EP4200500A1 - Schlüssel mit einer schlüsselreide und mit einem schlüsselschaft und einem generator - Google Patents

Schlüssel mit einer schlüsselreide und mit einem schlüsselschaft und einem generator

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Publication number
EP4200500A1
EP4200500A1 EP21765905.1A EP21765905A EP4200500A1 EP 4200500 A1 EP4200500 A1 EP 4200500A1 EP 21765905 A EP21765905 A EP 21765905A EP 4200500 A1 EP4200500 A1 EP 4200500A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
key
lock cylinder
generator
electronics
shank
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.)
Pending
Application number
EP21765905.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias DAUBITZ
Markus Wahl
Ulrich Fischer
Michael Fritz
Philip Mihailovic
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.)
Assa Abloy Sicherheitstechnik GmbH
Original Assignee
Assa Abloy Sicherheitstechnik GmbH
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 Assa Abloy Sicherheitstechnik GmbH filed Critical Assa Abloy Sicherheitstechnik GmbH
Publication of EP4200500A1 publication Critical patent/EP4200500A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B19/00—Keys; Accessories therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B35/00—Locks for use with special keys or a plurality of keys ; keys therefor
    • E05B35/003—Locks for use with special keys or a plurality of keys ; keys therefor for keys with movable bits
    • 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
    • E05B2047/0057—Feeding
    • E05B2047/0062—Feeding by generator

Definitions

  • the invention relates to a key with a key bow and with a key shank according to the features of the preamble of claim 1.
  • keys with key electronics for transmitting a coded opening signal to a lock cylinder are known. It is a key for operating a so-called e-cylinder, whereby the coding of the key or the e-cylinder can be easily programmed electronically.
  • Such keys or locking cylinder systems require either replaceable batteries or complex wiring of the locking cylinder through the lock or through a door.
  • DE 3208818 discloses a lock cylinder with a generator.
  • the generator arranged in the lock cylinder is driven in order to generate electrical energy.
  • a toothed rack is stamped into the key shank, which drives a pinion arranged in the lock cylinder in order to actuate the generator.
  • An electronic vehicle key is known from DE 19918817 C1, the key having a key housing in which a generator is arranged.
  • a mass is assigned to the generator in order to use the mechanical energy generated when the key is moved in order to drive the electrical generator. This is a mass oscillator in the form of a pendulum to convert mechanical energy into electrical energy.
  • the object of the invention is to provide a key that is sustainable from an environmental point of view, while having a high level of security and reliability.
  • the key should have a long service life and be easy to use.
  • this object is achieved by a key with a key bow and a key shank according to the features of claim 1 . Furthermore, the object is achieved according to the invention by a method for actuating a mechatronic locking cylinder using a key according to the features of claim 24 .
  • a key with a key bow and a key shaft for actuating a lock cylinder is proposed, in particular for a mechatronic lock-key system, comprising key electronics which transmits a coded opening signal to a lock cylinder and a generator arranged in the key bow to supply the key electronics and/or lock cylinder electronics with electrical energy, the generator being driven by a moving component. It is essential that the moving component when inserting the key shank in a Lock cylinder comes into contact with the lock cylinder and drives the generator when the key shaft is pushed further into the lock cylinder, in particular drives it in rotation.
  • the invention also includes a method for actuating a mechatronic lock cylinder using a key, in that the lock cylinder is rotated by the key when it is actuated in the opening direction or in the closing direction, and the key has a key shank for insertion into a key channel of the lock cylinder, a key bow and key electronics comprises, and wherein the lock cylinder comprises an electrically switchable locking member for releasing or locking a rotation of the lock cylinder and the locking member switching locking cylinder electronics.
  • the key has a generator which is driven in rotation when the key shank is inserted into the key channel in order to generate electrical energy for supplying the key electronics and/or the lock cylinder electronics.
  • One advantage of the invention is that the generator arranged in the bow of the key, which is automatically driven when the key is inserted into the lock cylinder, provides power for supplying the key electronics.
  • no other power source is required apart from the generator, so that no battery or rechargeable battery is required. This eliminates the need to replace disposable batteries or defective rechargeable batteries over the course of the key's service life. On the one hand, this increases the reliability of the key and, on the other hand, waste is avoided.
  • Another advantage is that the arrangement of the generator in the key bow means that the key can be used universally for different locking cylinders, since the key has its own power supply.
  • actuation of the lock cylinder means rotation of the lock cylinder or the lock cylinder core by the key.
  • the key shank is inserted into a key channel of the lock cylinder.
  • the lock cylinder is designed in particular as a so-called e-lock cylinder and has lock cylinder electronics and an electronically switchable locking element.
  • the electronically switchable blocking element normally blocks actuation of the lock cylinder. Only after the locking cylinder electronics or the locking cylinder has received a correct or valid opening signal from the key or the key electronics is the electronically switchable blocking element released and the locking cylinder can be actuated by turning the key.
  • the lock cylinder is intended for installation in a lock of a building door, for example a mortise lock with single locking or multiple locking.
  • the lock cylinder can be designed as a lock cylinder according to a DIN standard or as a so-called Swiss lock cylinder or as a lock cylinder according to a Scandinavian standard. These locking cylinders differ in their external dimensions.
  • a lock cylinder is preferably understood to mean a mechatronic lock cylinder or a so-called e-lock cylinder.
  • these have lock cylinder electronics in order to read and preferably evaluate an electronically coded opening signal. Only when there is a valid opening signal do the locking cylinder electronics enable the locking cylinder to be actuated.
  • This mechanical coding can be scanned by the key shank when it is inserted into the lock cylinder and used as a security feature in addition to the coded opening signal.
  • the key shank does not have any mechanical coding, but rather the opening authorization is provided solely by the electronically coded opening signal.
  • a mechatronic lock-key system is understood to be a system which has a lock with a lock cylinder that can be inserted into the lock and a key.
  • the term mechatronic indicates that the key is used for mechanical actuation by turning the lock cylinder.
  • an electronically coded opening signal is transmitted or exchanged between the key and the lock cylinder in order to check whether the key is authorized to open.
  • An electronically coded opening signal is preferably understood to mean a signal which has a coding or encryption.
  • the opening signal can be generated by the electronic key or is stored in the electronic key via parameterization or programming.
  • the opening signal can then be encrypted, for example RSA-encrypted or DES-encrypted or AES-encrypted.
  • Different opening signals can be provided or generated in the key electronics.
  • group opening signals or individual opening signals or general opening signals can be provided.
  • a single opening signal is authorized to operate a single locking cylinder.
  • a group opening signal is authorized to operate several locking cylinders, i.e. a group of locking cylinders.
  • a general opening signal can activate all locking cylinders in a locking system, similar to a master key.
  • the coded opening signal can be transmitted to a locking cylinder by wire.
  • the coded opening signal can also be transmitted wirelessly.
  • the key electronics can have a wireless interface, preferably ZigBee or Bluetooth or an RFID interface.
  • the movable component can preferably be designed as a component that can be moved in a straight line or linearly.
  • the movable component can be movably mounted on the key shank and/or the key bow.
  • the movable component comes into contact with the lock cylinder when the key shank is pushed into a lock cylinder and drives the generator when the key shank is pushed further into the lock cylinder, in particular drives it in rotation.
  • the linear movement when the key shank is pushed into the lock cylinder is converted into a rotary movement for driving the generator.
  • pushing the key shank into the lock cylinder causes a continuous movement that causes the generator to rotate.
  • the generator is set in continuous rotation. The quicker the key is inserted, the higher the rotation speed of the generator can be.
  • the key has a toothed rack, with the help of which the linear movement of the key when it is inserted into a locking channel of a cylinder core mounted in a lock cylinder is converted into a rotational movement for driving a generator and for generating electrical energy, wherein the toothed rack is displaced by a movable component which is part of the key shank, the movable component being a slide or slide which is mounted in the key shank and which meshes with a toothed rack which is arranged in a key bow which is connected to the key shank and which in turn has a gear mechanism coupled to the generator.
  • the movable component interacts with a gear element in order to achieve a linear movement of the movable To convert component into a rotational movement for rotating drive of the generator.
  • the movable component is designed as a linearly movable component mounted on the key bow and/or the key shank, in particular as a slide, or as a plunger, or as a carriage.
  • the movable component can preferably be designed as a magnet and/or have a magnet.
  • the movable component By configuring the movable component as a component that is movably mounted directly on the key shank, a mechanically robust design of the key can be achieved.
  • the movable component When the movable component is designed as a carriage or as a slide or as a ram, a reliable and mechanically robust design results, in that the movable component interacts directly mechanically with the lock cylinder. In particular, when the key is inserted into the lock cylinder, it comes into contact with the lock cylinder.
  • the movable component can be designed as a magnet or have a magnet.
  • the carriage is mounted on the key bow and/or on the key shank so that it can be displaced linearly and parallel to the key shank.
  • the carriage or the ram or the slide is connected to the gear element in such a way that tensile forces and/or pressure forces are transmitted between the gear element and the carriage or ram or slide.
  • the drive of the generator is constructed in two parts via the gear element and the carriage or slide connected to the gear element. Due to this two-part structure, the gear element assigned to the generator can be accommodated in the bow of the key and the carriage or slide can be arranged as a movable component outside the bow of the key on the key shank. It is essential that the carriage or the ram or the slide is or is connected to the gear element in order to transmit both tensile forces and compressive forces between the gear element and the carriage or ram or slide. As a result, with a simple production of the key, a high level of functional reliability and a non-detachable connection between the gear element on the one hand and the carriage or ram or slide on the other hand is achieved under normal conditions.
  • the transmission element is connected to a spindle drive or a connecting rod drive or a belt drive, or that the transmission element is designed as a spindle drive or as a connecting rod drive or as a belt drive.
  • the linear movement of the movable component can be converted into a rotary movement to drive the generator via the spindle drive or connecting rod drive or belt drive.
  • the transmission element is part of a transmission device.
  • part of a transmission device comprising the transmission element and a transmission in order to transmit the rotational movement of the transmission element to the generator at a different speed.
  • the transmission ratio of the transmission device can be selected in such a way that the generator is driven at the best possible speed with regard to converting the mechanical energy into electrical energy.
  • the gear element can be arranged within the bow of the key; the gear device can preferably be arranged inside the bow of the key.
  • the electronic key system is arranged within the bow of the key.
  • the transmission element has a toothed rack that interacts with the movable component.
  • an overrunning clutch can be provided between the generator and the movable component.
  • the overrunning clutch can be constructed in the same way as a bicycle freewheel. That is to say, as long as the movable component is moved in the direction of the bow of the key, the movable component is in driving engagement with the generator. If the mobile If the component is slowed down or stops towards the end of its travel, the overrunning clutch separates the connection between the moving component and the generator.
  • the generator can continue to rotate even if the moving component is slowed down or is stationary. Furthermore, when the key is pulled out of the lock cylinder, the movable component can move in the opposite direction to the drive direction, without the rotation of the generator being adversely affected as a result.
