EP2569496A1 - Sensoranordnung in knäufen - Google Patents

Sensoranordnung in knäufen

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Publication number
EP2569496A1
EP2569496A1 EP10728620A EP10728620A EP2569496A1 EP 2569496 A1 EP2569496 A1 EP 2569496A1 EP 10728620 A EP10728620 A EP 10728620A EP 10728620 A EP10728620 A EP 10728620A EP 2569496 A1 EP2569496 A1 EP 2569496A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
knob
sensor arrangement
sensor
arrangement according
door
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.)
Withdrawn
Application number
EP10728620A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tino Eidebenz
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.)
Hennig Holm
Original Assignee
Hennig Holm
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 Hennig Holm filed Critical Hennig Holm
Publication of EP2569496A1 publication Critical patent/EP2569496A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B1/00—Knobs or handles for wings; Knobs, handles, or press buttons for locks or latches on wings
    • E05B1/0007—Knobs
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B17/00—Accessories in connection with locks
    • E05B17/22—Means for operating or controlling lock or fastening device accessories, i.e. other than the fastening members, e.g. switches, indicators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B47/06—Controlling mechanically-operated bolts by electro-magnetically-operated detents
    • E05B47/0611—Cylinder locks with electromagnetic control
    • E05B47/0615—Cylinder locks with electromagnetic control operated by handles, e.g. by knobs
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B13/00—Burglar, theft or intruder alarms
    • G08B13/02—Mechanical actuation
    • G08B13/08—Mechanical actuation by opening, e.g. of door, of window, of drawer, of shutter, of curtain, of blind
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
    • E05B2047/0067—Monitoring
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
    • E05B2047/0067—Monitoring
    • E05B2047/0068—Door closed
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0092—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means including means for preventing manipulation by an external magnetic field, e.g. preventing opening by using a strong magnet
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0094—Mechanical aspects of remotely controlled locks

Definitions

  • the invention relates to a sensor arrangement in Schi mananlagen with at least one knob, for determining the closed state of the locking system and the degree of opening of the Schi manstrom to be opened or closed object, according to the preamble of claim 1.
  • rotation sensors are arranged directly in the cylinder core, whereby the problem arises that high demands are placed on the resolution of the sensor with regard to the rotation angle due to the proximity to the rotation axis. Consequently, for a mass-produced industrial product such as a lock cylinder, partially sensitive expensive sensor elements must be installed, which, in turn, counteracts the commercial success and proliferation of the product.
  • magnetometer which is usually arranged directly in the cylinder core. Due to the proximity to the longitudinal axis of the pivotable door leaf, the requirements for the resolution of the sensor with respect to the yaw movement increase relative to the longitudinal axis of the door.
  • Commercially available magnetometers can not reliably detect the deviation of the magnetic field lines in the case of a door that is only opened a few millimeters. Therefore, expensive high-performance magnetometers are also used here, which in turn do not do justice to the more commercial nature of such a product.
  • At least one magnetometer and at least one rotation sensor are arranged in a knob or door knob.
  • Each building provides a locked orientation relative to the orientation of the Earth's magnetic field or a surrounding magnetic field for the locked state of a door. It thus defines a measurement level for the respective magnetometer.
  • High-resolution magnetometers are capable of detecting direction deviations along the earth's magnetic field of only 0.1 degrees, magnetometers can detect the compass direction as Gradzahi between 0 and 360 degrees on the basis of voltage differences or signal lengths.
  • knob rotation sensor or rate of rotation or motion sensor can be checked in addition to the lock state and the locking of the door.
  • the system is integrated into the knob or the knobs of a door, the commonly used term knob initially emanating from a mechanically or mitteis radio actuated knob, which has no Slokanai.
  • the knobs are designed aesthetically pleasing and are designed as a door knob to be operated.
  • Movable door knobs are usually used on the inside of the door. Instead of a door handle, a knob is used in such an embodiment, which is rotated to open a house or apartment door.
  • Cylinders with rotary knobs are available in various designs. On the one hand, cylinders with rotary knobs lying in the interior are known, which optionally offer the possibility of being able to insert a key in the interior of the room or not. Furthermore, rotary knobs may differ as to whether they are locked in the closed state or can be turned over.
  • the sensor arrangement according to the invention is designed such that it can be integrated in a wide variety of knob designs.
  • the integration with respect to half cylinders or double cylinders is given.
  • a magnetometer as well as one or more rotary sensor (s) are integrated structurally compact in a wirelessly communicating electronic or mechatronic cylinder knob.
  • the rotation sensor or sensors are arranged on the outer wall of the knob in order to accelerate the sensor as much as possible when the knob is turned, thus significantly refining the resolution of the sensor values. More precisely, the at least one rotation sensor is arranged within the at least one knob with structurally greatest possible distance to the longitudinal axis of the knob.
