EP3677741B1 - Schliesszylinder - Google Patents
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- EP3677741B1 EP3677741B1 EP19150483.6A EP19150483A EP3677741B1 EP 3677741 B1 EP3677741 B1 EP 3677741B1 EP 19150483 A EP19150483 A EP 19150483A EP 3677741 B1 EP3677741 B1 EP 3677741B1
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- arresting
- lock cylinder
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- 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
- E05B47/0619—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor
- E05B47/0626—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor radially
- E05B47/063—Cylinder locks with electromagnetic control by blocking the rotor radially with a rectilinearly moveable blocking element
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- 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
- E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
- E05B2047/0014—Constructional features of actuators or power transmissions therefor
- E05B2047/0018—Details of actuator transmissions
- E05B2047/0024—Cams
- E05B2047/0025—Cams in the form of grooves
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
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- E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
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- E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
- E05B47/0001—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof
- E05B47/0012—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means with electric actuators; Constructional features thereof with rotary electromotors
Definitions
- the present invention relates to a lock cylinder with a locking device according to the preamble of claim 1.
- Lock cylinders which have locking devices with mechanical tumblers and additional electrical or electronic tumblers for additional locking of the rotor are known from the prior art.
- the WO 01/21913 a locking device for a cylinder lock with an electrically driven locking element, which can be engaged and disengaged in the rotor. If the key is authorized, the locking element is disengaged and the rotor can be swiveled.
- the locking devices known from the prior art have the disadvantage that the position of the locking element is unknown in the event of a malfunction of the motor.
- the invention is based on an object of specifying a lock cylinder which overcomes the disadvantages of the prior art.
- a lock cylinder comprises a stator; a rotor rotatably mounted in the stator about a first axis of rotation; and a locking device mounted in the stator.
- the locking device comprises a Locking pin, a driver that interacts with the locking pin and a drive device that acts on the locking pin via the driver.
- the locking pin is by the drive device along a locking direction in a locking position in which rotation of the rotor about the first axis of rotation is prevented, and along a release direction opposite to the locking direction in a release position in which rotation of the rotor about the first axis of rotation is possible, movable.
- the lock cylinder also has at least one sensor unit for detecting the position of the locking pin.
- the position of the locking pin is detected by the at least one sensor unit. This allows the drive device to be controlled accordingly, thereby avoiding malfunctions.
- the lock cylinder comprises an electrically driven locking device with a locking pin, which can lock the rotor or release it when an authorized key is presented.
- the sensor can transmit a control signal representing the position of the locking pin to a control or to the drive device.
- the control signal includes information about the position of the locking pin.
- the sensor is preferably connected to a controller or the drive device via a wired or wireless communication connection.
- the control signal can also be transmitted to a locking system or to a building management system.
- stator is preferably understood to mean the housing in which the “rotor” is rotatably mounted.
- the stator typically has a main bore in which the rotor lies.
- the rotor can be mounted directly or indirectly via an insert in the main bore.
- a secondary bore opening into the main bore is also provided, in which the locking bolt is movably mounted.
- the secondary bore can be arranged in the stator or provided by an insert.
- the at least one sensor unit is preferably arranged in such a way that it can be detected whether the locking pin is in the release position or in the locked position.
- the at least one sensor unit is arranged in such a way that intermediate layers of the locking pin between the release position and the locking position cannot be detected. This means that it is only recorded whether the locking pin is in the release position or the locked position. This development is a very simple arrangement because only the two end positions are monitored.
- the at least one sensor unit is arranged in such a way that intermediate layers of the locking pin between the release position and the locking position can be detected.
- This variant is more complex than the first variant, but has the advantage that all positions of the locking pin can be determined at any time.
- the sensor unit has at least one active sensor part and at least one passive sensor part.
- the active sensor part has a detection area and the passive sensor part can be detected by the active sensor part when the passive sensor part is in the detection area of the active sensor part.
- a sensor signal can be emitted to a controller and / or to the drive device through the active sensor part.
- the at least one passive sensor part is permanently connected to the locking bolt.
- the passive sensor part is a part that is separate from the locking bolt and can be connected to the locking bolt.
- the connection between the at least one passive sensor part and the locking bolt is particularly preferably a form-fit and / or material-fit and / or force-fit connection.
- the passive sensor part is particularly preferably pressed into a bore on the locking bolt.
- the design of the passive sensor part as a separate element from the locking bolt has the advantage that the passive sensor part can be designed to match the active sensor part with respect to its properties and that the locking pin can be designed as a locking element with respect to its properties. This means that different materials can be used which do not necessarily have to be suitable for the two functions "easily detectable” and “blocking effect”.
- the passive sensor part is provided by the locking bolt.
- the at least one passive sensor part forms an integral part of the locking bolt. This means that the locking bolt provides the passive sensor part.
- exactly one of the said passive sensor parts is arranged on the locking bolt and at least two, in particular exactly two, spaced apart active sensor parts are arranged on the stator.
- Said passive sensor part lies in the release position in the detection area of one of the two active sensor parts and said passive sensor part lies in the blocked position in the detection area of the other of the two active sensor parts.
- the two active sensor parts are spaced one behind the other in the direction of movement of the locking pin.
- the two active sensor parts are arranged in such a way that their detection areas do not overlap. In this way, a determined detection of the passive sensor part can take place.
- the drive device is preferably an electric motor which can be controlled based on the sensor data provided by the sensor unit. Depending on the position of the locking pin, the motor can be controlled accordingly so that the locking pin can be moved from one position to the other.
- the lock cylinder preferably further comprises a reading element with which information can be queried from a key interacting with the lock cylinder, the drive device being movable from the locked position into the release position when the key is authorized.
