrical circuit.
  • the specific embodiment of the electrodes can be made in various ways, with an embodiment is preferred in which at least one of the electrodes as conductive film is formed on a component of the lock.
  • a conductive foil instead of a conductive foil, provision may also be made for at least one of the electrodes to be in the form of a conductive coating, in particular a coating, of a component of the lock.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of the access control device according to the invention
  • FIG. 2 shows a simplified equivalent circuit diagram of the embodiment according to FIG. 1
  • FIG. 3 shows the course of electrical flows in an embodiment of the access control device according to the invention
  • FIGS. 4 to 8 modify the embodiments of FIG access control device.
  • Fig.l schematically a door with a person opening the door and the individual scattering, loss and coupling capacities is shown.
  • the door is designated 1 and has a lock 2 with a trained as a knob actuator 3.
  • the person 4 carries an electronic key 5, which may be plugged in a trouser pocket, for example.
  • the electronic key generates a capacitive near field with a carrier frequency, onto which identification data are modulated.
  • the capacitive near field is coupled to the body surface of the person 4 and forwarded in the sequence to a receiver of the lock 2.
  • the electronic key 5 has a stray capacitance Cst against the bottom 6.
  • a coupling capacity Ck is observed.
  • loss capacity Cv occurs between the person 4 and the floor 6.
  • the lock 2 or its cylinder has a cylinder capacity Cz against the ground.
  • Cv emulates all the capacitances that result in electrical flows, which do not close from the transmitter via the receiver's receiver capacitor, but pass it and thus contribute nothing to the coupling between receiver and transmitter.
  • Cst simulates the capacitances available as the sum for the capacitive coupling of the transmission ground electrode to ground.
  • Ck simulates the capacities which are available as the sum for the capacitive coupling of the person 4 to the second electrode.
  • Cz simulates the capacities available as the sum of the capacitive coupling from the lock or cylinder to the floor. 2, the lock is again denoted by 2 and has a receive capacitor 7.
  • Fig. 3 electrical flows are schematically shown on a door upon receiving identification data of the electronic key.
  • the receiving capacitor is in this case on the outside of the castle, namely arranged on or in the knob 8, which has a better electrical coupling between the transmitter of the electronic key 5 and the receiver in the lock 2 result.
  • a person 4 carries the electronic key 5 on the body and touches the outer knob 8.
  • the identification data are transported.
  • a sufficient capacitive coupling for example between the hand of the person and the outer knob 8, it may also be possible to use the data by means of this coupling even before touching the To transfer Knaufs 8.
  • each of the two electrodes may be formed of solid metal, metal foil, as a coating, painting or in another way.
  • the electrode 10 may be a coating, while the electrode 11 is formed from a metal cup or is also a coating on the inside of the knob 8.
  • the inner electrode 11, as well as the outer electrode 10, may be made different in size. It can serve the whole knob 8 or only part of Knauficides each as an electrode.
  • the electrical circuit with the receiving unit for receiving identification data and an evaluation circuit for determining the access authorization can be arranged at any point within the lock 2.
  • the electrical circuit must be connected to the electrodes by means of one or more wires passing through the lock.
  • 5 shows an electrode arrangement which is particularly suitable for the transmission of data from the lock 2 back to the electronic key 5.
  • the electrode 12 is comparable to the embodiment according to FIG. 4 and is in turn arranged in the outer knob 8.
  • the second electrode can be placed so that a correspondingly large scatter between the two transmitting electrodes.
  • the lock 2 or the cylinder and the electrodes are thereby formed such that the largest possible part of the stray field is coupled to the transmitter and receiver (the electronic key 5).
  • the second electrode can be designed and arranged as desired. Two possible embodiments are shown in Fig.5.
  • the second electrode may be formed as an electrode 13 on the inner knob 9.
  • the second electrode may be formed as an electrode 14, which is formed by the cylinder housing of the lock 2.
  • FIG. 6 shows a further electrode arrangement in which all the electrodes are accommodated in the cylinder 15 of the lock 2, so that a particularly compact design is ensured.
  • a front region of the cylinder 15 is in this case formed as an electrode 16 and separated by an insulating layer 17 from the further electrode 18.
  • Another electrode, which is formed by the inner end portion of the cylinder 15 is denoted by 19 and in turn separated by an insulating layer 20 of the electrode 18.
  • the receiving capacitor 7 is in this case formed either by the pair of electrodes 16 and 18 or by the pair of electrodes 18 and 19, depending on which side of the cylinder 15 an approximation of the electronic key 5 and the electronic key 5 supporting person 4 takes place.