  • the longitudinal axis of the knob is substantially perpendicular to the object to be opened or closed and thus runs parallel to z. B. to a hallway, room floor etc.
  • the magnetometer is placed at the extreme end of the knob in order to realize the greatest possible distance from the longitudinal axis of the door leaf. Due to the distance from the longitudinal or pivot axis, the angle of attack of the sensor is increased by the length of the distance from the pivot axis. Thus, the resolution of the sensor is virtually "zoomed” and achieved a significant refinement of the sensor data in terms of field deviations.
  • the at least one magnetometer is therefore arranged inside the knob with structurally greatest possible distance from the surface of the object to be opened or closed corresponding to the at least one knob.
  • the magnetometer is located within the knob maximally from the surface of an exemplary door facing the same space as the knob.
  • Doors for closing control of doors are known from various products available on the market.
  • problems of structural complexity or low EmbruchsDisp in particular the limited validity of the measured signals is disadvantageous.
  • additional locking sensors are necessary.
  • the operating principle of the invention consists in the realization of an electronic compass which is able to characterize a position-induced magnetic field with respect to the geomagnetic field.
  • the measuring plane defined along the geomagnetic field is used to obtain different signal characteristics depending on the opening angle of the door. By comparison with one in an electronic If a library of stored values of empirically determined values can be seen, the respectively measured signal can be assigned to a specific position of the door.
  • High-resolution magnetometers can detect degree steps of up to 0.1 degrees, but are not suitable for the cost of installation in a lock cylinder intended for the mass market.
  • Low-cost systems offer resolution levels of 1 to 2 degrees. Low resolution, however, one leaning against ⁇ door opposite a latched into the striker plate door can not be sufficiently differentiated.
  • the present subject system provides for the placement of Magnetome ⁇ ters on a "boom" that is, at the end of the knob in front, which moves the sensor from ⁇ on the door leaf with a lever effect and thus strengthening its resolution.
  • Hiiftagen the vibration signature of engaging in the striking plate case
  • the rotation sensor additionally detects and logically links mani ⁇ pulsations Listee strong permanent magnets are by the sensors he ⁇ known and displayed.
  • the above problem also exists with respect to the rotation sensor.
  • the Dre ⁇ hung on the cylinder core axis is sufficient for low-cost sensors, which would be suitable for installation in a mass product, not for a precise detection of the angular position. Therefore, the inventive system provides an ex ⁇ centric placement of the sensor on the outer wall of the knob, to allow the strongest possible rotational movement act on the sensor and thus to refine its resolution in terms of angular position.
  • the Signaiabstand which thus results between two different closure positions of a door, can now be used to make an authentication of the correct door or window shutter at a certain time from a central guide parts.
  • Both the magnetometers and the rotation sensors or yaw rate or motion sensors are available as integrated semiconductor devices.
  • the sensor arrangement is due to the detection of an orientation of the door leaf relative to a direction according to cardinal point or geomagnetic field firmly defined measuring plane with the information determined by the rotation sensor with respect to the direction of rotation, the Rotationswinkei and the rotation cycles of the Verräegefungsmechanik and logical combination of the established values possible, a simultaneous statement about the closed state and the opening degree of a door, a window or other comparable object to meet.
  • the sensor arrangement according to the invention In the case of lock cylinder arrangements with fixed knobs or with knobs with a key to be inserted, the sensor arrangement according to the invention must be developed in such a way that it is also possible to make a statement about the locking or closing state of the door or window shutter.
  • the arrangement of the magnetometer or is constant in such a case, ie within the knob with structurally largest possible distance to the door or window surface.
  • the at least one rotation sensor must be located directly on or inside the lock cylinder, ie. H. be arranged on the moving parts of the lock cylinder.
  • the closing lug and / or the cylinder core and / or the cam of the lock cylinder lend themselves.
  • the rotation sensor with structurally greatest possible distance to the longitudinal axis of the Sch.zyiinder, said axis in turn is perpendicular to the door or window surface arranged.
  • two magnetometers are arranged within a knob, they have different reference axes. These are preferably perpendicular to each other. It is conceivable that the reference axis of the first magnetometer is substantially perpendicular to the surface of the object to be opened or closed and the reference axis of the second magnetometer is parallel to the door width or door height.
  • the reference axes of the magnetometer thus form a kind of "orthogonal reference system". In the case of the arrangement of three magnetometers, the three reference axes of the magnetometers are perpendicular to the door surface, parallel to the door width and parallel to the door height, so that the three reference axes span a three-dimensional space.
  • the at least one knob or the lock cylinder has an integrated wireless communication system so that the measured values determined with the sensors can be transmitted, for example, to a central building management system.