- the key can be a mechatronic key.
- a mechatronic key which interacts with tumblers between the stator and the rotor is particularly preferred.
- the key can also be an electronic key that works together with electronic locking components.
- the locking pin preferably has a helical groove on the outside, in which groove a pin mounted on the stator engages, a rotation of the locking pin about its central axis being converted into a longitudinal movement of the locking pin due to the engagement between the fixed pin and said groove.
- the locking pin and the drive device are preferably mounted in a common bore on the stator.
- This hole can also be referred to as a secondary hole.
- the locking bolt and the drive device can be mounted in a common bore in an insert which can be connected to the stator.
- the sensor unit is arranged in such a way that the detection area of the sensor acts through an opening located in a wall surrounding the bore into said bore.
- the driver preferably engages in an opening on the locking pin, the Engagement or the connection between the driver and the opening is designed such that a rotation of the driver can be transmitted to the locking pin and that a longitudinal displacement in the direction of the central axis of the driver is permitted.
- the locking device further comprises at least one securing element which is designed in such a way that a displacement of the locking pin from the locking position into the release position can be prevented when the drive device is not actuated.
- the lock cylinder comprises an electrically driven locking device with a locking pin, which can lock or release the rotor. If the locking pin is in the locking position, the securing element of the locking device ensures that the locking pin remains in this locking position. This increases the security of the lock cylinder.
- the lock cylinder 1 comprises a stator 2, a rotor 3 rotatably mounted in the stator 2 about a first axis of rotation D1, and a locking device 4 mounted in the stator 2.
- the stator 2 here has a main bore 17 in which the rotor 3 is rotatably mounted.
- the rotor 3 can be rotated accordingly with an authorized key 11, whereby a driver 27 can act on a lock bolt.
- the rotor 3 comprises a key channel for receiving a key shaft from a mechatronic key 11. It is also possible that instead of the one shown in FIG Figure 1 shown mechatronic key that a digital key is available, then the rotor 3 is then operated via a knob.
- the locking device 4 comprises a locking pin 5, a driver 6 cooperating with the locking pin 5 and a drive device 7 that acts on the locking pin 5 via the driver 6 flows out.
- the secondary bore 14 is oriented here essentially at right angles to the main bore 17.
- the secondary bore can be an integral part of the stator 2.
- the secondary bore can also be provided by an insert 21, as shown in the figures.
- the insert 21 has the advantage that the locking device can be used as an overall module.
- the locking pin 5 is by the drive device 7 along a locking direction in a locking position in which rotation of the rotor 3 about the first axis of rotation D1 is prevented and along a release direction F opposite to the locking direction 1 in a release position in which rotation of the rotor 3 by the first axis of rotation D1 is possible, displaceable.
- the locking pin 5 is shown in its locking position.
- the locking pin 5 engages in a locking opening 19 located on the outside of the rotor 3 and thus blocks the rotation of the rotor 3 in the stator 2
- the locking pin is 5 in the release position.
- the locking pin 5 no longer engages in the locking opening 19 and the rotor 3 can be pivoted accordingly in the stator 2.
- the lock cylinder 1 also includes at least one sensor unit 8.
- the sensor unit 8 is used to detect the position of the locking pin 5. That is, the sensor unit 8 can be used to determine whether the locking pin 5 is in the locked position or in the released position.
- the sensor unit 8 comprises two active sensor parts 9 and one passive sensor part 10.
- the active sensor parts 9 can be Hall sensors, for example, and the passive sensor part 10 can be a magnet. Other types of sensors can also be used.
- the two active sensor parts 9 are arranged one above the other along the secondary bore 14.
- the passive sensor part 10 is arranged on the locking pin 5.
- Each of the active sensor parts 9 has a detection area E, the passive sensor part 10 being detectable by the active sensor part 9 when the passive sensor part 10 lies in the detection area E of the active sensor part 9.
- the active sensor part 9 emits a sensor signal to a controller and / or to the drive device 7.
- the drive device 7 can be controlled accordingly on the basis of this control signal.
- the active sensor parts 9 also have a communication link 16.
- the communication link 16 is represented here by wired cables.
- the sensor signal can be transmitted accordingly via this communication connection 16.
- the lock cylinder 1 further comprises a reading element.
- the reading element With the reading element, information from an identification chip 28 on the key 11 with regard to the authorization of a key 11 interacting with the lock cylinder 1 can be queried.
- the drive device 7 can then be activated with an authorized key 11, so that the locking pin 5 can be moved from the locking position into the release position.
- the reading element can be designed differently and in particular it can interact with a mechatronic key 11, as shown in the figures.
- the reading element can also interact with an electronic key, such as a key card.
- the reading element is arranged in the lock cylinder 1 and is connected to the drive device 7 or to a controller via a further communication connection 18.
- the communication link 18 is a wired communication link here.
- the communication link 18 can, however, also be designed as a radio link.
- the locking device is located essentially in the faceplate area 20 of the stator 2.
- the space can be optimally used.
- the locking bolt 5, the driver 6 and the drive device 7 as well as the sensor unit 8 are here part of an insert 21 which can be inserted into a receiving space 22 in the faceplate area 20.
- the insert 21 here has the said secondary bore 14 in which the locking pin 5 and the drive device 7 are mounted.
- the insert 21 is secured to the stator 2 with a mechanical securing means 23, here in the form of a screw.
- the corresponding elements lie directly in the stator 2.
- the secondary bore 14 is then preferably arranged directly on the stator 2, in particular in the faceplate area 20.
- the Figure 3 shows an exploded view, the locking bolt 5, the driver 6 and the drive device 7 and the sensor unit 8 being shown separately from the insert 21 and from the stator 2, respectively.