  • the movable component is spring-loaded for resetting, in particular is spring-loaded in the direction of the tip of the key.
  • the spring can be designed as a torsion spring or as a spiral spring, in particular as a linear helical spring or a torsion bar spring. The spring ensures that when the key is pulled out of the lock cylinder, the movable component is always in its initial position, i.e. in the front position, i.e. the position facing the tip of the key shank.
  • the generator and the transmission element and the transmission device are designed together as a structural unit that can be inserted into the key bow, in particular that the transmission, the generator and the toothed rack are designed together as a structural unit that can be inserted into the key bow.
  • the key electronics can be designed as a structural unit or as a module.
  • the key electronics can have a circuit board on which the components of the key electronics, preferably all components of the key electronics, are arranged.
  • a structural unit is understood to mean a modular design. This means that the generator and/or the key electronics are designed as a structural unit or a module and can be used as such in the key or in the key bow. This facilitates the manufacture of the key, since the components of the structural unit, ie the generator, the transmission element and the transmission device, do not have to be connected to one another when used separately.
  • an optical display preferably comprising an LED
  • the optical display is provided on the bow of the key, with the optical display being supplied with electrical energy by the generator. Error messages or status messages, for example, can be visually visualized for a user by the visual optical display.
  • the key electronics include an energy store.
  • it has a capacitor as an energy store for the electrical energy generated by the generator and enables energy to be temporarily stored.
  • the electrical energy generated by the generator can be stored or temporarily stored via the energy store. This makes it possible to use the electrical energy generated by the generator efficiently.
  • the key electronics can be supplied with electrical energy via the energy store for a longer period of time than the generator is supplying electrical energy.
  • the key electronics does not require or have any other power source apart from the generator.
  • the generator or the energy store supplies both the key electronics and the lock cylinder with electrical energy.
  • a lock cylinder electronics and an electrically switchable blocking element of the lock cylinder are supplied with electrical energy.
  • a separate power supply, in particular a mains-connected power supply, can thus be omitted for the lock cylinder.
  • the key shank is preferably designed to be electrically conductive and the electrical contact is designed to be insulated from the key shank.
  • an electrical circuit having two poles can be set up, in which, for example, the key shank serves as ground and the electrical contact serves as the second pole.
  • the electrical contact is designed to establish a wired data connection between the key electronics and a lock cylinder electronics.
  • the electrical contact can also be designed as a data interface, in particular a bidirectional data interface.
  • an encrypted, electronically coded opening signal can be exchanged between the lock cylinder electronics and the key electronics via this data interface.
  • Common encryption mechanisms such as AES encryption or RSA encryption can be used for the encryption.
  • the invention also relates to a system having a key according to one of the exemplary embodiments described above. It is provided that the system includes a mechatronic lock cylinder or a so-called e-cylinder, which has lock cylinder electronics.
  • the lock cylinder electronics and the key electronics are programmed accordingly so that they can exchange and validate the opening signal with one another.
  • the key electronics When validating the opening signal, it can be provided, for example, that the key electronics generate a coded opening signal and transmit this to the locking cylinder electronics.
  • the locking cylinder electronics check the opening signal and if the opening signal is valid, the locking cylinder electronics releases the switchable blocking element in order to actuate the locking cylinder.
  • one embodiment can provide for the coded opening signal to be exchanged bidirectionally between the lock cylinder electronics and the lock cylinder.
  • the key electronics can first check the lock cylinder electronics to determine whether the lock cylinder electronics or the type of lock cylinder is released for the corresponding key or for the corresponding lock-key system. Only after the locking cylinder has been validated will the locking cylinder electronics then generate a coded opening signal and transmit it to the locking cylinder or the locking cylinder electronics. The locking cylinder or the locking cylinder electronics will then check the coded opening signal and if this is valid, i.e. valid, release the locking cylinder for actuation. The lock cylinder can then be operated by turning the key, ie rotated in the opening direction, for example, in order to open a lock, ie to retract locking elements of a lock into the lock housing and unlock a door.
  • both the key electronics and the lock cylinder electronics and the blocking element are supplied with electrical energy by the generator.
  • the key can be operated with a lock cylinder or the lock-key system in such a way that when the key shank is pushed into the key channel, a movable component arranged on the key comes into contact with the lock cylinder and is displaced relative to the key shank when the key shank is pushed in further is used to drive the generator rotatively.
  • the key or lock-key system according to the invention can be used on locks for building doors. In other applications, however, the key-lock system can also be used for furniture doors or safe doors or even vehicle doors. In particular, the key according to the invention can also be used for so-called furniture cylinders or padlocks.
  • the key according to the invention enables parallel operation with battery-carrying keys in systems with locking cylinders.
  • the locking cylinders do not require their own power supply, since they are always supplied with energy by the key.
  • Fig. 1a-1c Key with a lock cylinder in different
  • Fig. 2a an embodiment of the invention
  • Fig. 2b an embodiment of the invention
  • Fig. 3a an embodiment of the invention
  • Fig. 3b an embodiment of the invention
  • Fig. 4a-7b an embodiment of the invention
  • FIG. 10 a further exploded view according to FIG. 9;
  • Fig. 11a a 3D representation of the generator
  • Fig. 11b a side view of the generator and the
  • Fig. 15 a schematic circuit diagram of the invention
  • Figures 1a, 1b and 1c show an embodiment of the invention.
  • the key 1 according to the invention is shown together with a lock cylinder 11 in different operating positions.
  • FIG. 1a shows the key 1 and the lock cylinder 11 separate, i. H. before the key 1 is inserted into the lock cylinder 11 shown.
  • FIG. 1b shows the key 1 partially inserted into the keyway of the lock cylinder 11.
  • FIG. 1c the key 1 is shown fully inserted into the lock channel of the lock cylinder 1. In this position shown in FIG. 1c, it is possible to actuate the lock cylinder 11 with the key 1.
  • the key cylinder 11 is operated by the key 1, the key is rotated to operate the key cylinder 11 in an opening direction or, conversely, in a closing direction.
  • the lock cylinder 11 When it is actuated in the opening direction, if the lock cylinder 11 is inserted into a corresponding lock, for example a mortise lock of a building door, this is unlocked, i.e. the locking elements of the bolt lock, for example a lock bolt and/or a lock latch, are pulled back into the lock housing. Accordingly, when the lock is actuated in the locking direction, the lock is locked, i.e. the locking elements, for example the lock bolt and/or a latch bolt, are moved out of the lock housing into the locked position.
  • the key 1 has a key shank 3 and one with the
  • Key shank 3 connected key bow 2 on.
  • the key bow 2 is as Housing designed with a space for receiving components.
  • a generator 9 is arranged inside the key bow 3 .
  • a movable component 4 is arranged on the key shank 3 and is drive-connected to a gear element 5 arranged in the key bow 2 .
  • the generator 9 is driven via the transmission element 5 to generate electrical energy.
  • Transmission device 6 provided. A rotational movement can be translated via the transmission device 6 so that the generator 9 is driven at a correspondingly adapted speed.
  • the movable component 4 is designed as a carriage 42 or slide 42 that is movably mounted on the key shank 3.
  • FIG. the terms slide 42 and carriage 42 are preferably used synonymously and denote the same component.
  • the carriage 42 or slide 42 comes into contact with the lock cylinder 11 when the key 1 is inserted into the lock cylinder and is displaced relative to the key shank as the key shank 3 is further inserted into the firing channel of the lock cylinder 11 and thereby drives the generator 9 via the transmission element 5 and the transmission device 6 .
  • the generator 9 generates electrical energy in order to supply electrical energy to a key electronic system 7, shown for example in FIG. 2a.
  • the key electronics 7 shown, for example, in FIG. 2a generates an electronically coded opening signal and transmits this to the lock cylinder via an electrical contact 32 arranged on the key shank
  • the lock cylinder 11 is designed as a so-called electric cylinder. That is, it has a switchable blocking element 13 ( Figure 15), which must be unlocked in order to enable rotation of the lock cylinder 11.
  • a coded opening signal is generated by the key electronics 7 and transmitted to a locking cylinder electronics 12 .
  • This coded opening signal is checked and only after confirmation of a correct opening authorization is the blocking element 13 released.
  • This electronic coding enables a high security standard to be achieved.
  • the key electronics 7 can check the locking cylinder electronics 12 to determine whether the locking cylinder 11 is a system associated with the key 1. First after the lock cylinder 11 has been validated by the key electronics 7 , a corresponding coded opening signal is generated by the lock cylinder electronics 7 and transmitted to the lock cylinder 11 . In this way, safety can be significantly increased again.
  • FIG. 2a shows the key 1 according to the invention with the key bow 2 open.
  • the key electronics 7 can be seen through the open housing of the key bow 2 .
  • the generator 9 is arranged in a concealed manner behind or below the key electronics 7 .
  • the movable carriage 42 or slide 42 mounted on the key shank 3 is arranged on the key shank 3 and connected to the gear element 5 arranged inside the key bow 2 .
  • the transmission element 5 is spatially arranged between the key electronics 7 and the generator 9 .
  • the movable carriage 42 or slide 42 is moved from its front resting position or starting position arranged in the area of the key shaft tip 35 when the key 1 is inserted into a lock cylinder along the key shaft in the direction of the key bow 2 .
  • the generator 9 is driven by means of a gear device 6 arranged between the movable gear element 5 and the generator 9 .
  • the transmission device 6 serves to convert the longitudinal movement of the carriage 42 or the slide 42 into a rotational movement for driving the generator 9 .
  • the transmission device 6 adjusts the required speed for the generator 9 .
  • a restoring spring 62 is arranged in the bow 2 of the key.
  • the restoring spring 62 can be designed as a component of the transmission device 6 or can be designed as a separate restoring spring.
  • the return spring 62 is designed as a torsion spring 62 and serves to return the movable component 4 or the carriage 42 or slide 42 to its rest position when the key 1 is pulled out of a lock cylinder 11, i.e. to the position shown in Fig 2a near the tip 35 of the key shank 3.
  • a locking pin 31 is arranged in the area of the key tip 35 .
  • the detent pin 31 is spring-loaded laterally to the key shank 3 and serves to hold the key in the locking cylinder according to the position shown in FIG.
  • An energy store 81 is provided in order to use the electrical energy generated by the generator 9 efficiently.
  • the energy store 81 is arranged together with the key electronics 7 on a circuit board.
  • the energy store 81 has a number of capacitors. According to the illustration in FIG. 2a, the energy store 81 includes four capacitors 811, 812, 813 and 814.
  • the capacitors 811, 812, 813 and 814 are in the form of SMD electrolytic capacitors.
  • the energy generated by the generator 9 is stored in the energy store 81 in order to supply the key electronics 7 and/or the lock cylinder electronics 12 .
  • the energy generated by the generator 9 can be used efficiently.