  • the electrodes 16 and 19 may each be formed, for example, of sufficiently conductive material, such as metal, from a sufficiently conductive foil, such as a metal foil serving as a shell, a sufficiently conductive coating, a sufficiently conductive lacquer, or otherwise.
  • a knob can be attached to one of the two sides or on both sides of the lock cylinder 15 which can be conductively connected to the electrode 16 or 19.
  • a further embodiment is shown, in which the lock cylinder 15 is provided only inside the room with a knob 9.
  • the first electrode of the receiving or transmitting capacitor is here designated by 21, the second electrode by 22.
  • the inner knob 9 may optionally be connected to the electrode 22.
  • a further electrode arrangement is shown, in which the electrodes are formed predominantly in parts of the fitting or as fitting parts.
  • the outer and inner fittings 23 and 24 each carry a handle 25 and 26, wherein the space inside fitting 24 and the space outside fitting 23 are connected by connecting bolts 27.
  • the fittings 23 and 24, the handles 25 and 26 and / or the connecting bolts 27 may be formed as electrodes or be provided with electrodes, only care must be taken that the two electrodes of the Empfangs concerned. Transmitting capacitor are separated from each other by an insulation.
  • the connection bolts 27 could serve as insulation, wherein one electrode in the outer fitting 23 and the other electrode in the inner fitting 24 can be arranged.
  • separate insulating layers which are not shown in Figure 8, may be provided, for example between a door handle and the associated fitting part.

Landscapes

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Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Zutrittskontrolle mit einem ein Sperrglied aufweisenden Schloss (2), einem Betätigungsglied (3) für das Sperrglied, einem elektronischen Schlüssel (5), einer elektrischen Schaltung mit einer Empfangseinheit zum Empfangen von Identifikationsdaten des Schlüssels (5) und einer Auswerteschaltung zur Feststellung der Zutrittsberechtigung auf Grund der empfangenen Identifikationsdaten, wirkt die Auswerteschaltung mit dem Betätigungsglied (3) und/oder dem Sperrglied zum wahlweisen Freigeben oder Sperren des Schlosses (2) zusammen. Der elektronische Schlüssel (5) weist Mittel zur Erzeugung eines kapazitiven Nahfelds auf, über welches die Identifikationsdaten ausgesendet werden. Weiters ist eine Einrichtung zur Einkopplung des kapazitiven Nahfelds an die den Schlüssel (5) tragende Person (4) vorge- sehen, wobei die Empfangseinheit des Schlosses (2) wenigstens eine kapazitive Koppelfläche umfasst, sodass sich bei Berührung des Schlosses (2) oder bei Annäherung an das Schloss (2) durch die Person (4) ein Wechselstromkreis schließt und ein elektrischer Fluss durch das Schloss (2) entsteht, der von der Empfangseinheit erfasst werden kann.

Description

Vorrichtung zur Zutrittskontrolle
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zutrittskontrolle mit einem ein Sperrglied aufweisenden Schloss, einem Betätigungsglied für das Sperrglied, einem elektronischen Schlüssel, einer elektrischen Schaltung mit einer Empfangseinheit zum Empfangen von Identifikationsdaten des Schlüssels und einer Auswerteschaltung zur Feststellung der Zutrittsbe- rechtigung auf Grund der empfangenen Identifikationsdaten, wobei die Auswerteschaltung mit dem Betätigungsglied und/oder dem Sperrglied zum wahlweisen Freigeben oder Sperren des Schlosses zusammenwirkt.
Unter elektronischen Schlüsseln werden nachfolgend unterschiedliche Ausbildungen und insbesondere Karten, Schlüsselanhänger und Kombinationen aus mechanischen und elektronischen Schlüsseln verstanden.