- the drive device 7 preferably has the shape of an electric motor.
- the driver 6 is arranged non-rotatably on the output shaft 24 of the electric motor.
- the driver 6 engages in an opening 15 on the locking pin 5.
- the connection between the driver 6 and the opening 15 is designed in such a way that a rotation of the driver 6 can be transmitted to the locking pin 5 and that a longitudinal displacement between the driver 6 and locking pin 5 in the direction of the central axis of the driver 5 or the output shaft 24 is permitted.
- the locking bolt 5 has a helical groove 11 on the outside.
- a pin mounted on the stator 2 or on the insert 21 engages in the groove 11.
- the second axis of rotation D2 When the locking pin 5 rotates about its central axis, which can be referred to as the second axis of rotation D2, the rotation is converted into a longitudinal movement of the locking pin due to the engagement between the fixed pin 13 and the said groove 12.
- the groove 12 extends into a lateral surface 25 of the locking pin.
- the passive sensor part 10 is designed here as a separate element with respect to the locking pin 5 and is connected to it.
- the passive sensor part 10 can, however, also form an integral part of the locking bolt.
- the two active sensor parts 9 are arranged one above the other here.
- the detection area E is directed into the secondary bore 14.
- the two active sensor parts 9 are arranged in such a way that the detection areas E of the two sensor parts do not overlap, so that incorrect detection of the passive sensor part 10 does not occur.
- the locking pin 5 is shown in the locked position.
- the passive sensor part 10 lies in the detection area E of the active sensor part 9, which is arranged at the top.
- the locking pin 5 is shown in the release position.
- the passive sensor part 10 is located in the detection range of the lower active sensor part 9.
- the sensor parts 9, 10 are arranged in such a way that essentially the end positions, that is to say the release position and the blocking position of the locking pin 5, can be detected. This means that a discrete signal is essentially output when the locking pin 5 is in the corresponding position. In other configurations it is also conceivable that the sensor unit 8 is arranged in such a way that intermediate layers of the locking pin 5 between the release position and the locking position can also be detected accordingly.
- the wall 29 which surrounds the bore 14 here has an opening 30 through which the detection areas of the active sensor parts 9 can be directed into the interior of the bore 14.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schliesszylinder mit einer Sperrvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
- Schliesszylinder, die Sperrvorrichtungen mit mechanischen Zuhaltungen und zusätzlichen elektrischen bzw. elektronischen Zuhaltungen zur zusätzlichen Sperrung des Rotors aufweisen, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die
WO 01/21913 - Grundsätzlich ergeht der aus den aus dem Stand der Technik bekannten Sperrvorrichtungen der Nachteil, dass bei einer Fehlfunktion des Motors die Lage des Sperrelementes unbekannt ist.
- Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung eine Aufgabe zugrunde, einen Schliesszylinder anzugeben, der die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schliesszylinder anzugeben, welcher betriebssicher gesteuert werden kann.
- Diese Aufgabe löst der Gegenstand von Anspruch 1. Demgemäss umfasst ein Schliesszylinder einen Stator; einen im Stator um eine erste Drehachse drehbar gelagerten Rotor; und eine im Stator gelagerte Sperrvorrichtung. Die Sperrvorrichtung umfasst einen Sperrbolzen, einen mit dem Sperrbolzen zusammenwirkenden Mitnehmer und eine über den Mitnehmer auf den Sperrbolzen wirkende Antriebsvorrichtung. Der Sperrbolzen ist durch die Antriebsvorrichtung entlang einer Sperrrichtung in eine Sperrlage, in welcher eine Drehung des Rotors um die erste Drehachse verhindert ist, und entlang einer zur Sperrrichtung entgegengesetzten Freigaberichtung in eine Freigabelage, in welcher eine Drehung des Rotors um die erste Drehachse möglich ist, verschiebbar. Weiter weist der Schliesszylinder mindestens eine Sensoreinheit zur Erfassung der Lage des Sperrbolzens auf.
- Durch die mindestens eine Sensoreinheit wird die Lage des Sperrbolzens erfasst. Hierdurch kann die Antriebsvorrichtung entsprechend angesteuert werden, wodurch Fehlfunktionen vermieden werden.
- Mit anderen Worten umfasst der Schliesszylinder eine elektrisch angetriebene Sperrvorrichtung mit einem Sperrbolzen, welcher den Rotor sperren bzw. bei Vorweisen eines berechtigten Schlüssels freigeben kann.
- Durch den Sensor ist ein die Position des Sperrbolzens darstellendes Steuerungssignal an eine Steuerung bzw. an die Antriebsvorrichtung abgebbar. Das Steuersignal umfasst die Information über die Lage des Sperrbolzens. Vorzugsweise steht der Sensor über eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsverbindung mit einer Steuerung bzw. der Antriebsvorrichtung in Verbindung. Das Steuersignal kann auch an ein Schliesssystem oder an ein Gebäudeleitsystem übermittelt werden.
- Unter der Ausdrucksweise "Stator" wird im vorliegenden Fall vorzugsweise das Gehäuse verstanden, in welchem der "Rotor" drehbar gelagert ist. Typischerweise weist der Stator eine Hauptbohrung auf, in welcher der Rotor liegt. Der Rotor kann direkt oder indirekt über einen Einsatz in der Hauptbohrung gelagert sein. Weiter ist eine in die Hauptbohrung mündende Nebenbohrung vorgesehen, in welcher der Sperrbolzen bewegbar gelagert ist. Die Nebenbohrung kann im Stator angeordnet sein oder durch einen Einsatz bereitgestellt werden.