  • the duration of the supply of key electronics 7 and / or Lock cylinder electronics 12 are extended because the electrical energy is also still available via the energy store 81 when the generator 9 is no longer driven.
  • Two spring pins 71 and 72 are provided in order to ensure electrical contact between the generator 9 and the key electronics 7 or energy store 81 .
  • the spring pins 71 and 72 make contact with two conductive pads 731 and 732, which are shown in FIG. 2b.
  • FIG. 2b shows the key 1 according to FIG. 2a, but here the key electronics 7 have been removed for the sake of clarity.
  • the bow 2 of the key has an aperture 23 in the area of the transition to the shank 3 of the key.
  • the cover serves to cover the opening of the key bow 2 arranged in the area of the key shank 3 .
  • connection pins 741 and 742 can also be seen from FIG. 2b. These two connection pins are used to connect the key electronics 7 to the key shank 3 in an electrically conductive manner.
  • the first connection pin 741 connects the ground wire of the key electronics 7 to the key shank 3.
  • the second connection pin 742 connects the key electronics to the electrical contact 32.
  • FIG. 3a A variant of the key 1 according to the invention is shown in FIG. 3a. This key 1 is largely consistent with the versions described so far.
  • the key 1 in turn comprises a key shank 3 which is connected to the key bow 2 .
  • a generator 9 is arranged in the bow 2 of the key, which generator is driven by means of a transmission device 6 by the movable component 4 arranged on the key shank 3 or by the movable carriage or slide 42 .
  • a connecting rod drive 53 is driven by the transmission element 5 .
  • the connecting rod drive 53 has a connecting rod 531 which converts the linear movement of the gear element 5 into a rotational movement on the pinion 61 for driving the generator 9 .
  • FIG. 3b shows a further exemplary embodiment of the key 1 according to the invention.
  • This key 1 also has a key shank 3, in accordance with the exemplary embodiments described above, and a key bow 2 connected thereto.
  • a generator 9 is arranged in the key bow 2 .
  • a belt drive 42 for driving the generator 9 is driven by means of the movable transmission element 5 via the movable component 4 or the movable carriage 42 or slider 42 .
  • the belt drive 52 has a first deflection roller 523 and a second deflection roller 524 .
  • a drive belt 521 is guided around the two deflection rollers and drives a pinion 61, via which a gear device 6 and the generator 9 are driven.
  • the circulating drive belt 521 is connected to the transmission element 5 by means of a belt shoe 522 .
  • the belt 521 is displaced and thereby drives the pinion 61 in rotation.
  • These Rotational motion is translated by the gearing device 6 to drive the generator 9 to produce electrical energy.
  • FIG. 3c Another exemplary embodiment of the key 1 according to the invention is shown in FIG. 3c.
  • the movable gear element 5 drives a spindle drive 51 here.
  • This includes a spindle nut 511 guided on a spindle 512 .
  • the spindle nut 511 is connected to the movable gear element 5 and is driven by this or by the carriage 42 or slide 42 along the spindle 512 .
  • the spindle 512 is caused to rotate about its longitudinal axis. These rotations are translated into the plane of rotation of the gear device 6 or the generator 9 by means of an angular gear 513 and transmitted to it.
  • FIGS. 4a to 7b A further exemplary embodiment of the key 1 according to the invention is shown in FIGS. 4a to 7b.
  • a rack and pinion drive 54 is driven by the movable component, which is designed here as a rack 55 .
  • the toothed rack 55 meshes with a pinion 61 of the transmission device 6 in order to convert the linear movement of the carriage 42 or slide 42 into a rotary movement for the generator 9 .
  • An overrunning clutch 63 which is arranged between the transmission device 6 and the generator 9, can be seen in FIG. 4a.
  • the overrunning clutch 63 serves to decouple the carriage 42 or slide 42 or the movable component 4 from the generator 9 at the end of the drive movement.
  • the overrunning clutch 63 works according to the principle of a ti
  • Slider 42 comes to a halt at the end of the drive movement or is brought back into its starting position near the key shank tip 35 by the return spring.
  • the overrunning clutch 53 is provided in all exemplary embodiments of the key 1 according to the invention. In the preceding exemplary embodiments, however, the one-way clutch 63 is not drawn in or labeled for the sake of clarity.
  • 4b is a detailed representation in the area of the rack and pinion drive 54. It can be seen here how the rack 55 meshes with the pinion 61.
  • Fig. 5a and 5b the key 1 according to the invention is shown in the side position in the starting position.
  • the movable carriage 42 or slide 42 is in its front position, arranged in the area of the key tip 35 .
  • the carriage 42 or slide 42 is directly connected to the gear element 5 or the toothed rack 55 .
  • the toothed rack 55 meshes with the pinion 61 of the transmission device 6 and, by means of a further pinion 61a, transmits the rotational movement to the generator 9 to generate electrical energy.
  • Figures 6a and 6b show the corresponding key 1 in the fully inserted position in a lock cylinder, but without a lock cylinder. It can be seen here that the carriage 42 or slide 42 or the toothed rack 55 is in the rear stop position near the key bow 2 are arranged. In this position, the shifting of the toothed rack 55 transmitted a rotational movement to the generator 9, causing it to rotate and generate electrical energy. 7a and 7b shows the corresponding position according to FIGS. 6a and 6b in a side view.
  • Fig. 8 another embodiment of the key 1 according to the invention is shown.
  • This exemplary embodiment essentially corresponds to the exemplary embodiment in FIGS. 1a to 2b.
  • the movable component 4 on the key shank 3 is designed here as a plunger 41 projecting from the key bow parallel to the key shank.
  • the plunger 41 is mounted on the aperture 23 of the key bow 2 so that it can move linearly. Similar to the carriage 42 or slide 42, the plunger 41 comes into contact with a lock cylinder 11 when the plunger shaft 3 is inserted and is pushed along the key shaft 3 in the direction of the key bow 2 in order to move via the movable gear element 5 or the generator 9, to drive to generate electric power.
  • FIG. 9 shows an exploded view of the key 1 according to the invention.
  • This key 1 largely corresponds to the embodiments shown in Figures 1a to 2b.
  • the exploded view shows that the bow 2 has two housing halves 21 , 22 .
  • the electronic key system 7 is arranged in the first housing half 21 .
  • the key electronics 7 has a circuit board 84 which is fixed in the first half of the housing.
  • the generator 9 is arranged in the second housing half 22 .
  • the key shank 3 engages between the two housing halves 21 and 22 and is connected to the key bow 2 or to the two housing halves 21 and 22 by means of screws.
  • the key shank 3 instead of screwing the key shank 3 to one of the two bow halves 21 , 22 , the key shank can be connected to the plastic material of the bow 21 , 22 by overmoulding the metal shank 3 .
  • the cover 23 serves to cover the opening on the key bow 2 in the area of the key shank 3 .
  • the bezel 23 is pushed onto the key shank 3 from the front and, once the two housing halves 21 and 22 have been attached to one another, it automatically stops on the key bow 2.
  • the slide 42 or slide 42 is shown in the removed position on the key shank 3 .
  • the key shank 3 has an insertion area 34 in the area of the key bow 2 .
  • the material thickness of the key shank 3 is reduced in this area, so that the carriage 42 or slide 42 can be placed on the key shank 3 or removed from the key shank 3 in this area.
  • the key electronics 7 has a circuit board 84 as a supporting element. On the circuit board 84 are both the components of the key electronics 7 and the components of the energy store 81 are arranged.
  • the key electronics 7 is assigned to the housing half 21 as a structural unit.
  • Opposite the generator 9 is designed as a structural unit.
  • the generator 9 includes the transmission device 6 and the restoring spring 62 and the overrunning clutch 63. For the sake of clarity, these components of the generator are not shown or labeled individually in FIG.
  • the generator 9 is also designed as an assembly and assigned to the second housing half 22 of the key bow 2 .
  • the key electronics 7 are placed in the first housing half 21 as a structural unit.
  • the housing half 21 has registration marks that are complementary to registration marks arranged on the key electronics 7 or the circuit board 84, so that the key electronics 7 or circuit board 84 can only be inserted in the housing half 21 in a predetermined position.
  • the key electronics 7 are then connected to the key shank 3 .
  • the key electronics 7 are conductively connected to the key shank 3 and the electrical contact 32 . This takes place via the first connection pin 741 and the second connection pin 742.
  • These can be in the form of a wire connection, for example, and can be connected to the circuit board 84 of the key electronics 7 by means of an electrically conductive adhesive or by means of ultrasonic welding.
  • the generator 9 is assigned as a structural unit to the second housing half 22 of the key bow.
  • complementary registration marks can be provided on the generator and the second housing half 22 in order to define the alignment of the generator 9 with respect to the second housing half 22 .
  • the space-saving, staggered design of the two connected structural units of the generator 9 and the key electronics 7 can be seen in FIG. 11b.
  • the electronic key system 7 is arranged on the circuit board 84 together with the energy store 81 .
  • the energy store 81 has four capacitors 811 , 812 , 813 and 814 .
  • the capacitors 811, 812, 813 and 814 are relatively bulky components.
  • the generator 9 has the transmission device 6 and the restoring spring 62 protruding from the generator 9 .
  • the capacitors of the energy store 81 are arranged on the circuit board 84 in such a way that they engage in the free spaces left free by the generator 9 and thus keep the overall height and thus the thickness of the key bow 2 as low as possible. As a result, the space between key electronics 7 and generator 9 is optimally utilized.
  • FIG. 12 shows an enlarged representation of the key shank 3 with the carriage 42 or slide 42 movably mounted thereon.
  • the slider 42 has a slider shoe 421 and a slider arm 43 projecting from the slider shoe 421 .
  • the slider shoe 421 is integral with the slider arm 43 .
  • a clutch 45 is provided.
  • This coupling serves to connect the slide or slide arm 43 to the movable gear element 5 .
  • the clutch 45 has a pin 46 arranged on the gear arm 5, which is connected to a pin at the end of the Slider arm 43 arranged receiving device 47 cooperates.
  • the coupling is designed as a snap-in coupling and enables the connection between the slide 42 and the movable gear element 5 even when the key bow 2 is closed. This is done by inserting the slide arm 43 through the panel 23 and placing the slide shoe 421 on the key shank 3 in the insertion area 34 . The slider shoe 421 can then be moved on the key shank 3 in the direction of the tip of the key, ie forward.
  • the slider shoe 421 is guided onto a slider guide 33 or threaded into it.
  • the slide guide 33 has a stop 335 which prevents the slide 42 or the slide shoe 421 from being pushed forwards beyond the key shank 3 by the return spring.
  • the slide 42 is inserted backwards into the housing of the key bow 2, starting from the front position on the key shank 3.
  • the movable gear element 5 is automatically positioned in the correct position relative to the slide arm 43 in the housing of the key bow 2 .
  • the receiving device 47 comes into contact with the pin 46 of the coupling 45.