Zutrittskontrollvorrichtungen der eingangs genannten Art sind in verschiedensten Ausbildungen bekannt geworden. Beispielsweise sind funkferngesteuerte Schlösser, insbesondere für das Sperren und Freigeben von Autotüren, bekannt, wobei ein mobiler elektronischer Schlüssel vorgesehen ist, der über eine Funkverbindung Identifikationsdaten, gegebenenfalls verschlüsselt, an einen Empfänger des Schlosses sendet. Das Schloss weist eine elektrische Schaltung zum Auswerten, gegebenenfalls Entschlüsseln, der empfangenen Informationen auf, wobei das Schloss betätigt wird, sobald auf Grund der empfangenen Identifikationsdaten die Zutrittsberechtigung festgestellt wurde. Neben derartigen funkferngesteuerten Schlössern existieren auch Zutrittskontrollsysteme, bei denen Transpon- derschlüssel zum Einsatz gelangen. Zum Betätigen des Schlosses muss der Transponderschlüssel lediglich in die Nähe von weni- gen Zentimetern an eine Sende-/Empfangseinheit des Schlosses gebracht werden, wobei die im Transponderschlüssel gespeicherten Identifikationsdaten induktiv ausgelesen werden. Weiters sind sogenannte „Human Area Networks (HAN)" bekannt geworden, bei welchen für den Datenaustausch zwischen wenigstens zwei elektronischen Einrichtungen die Haut der die elektronische Einrichtung tragenden Person als Übertragungsme- dium benutzt wird. Die Datenübertragung erfolgt hierbei nicht über elektromagnetische Wellen oder Licht, sondern über schwache elektrische Felder an der Oberfläche der Haut. Es wird hierbei auch von einem kapazitiven Nahfeld gesprochen, wobei in der Regel ein Sender vorgesehen ist, der ein kapazitives Nahfeld erzeugt und Mittel zur Einkopplung des Nahfelds an die Haut der jeweiligen Person aufweist. Die auf das elektrische Feld aufmodulierten Daten werden in der Folge von einem Sender empfangen und entsprechend ausgewertet.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Handhabung der Zutrittskontrolle zu vereinfachen und herkömmliche Zutrittskontrollsysteme dahingehend zu verbessern, dass die Sicherheit erhöht wird, die Manipulationsmöglichkeiten für nicht zutrittsberechtigte Personen verringert werden, Fehlbedie- nungen verhindert werden sowie die Zuverlässigkeit, die Bedienerfreundlichkeit und die Lebensdauer erhöht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Zutrittskontrollvorrichtung der eingangs genannten Art im Wesentlichen derart weiter- gebildet, dass der elektronische Schlüssel Mittel zur Erzeugung eines kapazitiven Nahfelds aufweist, über welches die Identifikationsdaten ausgesendet werden, und eine Einrichtung zur Einkopplung des kapazitiven Nahfelds an die den Schlüssel tragende Person, und dass die Empfangseinheit des Schlosses wenigstens eine kapazitive Koppelfläche umfasst, sodass sich bei Berührung des Schlosses oder bei Annäherung an das Schloss durch die Person ein Wechselstromkreis schließt und ein elektrischer Fluss durch das Schloss entsteht, der von der Empfangseinheit erfasst werden kann. Dadurch, dass nun die Über- mittlung der Identifikationsdaten vom elektronischen Schlüssel zum Schloss mit Hilfe eines kapazitiven Nahfelds erfolgt, muss der elektronische Schlüssel selbst nicht in unmittelbare Nähe zum Empfänger des Schlosses gebracht werden und es bedarf keiner gesonderten Aktivierung des Schlüssels, beispielsweise durch einen Knopfdruck. Vielmehr reicht es aus, wenn der elektronische Schlüssel sich in Körpernähe des jeweiligen Be- nutzers befindet, beispielsweise in einer Hosentasche, Aktentasche oder dgl., wobei die Aussendung und Übertragung der Identifikationsdaten über ein kapazitives Nahfeld erfolgt, welches vom elektronischen Schlüssel an die Körperoberfläche des jeweiligen Benutzers eingekoppelt wird. Sobald sich die den Schlüssel tragende Person einer kapazitiven Koppelfläche des Schlosses nähert oder die Koppelfläche bzw. einen mit der Koppelfläche leitend verbundenen Teil berührt, erfolgt die eigentliche Datenübertragung vom Sender des Schlüssels zum Empfänger des Schlosses über das kapazitive Nahfeld, wobei sich ein Wechselstromkreis schließt, der einen elektrischen Fluss durch das Schloss hervorruft, der von der Empfangseinheit er- fasst werden kann. Die Identifikationsdaten können hierbei beispielsweise auf eine vom elektronischen Schlüssel generierte Trägerfrequenz aufmoduliert werden.
Die Bedienerfreundlichkeit der Zutrittskontrolle beim Ent- sperren eines Schlosses wird somit wesentlich erhöht und es wird überdies sichergestellt, dass eine Datenübertragung lediglich dann erfolgt, wenn die den Schlüssel tragende Person sich dem Schloss nähert oder dieses berührt, sodass Manipulationsmöglichkeiten durch Dritte nahezu ausgeschlossen sind. Weiters ist durch den Umstand, dass erfindungsgemäß ein niedrig energetisches, kapazitives Nahfeld zur Anwendung gelangt, der Energieverbrauch des Zutrittskontrollsystems äußerst ge- ring, und insbesondere der Stromverbrauch des elektronischen Schlüssels. Insgesamt entstehen auf Grund des kapazitiven Nahfelds äußerst kleine Ströme, die, auch wenn sie über die Haut des Benutzers übertragen werden, völlig unbedenklich für den menschlichen Organismus sind.