  • lock cylinders or knob cylinders described are electronic cylinders, the at least one knob being fixed to the lock cylinder, ie. H. not detachably connected
  • doors or windows equipped with a sensor system according to the invention are integrated in a building-wide network, preferably a radio network, a statement about the locking or locking state of the entire property from a central control station is possible.
  • the above-described sensor arrangement is suitable for integration into a large number of lock cylinder systems, in which case DIN 18525 must be observed.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the sensor arrangement according to the invention in a lock cylinder with knobs arranged on both sides,
  • Fig. 2 shows a sensor alignment with respect to a measuring plane, which on
  • Earth magnetic field oriented and 3 shows exemplary logical combinations of magnetometers and rotation sensors for verifying the locking and locking state of a door.
  • a lock cylinder 1 is shown with knobs 2.
  • knobs 2 In the illustrated embodiment, it is a fully electronic and radio-controlled knob cylinder which is installed in a door leaf 3.
  • a magnetometer 4 is installed in the left knob 2.
  • the magnetometer 4 is located within the knob in structurally greatest possible distance d from the surface of the door leaf 3. Due to the inventive arrangement of the magnetometer 4 can already be detected with already relatively cheap Haiteliterbau former a small degree of opening of the door panel 3. The data supplied by the magnetometer 4 can already indicate that the door is leaning against the door.
  • the magnetometer 4 in the left knob 2 is arranged with respect to the reference axis y, while the magnetometer 4 in the right knob 2, the reference axes x and z have, the latter magnetometer again with structurally largest possible distance d to the surface of the door panel 3 are arranged. Due to the three different reference axes, particularly accurate data can be determined.
  • rotation sensors 5 are arranged in the respective knobs. These are located in the structurally greatest possible distance b from the longitudinal axis Z of the knob or, the lock cylinder. Due to this arrangement according to the invention, even small rotational movements of the knob can be detected, since the strongest possible rotational movement act on the sensor and thus its resolution is refined with respect to the angular position.
  • the rotation sensors 5 may have different reference axes x and y, so as to be able to achieve relatively wide-ranging results.
  • FIG. 2 The schematic representation in FIG. 2 of a sensor alignment with respect to a measuring plane B, which is oriented on the earth's magnetic field, shows that by arranging a magnetometer with the greatest possible structural distance from the surface of a door leaf as a result of a lever-like display, it is amplified in the resolution.
  • the rotation sensor 5 lays by the arrangement on the outermost wall a knob 2 the greatest possible way back, so that movements can be detected as early as possible,
  • FIG. 3 shows in illustrations a) -d) the logic operations of status data C of a magnetometer and status data D of a rotation sensor.
  • the illustration a) shows that the magnetometer indicates that the door has a certain degree of opening and consequently that the knob has also been turned beforehand.
  • the data obtained by the magnetometer and the rotation sensor can be logically linked if manipulation attempts are interrupted. be taken or the sensors stop working. For example, a "door open” signal sent by the magnetometer and a "lock locked” signal sent by the rotation sensor results in a discrepancy, according to which a home management system sends out an alarm message.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung in Schließanlagen mit mindestens einem Knauf (2), zur Feststellung des Schließzustandes der Schfießanlage und des Öffnungsgrades des mit der Schließanlage zu öffnenden oder schließenden Objektes, wobei es sich hierbei insbesondere um Türen oder Fenster handelt. Erfindungsgemäß sind innerhalb des Knaufes (2) mindestens ein Magnetometer (4) und mindestens ein Rotationssensor (5) angeordnet.

Description

Sensoranordnung in Knäufen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung in Schiießanlagen mit mindestens einem Knauf, zur Feststellung des Schließzustandes der Schließanlage und des Öffnungsgrades des mit der Schiießanlage zu öffnenden oder schließenden Objektes, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Beim Betrieb von Zutrittskontroll- bzw. Einbruchsalarmsystemen in weitläufigen Ge¬ bäuden wird von Anwendern häufig die Forderung an eine automatische Rückmeldung über den Verschluss- und Verriegelungszustand der Türen und Fenster geäußert.
Es bietet sich somit an, diese sensorische Funktion in vernetzte Komponenten, wie etwa einen elektronischen Knaufzyiinder zu integrieren.
Die bisherigen Lösungsansätze zur Erfassung der Verschluss- und Verriegelungsstef- (ung bzw. des Öffnungsgrades von Türen sehen die Verwendung von magnetischen oder taktilen Schließkontakten vor. Diese erfordern jedoch einen gewissen baulichen Aufwand und belasten darüber hinaus die Architektur des Gebäudes. Magnetische oder taktile Kontakte können mit Hilfe von Kältespray relativ einfach überlistet wer¬ den, ohne dass dies bemerkt wird.