  • the receiving device 47 has two resilient tabs, such that when the slide 42 is pressed further in the direction of the movable gear element 5 the coupling device 45 snaps into place in that the two tabs or the receiving device 47 engages around the pin 46 in a form-fitting manner and holds it in place.
  • Characterized the slide 42 is connected to the movable gear element 5 by the coupling device 45 without To do this, the housing of the key bow 2 must be open. This enables the key 1 to be assembled quickly and advantageously.
  • the pin 46 when the generator is being assembled, the pin 46 can be guided laterally into the clearance of the receiving device and can be received there in a form-fitting manner. This direction of movement is no longer available after assembly, so that the pin 46 remains in the clearance 47 with a positive fit.
  • FIG. 13 shows an exemplary embodiment of the key according to the invention with the first housing half 21 removed.
  • the key shank 3 can be seen from the front.
  • the slide 42 is tapered with its slide shoe 421 or slide arm 43 .
  • this reduces the risk of a finger getting caught in the area between the movable component 4 or the slide 42 and the key bow 2 or the cover 23.
  • an aesthetic appearance is achieved.
  • FIG. 421 A section through the key shank 3 in the area of the slide shoe 421 is shown in FIG.
  • the slider shoe 421 is guided by the slider guide 33 .
  • This has two opposite grooves 333 and 334 .
  • the slider shoe 421 encompasses the slider guide 33 on both sides from the edge of the key shank 3 and is guided in the undercut grooves 333 and 334 in a form-fitting manner.
  • the carriage shoe 421 is guided both up and down in the vertical axis and laterally.
  • the slider shoe 421 encompasses the slider guide 33 on both sides and engages with its ends in the undercut grooves 333, 334 in a form-fitting manner.
  • the slider guide 33 has surfaces with a first flank 331 and a second flank 332 on its opposite sides. These flanks taper towards the edge of the key shank 3, ie run to a point.
  • the slider shoe 421 is designed to complement the tapered flanks 331 and 332 .
  • FIG. 15 shows a schematic circuit diagram of the key 1 according to the invention.
  • the components of the key 1 are shown in the rectangle labeled 1 with a dashed border. These include the generator 9 , the key electronics 7 and an energy store 81 connected between the generator 9 and the key electronics 7 .
  • the components of the lock cylinder are shown in the rectangle labeled 11 with a dashed border. These include locking cylinder electronics 12 and an electrically switchable blocking element 13 for releasing or blocking actuation of the lock cylinder 11 .
  • the energy store 81 includes a storage element, which is referred to here as a capacitor 811 . This can be designed as a single capacitor 811 or as a plurality of capacitors connected in parallel. The electrical energy generated by the generator 9 is stored in the capacitor 811 .
  • the key electronics 7 are connected via the electrical contact 32 to the lock cylinder 11 or to the lock cylinder electronics 12 arranged in the lock cylinder 11 and the blocking element 13 .
  • the locking cylinder electronics and the switchable locking element 13 can also be drawn from the energy store 81 or from the generator 9 be supplied with electrical energy. A separate power supply for the lock cylinder 11 can thus be dispensed with.
  • the electrical contact 32 is designed to transmit electrical energy and electrical information.
  • the electrical contact 32 is advantageously designed as a digital interface, in particular as a bidirectional serial interface.

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Abstract

Es wird ein Schlüssel (1) mit einer Schlüsselreide (2) und einem Schlüsselschaft (3) zur mechanischen Betätigung eines Schließzylinders (11) vorgeschlagen, wobei der Schlüssel (1) eine Schlüsselelektronik (7) umfasst, die ein codiertes Öffnungssignal an den Schließzylinder (11) überträgt, um den Schließzylinder (11) zu entsperren und durch Drehung des Schlüssels (1) mechanisch zu betätigen. Um einen Schlüssel (1) mit hoher Zuverlässigkeit sowie geringem Ressourcenverbrauch und hoher Nachhaltigkeit bereitzustellen wird vorgeschlagen, dass der Schlüssel einen Generator (9) zur Versorgung der Schlüsselelektronik (7) aufweist, wobei am Schlüsselschaft (3) oder der Schlüsselreide (2) ein bewegliches Bauteil (4) angeordnet ist, welches beim Einschieben des Schlüsselschafts (3) in einen Schließzylinder (11) mit diesem zusammenwirkt, um den Generator (9) anzutreiben.

Description

Schlüssel mit einer Schlüsselreide und mit einem Schlüsselschaft und einem Generator
Die Erfindung betrifft einen Schlüssel mit einer Schlüsselreide und mit einem Schlüsselschaft gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
In der Praxis sind Schlüssel mit einer Schlüsselelektronik zur Übertragung eines codierten Öffnungssignals an einen Schließzylinder bekannt. Es handelt sich um Schlüssel zur Betätigung eines sogenannten E-Zylinders, wobei die Codierung des Schlüssels, bzw. des E-Zylinders elektronisch einfach programmierbar ist. Solche Schlüssel bzw. Schließzylindersysteme erfordern entweder austauschbare Batterien oder eine aufwändige Verkabelung des Schließzylinders durch das Schloss bzw. durch eine Türe hindurch.
Aus der DE 3208818 ist ein Schließzylinder mit einem Generator bekannt. Beim Einführen des Schlüssels in den Schließzylinder wird der im Schließzylinder angeordnete Generator angetrieben, um elektrische Energie zu erzeugen. Dazu ist am Schlüsselschaft eine Zahnstange eingeprägt, welche ein im Schließzylinder angeordnetes Ritzel antreibt, um den Generator zu betätigen. Aus der DE 19918817 C1 ist ein elektronische Fahrzeugschlüssel bekannt, wobei der Schlüssel ein Schlüsselgehäuse aufweist, in dem eine Generator angeordnet ist. Dem Generator ist eine Masse zugeordnet, um die beim Bewegen des Schlüssels anfallende mechanische Energie zu nutzen, um den elektrischen Generator anzutreiben. Es handelt sich hier um einen Masseschwinger in Form eines Pendels, um mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Schlüssel bereitzustellen, der aus Umweltgesichtspunkten nachhaltig ist, dabei eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit aufweist. Insbesondere soll der Schlüssel eine hohe Lebensdauer besitzen und einfach zu bedienen sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Schlüssel mit einer Schlüsselreide und einem Schlüsselschaft gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betätigen eines mechatronischen Schießzylinders mittels eines Schlüssels gemäß den Merkmalen des Anspruchs 24 erfindungsgemäß gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Schlüssel mit einer Schlüsselreide und mit einem Schlüsselschaft zur Betätigung eines Schließzylinders vorgeschlagen, insbesondere für ein mechatronisches Schloss-Schlüssel-System, umfassend eine Schlüsselelektronik, die ein codiertes Öffnungssignal an einen Schließzylinder überträgt und einen in der Schlüsselreide angeordneten Generator zur Versorgung der Schlüsselelektronik und/oder einer Schließzylinderelektronik mit elektrischer Energie, wobei der Generator durch ein bewegliches Bauteil angetrieben wird. Wesentlich dabei ist, dass das bewegliche Bauteil beim Einschieben des Schlüsselschafts in einen Schließzylinder in Anlage mit dem Schließzylinder gelangt und den Generator beim weiteren Einschieben des Schlüsselschaftes in den Schließzylinder antreibt, insbesondere rotierend antreibt.
Die Erfindung umfasst ferner ein Verfahren zum Betätigen eines mechatronischen Schließzylinders mittels eines Schlüssels, indem der Schließzylinder durch den Schlüssel beim Betätigen in Öffnungsrichtung oder in Schließrichtung gedreht wird, und wobei der Schlüssel einen Schlüsselschaft zum Einführen in einen Schlüsselkanal des Schließzylinders, eine Schlüsselreide und eine Schlüsselelektronik umfasst, und wobei der Schließzylinder ein elektrisch schaltbares Sperrglied zum Freigeben oder Sperren einer Drehung des Schließzylinders sowie eine das Sperrglied schaltende Schließzylinderelektronik umfasst. Wesentlich dabei ist, dass der Schlüssel einen Generator aufweist, der beim Einführen des Schlüsselschafts in den Schlüsselkanal rotorisch angetrieben wird, um elektrische Energie zur Versorgung der Schlüsselelektronik und/oder der Schließzylinderelektronik zu erzeugen.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass durch den in der Schlüsselreide angeordneten Generator, der bei Einschieben des Schlüssels in den Schließzylinder automatisch angetrieben wird, Strom zur Versorgung der Schlüsselelektronik bereitgestellt wird. Vorteilhafterweise ist außer dem Generator keine weitere Stromquelle notwendig, so dass keine Batterie oder aufladbarer Akku notwendig ist. Dadurch entfällt im Laufe der Lebensdauer des Schlüssels die Notwendigkeit, Einmal-Batterien zu tauschen bzw. defekte Akkus zu tauschen. Dadurch erhöht sich zum einen die Zuverlässigkeit des Schlüssels und es wird zum anderen Abfall vermieden. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch die Anordnung des Generators in der Schlüsselreide, der Schlüssel universal für verschiedene Schließzylinder einsetzbar ist, da der Schlüssel seine eigene Energieversorgung aufweist.
Insbesondere wird unter Betätigung des Schließzylinders, insbesondere unter mechanischer Betätigung des Schließzylinders, eine Drehung des Schließzylinders bzw. des Schließzylinderkerns durch den Schlüssel verstanden. Dazu wird der Schlüsselschaft in einen Schlüsselkanal des Schließzylinders eingeführt. Der Schließzylinder ist insbesondere als sogenannter E-Schließzylinder ausgebildet und weist eine Schließzylinderelektronik sowie ein elektronisch schaltbares Sperrglied auf. Das elektronisch schaltbare Sperrglied sperrt normalerweise eine Betätigung des Schließzylinders. Erst nachdem die Schließzylinderelektronik bzw. der Schließzylinder ein korrektes bzw. valides Öffnungssignal von dem Schlüssel bzw. der Schlüsselelektronik empfangen hat, wird das elektronisch schaltbare Sperrglied freigeschaltet und der Schließzylinder kann durch Drehen des Schlüssels betätigt werden.
Insbesondere ist der Schließzylinder zum Einbau in ein Schloss einer Gebäudetür, beispielsweise ein Einsteckschloss mit einer Einfachverriegelung oder mit Mehrfachverriegelung, vorgesehen. Der Schließzylinder kann dabei als Schließzylinder nach einer DIN-Norm oder als sogenannter Schweizer Schließzylinder oder als ein Schließzylinder nach einer skandinavischen Norm ausgebildet sein. Diese Schließzylinder unterscheiden sich jeweils in ihren äußeren Abmessungen. Vorzugsweise wird unter Schließzylinder ein mechatronischer Schließzylinder oder ein sogenannter E-Schließzylinder verstanden. Diese weisen zusätzlich zu der Mechanik eines Schließzylinders eine Schließzylinderelektronik auf, um ein elektronisch codiertes Öffnungssignal zu lesen und vorzugsweise auszuwerten. Nur bei einem gültigem Öffnungssignal gibt die Schließzylinderelektronik eine Betätigung des Schließzylinders frei.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass an dem Schlüsselschaft eine mechanische Codierung angebracht ist. Diese mechanische Codierung kann beim Einführen des Schlüsselschafts in den Schließzylinder von diesem abgetastet werden und als ein Sicherheitsmerkmal zusätzlich zu dem codierten Öffnungssignal verwendet werden.