- Vorzugsweise ist die mindestens eine Sensoreinheit derart angeordnet, dass erfassbar ist, ob sich der Sperrbolzen in der Freigabelage oder in der Sperrlage befindet.
- In einer ersten Variante ist die mindestens eine Sensoreinheit derart angeordnet, dass Zwischenlagen des Sperrbolzens zwischen der Freigabelage und der Sperrlage nicht erfassbar sind. Das heisst, es wird lediglich erfasst, ob sich der Sperrbolzen in der Freigabelage oder der Sperrlage befindet. Bei dieser Weiterbildung handelt es sich um eine sehr einfache Anordnung, weil nur die beiden Endlagen überwacht werden.
- In einer zweiten Variante ist die mindestens eine Sensoreinheit derart angeordnet, dass Zwischenlagen des Sperrbolzens zwischen der Freigabelage und der Sperrlage erfassbar sind. Diese Variante ist komplexer als die erste Variante, hat aber den Vorteil, dass sämtliche Lagen des Sperrbolzens zu jeder Zeit feststellbar sind.
- Die Sensoreinheit weist mindestens ein aktives Sensorteil und mindestens ein passives Sensorteil auf. Das aktive Sensorteil weist einen Erfassungsbereich auf und das passive Sensorteil ist vom aktiven Sensorteil erfassbar, wenn das passive Sensorteil im Erfassungsbereich des aktiven Sensorteils liegt. Durch das aktive Sensorteil ist ein Sensorsignal an eine Steuerung und/oder an die Antriebsvorrichtung abgebbar.
- Unter einem "aktiven Sensorteil" wird ein Sensorteil verstanden, welches elektronische Komponenten aufweist, die aktiv die Lage des passiven Sensorteils überwachen. Typischerweise werden derartige Komponenten mit einer Kommunikationsverbindung verschaltet und/oder mit elektrischer Energie versorgt. Unter einem "passiven Sensorteil" wird ein Sensorteil verstanden, welches typischerweise keine elektronischen Komponenten aufweist, sondern lediglich der Erfassung durch das aktive Sensorteil dient.
Bezüglich der Zahl der aktiven Sensorteil und der Zahl der passiven Sensorteile sind verschiedene Konfigurationen möglich: - Die Zahl der aktiven Sensorteile kann gleich der Zahl der passiven Sensorteile sein.
- Die Zahl der aktiven Sensorteile kann grösser oder kleiner der Zahl der passiven Sensorteile sein.
- In einer ersten Ausführungsform ist das mindestens eine aktive Sensorteil am Stator angeordnet und das mindestens eine passive Sensorteil ist am Sperrbolzen angeordnet bzw. wird durch den Sperrbolzen bereitgestellt. Diese Anordnung hat den Vorteil,
- dass das aktive Sensorteil mit einer drahtgebundenen Kommunikationsverbindung sehr einfach ausgeführt werden kann, weil das aktive Sensorteil an sich nicht bewegbaren Elementen angeordnet werden kann; und
- dass das passive Sensorteil, welches keine Verdrahtung benötigt, am beweglichen Sperrbolzen liegt.
- In einer ersten Variante steht das mindestens eine passive Sensorteil fest mit dem Sperrbolzen in Verbindung. Es handelt sich beim passiven Sensorteil in dieser Variante um ein vom Sperrbolzen separates Teil, welches mit dem Sperrbolzen verbindbar ist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Verbindung zwischen dem mindestens einen passiven Sensorteil mit dem Sperrbolzen um eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung. Besonders bevorzugt ist das passive Sensorteil in eine Bohrung am Sperrbolzen eingepresst.
- Die Ausbildung des passiven Sensorteils als separates Element vom Sperrbolzen weist den Vorteil auf, dass das passive Sensorteil bezüglich seiner Eigenschaften als gut passend zum aktiven Sensorteil ausgebildet werden kann und dass der Sperrbolzen bezüglich seiner Eigenschaften als Sperrelement ausgebildet werden kann. Das heisst, dass unterschiedliche Materialien einsetzbar sind, welche sich nicht notwendigerweise für die beiden Funktionen "gut erfassbar" und "Sperrwirkung" eignen müssen.
- In einer zweiten Variante wird das passive Sensorteil durch den Sperrbolzen bereitgestellt. Das mindestens eine passive Sensorteil bildet einen integralen Bestandteil des Sperrbolzens. Das heisst, dass der Sperrbolzen das passive Sensorteil bereitstellt. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass die Herstellung einfacher wird, weil nicht zwei Elemente miteinander zusammengefügt werden müssen.
- Erfindungsgemäß ist genau ein einziges der besagten passiven Sensorteile am Sperrbolzen angeordnet und es sind mindestens zwei, insbesondere genau zwei, beabstandet zueinander liegende aktive Sensorteile am Stator angeordnet. Das besagte passive Sensorteil liegt in der Freigabelage im Erfassungsbereich eines der beiden aktiven Sensorteile und das besagte passive Sensorteil liegt in Sperrlage im Erfassungsbereich des anderen der beiden aktiven Sensorteile.
- Die beiden aktiven Sensorteile liegen in Bewegungsrichtung des Sperrbolzens beabstandet hintereinander. Die beiden aktiven Sensorteile sind dabei derart angeordnet, dass sich deren Erfassungsbereiche nicht überschneiden. Hierdurch kann eine determinierte Erfassung des passiven Sensorteils erfolgen.