Die Nachrüstung bestehender Schlösser wird dadurch erleichtert, dass das Schloss samt Beschlagsteilen, Betätigungs- griffen bzw. —knöpfen und dgl. alle für den Empfang der Identifikationsdaten, die Auswertung der empfangenen Daten sowie die Betätigung des Sperrgliedes erforderlichen Baueinheiten enthält. Es ist somit eine äußerst kompakte Bauweise gewähr- leistet und es werden keine externen Vorrichtungen, wie beispielsweise Empfangsantennen, benötigt, sodass bestehende Zutrittskontrollsysteme ohne größeren Aufwand gegen die erfindungsgemäßen Schlösser ausgetauscht werden können.
In bevorzugter Weise ist hierbei vorgesehen, dass die Empfangseinheit des Schlosses wenigstens zwei Elektroden aufweist, die gemeinsam einen Empfangskondensator ausbilden. Die Elektroden des Empfangskondensators können somit ebenfalls in der Schlosseinheit integriert sein, wobei die konkrete Anordnung der zwei Elektroden innerhalb des Schlosses den jeweiligen Anforderungen entsprechend unterschiedlich getroffen sein kann. In der Regel ist es jedoch am vorteilhaftesten, wenn die Elektroden des Empfangskondensators an einer Stelle im Schloss angeordnet sind, die von einem Großteil des elek- trischen Flusses durchsetzt wird. Der Verlauf des elektrischen Flusses durch das Schloss hängt von der konkreten baulichen Ausgestaltung der einzelnen Teile des Schlosses, wie beispielsweise des Beschlages, des Betätigungsgriffs bzw. —knaufs sowie des Schließzylinders, ab sowie ebenso von der jeweiligen Einbausituation des Schlosses in der jeweiligen Tür. Je nach der konkreten Beschaffenheit des Schlosses sowie der Einbausituation entstehen mehr oder weniger starke Streufelder, sodass darauf geachtet werden muss, dass die Elektroden des Empfangskondensators an einer Stelle innerhalb des Schlosses angeord- net werden, durch welche der elektrische Fluss verläuft, sodass sich ein Wechselstromkreis, beispielsweise über die Tür und den Boden, zurück zur den elektronischen Schlüssel tragenden Person und den Schlüssel schließt und der Datenaustausch erfolgen kann.
Zum einfachen Öffnen oder Sperren eines Schlosses genügt ein unidirektionaler Datenaustausch vom elektronischen Schlüssel hin zum Schloss. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist jedoch ein bidirektionaler Datenaustausch vorgesehen, wobei eine Sendeeinrichtung zum Senden von Daten vom Schloss an den elektronischen Schlüssel vorgesehen ist. Ein derartiger Rück- kanal vom Schloss zum Schlüssel kann beispielsweise zu Verschlüsselungszwecken und der Übertragung von zusätzlichen Daten dienen, die in der Folge im Schlüssel abgespeichert werden können und beim nächst folgenden Öffnungsvorgang dem Schloss rückübermittelt werden. Zu dem Zweck weist die Sendeeinrichtung bevorzugt Mittel zum Erzeugen eines kapazitiven Nahfelds und zum Einkoppeln des Feldes an die den Schlüssel tragende Person auf. Die Sendeeinrichtung kann hierbei wiederum wenigstens zwei Elektroden aufweisen, die gemeinsam einen Sendekondensator ausbilden. Dabei kann die Ausbildung derart getroffen sein, dass die Elektroden des Empfangskondensators und die Elektroden des Sendekondensators voneinander unabhängig und getrennt voneinander ausgebildet sind. Mit Vorteil wird die Ausbildung aber so getroffen, dass wenigstens eine der Elektroden des Empfangskondensators zu- gleich auch eine der Elektroden des Sendekondensators ausbildet. Hierbei kann entweder eine einzige Elektrode zugleich eine Elektrode des Empfangskondensators und eine Elektrode des Sendekondensators darstellen, wobei jeder Kondensator zusätzlich jeweils einen weiteren Kondensator aufweist, oder es kön- nen insgesamt nur zwei Elektroden vorgesehen sein, die abwechselnd den Empfangskondensator und den Sendekondensator ausbilden.