Vorzugsweise kann in alternativen Ausgestaltungen vorgesehen sein, dass der Schlüsselschaft keine mechanische Codierung aufweist, sondern die Öffnungsberechtigung alleine durch das elektronisch codierte Öffnungssignal erfolgt.
Insbesondere wird unter einem mechatronischen Schloss-Schlüssel-System ein System verstanden, welches ein Schloss mit einem in das Schloss einsetzbaren Schließzylinder und einen Schlüssel aufweist. Der Begriff mechatronisch weist darauf hin, dass über den Schlüssel eine mechanische Betätigung durch Drehen des Schließzylinders erfolgt. Ferner wird zwischen Schlüssel und Schließzylinder ein elektronisch codiertes Öffnungssignal übertragen oder ausgetauscht, um die Öffnungsberechtigung des Schlüssels zu überprüfen. Vorzugsweise wird unter einem elektronisch codierten Öffnungssignal ein Signal verstanden welches eine Codierung bzw. Verschlüsselung aufweist. Das Öffnungssignal kann von der Schlüsselelektronik generiert werden, oder wird in der Schlüsselelektronik per Parametrierung oder Programmierung gespeichert. Das Öffnungssignal kann dann verschlüsselt werden, bspw. RSA-verschlüsselt oder DES-verschlüsselt oder AES-verschlüsselt.
In der Schlüsselelektronik können unterschiedliche Öffnungssignale vorgesehen sein bzw. generiert werden. Beispielsweise können Gruppenöffnungssignale oder Einzelöffnungssignale oder Generalöffnungssignale vorgesehen sein. Ein Einzelöffnungssignal ist berechtigt einen einzelnen Schließzylinder zu betätigen. Ein Gruppenöffnungssignal ist berechtigt mehrere Schließzylinder, also eine Gruppe von Schließzylinder zu betätigen. Ein Generalöffnungssignal kann alle Schließzylinder eines Schließsystems betätigen, ähnlich einem Generalschlüssel.
Eine Übertragung des codierten Öffnungssignales an einen Schließzylinder kann drahtgebunden erfolgen. Alternativ oder ergänzend kann das codierte Öffnungssignal auch drahtlos übertragen werden. Beispielsweise kann die Schlüsselelektronik eine drahtlose Schnittstelle aufweisen, vorzugsweise ZigBee oder Bluetooth oder eine RFID-Schnittstelle.
Vorzugsweise kann das bewegliche Bauteil als ein geradlinig bzw. linear bewegliches Bauteil ausgebildet sein. Das bewegliche Bauteil kann am Schlüsselschaft und/oder der Schlüsselreide beweglich gelagert sein. In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das bewegliche Bauteil beim Einschieben des Schlüsselschafts in einen Schließzylinder in Anlage mit dem Schließzylinder gelangt und den Generator beim weiteren Einschieben des Schlüsselschaftes in den Schließzylinder antreibt, insbesondere rotierend antreibt. Insbesondere wird die Linearbewegung beim Einschieben des Schlüsselschaftes in den Schließzylinder in eine Rotationsbewegung zum Antreiben des Generators umgewandelt. Ein Vorteil ist, dass durch das Einschieben des Schlüsselschafts in den Schließzylinder eine kontinuierliche Bewegung erfolgt, durch die der Generator in Rotation versetzt wird. Je nach Geschwindigkeit oder Stärke des Einschiebens des Schlüssels in den Schlüsselkanal eines Schließzylinders wird dadurch der Generator kontinuierlich in Rotation versetzt. Je schneller der Schlüssel eingeschoben wird, desto höher kann die Rotationsgeschwindigkeit des Generators ausfallen.
In einer Ausgestaltung kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Schlüssel eine Zahnstange aufweist, mit deren Hilfe die lineare Bewegung des Schlüssels beim Einführen in einen Schließkanal eines in einem Schließzylinder gelagerten Zylinderkerns in eine Rotationsbewegung zum Antrieb eines Generators und zur Erzeugung elektrischer Energie umgewandelt wird, wobei die Verschiebung der Zahnstange durch ein bewegliches Bauteil erfolgt, das Teil des Schlüsselschaftes ist, wobei das bewegliche Bauteil ein im Schlüsselschaft gelagerter Schieber oder Schlitten ist, der mit einer in einer mit dem Schlüsselschaft verbundenen Schlüsselreide angeordneten Zahnstange in Eingriff ist, die ihrerseits über ein Getriebe mit dem Generator gekoppelt ist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das bewegliche Bauteil mit einem Getriebeelement zusammenwirkt, um eine Linearbewegung des beweglichen Bauteils in eine Rotationsbewegung zum rotierenden Antrieb des Generators umzuwandeln.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das bewegliche Bauteil als ein an der Schlüsselreide und/oder dem Schlüsselschaft linear beweglich gelagertes Bauteil ausgebildet ist, insbesondere als ein Schieber, oder als ein Stößel, oder als ein Schlitten ausgebildet ist.
Vorzugsweise kann das bewegliche Bauteil als ein Magnet ausgebildet sein und/oder einen Magnet aufweisen.
Durch die Ausbildung des beweglichen Bauteils als direkt an dem Schlüsselschaft beweglich gelagertes Bauteil, kann ein mechanisch robuster Aufbau des Schlüssels erzielt werden. Bei der Ausbildung des beweglichen Bauteils als ein Schlitten oder als ein Schieber oder als ein Stößel ergibt sich eine zuverlässige und mechanisch robuste Ausgestaltung, indem das bewegliche Bauteil direkt mechanisch mit dem Schließzylinder zusammenwirkt. Insbesondere beim Einführen des Schlüssels in den Schließzylinder mit dem Schließzylinder in Anlage gelangt.
In einer alternativen Ausgestaltung kann das bewegliche Bauteil als Magnet ausgebildet sein oder einen Magneten aufweisen. In dieser Ausgestaltung entfällt die direkte mechanische Zusammenwirkung mit dem Schließzylinder. Stattdessen ergibt sich eine berührungslose magnetische Interaktion zwischen dem beweglich gelagerten Bauteil und dem Schließzylinder. Diese kann robuster gegenüber Verschmutzungen sein.
Dabei kann vorgesehen sein, dass der Magnet oder dass der Schieber oder dass der Stößel aus der Schlüsselreide parallel zum Schlüsselschaft auskragt. Insbesondere ist der Schlitten an der Schlüsselreide und/oder auf dem Schlüsselschaft linear und parallel zum Schlüsselschaft verschiebbar gelagert.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Schlitten oder dass der Stößel oder dass der Schieber mit dem Getriebeelement derart verbunden ist, dass Zugkräfte und/oder Druckkräfte zwischen Getriebeelement und Schlitten oder Stößel oder Schieber übertragen werden. Von Vorteil ist, wenn der Antrieb des Generators über das Getriebeelement und der mit dem Getriebeelement verbundene Schlitten bzw. Schieber zweiteilig aufgebaut ist. Durch diese Zweiteiligkeit kann das dem Generator zugeordnete Getriebeelement in der Schlüsselreide aufgenommen sein und der Schlitten oder Schieber als bewegliches Bauteil außerhalb der Schlüsselreide am Schlüsselschaft angeordnet sein. Wesentlich ist, dass der Schlitten oder der Stößel oder der Schieber mit dem Getriebeelement verbunden wird bzw. verbunden ist, um sowohl Zugkräfte als auch Druckkräfte zwischen Getriebeelement und Schlitten oder Stößel oder Schieber zu übertragen. Dadurch wird bei einfacher Fertigung des Schlüssels eine hohe Funktionssicherheit und eine unter normalen Bedingungen unlösbare Verbindung zwischen Getriebeelement einerseits und Schlitten bzw. Stößel oder Schieber andererseits erzielt.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass das Getriebeelement mit einem Spindeltrieb oder einem Pleueltrieb oder einem Riementrieb verbunden ist, oder dass das Getriebeelement als ein Spindeltrieb oder als ein Pleueltrieb oder als ein Riementrieb ausgebildet ist. Über den Spindeltrieb oder Pleueltrieb oder Riementrieb kann die Linearbewegung des beweglichen Bauteils in eine Rotationsbewegung zum Antrieb des Generators umgewandelt werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Getriebeelement Teil einer Getriebevorrichtung ist. Insbesondere Teil einer Getriebevorrichtung, umfassend das Getriebeelement und eine Übersetzung, um die Rotationsbewegung des Getriebeelements mit veränderter Drehzahl auf den Generator zu übertragen. Dabei kann die Übersetzung der Getriebevorrichtung so gewählt werden, dass der Generator mit möglichst optimaler Drehzahl im Hinblick auf eine Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie angetrieben wird.
Vorteilhaft kann das Getriebeelement innerhalb der Schlüsselreide angeordnet sein, vorzugsweise kann die Getriebevorrichtung innerhalb der Schlüsselreide angeordnet sein.
Um einen besonders kompakten Aufbau zu erzielen kann vorgesehen sein, dass die die Schlüsselelektronik innerhalb der Schlüsselreide angeordnet ist.
In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Getriebeelement eine mit dem beweglichen Bauteil zusammenwirkende Zahnstange aufweist.
Insbesondere kann zwischen Generator und dem beweglichen Bauteil eine Freilaufkupplung vorgesehen sein. Vorzugsweise dergestalt, dass das bewegliche Bauteil nur beim Einführen des Schlüssels in einen Schließkanal eines Schließzylinders mit dem Generator in Eingriff ist, während die Freilaufkupplung beim Herausziehen das bewegliche Bauteil trennt, sodass der Generator nur in einer Drehrichtung antreibbar ist. Die Freilaufkupplung kann analog eines Fahrradfreilaufes aufgebaut sein. D.h. so lange das bewegliche Bauteil in Richtung auf die Schlüsselreide bewegt wird, ist dabei das bewegliche Bauteil mit dem Generator in Antriebseingriff. Wenn das bewegliche Bauteil gegen Ende seines Weges abgebremst wird oder stoppt, trennt die Freilaufkupplung die Verbindung zwischen beweglichem Bauteil und Generator. Dadurch kann der Generator sich weiterdrehen auch wenn das bewegliche Bauteil abgebremst wird oder stillsteht. Ferner kann das bewegliche Bauteil beim Herausziehen des Schlüssels aus dem Schließzylinder sich entgegen der Antriebsrichtung bewegen, ohne dass dadurch eine Rotation des Generators nachteilig beeinflusst wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das bewegliche Bauteil zur Rückstellung federbelastet ist, insbesondere in Richtung zur Schlüsselspitze hin federbelastet ist. Die Feder kann als Drehfeder oder als Spiralfeder, insbesondere als eine lineare Schraubenfeder oder eine Torsionsstabfeder ausgebildet sein. Über die Feder wird sichergestellt, dass das bewegliche Bauteil beim Herausziehen des Schlüssels aus dem Schließzylinder immer in seiner Ausgangsposition, also in der vorderen, d.h. zur Spitze des Schlüsselschaftes hin gewandten Position angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Generator und das Getriebeelement und die Getriebevorrichtung gemeinsam als eine in die Schlüsselreide einsetzbare Baueinheit ausgebildet sind, insbesondere, dass das Getriebe, der Generator und die Zahnstange gemeinsam als eine in die Schlüsselreide einsetzbare Baueinheit ausgebildet sind.