- In allen hierin beschriebenen Ausführungsformen können verschiedene Arten von Sensoren eingesetzt werden. Vorzugsweist umfasst die Sensoreinheit einen Sensor ausgewühlt aus der Gruppe von:
- Hall-Sensoren und/oder
- optischen Sensoren und/oder
- kapazitive Sensoren und/oder
- induktive Sensor
- Vorzugsweise ist die Antriebsvorrichtung ein Elektromotor, welcher basierend auf den durch die Sensoreinheit bereitgestellten Sensordaten steuerbar ist. Je nach Lage des Sperrbolzens kann der Motor entsprechend angesteuert werden, so dass der Sperrbolzen von der einen Lage in die andere Lage bewegbar wird.
- Vorzugsweise umfasst der Schliesszylinder weiterhin ein Leseelement, mit welchem Informationen von einem mit dem Schliesszylinder zusammenwirkenden Schlüssel abfragbar sind, wobei die Antriebsvorrichtung bei berechtigtem Schlüssel von der Sperrlage in die Freigabelage bewegbar ist.
- Der Schlüssel kann ein mechatronischer Schlüssel sein. Besonders bevorzugt ein mechatronischer Schlüssel, welcher mit Zuhaltungen zwischen dem Stator und dem Rotor zusammenwirkt. Der Schlüssel kann aber auch ein elektronischer Schlüssel sein, welcher mit elektronischen Schliesskomponenten zusammenarbeitet.
- Vorzugsweise weist der Sperrbolzen aussenseitig eine schraubenlinienförmige Nut auf, in welche Nut ein am Stator gelagerter Stift eingreift, wobei eine Drehung des Sperrbolzen um seine Mittelachse aufgrund des Eingriffs zwischen dem feststehendem Stift und der besagten Nut in eine Längsbewegung des Sperrbolzen umgesetzt wird.
- Vorzugsweise sind Sperrbolzen und die Antriebsvorrichtung in einer gemeinsamen Bohrung am Stator gelagert sind. Diese Bohrung kann auch als Nebenbohrung bezeichnet werden. Alternativerweise können der Sperrbolzen und die Antriebsvorrichtung in einer gemeinsamen Bohrung in einem Einsatz gelagert sind, welcher mit dem Stator verbindbar ist, angeordnet sein. Bei beiden Varianten ist die Sensoreinheit derart angeordnet, dass der Erfassungsbereich des Sensors durch einen Durchbruch, der in einer die Bohrung umgebende Wandung liegt, in die besagte Bohrung wirkt.
- Der Mitnehmer greift vorzugsweise in eine Öffnung am Sperrbolzen ein, wobei der Eingriff bzw. die Verbindung zwischen dem Mitnehmer und der Öffnung derart ausgebildet ist, dass eine Drehung des Mitnehmers auf den Sperrbolzen übertragbar ist und dass eine Längsverschiebung in Richtung der Mittelachse des Mitnehmers zugelassen wird.
- Optionalerweise umfasst die Sperrvorrichtung weiter mindestens ein Sicherungselement, welches derart ausgebildet ist, dass eine Verschiebung des Sperrbolzens aus der Sperrlage in die Freigabelage bei nicht betätigter Antriebsvorrichtung verhinderbar ist. Mit anderen Worten umfasst der Schliesszylinder eine elektrisch angetriebene Sperrvorrichtung mit einem Sperrbolzen, welcher den Rotor sperren bzw. freigeben kann. Befindet sich der Sperrbolzen in der Sperrlage, so gewährleistet das Sicherungselement der Sperrvorrichtung, dass der Sperrbolzen in dieser Sperrlage verbleibt. Dadurch wird die Sicherheit des Schliesszylinders erhöht.
- Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig.1
- eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemässen Schliesszylinders mit einem den Rotor sperrenden Sperrelement und einer Sensoreinheit gemäss einer bevorzugten Ausführungsform, wobei sich das Sperrelement in Sperrlage befindet;
- Fig. 2
- die Ansicht nach
Figur 1 , wobei sich das Sperrelement in Freigabelage befindet; - Fig. 3
- eine schematische Explosionsansicht des Sperrelementes und der Sensoreinheit nach den vorhergehenden Figuren;
- Fig. 4
- eine teilweise geschnitten dargestellte Funktionsansicht mit dem Sperrbolzen in Sperrlage; und
- Fig. 5
- eine teilweise geschnitten dargestellte Funktionsansicht mit dem Sperrbolzen in Freigabelage.
- In der
Figur 1 wird ein Schliesszylinder 1 gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Schliesszylinder 1 umfasst einen Stator 2, einen im Stator 2 um eine erste Drehachse D1 drehbar gelagerten Rotor 3 und eine im Stator 2 gelagerte Sperrvorrichtung 4. Der Stator 2 weist hier eine Hauptbohrung 17 auf, in welcher der Rotor 3 drehbar gelagert ist. Der Rotor 3 kann mit einem berechtigten Schlüssel 11 entsprechend verdreht werden, wodurch mit einem Mitnehmer 27 auf ein Schlossriegel einwirkbar ist. In der gezeigten Ausführungsform umfasst der Rotor 3 einen Schlüsselkanal zur Aufnahme eines Schlüsselschaftes von einem mechatronischen Schlüssel 11. Es ist dabei auch möglich, dass anstelle des in derFigur 1 gezeigten mechatronischen Schlüssels das ein Digitalschlüssel vorhanden ist, wobei dann der Rotor 3 dann über einen Knauf betätigt wird. - Die Sperrvorrichtung 4 umfasst einen Sperrbolzen 5, einen mit dem Sperrbolzen 5 zusammenwirkenden Mitnehmer 6 und eine über den Mitnehmer 6 auf den Sperrbolzen 5 wirkende Antriebsvorrichtung 7. Der Sperrbolzen 5 und die Antriebsvorrichtung 7 sind hier in einer Nebenbohrung 14 gelagert, welche in die Hauptbohrung 17 mündet. Die Nebenbohrung 14 ist hier im Wesentlichen rechtwinklig zur Hauptbohrung 17 orientiert. Die Nebenbohrung kann integralen Teil des Stators 2 sein. Alternativerweise kann die Nebenbohrung auch durch einen Einsatz 21, so wie in den Figuren gezeigt, bereitgestellt werden. Der Einsatz 21 hat den Vorteil, dass die Sperrvorrichtung als Gesamtmodul eingesetzt werden kann.