Um eine besonders günstige Anordnung der Elektroden innerhalb des Schlosses zu erreichen, sind verschiedenste Möglichkeiten denkbar. Beispielsweise kann wenigstens eine Elektrode im Beschlag des Schlosses angeordnet oder als Beschlag oder als Teil desselben ausgebildet sein. Bei einer derartigen Anordnung ist die Elektrode möglichst nahe am Benutzer plat- ziert, sodass der Benutzer lediglich den Beschlag berühren muss oder sich dem Beschlag nähern muss, um ein Öffnen der Türe zu erreichen. Für den Fall, dass eine Griffeinheit bzw. eine Betätigungseinheit für das Schloss vorgesehen ist, kann in bevorzugter Weise die Vorrichtung derart weitergebildet sein, dass wenigstens eine Elektrode im Knauf des Schlosses angeordnet oder als Knauf oder als Teil desselben ausgebildet ist. Eine besonders kompakte Ausbildung ergibt sich dann, wenn wenigstens eine Elektrode im Schließzylinder des Schlosses angeordnet oder als Schließzylinder oder als Teil desselben ausgebildet ist. Bei einer derartigen Ausbildung kann auf Griff- bzw. Betätigungseinheiten zu Kommunikationszwecken an zumindest einer Türseite vollständig verzichtet werden und es gelingt eine vollständige Integration der Empfangs- und/oder Sendeeinheit in das Schloss bzw. den Schließzylinder.
Für den Fall, dass der Empfangskondensator vollständig im Knauf vorgesehen sein soll, ist die Ausbildung bevorzugt derart weitergebildet, dass beide Elektroden des Empfangskondensators am bzw. im Knauf des Schlosses angeordnet sind, wobei bevorzugt eine Elektrode an der Außenfläche des Knaufs angeordnet ist oder die Außenfläche des Knaufs ausbildet und die andere Elektrode an einer durch die Außenfläche durch eine Isolationsschicht getrennten Innenfläche des Knaufs angeordnet ist.
Bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Betätigungsglied, insbesondere ein Griffstück des Schlosses, mit einer im Inneren des Schlosses angeordneten Elektrode des Empfangskondensators leitend verbunden ist.
Auch die elektrische Schaltung der erfindungsgemäßen Zu- trittskontrollvorrichtung kann unmittelbar in das Schloss integriert werden und es ist hierbei mit Vorteil vorgesehen, dass wenigstens eine Elektrode mit der elektrischen Schaltung leitend verbunden ist.
Die konkrete Ausgestaltung der Elektroden kann in verschiedenster Weise getroffen werden, wobei eine Ausbildung bevorzugt ist, bei welcher wenigstens eine der Elektroden als leitfähige Folie an einem Bauteil des Schlosses ausgebildet ist. Statt einer leitfähigen Folie kann auch vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Elektroden als leitfähige Beschich- tung, insbesondere Lackierung, eines Bauteils des Schlosses ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Zutrittskontrollvorrichtung, Fig. 2 ein vereinfachtes Ersatzschaltbild der Ausbildung gemäß Fig. 1, Fig. 3 den Verlauf von elektrischen Flüssen bei einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Zutrittskontrollvorrichtung und die Fig. 4 bis 8 abgewandelte Ausbildungen der Zutrittskontrollvorrichtung.
In Fig.l ist schematisch eine Tür mit einer die Tür öffnenden Person sowie die einzelnen Streu-, Verlust- und Koppelkapazitäten dargestellt. Die Tür ist mit 1 bezeichnet und weist ein Schloss 2 mit einem als Knauf ausgebildeten Betätigungsglied 3 auf. Die Person 4 trägt einen elektronischen Schlüssel 5, welcher beispielsweise in einer Hosentasche eingesteckt sein kann. Der elektronische Schlüssel erzeugt hierbei ein kapazitives Nahfeld mit einer Träger- frequenz, auf welches Identifikationsdaten aufmoduliert werden. Das kapazitive Nahfeld wird auf die Körperoberfläche der Person 4 eingekoppelt und in der Folge an einen Empfänger des Schlosses 2 weitergeleitet. Dabei weist der elektronische Schlüssel 5 eine Streukapazität Cst gegen den Boden 6 auf. Am Übergang zwischen dem elektronischen Schlüssel 5 und der Person 4 ist eine Koppelkapazität Ck zu beobachten. Weiters tritt Verlustkapazität Cv zwischen der Person 4 und dem Boden 6 auf. Schließlich weist das Schloss 2 bzw. dessen Zylinder eine Zylinderkapazität Cz gegen den Boden auf.