Ein anderer Lösungsansatz besteht in der Integration optischer Sensoren beispielsweise in das Stulpbiech eines Einsteckschlosses. Auch diese Sensoren sind durch Abdeckungen oder VerSpiegelungen leicht zu manipulieren.
Auch die Verwendung von Rotationssensoren oder Magnetometern in gängigen Schließsystemen mit Türklinken sind bekannt. Hierbei ergibt sich jedoch eine Reihe von Nachteilen.
Gebräuchlicherweise werden Rotationssensoren unmittelbar im Zylinderkern angeordnet, wobei das Problem entsteht, dass durch die Nähe zur Rotationsachse hohe Anforderungen an die Auflösung des Sensors hinsichtlich des Rotationswinkeis gestellt werden. Demzufolge müssen für ein industrieil zu produzierendes Massenprodukt wie einen Schließzylinder teilweise empfindlich teure Sensorelemente verbaut werden, was wiederum dem kommerziellen Erfolg und der größeren Verbreitung des Produktes entgegenwirkt.
Werden hingegen kostengünstige Sensoren verwendet, so liefern diese vergleichswei- sen ungenauen Werte und eine zuverlässige Erfassung einer vollständigen Verriegelung des Zylinders wird unmöglich.
Gleiches gilt für ein überlicherweise direkt im Zylinderkern angeordnetes Magnetometer. Durch die Nähe zur Längsachse des schwenkbaren Türblattes steigen die Anforderungen an das Auflösungsvermögen des Sensors hinsichtlich der Gierbewegung relativ zur Längsachse der Tür. Handelsübliche Magnetometer können die Abweichung der Magnetfeldlinien bei einer nur wenige Millimeter geöffneten Tür in der Regel nicht zuverlässig erkennen. Daher kommen auch hier teure Hochleistungs-Magnetometer zum Einsatz, welche wiederum dem eher kommerziellen Charakter eines derartigen Produktes nicht gerecht werden.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Sensoranordnung für Knäufe, insbesondere Türknäufe, zur Verfügung zu stellen, welche die genannten Vorteile überwindet und exakte Daten bzgl. des Schließzustandes einer Schließanlage und bzgl. des Öffnungsgrades eines zu schließenden oder öffnenden Objektes liefert.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einer Sensoranordnung in Schließanlagen mit mindestens einem Knauf, gemäß Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.
Erfindungsgemäß sind in einem Knauf bzw. Türknauf mindestens ein Magnetometer und mindestens ein Rotationssensor angeordnet.
Jedes Gebäude gibt für den Verschlusszustand einer Tür eine feste Ausrichtung im Verhältnis zur Ausrichtung des Erdmagnetfeldes oder eines umgebenden Magnetfeldes vor. Es definiert somit eine Messebene für das jeweilige Magnetometer.
Ein Öffnen der Tür führt zu einer Abweichung der Sensorausrichtung im Verhältnis zur Messebene. Hochauflösende Magnetometer sind in der Lage Richtungsabweichungen entlang des Erdmagnetfeldes von nur 0,1 Grads zu delektieren, Magnetometer ermit- teln die Himmelsrichtung als Gradzahi zwischen 0 und 360 Grad anhand von Spannungsdifferenzen bzw. Signallängen.
Zusammen mit einem in den Knauf integrierten Rotationssensor bzw. Drehraten- oder Bewegungssensor kann neben dem Verschlusszustand auch die Verriegelung der Tür überprüft werden.
Im Falle der Überwachung einer Tür wird das System in den Knauf bzw. die Knäufe einer Tür integriert, wobei der allgemein verwendete Begriff Knauf zunächst von einem mechanisch oder mitteis Funk betätigbaren Knauf ausgeht, welcher keinen Schlüsselkanai aufweist. Es werden bereits vollelektronische Schließzylinder bzw. Knaufzylinder verwendet, deren Knäufe ästhetisch ansprechend gestaltet sind und als zu bedienender Türknauf ausgestaltet sind.
Bewegliche Türknäufe werden in der Regel an der Türinnenseite verwendet. Statt eines Türgriffs wird in einer derartigen Ausführung ein Knauf verwendet, der gedreht wird, um eine Haus- oder Wohnungstür zu öffnen.
Zylinder mit Drehknäufen sind in verschiedensten Ausführungen erhältlich. Zum einen sind Zylinder mit im Rauminneren liegenden Drehknäufen bekannt, welche wahlweise die Möglichkeit bieten, im Rauminneren einen Schlüssel einführen zu können oder nicht. Des Weiteren können sich Drehknäufe dahingehend unterscheiden, ob sie im verschlossenen Zustand festgesetzt sind oder durchgedreht werden können.