- Der Sperrbolzen 5 ist durch die Antriebsvorrichtung 7 entlang einer Sperrrichtung in eine Sperrlage, in welche eine Drehung des Rotors 3 um die erste Drehachse D1 verhindert ist und entlang einer zur Sperrrichtung 1 entgegengesetzten Freigaberichtung F in eine Freigabelage, in welcher eine Drehung des Rotors 3 um die erste Drehachse D1 möglich ist, verschiebbar. In der
Figur 1 wird der Sperrbolzen 5 in seiner Sperrlage gezeigt. Hier greift der Sperrbolzen 5 in eine aussenseitig am Rotor 3 liegende Sperröffnung 19 ein und blockiert so die Drehung des Rotors 3 im Stator 2. In derFigur 2 liegt der Sperrbolzen 5 in der Freigabelage. Der Sperrbolzen 5 greift nicht mehr in die Sperröffnung 19 ein und der Rotor 3 kann im Stator 2 entsprechend verschwenkt werden. - Weiter umfasst der Schliesszylinder 1 mindestens eine Sensoreinheit 8. Die Sensoreinheit 8 dient zur Erfassung der Lage des Sperrbolzens 5. Das heisst, mit der Sensoreinheit 8 kann bestimmt werden, ob der Sperrbolzen 5 in der Sperrlage oder in der Freigabelage liegt.
- In der gezeigten Ausführungsform umfasst die Sensoreinheit 8 zwei aktive Sensorteile 9 und ein passives Sensorteil 10. Die aktiven Sensorteile 9 können beispielweise Hallsensoren sein und das passive Sensorteil 10 kann ein Magnet sein. Andere Arten von Sensoren können auch eingesetzt werden. Die beiden aktiven Sensorteile 9 sind übereinander entlang der Nebenbohrung 14 angeordnet. Das passive Sensorteil 10 ist am Sperrbolzen 5 angeordnet. Jedes der aktiven Sensorteile 9 weist einen Erfassungsbereich E auf, wobei das passive Sensorteil 10 vom aktiven Sensorteil 9 erfassbar ist, wenn das passive Sensorteil 10 im Erfassungsbereich E des aktiven Sensorteils 9 liegt. Sobald das passive Sensorteil 10 im Erfassungsbereich E des aktiven Sensorteils 9 liegt, wird durch das aktive Sensorteil 9 ein Sensorsignal an eine Steuerung und/oder an die Antriebsvorrichtung 7 abgegeben. Anhand von diesem Steuersignal kann die Antriebsvorrichtung 7 entsprechend gesteuert werden.
- Die aktiven Sensorteile 9 weisen weiter eine Kommunikationsverbindung 16 auf. Die Kommunikationsverbindung 16 wird hier durch drahtgebundene Kabel dargestellt. Über diese Kommunikationsverbindung 16 kann das Sensorsignal entsprechend übermittelt werden.
- Weiter umfasst der Schliesszylinder 1 ein Leseelement. Mit dem Leseelement sind Informationen von einem Identifikationschip 28 auf dem Schlüssel 11 bezüglich der Berechtigung von einem mit dem Schliesszylinder 1 zusammenwirkenden Schlüssel 11 abfragbar. Die Antriebsvorrichtung 7 ist dann bei berechtigten Schlüssel 11 aktivierbar, so dass der Sperrbolzen 5 von der Sperrlage in die Freigabelage bewegbar. Das Leseelement kann unterschiedlich ausgebildet sein und es kann insbesondere mit einem mechatronischen Schlüssel 11, so wie in den Figuren gezeigt, zusammenwirken. Das Leseelement kann in einer anderen Ausführungsform auch mit einem elektronischen Schlüssel, wie beispielsweise mit einer Schlüsselkarte, zusammenwirken. In der gezeigten Ausführungsform ist das Leseelement im Schliesszylinder 1 angeordnet und steht über eine weitere Kommunikationsverbindung 18 mit der Antriebsvorrichtung 7 oder mit einer Steuerung in Verbindung. Die Kommunikationsverbindung 18 ist hier eine drahtgebundene Kommunikationsverbindung. Die Kommunikationsverbindung 18 kann aber auch als Funkstrecke ausgebildet sein.
- In der gezeigten Ausführungsform befindet sich die Sperrvorrichtung im Wesentlichen im Stulpbereich 20 des Stators 2. Dabei kann der Raum optimal ausgenützt werden. Der Sperrbolzen 5, der Mitnehmer 6 und die Antriebsvorrichtung 7 sowie die Sensoreinheit 8 sind hier Teil eines Einsatzes 21, welche in einen Aufnahmeraum 22 im Stulpbereich 20 eingesetzt werden können. Der Einsatz 21 weist hier die besagte Nebenbohrung 14 auf, in welcher der Sperrbolzen 5 und die Antriebsvorrichtung 7 gelagert ist. Der Einsatz 21 wird dabei mit einem mechanischen Sicherungsmittel 23, hier in der Form einer Schraube, zum Stator 2 gesichert.
- In anderen Ausführungsformen ist es auch denkbar, dass die entsprechenden Elemente direkt im Stator 2 liegen. Die Nebenbohrung 14 ist dann vorzugsweise direkt am Stator 2, insbesondere im Stulpbereich 20 angeordnet.