Das entsprechende vereinfachte Ersatzschaltbild ist in Fig.2 dargestellt, wobei wiederum die beschriebenen Kapazitäten angeführt sind. Dabei bildet Cv alle Kapazitäten nach, welche elektrische Flüsse zur Folge haben, welche sich vom Sender nicht über den Empfangskondensator des Empfängers schließen, sondern an diesem vorbeigehen und somit nichts zur Koppelung zwischen Empfänger und Sender beitragen. Cst bildet die Kapazitäten nach, welche als Summe für die kapazitive Koppelung der Sendebodenelektrode gegen Boden zur Verfügung steht. Ck bildet die Kapazitäten nach, welche als Summe für die kapazitive Koppelung der Person 4 zur zweiten Elektrode zur Verfügung steht. Cz bildet die Kapazitäten nach, welche als Summe für die kapazitive Koppelung vom Schloss bzw. Zylinder zum Boden zur Verfügung steht. Dabei ist in der Fig.2 das Schloss wiederum mit 2 bezeichnet und weist einen Empfangskondensator 7 auf. Die Auslegung des Emp- fangskondensators 7 ist derart zu treffen, dass sich über den Empfangskondensator einerseits ein ausreichender elektrischer Fluss schließt und dass andererseits die Spannung am Kondensator nicht zu klein wird. Ist die Kapazität des Empfangskondensators zu klein, so schließt sich zu wenig elektrischer Fluss über diesen. Allerdings ist auch eine zu große Kapazität des Empfangskondensators in der Art störend, dass die Spannung am Kondensator u=q/c ungünstig klein wird.
In Fig.3 sind schematisch elektrische Flüsse an einer Tür beim Empfangen von Identifikationsdaten des elektronischen Schlüssels gezeigt. Der Empfangskondensator ist hierbei an der Außenseite des Schlosses, und zwar am bzw. im Knauf 8 angeordnet, was eine bessere elektrische Koppelung zwischen dem Sender des elektronischen Schlüssels 5 und dem Empfänger im Schloss 2 zur Folge hat. Für die Betätigung des Schlosses ist es ausreichend, wenn eine Person 4 den elektronischen Schlüssel 5 am Körper trägt und den Außenknauf 8 berührt. Dabei werden spätestens bei der Berührung des Außenknaufs 8 die Identifikationsdaten transportiert. Durch eine ausreichende kapazitive Koppelung, z.B. zwischen der Hand der Person und dem Außenknauf 8, kann es auch möglich sein die Daten mittels dieser Koppelung schon vor der Berührung des Knaufs 8 zu übertragen. Aus Fig.3 ist ersichtlich, dass durch die Anordnung der Elektroden des Empfangskondensators an der Türaußenseite, nämlich im Außenknauf 8, die entstehenden elektrischen Flüsse in besonders vorteilhafter Weise für den Empfang der Identifikationsdaten genützt werden können. Ψl bezeichnet hierbei den elektrischen Fluss, welcher vom Außenknauf 8 über das Schloss 2 und die Tür 1 zum Boden 6 verläuft. Ψ2 bezeichnet den elektrischen Fluss, der vom Außenknauf 8 durch das Schloss 2 hindurch zum Innenknauf 9 und zum Boden 6 verläuft. Weiters tritt ein elektrischer Fluss Ψ3 auf, welcher nicht abgebildet ist und die Summe aller Streuungen nach dem Empfangskondensator darstellt, welche den Empfangskondensator durchlaufen haben, aber sich zum Sender hin nicht über den Weg von Ψl oder Ψ2, sondern über die vielen möglichen anderen Wege schließen.