Ferner kann die Schlüsselelektronik als eine Baueinheit oder als ein Modul ausgebildet sein. Insbesondere kann die Schlüsselelektronik eine Platine aufweisen, auf der die Bauteile der Schlüsselelektronik, vorzugsweise alle Bauteile der Schlüsselelektronik, angeordnet sind. Insbesondere wird unter Baueinheit eine modulare Ausgestaltung verstanden. D.h. der Generator und/oder die Schlüsselelektronik ist als eine Baueinheit oder ein Modul ausgebildet und kann als solche in den Schlüssel bzw. in die Schlüsselreide eingesetzt werden. Dies erleichtert die Herstellung des Schlüssels, da nicht die Bestandteile der Baueinheit, sprich der Generator, das Getriebeelement und die Getriebevorrichtung separat eingesetzt untereinander verbunden werden müssen.
Um den Komfort und die Betriebssicherheit weiter zu erhöhen kann vorgesehen sein, dass an der Schlüsselreide eine optische Anzeige, vorzugsweise umfassend eine LED, vorgesehen ist, wobei die optische Anzeige durch den Generator mit elektrischer Energie versorgt wird. Durch die visuelle optische Anzeige können einem Benutzer beispielsweise Fehlermeldungen oder Zustandsmeldungen optisch visualisiert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik einen Energiespeicher umfasst. Insbesondere einen Kondensator als Energiespeicher für die durch den Generator erzeugte elektrische Energie aufweist und eine Energiezwischenspeicherung ermöglicht. Über den Energiespeicher kann die durch den Generator erzeugte elektrische Energie gespeichert bzw. zwischengespeichert werden. Dadurch ist es möglich die von dem Generator erzeugte elektrische Energie effizient zu nutzen. Beispielsweise kann über den Energiespeicher die Schlüsselelektronik über einen längeren Zeitraum hin mit elektrischer Energie versorgt werden, als dass der Generator elektrische Energie liefert.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik außer dem Generator keine weitere Stromquelle benötigt oder aufweist. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass der Generator bzw. der Energiespeicher sowohl die Schlüsselelektronik als auch den Schließzylinder mit elektrischer Energie versorgt. Insbesondere eine Schließzylinderelektronik und ein elektrisch schaltbares Sperrglied des Schließzylinders mit elektrischer Energie versorgt. So kann eine separate Stromversorgung, insbesondere eine netzgebundene Stromversorgung, für den Schließzylinder entfallen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass an dem Schlüsselschaft ein elektrischer Kontakt angeordnet ist, um die Schlüsselelektronik mit einer Schließzylinderelektronik zu verbinden und dass der Generator zum Versorgen einer Schließzylinderelektronik über diesen Kontakt mit elektrischer Energie ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Schlüsselschaft elektrisch leitend ausgebildet und der elektrische Kontakt von dem Schlüsselschaft isoliert ausgebildet. Dadurch kann ein elektrischer Stromkreis, aufweisend zwei Pole, aufgebaut werden, in dem beispielsweise der Schlüsselschaft als Masse und der elektrische Kontakt als zweiter Pol dient. So kann, bei in einen Schließzylinder vollständig eingeschobenem Schlüssel, ein Stromkreis mit dem Schließzylinder mittels des elektrischen Kontaktes geschlossen werden. Dadurch ist es möglich, die Elektronik des Schließzylinders, sprich die Schließzylinderelektronik, aus dem im Schlüssel angeordnetem Generator bzw. aus dem Energiespeicher des Schlüssels mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch kann eine Verkabelung des Schließzylinders mit dem Schloss oder durch die Türe hindurch vollständig entfallen. Ein Vorteil ist, dass dabei auf Netzteile verzichtet werden kann. Das Bedeutet, dass der resultierende Stromverbrauch des Schloss-Schüssel-Systems null beträgt, und dadurch beispielsweise kein CO2 für den Betrieb freigesetzt wird. Ferner wird auch zur Versorgung des Schließzylinders kein Akku oder keine austauschbare Batterie benötigt, also dass bei Betrieb des Schloss-Schlüssel-Systems kein Sondermüll produziert wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der elektrische Kontakt zum Herstellen einer drahtgebundenen Datenverbindung zwischen der Schlüsselelektronik und einer Schließzylinderelektronik ausgebildet ist. Somit kann der elektrische Kontakt neben der Stromversorgung zusätzlich als Datenschnittstelle, insbesondere bidirektionale Datenschnittstelle ausgebildet sein. Über diese Datenschnittstelle kann beispielsweise ein verschlüsseltes elektronisch codiertes Öffnungssignal zwischen Schließzylinderelektronik und Schlüsselelektronik ausgetauscht werden. Für die Verschlüsselung können gängige Verschlüsselungsmechanismen wie beispielsweise eine AES- Verschlüsselung oder eine RSA-Verschlüsselung eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft ferner ein System, aufweisend einen Schlüssel nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen. Dabei ist vorgesehen, dass das System einen mechatronischen Schließzylinder oder einen sogenannten E-Zylinder umfasst, der eine Schließzylinderelektronik aufweist. Insbesondere ist die Schließzylinderelektronik und die Schlüsselelektronik entsprechend programmiert, so dass sie untereinander das Öffnungssignal austauschen können und validieren können. Bei der Validierung des Öffnungssignals kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Schlüsselelektronik ein codiertes Öffnungssignal generiert und dieses zur Schließzylinderelektronik übermittelt. Die Schließzylinderelektronik überprüft das Öffnungssignal und wenn es sich um ein gültiges Öffnungssignal handelt, gibt die Schließzylinderelektronik das schaltbare Sperrglied frei, um den Schließzylinder zu betätigen. Weiter kann in einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass zwischen Schließzylinderelektronik und Schließzylinder das codierte Öffnungssignal bidirektional ausgetauscht wird. Beispielsweise kann die Schlüsselelektronik zunächst die Schließzylinderelektronik überprüfen, ob die Schließzylinderelektronik bzw. der Typ des Schließzylinders für den entsprechenden Schlüssel bzw. für das entsprechende Schloss-Schlüssel- System freigegeben ist. Erst nach erfolgter Validierung des Schließzylinders wird die Schließzylinderelektronik daraufhin ein codiertes Öffnungssignal generieren und an den Schließzylinder bzw. die Schließzylinderelektronik übermitteln. Der Schließzylinder bzw. die Schließzylinderelektronik wird daraufhin das codierte Öffnungssignal überprüfen und sofern dieses valide, also gültig ist, den Schließzylinder zur Betätigung freischalten. Daraufhin kann durch Drehen des Schlüssels der Schließzylinder bedient werden, d.h. beispielsweise in Öffnungsrichtung gedreht werden, um ein Schloss zu öffnen, also Riegelelemente eines Schlosses in das Schlossgehäuse zurückzuziehen und eine Tür zu entsperren.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schließzylinderelektronik durch den Generator und/oder den Energiespeicher des Schlüssels mit elektrischer Energie versorgt wird, um ein zwischen der Schlüsselelektronik und der Schließzylinderelektronik ausgetauschtes Öffnungssignal zu prüfen und bei Vorliegen einer Öffnungsberechtigung ein Sperrglied freizuschalten, um eine mechanische Betätigung des Schließzylinders zu ermöglichen.
Vorzugsweise kann dabei vorgesehen sein, dass durch den Generator sowohl die Schlüsselelektronik als auch die Schließzylinderelektronik und das Sperrglied mit elektrischer Energie versorgt wird. Insbesondere kann der Betrieb des Schlüssels mit einem Schließzylinder bzw. des Schloss-Schlüssel-Systems dergestalt erfolgen, dass beim Einschieben des Schlüsselschafts in den Schlüsselkanal ein am Schlüssel angeordnetes bewegliches Bauteil in Kontakt mit dem Schließzylinder gelangt und beim weiteren Einschieben des Schlüsselschafts relativ zum Schlüsselschaft verschoben wird, um den Generator rotorisch anzutreiben.
Ein Einsatz des erfindungsgemäßen Schlüssels bzw. Schloss-Schlüssel- Systems kann an Schlössern für Gebäudetüren erfolgen. In anderen Anwendungen kann das Schlüssel-Schloss-System jedoch auch bei Möbeltüren oder Tresortüren oder auch Fahrzeugtüren eingesetzt werden. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Schlüssel auch für sog. Möbelzylinder oder Hangschlösser verwendet werden.
Ein Vorteil ist, dass der erfindungsgemäße Schlüssel einen Parallelbetrieb mit batterietragenden Schlüsseln in Anlagen mit Schließzylindern ermöglicht. Die Schließzylinder benötigen dabei keine eigene Stromversorgung, da sie stets vom Schlüssel mit Energie versorgt werden.
In den Figuren sind weitere Ausführungen der Erfindung gezeigt und nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1a-1c: Schlüssel mit einem Schließzylinder in unterschiedlichen
Bedienpositionen;
Fig. 2a: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schlüssels mit geöffneter Schlüsselreide;
Fig. 2b: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schlüssels gemäß Fig. 2a ohne Schlüsselelektronik;
Fig. 3a: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schlüssels mit Pleueltrieb;
Fig. 3b: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schlüssels mit Riementrieb;
Fig 3c: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schlüssels mit Spindeltrieb;
Fig. 4a-7b: ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Schlüssels mit einem Zahnstangentrieb;
Fig. 8: ein alternatives Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit einem abgewandelten beweglichen Bauteil; Fig. 9 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Schlüssels;
Fig 10: eine weitere Explosionsdarstellung gemäß Fig. 9;
Fig. 11a: eine 3D Darstellung des Generators und der
Schlüsselelektronik;
Fig. 11b: eine Seitendarstellung des Generators und der
Schlüsselelektronik;
Fig. 12: eine vergrößerte Darstellung des Schlüsselschaftes mit beweglich gelagertem Schlitten;
Fig. 13: eine Vorderansicht des erfindungsgemäßen Schlüssels mit geöffneter Schlüsselreide und Schlitten;
Fig. 14: ein Querschnitt durch den Schlüsselschaft im Bereich des beweglich gelagerten Schlittens;
Fig. 15: ein schematisches Schaltbild des erfindungsgemäßen
Schlüssels mit einem Schließzylinder.