- Anhand der
Figuren 3 bis 5 werden nun weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung genauer erläutert. - Die
Figur 3 zeigt eine Explosionsdarstellung, wobei der Sperrbolzen 5, der Mitnehmer 6 und die Antriebsvorrichtung 7 sowie die Sensoreinheit 8 getrennt vom Einsatz 21 beziehungsweise vom Stator 2 dargestellt sind. - Die Antriebsvorrichtung 7 weist in der gezeigten Ausfuhrungsform vorzugsweise die Gestalt eines Elektromotors auf. Auf der Abtriebswelle 24 des Elektromotors ist der Mitnehmer 6 drehfest angeordnet. Der Mitnehmer 6 greift in eine Öffnung 15 am Sperrbolzen 5 ein. Die Verbindung zwischen Mitnehmer 6 und der Öffnung 15 ist dabei derart ausgebildet, dass eine Drehung des Mitnehmers 6 auf den Sperrbolzen 5 übertragbar ist und dass eine Längsverschiebung zwischen Mitnehmer 6 und Sperrbolzen 5 in Richtung der Mittelachse des Mitnehmers 5 beziehungsweise der Abtriebswelle 24 zugelassen wird.
- Der Sperrbolzen 5 weist aussenseitig eine schraubenlinienförmige Nut 11 auf. In die Nut 11 greift in einen am Stator 2 beziehungsweise am Einsatz 21 gelagerten Stift ein. Bei einer Drehung des Sperrbolzens 5 um seine Mittelachse, welche als zweite Drehachse D2 bezeichnet werden kann, wird die Drehung aufgrund des Eingriffs zwischen dem feststehenden Stift 13 und der besagten Nut 12 in eine Längsbewegung des Sperrbolzens umgesetzt.
- Die Nut 12 erstreckt sich in eine Mantelfläche 25 des Sperrbolzens hinein. In die gleiche Mantelfläche 25 erstreckt sich hier auch eine Bohrung 26, in welche das passive Sensorteil 10 eingesetzt ist. Das passive Sensorteil 10 ist hier als separates Element bezüglich des Sperrbolzens 5 ausgebildet und wird mit diesem verbunden. Das passive Sensorteil 10 kann aber auch einen integralen Bestandteil des Sperrbolzens bilden.
- Die beiden aktiven Sensorteile 9 sind hier übereinander angeordnet. Dabei ist der Erfassungsbereich E in die Nebenbohrung 14 gerichtet. Die beiden aktiven Sensorteile 9 sind derart angeordnet, dass sich die Erfassungsbereiche E der beiden Sensorteile nicht überschneiden, sodass es nicht zu Fehlerfassungen des passiven Sensorteils 10 kommt. In der
Figur 4 wird der Sperrbolzen 5 in der Sperrlage gezeigt. Dabei liegt das passive Sensorteil 10 im Erfassungsbereich E des aktiven Sensorteils 9, welches oben angeordnet ist. In derFigur 5 wird der Sperrbolzen 5 in der Freigabelage gezeigt. Dabei befindet sich das passive Sensorteil 10 im Erfassungsbereich des unteren aktiven Sensorteils 9. - Die Sensorteile 9, 10 sind in der gezeigten Ausfuhrungsform derart angeordnet, dass im Wesentlichen die Endlagen, das heisst die Freigabelage und die Sperrlage des Sperrbolzens 5 erfassbar sind. Das heisst, es wird im Wesentlichen ein diskretes Signal ausgegeben, wenn sich der Sperrbolzen 5 in der entsprechenden Lage befindet. In anderen Konfigurationen ist es auch denkbar, dass die Sensoreinheit 8 derart angeordnet ist, dass auch Zwischenlagen des Sperrbolzens 5 zwischen der Freigabelage und der Sperrlage entsprechend erfassbar sind.
- Die Wandung 29, welche die Bohrung 14 umgibt, weist hier einen Durchbruch 30 auf, durch welchen die Erfassungsbereiche der aktiven Sensorteile 9 in den Innenraum der Bohrung 14 gerichtet werden können.
BEZUGSZEICHENLISTE 1 Schliesszylinder 29 Wandung 2 Stator 30 Durchbruch 3 Rotor D1 erste Drehachse 4 Sperrvorrichtung D2 zweite Drehachse 5 Sperrbolzen E Erfassungsbereich 6 Mitnehmer F Freigaberichtung 7 Antriebsvorrichtung S Sperrrichtung 8 Sensoreinheit 9 aktives Sensorteil 10 passives Sensorteil 11 Schlüssel 12 Nut 13 Stift 14 Bohrung, Nebenbohrung 15 Öffnung 16 Kommunikationsverbindung 17 Hauptbohrung 18 Kommunikationsverbindung 19 Sperröffnung 20 Stulpbereich 21 Einsatz 22 Aufnahmeraum 23 Sicherungsmittel 24 Abtriebswelle 25 Mantelfläche 26 Bohrung 27 Mitnehmer 28 Identifikationschip
Bei einem optischen Sensor ist es denkbar, dass das passive Sensorteil eine farbliche oder aufgeraute Oberfläche am Sperrbolzen ist, welche durch ein aktives Sensorteil erfasst werden kann. Gemäss der oben beschrieben Variante mit den zwei aktiven Sensorteilen, sind zwei aktive Sensorteile in der Form des optischen Sensors vorhanden, aber nur eine farbliche oder aufgeraute Oberfläche am Sperrbolzen.