In Fig.4 ist eine vergrößerte Darstellung des Außenknaufs 8 gemäß Fig.3 dargestellt. An der Außenseite des Außenknaufs 8 ist eine Elektrode 10 und im Inneren eine Elektrode 11 des Em- pfangskondensators 7 dargestellt. Dabei kann jede der zwei Elektroden aus massivem Metall, Metallfolie, als Beschichtung, Lackierung oder in einer anderen Weise gebildet werden. So kann beispielsweise die Elektrode 10 eine Beschichtung sein, während die Elektrode 11 aus einem Metallbecher gebildet wird oder ebenfalls eine Beschichtung an der Innenseite des Knaufes 8 ist. Die Innenelektrode 11, wie auch die Außenelektrode 10, kann in der Größe unterschiedlich ausgeführt sein. Es kann der ganze Knauf 8 oder nur ein Teil des Knaufumfangs jeweils als Elektrode dienen. Die elektrische Schaltung mit der Empfangseinheit zum Empfangen von Identifikationsdaten und einer Auswerteschaltung zur Feststellung der Zutrittsberechtigung kann an einer beliebigen Stelle innerhalb des Schlosses 2 angeordnet sein. Erforderlichenfalls muss die elektrische Schaltung mit Hilfe von einer oder mehreren durch das Schloss führenden Leitungen mit den Elektroden verbunden sein. In Fig.5 ist eine Elektrodenanordnung dargestellt, welche sich besonders für das Senden von Daten vom Schloss 2 zurück zum elektronischen Schlüssel 5 eignet. Die Elektrode 12 ist vergleichbar mit der Ausbildung gemäß Fig.4 und ist wiederum im Außenknauf 8 angeordnet. Die zweite Elektrode kann so platziert werden, dass eine entsprechend große Streuung zwischen den beiden Sendeelektroden entsteht. Das Schloss 2 bzw. der Zylinder und die Elektroden werden dabei derart ausgeformt, dass ein möglichst großer Teil des Streufeldes mit dem Sender und Empfänger (dem elektronischen Schlüssel 5) gekoppelt ist. Die zweite Elektrode kann hierbei beliebig ausgebildet und angeordnet sein. Zwei mögliche Ausbildungen sind in Fig.5 dargestellt. Beispielsweise kann die zweite Elektrode als Elektrode 13 am Innenknauf 9 ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausbildung kann die zweite Elektrode als Elektrode 14 ausgebildet sein, welche durch das Zylindergehäuse des Schlosses 2 ausgebildet wird. Durch eine derartige Anordnung für das Senden wird die Koppelung zwischen dem Schloss bzw. Zylinder 2 als Sender und dem elektronischen Schlüssel 5 verbessert.
In Fig.6 ist eine weitere Elektrodenanordnung dargestellt, bei welcher sämtliche Elektroden im Zylinder 15 des Schlosses 2 untergebracht sind, sodass eine besonders kompakte Bauweise sichergestellt ist. Ein vorderer Bereich des Zylinders 15 ist hierbei als Elektrode 16 ausgebildet und durch eine Isolationsschicht 17 von der weiteren Elektrode 18 getrennt. Eine weitere Elektrode, welche vom inneren Endbereich des Zylinders 15 gebildet wird ist mit 19 bezeichnet und wiederum durch eine Isolationsschicht 20 von der Elektrode 18 getrennt. Der Empfangskondensator 7 wird hierbei entweder vom Elektrodenpaar 16 und 18 oder vom Elektrodenpaar 18 und 19 gebildet, je nach dem, von welcher Seite des Zylinders 15 eine Annäherung des elektronischen Schlüssels 5 bzw. der den elektronischen Schlüssel 5 tragenden Person 4 erfolgt. Dabei wird jeweils die dem sich annähernden elektronischen Schlüssel 5 zugewandte Elektrode 16 oder 19 als erste Elektrode mit der zweiten Elektrode 18 zum Empfangskondensator 7 geschalten. Im Zylinder 15 können auch elektrische Baugruppen und Bauteile untergebracht sein, wie beispielsweise eine Batterie, eine Leseelektronik, eine Auswerteelektronik sowie eine Signalisierungselektronik. Die Elektroden 16 und 19 können jeweils beispielsweise aus ausreichend leitfähigem Material, wie z.B. Metall, aus einer ausreichend leitfähigen Folie, wie beispielsweise einer als Hülle dienenden Metallfolie, einer ausreichend leitfähigen Beschichtung, einer ausreichend leitfähigen Lackierung oder auf andere Weise gebildet werden. Alternativ kann an einer der beiden Seiten oder an beiden Seiten des Schließzylinders 15 ein Knauf angebracht werden, welcher leitfähig mit der Elektrode 16 bzw. 19 verbunden sein kann.
In Fig. 7 ist eine weitere Ausbildung dargestellt, bei welcher der Schließzylinder 15 nur rauminnenseitig mit einem Knauf 9 versehen ist. Die erste Elektrode des Empfangs- bzw. Sendekondensators ist hierbei mit 21, die zweite Elektrode mit 22 be- zeichnet. Der Innenknauf 9 kann hierbei optional mit der Elektrode 22 verbunden sein.