Die erfindungsgemäße Sensoranordnung ist derart ausgestaltet, dass sie in den unterschiedlichsten Knaufausführungen integriert werden kann. Auch die Integration bzgl. Halbzylindern oder Doppelzylindern ist gegeben.
In einer vorteilhaften Ausführung sind ein Magnetometer, sowie ein oder mehrere Ro- tationssensor(en) in einen drahtlos kommunizierenden elektronischen oder mechatro- nischen Zylinderknauf baulich kompakt integriert.
Der oder die Rotationssensor(en) werden an der äußeren Wand des Knaufes angeordnet, um eine möglichst starke Beschleunigung des Sensors beim Drehen des Knaufs zu bewirken und damit die Auflösung der Sensorwerte deutlich zu verfeinern. Genauer gesagt, wird der mindestens eine Rotationssensor innerhalb des mindestens einen Knaufes mit baulich größtmöglichem Abstand zur Längsachse des Knaufes angeordnet. Die Längsachse des Knaufes verläuft im Wesentlichen senkrecht zu dem zu öffnenden oder schließenden Objekt und verläuft folglich parallel z. B. zu einem Hausflur, Zimmerboden etc.
Das Magnetometer wird am äußersten Ende des Knaufs platziert um eine möglichst große Entfernung von der Längsachse des Türblattes zu realisieren. Durch die Entfernung von der Längs- bzw. Schwenkachse wird der Anstellwinkel des Sensors um die Länge der Entfernung von der Schwenkachse vergrößert. Somit wird die Auflösung des Sensors quasi„gezoomt" und eine deutliche Verfeinerung der Sensordaten im Hinblick auf die Feldabweichungen erreicht.
Das mindestens eine Magnetometer ist daher innerhalb des Knaufes mit baulich größtmöglichem Abstand zur mit dem mindestens einen Knauf korrespondierenden Oberfläche des zu öffnenden oder schließenden Objekts angeordnet. Das Magnetometer ist in Folge dessen innerhalb des Knaufes maximalst von der Oberfläche einer beispielhaften Tür, welche in den gleichen Raum wie der Knauf weist, angeordnet.
Durch die vorgenannten Maßnahmen ist es möglich, sehr kostengünstige Komponenten zu verwenden, welche wiederum den Endpreis des Zylinders bzw. Knaufes nicht maßgeblich beeinflussen und damit seiner massenhaften Verbreitung nicht im Wege stehen.
Sensoren zur Verschiusskontrolle von Türen sind aus verschiedenen am Markt erhältlichen Produkten bekannt. Neben dem bereits eingangs geschilderten Problem des baulichen Aufwandes oder der geringen Embruchssicherheit ist insbesondere die begrenzte Aussagekraft der gemessenen Signale nachteilig. Häufig werden zusätzliche Verriegelungssensoren notwendig.
Das Funktionsprinzip der Erfindung besteht in der Realisierung eines elektronischen Kompasses, welcher in der Lage ist, ein stellungsinduziertes Magnetfeld gegenüber dem Erdmagnetfeld zu charakterisieren. Die entlang des Erdmagnetfeldes definierte Messebene wird genutzt um eine je nach Öffnungswinkel der Tür unterschiedliche Signalcharakteristik zu erhalten. Durch einen Vergleich mit einer in einer elektroni- sehen Bibliothek abgespeicherten Sammlung empirisch ermittelter Werte kann das jeweils gemessene Signal einer spezifischen Stellung der Tür zugeordnet werden.
Hochauflösende Magnetometer können Gradschritte von bis zu 0,1 Grad detektieren, sind aber hinsichtlich der Kosten für den Einbau in einen Schließzylinder, welcher für den Massenmarkt vorgesehen ist, nicht geeignet. Kostengünstige Systeme bieten Auflösungsschrätte von 1 bis 2 Grad. Mit niedriger Auflösung kann allerdings eine an¬ gelehnte Tür gegenüber einer in das Schließblech eingerasteten Tür nicht hinreichend differenziert werden.
Das erfindungsgegenständliche System sieht daher die Platzierung des Magnetome¬ ters auf einem„Ausleger" d. h. am Ende des Knaufs vor, welcher den Sensor gegen¬ über dem Türblatt mit einem Hebeleffekt bewegt und damit seine Auflösung verstärkt. Hiifsweise kann die Erschütterungssignatur der im Schließblech einrastenden Falle durch den Rotationssensor zusätzlich detektiert und logisch verknüpft werden. Mani¬ pulationsversuche durch starke Permanentmagneten werden durch die Sensoren er¬ kannt und angezeigt.