Claims (12)
- Schliesszylinder (1) umfassend:einen Stator (2);einen im Stator (2) um eine erste Drehachse (D1) drehbar gelagerten Rotor (3); undeine im Stator (2) gelagerte Sperrvorrichtung (4);wobei die Sperrvorrichtung (4) einen Sperrbolzen (5), einen mit dem Sperrbolzen (5) zusammenwirkenden Mitnehmer (6) und eine über den Mitnehmer (6) auf den Sperrbolzen (5) wirkende Antriebsvorrichtung (7) umfasst, undwobei der Sperrbolzen (5) durch die Antriebsvorrichtung (7) entlang einer Sperrrichtung (S) in eine Sperrlage, in welcher eine Drehung des Rotors (3) um die erste Drehachse (D1) verhindert ist, und entlang einer zur Sperrrichtung (S) entgegengesetzten Freigaberichtung (F) in eine Freigabelage, in welcher eine Drehung des Rotors (3) um die erste Drehachse (D1) möglich ist, verschiebbar ist,wobei der Schliesszylinder (1) weiter mindestens eine Sensoreinheit (8) zur Erfassung der Lage des Sperrbolzens (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet,dass die Sensoreinheit (8) mindestens ein aktives Sensorteil (9) und mindestens ein passives Sensorteil (10) aufweist, wobei das aktive Sensorteil (9) einen Erfassungsbereich (E) aufweist und wobei das passive Sensorteil (10) vom aktiven Sensorteil (9) erfassbar ist, wenn das passive Sensorteil (10) im Erfassungsbereich (E) des aktiven Sensorteils (9) liegt, und wobei durch das aktive Sensorteil (9) ein Sensorsignal an eine Steuerung und/oder an die Antriebsvorrichtung (7) abgebbar ist unddass genau ein einziges der besagten passiven Sensorteile (10) am Sperrbolzen (5) angeordnet ist und dass mindestens zwei, insbesondere genau zwei, beabstandet zueinander liegende aktive Sensorteile (9) am Stator (2) angeordnet sind, wobei das besagte passive Sensorteil (10) in der Freigabelage im Erfassungsbereich (E) eines der beiden aktiven Sensorteile (9) liegt und wobei das besagte passive Sensorteil (10) in Sperrlage im Erfassungsbereich (E) des anderen der beiden aktiven Sensorteile (10) liegt.
- Schliesszylinder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinheit (8) derart angeordnet ist, dass erfassbar ist, ob sich der Sperrbolzen (5) in der Freigabelage oder in der Sperrlage befindet.
- Schliesszylinder (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sensoreinheit (8) derart angeordnet ist, dass Zwischenlagen des Sperrbolzens (5) zwischen der Freigabelage und der Sperrlage nicht erfassbar sind; oder dass die mindestens eine Sensoreinheit (8) derart angeordnet ist, dass Zwischenlagen des Sperrbolzens (5) zwischen der Freigabelage und der Sperrlage erfassbar sind.
- Schliesszylinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine aktive Sensorteil (9) am Stator (2) angeordnet ist und dass das mindestens eine passive Sensorteil (10) am Sperrbolzen (5) angeordnet ist bzw. dass das mindestens eine passive Sensorteil (10) durch den Sperrbolzen (5) bereitgestellt wird.
- Schliesszylinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine passive Sensorteil (10) fest mit dem Sperrbolzen (5) in Verbindung steht, insbesondere dass das mindestens eine passive Sensorteil (10) mit dem Sperrbolzen über eine formschlüssige und/oder stoffschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung in Verbindung steht.
- Schliesszylinder (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine passive Sensorteil (10) einen integralen Bestandteil des Sperrbolzens (5) bildet.
- Schliesszylinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (8) ein Hall-Sensor umfasst; oder dass die Sensoreinheit (8) ein optischer Sensor umfasst; oder dass die Sensoreinheit (8) ein kapazitiver Sensor umfasst; oder dass die Sensoreinheit (8) ein induktiver Sensor umfasst.
- Schliesszylinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (7) ein Elektromotor ist, welcher basierend auf den durch die Sensoreinheit bereitgestellten Sensordaten steuerbar ist.
- Schliesszylinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schliesszylinder (1) weiterhin ein Leseelement umfasst, mit welchem Informationen von einem mit dem Schliesszylinder (1) zusammenwirkenden Schlüssel (11) abfragbar sind, wobei die Antriebsvorrichtung (7) bei berechtigtem Schlüssel von der Sperrlage in die Freigabelage bewegbar ist.
- Schliesszylinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrbolzen (5) aussenseitig eine schraubenlinienförmige Nut (11) aufweist, in welche Nut (11) ein am Stator (2) gelagerter Stift (13) eingreift, wobei eine Drehung des Sperrbolzen (5) um eine zweite Drehachse (D2) aufgrund des Eingriffs zwischen dem feststehendem Stift (13) und der besagten Nut (12) in eine Längsbewegung des Sperrbolzen (5) umgesetzt wird.
- Schliesszylinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrbolzen (5) und die Antriebsvorrichtung (7) in einer gemeinsamen Bohrung (14) am Stator (2) gelagert sind; oder dass der Sperrbolzen (5) und die Antriebsvorrichtung (7) in einer gemeinsamen Bohrung (14) in einem Einsatz (21) gelagert sind, welcher mit dem Stator (2) verbindbar ist, angeordnet sind.
- Schliesszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (6) in eine Öffnung (15) am Sperrbolzen (5) eingreift, wobei die Verbindung zwischen dem Mitnehmer (6) und der Öffnung (15) derart ausgebildet ist, dass eine Drehung des Mitnehmers (6) auf den Sperrbolzen (5) übertragbar ist und dass eine Längsverschiebung in Richtung der zweiten Drehachse (D2) des Mitnehmers (6) zugelassen wird.
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