In Fig. 8 schließlich ist eine weitere Elektrodenanordnung dargestellt, bei welcher die Elektroden vorwiegend in Teilen des Beschlags oder als Beschlagsteile ausgebildet sind. Der Außen- und Innenbeschlag 23 bzw. 24 tragen hierbei jeweils einen Handgriff 25 bzw. 26, wobei der rauminnenseitige Beschlag 24 und der Raum außenseitige Beschlag 23 durch Verbindungsbolzen 27 verbunden sind. Dabei können die Beschläge 23 und 24, die Handgriffe 25 und 26 und/oder die Verbindungsbolzen 27 als Elektroden ausgebildet sein oder mit Elektroden versehen sein, wobei lediglich darauf geachtet werden muss, dass die jeweils zwei Elektroden des Empfangsbzw. Sendekondensators voneinander durch eine Isolation getrennt sind. Als Isolation könnten beispielsweise die Verbindungsbolzen 27 dienen, wobei die eine Elektrode im Außenbeschlag 23 und die andere Elektrode im Innenbeschlag 24 angeordnet sein kann. Auch können gesonderte Isolationsschichten, welche in Fig.8 nicht dargestellt sind, vorgesehen sein, beispielsweise zwischen einem Türgriff und dem zugeordneten Beschlagsteil.

Claims

Patentansprüche :
1. Vorrichtung zur Zutrittskontrolle mit einem ein Sperrglied aufweisenden Schloss (2), einem Betätigungsglied (3) für das Sperrglied, einem elektronischen Schlüssel (5), einer elektrischen Schaltung mit einer Empfangseinheit zum Empfangen von Identifikationsdaten des Schlüssels (5) und einer Auswerteschaltung zur Feststellung der Zutrittsberechtigung auf Grund der empfangenen Identifikationsdaten, wobei die Auswerteschaltung mit dem Betätigungsglied (3) und/oder dem Sperrglied zum wahlweisen Freigeben oder Sperren des Schlosses (2) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der elektronische Schlüssel (5) Mittel zur Erzeugung eines kapazitiven Nahfelds aufweist, über welches die Identifikati- onsdaten ausgesendet werden, und eine Einrichtung zur Einkopp- lung des kapazitiven Nahfelds an die den Schlüssel (5) tragende Person (4), und dass die Empfangseinheit des Schlosses (2) wenigstens eine kapazitive Koppelfläche umfasst, sodass sich bei Berührung des Schlosses (2) oder bei Annäherung an das Schloss (2) durch die Person (4) ein Wechselstromkreis schließt und ein elektrischer Fluss durch das Schloss (2) entsteht, der von der Empfangseinheit erfasst werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinheit wenigstens zwei Elektroden (10,ll;16,18;18,19;21,22) aufweist, die gemeinsam einen Empfangskondensator (7) ausbilden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden ( 10, 11; 16,18; 18,19;21,22) des Empfangskondensators (7) an einer Stelle im Schloss (2) angeordnet sind, die von einem Großteil des elektrischen Flusses durchsetzt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass weiters eine Sendeeinrichtung zum Senden von Daten vom Schloss (2) an den elektronischen Schlüssel (5) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung Mittel zum Erzeugen eines kapazitiven
Nahfelds und zum Einkoppeln des Felds an die den Schlüssel (5) tragende Person (4) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Sendeeinrichtung wenigstens zwei Elektroden
(10, 11; 16,18;18,19;21, 22) aufweist, die gemeinsam einen Sendekondensator ausbilden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Elektroden
(16,18; 18,19) des Empfangskondensators zugleich eine der Elektroden ( 16, 18; 18, 19) des Sendekondensators ausbildet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode im Beschlag
(23,24) des Schlosses (2) angeordnet oder als Beschlag (23,24) oder als Teil desselben ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (16,18,19,21,22) im Schließzylinder des Schlosses (2) angeordnet oder als Schließzylinder oder als Teil desselben ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (10,11) im Knauf
(8,9) des Schlosses (2) angeordnet oder als Knauf (8,9) oder als Teil desselben ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass beide Elektroden (10,11) des Empfangskondensators (7) am bzw. im Knauf (8,9) des Schlosses (2) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode (10) an der Außenfläche des Knaufs (8,9) angeordnet ist oder die Außenfläche des Knaufs (8,9) ausbildet und die andere Elektrode (11) an einer durch die Außenfläche durch eine IsolationsSchicht getrennten Innenfläche des Knaufs (8,9) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungsglied (3), insbesondere ein Griffstück des Schlosses (2), mit einer im Inneren des Schlosses angeordneten Elektrode leitend verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Elektrode (10,11,16,18,19,21,22) mit der elektrischen Schaltung leitend verbunden ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Elektroden (10,11,16,18,19,21,22) als leitfähige Folie an einem Bauteil des Schlosses (2) ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Elektroden (10,11,16,18,19,21,22) als leitfähige Beschichtung, insbesondere Lackierung, eines Bauteils des Schlosses ausgebildet ist.
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