Das vorgenannte Problem besteht auch hinsichtlich des Rotationssensors. Die Dre¬ hung auf der Zylinderkernachse reicht bei kostengünstigen Sensoren, welche sich für einen Einbau in ein Massenprodukt eignen würden, nicht für eine präzise Detektion der Winkelstellung aus. Daher sieht das erfindungsgegenständliche System eine ex¬ zentrische Platzierung des Sensors an der äußeren Wand des Knaufs vor, um eine möglichst starke Rotationsbewegung auf den Sensor wirken zu lassen und damit seine Auflösung hinsichtlich der Winkelstellung zu verfeinern.
Der Signaiabstand, welcher sich somit zwischen zwei unterschiedlichen Verschlusspositionen einer Tür ergibt, kann nun genutzt werden um eine Authentifizierung des korrekten Tür- oder Fensterverschlusses zu einem bestimmten Zeitpunkt von einer zentralen Leitsteile aus vorzunehmen.
Sowohl die Magnetometer als auch die Rotationssensoren oder Drehraten- bzw. Bewegungssensoren sind als integrierte Halbleiter-Bausteine erhältlich.
Mit der erfindungsgemäßen Sensoranordnung ist es aufgrund der Detektion einer Ausrichtung des Türblattes gegenüber einer nach Himmelsrichtung bzw. Erdmagnetfeld fest definierten Messebene mit den durch den Rotationssensor ermittelten Informationen bzgl. der Rotationsrichtung, den Rotationswinkei und die Rotationszyklen der Verräegefungsmechanik und durch logische Verknüpfung der festgestellten Werte möglich, eine gleichzeitige Aussage über den Schließzustand und den Öffnungsgrad einer Tür, eines Fensters oder eines anderen vergleichbaren Objekts treffen zu können.
Bei Schließzylinderanordnungen mit feststehenden Knäufen oder bei Knäufen mit einem einzuführenden Schlüssel muss die erfindungsgemäße Sensoranordnung derart weitergebildet werden, dass weiterhin eine Aussage über den Verriegelungs- bzw, Verschlusszustand des Tür- bzw. Fensterschiosses getroffen werden kann.
Die Anordnung des bzw. der Magnetometer ist in einem derartigen Fall gleichbleibend, also innerhalb des Knaufes mit baulich größtmöglichem Abstand zur Tür- oder Fensteroberfläche.
Da die Öffnung bzw. das Aufsperren des Schlosses nicht mehr anhand der Drehung des Knaufes detektiert werden kann, muss der mindestens eine Rotationssensor direkt an oder innerhalb des Schließzylinders, d. h. an den beweglichen Teilen des Schließzylinders angeordnet sein. Es bieten sich hier beispielweise die Schließnase und/oder der Zylinderkern und/oder der Schließbart des Schließzylinders an.
Vorzugsweise ist der Rotationssensor mit baulich größtmöglichem Abstand zur Längsachse des Schließzyiinders, wobei diese Achse wiederum senkrecht zur Tür- oder Fensteroberfläche steht, angeordnet.
Bei der Verwendung von mehreren Magnetometern oder einer Vielzahl von Rotationssensoren sind folgende Weiterbildungen vorzunehmen:
Sind zwei Magnetometer innerhalb eines Knaufes angeordnet, so weisen diese unterschiedliche Bezugsachsen auf. Diese stehen vorzugsweise senkrecht zueinander. Es ist denkbar, dass die Bezugsachse des ersten Magnetometers im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des zu öffnenden oder schließenden Objekts verläuft und die Bezugsachse des zweiten Magnetometers parallel zur Türbreite oder Türhöhe verläuft. Die Bezugsachsen der Magnetometer spannen somit eine Art„orthogonales Bezugssystem" auf. Im Falle der Anordnung von drei Magnetometern, sind die drei Bezugsachsen der Magnetometer senkrecht zur Türoberfläche, parallel zur Türbreite und parallel zur Türhöhe, sodass die drei Bezugsachsen einen dreidimensionalen Raum aufspannen.
Zweckmäßigerweise sind zwei Rotationssensoren im Knauf bzw. im Schiießzyiin- der/Zylinderkern/Schließnase/Schließbart vorgesehen, wobei die Bezugsachsen in diesem Fall insbesondere senkrecht zueinander stehen.
Des Weiteren liegt es im Sinne der Erfindung, dass der mindestens eine Knauf bzw. der Schließzylinder über ein integriertes drahtloses Kommunikationssystem verfügt, sodass die mit den Sensoren ermittelten Messwerte beispielsweise an ein zentrales Hausverwaltungssystem übermittelt werden können.
Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei den beschriebenen Schließzylindern bzw. Knaufzylindern um elektronische Zylinder, wobei der mindestens eine Knauf fest mit dem Schließzylinder, d. h. nicht abnehmbar verbunden ist
Werden die, mit einem erfindungsgemäßen Sensorsystem ausgestatten Türen oder Fenster in ein gebäudeweites Netzwerk, vorzugsweise Funknetzwerk, integriert, so ist eine Aussage über den Verschluss- oder Verriegelungszustand der gesamten Liegenschaft von einer zentralen Leitstelle aus möglich.
Die vorbeschriebene Sensoranordnung eignet sich zur Integration in eine Vielzahl von Schließzylindersystemen, wobei hierbei die DIN 18525 zu beachten ist.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung in einem Schließzylinder mit beidseitig angeordneten Knäufen,
Fig. 2 eine Sensorausrichtung gegenüber einer Messebene, welche sich am
Erdmagnetfeld orientiert und Fig. 3 beispielhafte logische Verknüpfungen von Magnetometern und Rotationssensoren ermittelten Daten zur Verifizierung des Verschluss- und Verriegelungszustandes einer Tür.
In Fig. 1 ist ein Schließzylinder 1 mit Knäufen 2 dargestellt. Im dargelegten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen vollelektronischen und funkgesteuerten Knaufzylinder der in ein Türblatt 3 eingebaut ist.
Im linken Knauf 2 ist ein Magnetometer 4 eingebaut. Das Magnetometer 4 befindet sich innerhalb des Knaufes in baulich größtmöglichen Abstand d von der Oberfläche des Türblattes 3. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Magnetometers 4 kann mit bereits relativ günstigen Haibleiterbauteilen bereits ein kleiner Öffnungsgrad des Türblattes 3 detektiert werden. Die vom Magnetometer 4 gelieferten Daten können bereits auf ein Anlehnen der Tür schließen lassen.
Der Magnetometer 4 im linken Knauf 2 ist bzgl. der Bezugsachse y angeordnet, währenddessen die Magnetometer 4 im rechten Knauf 2 die Bezugsachsen x und z aufweisen, wobei die letztgenannten Magnetometer wiederum mit baulich größtmöglichen Abstand d zur Oberfläche des Türblattes 3 angeordnet sind. Aufgrund der drei verschiedenen Bezugsachsen können besonders exakte Daten ermittelt werden.
Aus Fig. 1 ist außerdem ersichtlich, dass Rotationssensoren 5 in den jeweiligen Knäufen angeordnet sind. Diese befinden sich im baulich größtmöglichen Abstand b von der Längsachse Z des Knaufes bzw, des Schließzylinders entfernt. Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Anordnung, können bereits kleine Drehbewegungen des Knaufes detektiert werden, da möglichst starke Rotationsbewegung auf den Sensor wirken und somit seine Auflösung hinsichtlich der Winkelstellung verfeinert ist.
Auch die Rotationssensoren 5 können unterschiedliche Bezugsachsen x und y aufweisen, um somit relativ breit gefächerte Ergebnisse erzielen zu können.
Die in Fig, 2 schematische Darstellung einer Sensorausrichtung gegenüber einer Messebene B, welche sich am Erdmagnetfeld orientiert, zeigt, dass durch Anordnung eines Magnetometers mit baulich größtmöglichem Abstand zur Oberfläche eines Türblattes in Folge einer hebelartigen Auslage, diese in der Auflösung verstärkt wird. Gleichzeitig legt der Rotationssensor 5 durch die Anordnung an der äußersten Wand eines Knaufes 2 einen größtmöglichen Weg zurück, sodass Bewegungen frühest möglich erkannt werden können,
In Fig. 3 werden in Darstellungen a) - d) die logischen Verknüpfungen von Zustands- daten C eines Magnetometers und Zustandsdaten D eines Rotationssensors gezeigt. Die Darstellung a) zeigt, dass der Magnetometer angibt, dass die Tür einen gewissen Öffnungsgrad aufweist und folglich auch der Knauf vorangehend gedreht worden ist. Diese beiden Meldungen verknüpft liefern den Zustand (1), welche von einem Hausverwaltungssystem als„geöffnete Tür" bezeichnet wird.
In Darstellung b) wird aufgezeigt dass der Magnetometer die Zustandsmeldung C einer geschlossenen Tür wiedergibt. Es kann jedoch nur aufgrund dieser Meldung nicht darauf geschlossen werden, ob die Tür auch verriegelt ist. Daher wird auch die Zustandsmeldung D des Rotationssensors ausgewertet, welche aufgrund der Auswertung von Rotationsrichtung, Rotationswinkei und Rotationszyklen des Knaufes den Zustand „Schioss verriegelt" meldet. Es ergibt sich somit eine Meldung (2), welche auf eine geschlossene und verriegelte Tür schließen lässt. c) zeigt hingegen, dass der Rotationssensor den Zustand„geöffnet" meldet. Die Meldung (3) beinhaltet daher, dass die Tür zwar verschlossen aber nicht verriegelt ist.