In den Figuren sind unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Diese sollen lediglich beschreibend und nicht einschränkend verstanden werden. In den Figuren sind jeweils gleichwirkende Bestandteile mit gleichen Referenzzeichen versehen. Der Fachmann kann anhand seines handwerklichen Könnens unterschiedliche Merkmale der dargestellten Ausführungsbeispiele variieren oder untereinander austauschen, ohne dabei dem durch die Ansprüche definierten Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Figuren 1a, 1 b und 1c zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei ist der erfindungsgemäße Schlüssel 1 zusammen mit einem Schließzylinder 11 in jeweils unterschiedlichen Bedienpositionen dargestellt.
In Figur 1a ist der Schlüssel 1 und der Schließzylinder 11 separat, d. h. bevor der Schlüssel 1 in den Schließzylinder 11 eingeführt wird, dargestellt. In der Figur 1 b ist der Schlüssel 1 teilweise in den Schließkanal des Schließzylinders 11 eingesteckt dargestellt. In der Figur 1c ist der Schlüssel 1 vollständig in den Schließkanal des Schließzylinders 1 eingesteckt gezeigt. In dieser in der Figur 1c dargestellten Position ist es möglich, durch den Schlüssel 1 den Schließzylinder 11 zu betätigen. Bei der Betätigung des Schließzylinders 11 durch den Schlüssel 1 wir der Schlüssel gedreht, um den Schließzylinder 11 in einer Öffnungsrichtung oder entgegengesetzt in einer Schließrichtung zu betätigen. Bei der Betätigung in Öffnungsrichtung wird, sofern der Schließzylinder 11 in ein entsprechendes Schloss, beispielsweise ein Einsteckschloss einer Gebäudetüre eingesetzt ist, dieses entriegelt, d.h. die Riegelelemente des Riegelschlosses, beispielsweise eine Schlossriegel und/oder eine Schlossfalle, werden in das Schlossgehäuse zurückgezogen. Bei einer Betätigung in Schießrichtung wird demgemäß das Schloss verriegelt, d.h. die Riegelelemente, beispielsweise der Schlossriegel und/oder ein Fallenriegel werden aus dem Schlossgehäuse in Verriegeltstellung ausgefahren.
Der Schlüssel 1 weist einen Schlüsselschaft 3 und eine mit dem
Schlüsselschaft 3 verbundene Schlüsselreide 2 auf. Die Schlüsselreide 2 ist als Gehäuse mit einem Bauraum zur Aufnahme von Komponenten ausgebildet. Im Inneren der Schlüsselreide 3 ist ein Generator 9 angeordnet.
An dem Schlüsselschaft 3 ist ein bewegliches Bauteil 4 angeordnet, dass mit einem in der Schlüsselreide 2 angeordneten Getriebeelement 5 antriebsverbunden ist. Bei einer Bewegung des beweglichen Bauteils 4 entlang des Schlüsselschaftes 3 wird über das Getriebeelement 5 der Generator 9 zur Erzeugung von elektrischer Energie angetrieben. Dabei ist ein zwischen Getriebeelement 5 und Generator 9 wirkendes Getriebe 6 bzw.
Getriebevorrichtung 6 vorgesehen. Über die Getriebevorrichtung 6 kann eine Übersetzung einer Drehbewegung stattfinden, sodass der Generator 9 mit einer entsprechend angepassten Drehzahl angetrieben wird.
In dem in den Figuren 1a bis 1c gezeigten Ausführungsbeispiel ist das bewegliche Bauteil 4 als ein auf dem Schlüsselschaft 3 beweglich gelagerter Schlitten 42 bzw. Schieber 42 ausgebildet. Vorzugsweise werden in dieser Beschreibung die Begriffe Schieber 42 und Schlitten 42 synonym verwendet und bezeichnen das gleiche Bauteil.
Wie in den Figuren 1a bis 1c dargestellt ist, gelangt der Schlitten 42 bzw. Schieber 42 beim Einstecken des Schlüsselsl in den Schließzylinder in Kontakt mit dem Schließzylinder 11 und wird beim weiteren Einführen des Schlüsselschaftes 3 in den Schießkanal des Schließzylinders 11 relativ zu dem Schlüsselschaft verschoben und treibt dabei über das Getriebeelement 5 und die Getriebevorrichtung 6 in Generator 9 an. Dabei erzeugt der Generator 9 elektrische Energie, um eine Schlüsselelektronik 7, dargestellt beispielsweise in Figur 2a, mit elektrischer Energie zu versorgen. Die beispielsweise in Figur 2a gezeigte Schlüsselelektronik 7 generiert ein elektronisch codiertes Öffnungssignal und übermittelt dieses über einen am Schlüsselschaft angeordneten elektrischen Kontakt 32 an den Schließzylinder
11 bzw. an eine Schließzylinderelektronik 12 (dargestellt in Fig. 15).
Über den elektrischen Kontakt 32 wird in der in der Fig. 1c dargestellten vollständig eingesteckten Position des Schlüssels ein elektrischer Kreis zwischen Schließzylinderelektronik 12 und Schlüsselelektronik 7 geschlossen. Über diesen Stromkreis kann ein codiertes Öffnungssignal, und/oder elektrische Energie, zwischen der Schlüsselelektronik 7 und der Schließzylinderelektronik
12 ausgetauscht werden. Bei Vorliegen eines korrekten Öffnungssignals wird durch die Schließzylinderelektronik 12 ein Sperrglied des Schließzylinders 11 freigeschaltet, so dass dieser durch den Schlüssel 1 bzw. den Schlüsselschaft 3 drehbar ist.
Der Schließzylinder 11 ist als sogenannter E-Zylinder ausgebildet. D.h. er weist ein schaltbares Sperrglied 13 auf (Figur 15), welches freigeschaltet werden muss, um eine Drehung des Schließzylinders 11 zu ermöglichen. Dafür wird von der Schlüsselelektronik 7 ein codiertes Öffnungssignal generiert und an eine Schließzylinderelektronik 12 übertragen. Dieses codierte Öffnungssignal wird geprüft und erst nach Bestätigung einer korrekten Öffnungsberechtigung wird das Sperrglied 13 freigegeben. Durch diese elektronische Codierung kann ein hoher Sicherheitsstandard erreicht werden.
Zusätzlich zu der Überprüfung des durch die Schlüsselelektronik 7 gesendeten codierten Öffnungssignals kann die Schlüsselelektronik 7 die Schließzylinderelektronik 12 abprüfen, um festzustellen, ob es sich bei dem Schießzylinder 11 um ein zu dem Schlüssel 1 zugehöriges System handelt. Erst nachdem sozusagen von der Schlüsselelektronik 7 der Schließzylinder 11 validiert wurde, wird von der Schließzylinderelektronik 7 ein entsprechendes codiertes Öffnungssignal generiert und an den Schließzylinder 11 übermittelt. Dergestalt kann die Sicherheit nochmals deutlich erhöht werden.
In der Figur 2a ist der erfindungsgemäße Schlüssel 1 mit geöffneter Schlüsselreide 2 dargestellt. Durch das geöffnete Gehäuse der Schlüsselreide 2 ist die Schlüsselelektronik 7 sichtbar. Hinter bzw. unter der Schlüsselelektronik 7 ist der Generator 9 verdeckt angeordnet.
An dem Schlüsselschaft 3 ist der an dem Schlüsselschaft 3 gelagerte bewegliche Schlitten 42 bzw. Schieber 42 angeordnet und mit dem innerhalb der Schlüsselreide 2 angeordneten Getriebeelement 5 verbunden. Das Getriebeelement 5 ist räumlich zwischen der Schlüsselelektronik 7 und dem Generator 9 angeordnet.
Der bewegliche Schlitten 42 bzw. Schieber 42 wird von seiner vorderen, im Bereich der Schlüsselschaftspitze 35 angeordneten Ruheposition oder Ausgangsposition beim Einführen des Schlüssels 1 in einen Schließzylinder entlang des Schlüsselschaftes in Richtung auf die Schlüsselreide 2 zu bewegt. Dadurch wird der Generator 9 mittels einer zwischen dem beweglichen Getriebeelement 5 und dem Generator 9 angeordneten Getriebevorrichtung 6 angetrieben. Die Getriebevorrichtung 6 dient dazu, die Längsbewegung des Schlittens 42 bzw. des Schiebers 42 in eine Rotationsbewegung zum Antrieb des Generators 9 zu übersetzen. Gleichzeitig passt die Getriebevorrichtung 6 die erforderliche Drehzahl für den Generator 9 an. Ferner ist in der Schlüsselreide 2 eine Rückstellfeder 62 angeordnet. Die Rückstellfeder 62 kann als ein Bestandteil der Getriebevorrichtung 6 ausgebildet sein oder als eine separate Rückstellfeder ausgebildet sein. Die Rückstellfeder 62 ist in dem dargestellten Beispiel als eine Drehfeder 62 ausgebildet und dient dazu, das bewegliche Bauteil 4 bzw. den Schlitten 42 bzw. Schieber 42 beim Herausziehen des Schlüssels 1 aus einem Schließzylinder 11 wieder in seine Ruheposition, d.h. in die in der Fig. 2a dargestellte Position nahe der Spitze 35 des Schlüsselschaftes 3 zu verbringen.
Im Bereich der Schlüsselspitze 35 ist ein Rastpin 31 angeordnet. Der Rastpin 31 ist lateral zu dem Schlüsselschaft 3 federbelastet und dient dazu den im Schießzylinder gemäß der in Fig. 1c dargestellten Position, also in der vollständig eingeschobenen Position zu halten, insbesondere gegen die Kraft der Rückstellfeder 62 zu halten.
Um die von dem Generator 9 erzeugte elektrische Energie effizient zu nutzen, ist ein Energiespeicher 81 vorgesehen. Der Energiespeicher 81 ist gemeinsam mit der Schlüsselelektronik 7 auf einer Platine angeordnet. Der Energiespeicher 81 weist mehrere Kondensatoren auf. Gemäß der Darstellung der Figur 2a umfasst der Energiespeicher 81 vier Kondensatoren 811 , 812, 813 und 814. Die Kondensatoren 811 , 812, 813 und 814 sind als SMD-Elektrolytkondensatoren ausgebildet.
In dem Energiespeicher 81 wird die durch den Generator 9 erzeugte Energie gespeichert, um die Schlüsselelektronik 7 und/oder die Schließzylinderelektronik 12 zu versorgen. Dadurch kann die durch den Generator 9 erzeugt Energie effizient genutzt werden. Insbesondere kann die Dauer der Versorgung der Schlüsselelektronik 7 und/oder der Schließzylinderelektronik 12 verlängert werden, da über den Energiespeicher 81 die elektrische Energie auch noch zur Verfügung steht, wenn der Generator 9 nicht mehr angetrieben wird.