In Darstellung d) wird hingegen verdeutlicht, dass die Daten von zwei Rotationssensoren ausgewertet werden können, sodass eine eindeutige Meldung (4), wonach die Tür verschlossen aber nicht verriegelt ist, erfolgen kann.
Durch die Verwendung von zwei unabhängigen Sensortypen, sowie durch die Verwendung von jeweils einer Vielzahl der unabhängigen Sensortypen, können zum einen exaktere Daten erzielt werden, zum anderen ist hiermit auch eine Manipulationssicherung und eine Überwachung bzgl. des Ausfalls einzelner Sensoren gegeben.
So ist es durchaus möglich die Sensoranordnung weiter zu betreiben, wenn nur ein Magnetometer funktioniert und die beiden anderen vorgesehenen Sensoren beispielsweise manipuliert oder entfernt wurden oder ausgefallen sind.
Des Weiteren kann durch logische Verknüpfung der durch das Magnetometer und den Rotationssensor gewonnen Daten erfasst werden, wenn Manipulationsversuche unter- nommen werden oder die Sensoren nicht mehr funktionieren. Beispielsweise führt ein vom Magnetometer gesendetes Signal„Tür geöffnet" und ein vom Rotationssensor gesendetes Signal„Schloss verriegelt" zu einer Diskrepanz, wonach ein Hausverwaltungssystem eine A!armmeldung aussendet.
Bezugszeichenliste
1 Schließzylinder
2 Knauf
3 Türblatt
4 Magnetometer
5 Rotationssensor
6 Oberfläche des zu öffnenden oder schließenden Objektes Z Längsachse Knauf bzw. Schließzylinder
B Messebene
C Zustandsmeidung Magnetometer
D Zustandsmeidung Rotationssensor

Claims

Ansprüche
1. Sensoranordnung in Schließaniagen mit mindestens einem Knauf (2), zur Feststellung des Schließzustandes der Schließanlage und des Öffnungsgrades des mit der Schließanlage zu öffnenden oder schließenden Objektes, insbesondere einer Tür oder eines Fensters,
dadurch gekennzeichnet, dass
innerhalb des mindestens einen Knaufes (2), mindestens ein Magnetometer (4) und mindestens ein Rotationssensor (5) angeordnet ist.
2. Sensoranordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine Magnetometer (4) innerhalb des mindestens einen Knaufes (2) mit baulich größtmöglichem Abstand zur mit dem mindestens einen Knauf korrespondierenden Oberfläche (6) des zu öffnenden oder schließenden Objekts, angeordnet ist.
3. Sensoranordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Rotationssensor (5) innerhalb des mindestens einen Knaufes (2) mit baulich größtmöglichem Abstand zur Längsachse (Z) des Knaufes (2), welche im Wesentlichen senkrecht zu dem zu öffnenden oder schließenden Objekt verfäuft, angeordnet ist.
4. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei Magnetometer (4) innerhalb des Knaufes (2) angeordnet sind, wobei beiden Magnetometer (4) unterschiedliche Bezugsachsen, insbesondere senkrecht zueinander stehende Bezugsachsen, aufweisen,
5. Sensoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
drei Magnetometer (4) innerhalb des Knaufes (2) angeordnet sind, wobei die drei Magnetometer (4) unterschiedliche Bezugsachsen, insbesondere einen dreidimensionalen Raum aufspannende Bezugsachsen, aufweisen.
6. Sensoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei Rotationssensoren (5) innerhalb des Knaufes (2) angeordnet sind, wobei die Rotationssensoren (5) unterschiedliche Bezugsachsen, insbesondere senkrecht zueinander stehende Bezugsachsen, aufweisen.
7. Sensoranordnung nach einem der vorangegangene Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Knauf (2) Teil eines Schließzyiinders (1), insbesondere eines Knaufzyiinders, ist.
8. Sensoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Knauf (2) Teil eines mechatronischen oder elektronischen Schließzylinders (1) ist.
9. Sensoranordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Rotationssensor (5) an oder innerhalb der Schließnase und/oder dem Zylinderkern und/oder dem Schließbart des Schließzylinders (1) angeordnet ist.
10. Sensoranordnung nach Anspruch 7, 8 oder 9
dadurch gekennzeichnet, dass
der Schließzyiinder (1) eine integrierte drahtlose Kommunikationseinrichtung aufweist.
11. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der mindestens eine Knauf (2) fest mit dem Schließzylinder (1) verbunden ist.
12. Sensoranordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet dass
der mindestens eine Knauf (2) eine drahtlose integrierte Kommunikationseinrichtung aufweist.
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