Um eine elektrische Kontaktierung zwischen Generator 9 und Schlüsselelektronik 7 bzw. Energiespeicher 81 sicherzustellen, sind zwei Federpins 71 und 72 vorgesehen. Die Federpins 71 und 72 kontaktieren zwei leitende Kontaktflächen 731 und 732, die in der Fig. 2b dargestellt sind. Beim Verbinden der Schlüsselelektronik 7 bzw. der Platine 84 der Schlüsselelektronik 7 mit dem Generator 9 wird über die Federpins 71 und 72 automatisch ein Stromkreis zwischen Generator 9 und Schlüsselelektronik 7 geschlossen. D. h. für die elektrisch leitende Verbindung von Generator 9 und Schlüsselelektronik 7 ist kein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich.
Die Fig. 2b zeigt den Schlüssel 1 gemäß der Fig. 2a, wobei hier jedoch der besseren Übersichtlichkeit halber die Schlüsselelektronik 7 entfernt wurde. Wie aus Fig. 2b ersichtlich ist, weist die Schlüsselreide 2 im Bereich des Übergangs zum Schlüsselschaft 3 eine Blende 23 auf. Die Blende dient dazu, die im Bereich des Schlüsselschafts 3 angeordnete Öffnung der Schlüsselreide 2 abzudecken.
Weiter sind aus Fig. 2b zwei Anschlusspins 741 und 742 ersichtlich. Diese beiden Anschlusspins dienen dazu, die Schlüsselelektronik 7 mit dem Schlüsselschaft 3 elektrisch leitend zu verbinden. Der erste Anschlusspin 741 verbindet dabei die Masseleitung der Schlüsselelektronik 7 mit dem Schlüsselschaft 3. Der zweite Anschlusspin 742 verbindet dabei Schlüsselelektronik mit dem elektrischen Kontakt 32. In der Fig. 3a ist eine Variante es erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt. Dieser Schlüssel 1 stimmt weitgehend mit den bisher beschriebenen Ausführungen überein. Der Schlüssel 1 umfasst wiederum einen Schlüsselschaft 3, der mit der Schlüsselreide 2 verbunden ist. In der Schlüsselreide 2 ist ein Generator 9 angeordnet, der mittels eines Getriebevorrichtung 6 von dem am Schlüsselschaft 3 angeordneten beweglichen Bauteil 4 bzw. dem beweglichen Schlitten bzw. Schieber 42 angetrieben wird. In dem in Fig. 3a gezeigten Ausführungsbeispiel wird durch das Getriebeelement 5 ein Pleueltrieb 53 angetrieben. Der Pleueltrieb 53 weist ein Pleuel 531 auf, welches die lineare Bewegung des Getriebeelementes 5 in eine Rotationsbewegung auf das Ritzel 61 zum Antrieb des Generators 9 übersetzt.
Die Fig. 3b zeig ein weiters Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels 1. Auch dieser Schlüssel 1 weist wiederum übereinstimmend mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen einen Schlüsselschaft 3, sowie eine mit diesem verbundene Schlüsselreide 2 auf. In der Schlüsselreide 2 ist wiederum ein Generator 9 angeordnet. Über das bewegliche Bauteil 4 bzw. den beweglichen Schlitten 42 bzw. Schieber 42, wird mittels des beweglichen Getriebeelements 5 ein Riementrieb 42 zum Antrieb des Generators 9 angetrieben. Der Riementrieb 52 weist eine erste Umlenkrolle 523 und eine zweite Umlenkrolle 524 auf. Ein Treibriemen 521 ist über die beiden Umlenkrollen umlaufend geführt und treibt einen Ritzel 61 an, über welches eine Getriebevorrichtung 6 und der Generator 9 angetrieben wird. Der umlaufende Treibriemen 521 ist mittels eines Riemenschuhs 522 mit dem Getriebeelement 5 verbunden. Bei einer Bewegung des am Schlüsselschaft 3 beweglich gelagerten Schlittens 42 bzw. Schiebers 42, wird der Riemen 521 verschoben und treibt dadurch das Ritzel 61 rotierend an. Diese Rotationsbewegung wird durch die Getriebevorrichtung 6 übersetzt, um den Generator 9 zur Erzeugung von elektrischer Energie anzutreiben.
In der Fig. 3c ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt. Im Unterschied zu den vorhergehend beschriebenen Ausgestaltungen treibt hier das bewegliche Getriebeelement 5 einen Spindeltrieb 51 . Dieser umfasst eine auf einer Spindel 512 geführte Spindelmutter 511 . Die Spindelmutter 511 ist mit dem beweglichen Getriebeelement 5 verbunden und wird durch dieses bzw. durch den Schlitten 42 bzw. Schieber 42 entlang der Spindel 512 angetrieben. Dabei wird die Spindel 512 in Drehungen um ihre Längsachse versetzt. Diese Drehungen werden mittels eines Winkelgetriebes 513 in die Rotationsebene der Getriebevorrichtung 6 bzw. des Generator 9 übersetzt und auf diesen übertragen.
In den Figuren 4a bis Fig. 7b ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch das bewegliche Bauteil, welches hier als Zahnstange 55 ausgebildet ist, ein Zahnstangentrieb 54 angetrieben. Die Zahnstange 55 kämmt dazu mit einem Ritzel 61 der Getriebevorrichtung 6, um die Linearbewegung des Schlittens 42 bzw. Schiebers 42 in eine Rotationsbewegung für den Generator 9 umzusetzen.
In Fig. 4a ist eine Freilaufkupplung 63 ersichtlich, die zwischen der Getriebevorrichtung 6 und dem Generator 9 angeordnet ist. Die Freilaufkupplung 63 dient dazu den Schlitten 42 bzw. Schieber 42 bzw. das bewegliche Bauteil 4 am Ende der Antriebsbewegung von dem Generator 9 abzukoppeln. Die Freilaufkupplung 63 funktioniert dabei nach dem Prinzip eines TI
Fahrradfreilaufs. Dadurch wird ermöglicht, dass der Schlitten 42 bzw. Schieber 42 von dem Generator 9 abgekuppelt wird, sobald der Schlitten 42 bzw.
Schieber 42 am Ende der Antriebsbewegung zum Halten kommt bzw. durch die Rückstellfeder wieder in seine Ausgangsposition nahe der Schlüsselschaftspitze 35 verbracht wird.
Die Freilaufkupplung 53 ist in sämtlichen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 vorgesehen. In den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist die Freilaufkupplung 63 jedoch der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet bzw. nicht bezeichnet.
Die Fig. 4b ist eine Detaildarstellung im Bereich des Zahnstangentriebs 54. Hier ist ersichtlich, auf welche Art und Weise die Zahnstange 55 mit dem Ritzel 61 kämmt.
In der Fig. 5a bzw. 5b ist der erfindungsgemäße Schlüssel 1 in Seitenstellung in der Ausgangsposition dargestellt. Der bewegliche Schlitten 42 bzw. Schieber 42 ist in seiner vorderen, im Bereich der Schlüsselspitze 35 angeordneten Position. Der Schlitten 42 bzw. Schieber 42 ist mit dem Getriebeelement 5 bzw. der Zahnstange 55 direkt verbunden. Wie aus der vergrößerten Detaildarstellung in Figur 5b ersichtlich ist, kämmt die Zahnstange 55 mit dem Ritzel 61 der Getriebevorrichtung 6 und überträgt mittels eines weiteren Ritzels 61a die Drehbewegung auf den Generator 9 zu Erzeugung von elektrischer Energie.
Die Figuren 6a und 6b zeigen den entsprechenden Schlüssel 1 in der vollständig in einen Schließzylinder eingeschobenen Stellung, aber ohne einen Schließzylinder. Hier ist ersichtlich, dass der Schlitten 42 bzw. Schieber 42 bzw. die Zahnstange 55 in der hinteren Anschlagsposition nahe der Schlüsselreide 2 angeordnet sind. In dieser Position wurde durch die Verschiebung der Zahnstange 55 eine Drehbewegung auf den Generator 9 übertragen, so dass dieser in Rotation versetzt wird und elektrische Energie erzeugt. Die Fig. 7a und 7b zeigt die entsprechende Position gemäß den Figuren 6a und 6b in Seitendarstellung.
In Fig. 8 ist eine weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1a bis 2b. Im Unterschied zu diesem Schlüssel ist hier jedoch am Schlüsselschaft 3 das bewegliche Bauteil 4 als ein von der Schlüsselreide parallel zum Schlüsselschaft auskragender Stößel 41 ausgebildet. Der Stößel 41 ist an der Blende 23 der Schlüsselreide 2 linear bewegbar gelagert. Analog zu dem Schlitten 42 bzw. Schieber 42 gelangt der Stößel 41 beim Einführen den Stößelschaftes 3 in einen Schließzylinder 11 in Anlage mit diesem und wird entlang des Schlüsselschaftes 3 in Richtung der Schlüsselreide 2 verschoben, um über das bewegliche Getriebeelement 5, bzw. den Generator 9, zur Erzeugung von elektrischer Energie anzutreiben.
In der Fig. 9 ist eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt. Dieser Schlüssel 1 entspricht weitestgehend der in den Figuren 1a bis 2b dargestellten Ausführungsformen. Anhand der Explosionszeichnung ist zu erkennen, dass die Schlüsselreide 2 zwei Gehäusehälften 21 , 22 aufweist. Eine erste Gehäusehälfte 21 und eine zweite Gehäusehälfte 22.
In der ersten Gehäusehälfte 21 ist die Schlüsselelektronik 7 angeordnet. Die Schlüsselelektronik 7 weist eine Platine 84 auf, die in der ersten Gehäusehälfte befestigt ist. In der zweiten Gehäusehälfte 22 ist der Generator 9 angeordnet. Zwischen den beiden Gehäusehälften 21 und 22 greift der Schlüsselschaft 3 ein und wird mit der Schlüsselreide 2 bzw. mit den beiden Gehäusehälften 21 und 22 mittels Schrauben verbunden.
In einer alternativen Ausgestaltung kann anstatt einer Verschraubung des Schlüsselschaftes 3 mit einer der beiden Reidenhälften 21 , 22 der Schlüsselschaft mittels Umspritzung des Metallschaftes 3 mit dem Kunststoffmatenal der Reide21 , 22 verbunden werden.
Die Blende 23 dient dazu, die Öffnung an der Schlüsselreide 2 im Bereich des Schlüsselschaftes 3 abzudecken. Die Blende 23 wird dabei von vorne auf den Schlüsselschaft 3 aufgeschoben und hält nach der Befestigung der beiden Gehäusehälften 21 und 22 aneinander automatisch an der Schlüsselreide 2.
An dem Schlüsselschaft 3 ist der Schlitten 42 bzw. Schieber 42 in abgenommener Stellung dargestellt. Im Bereich der Schlüsselreide 2 weist der Schlüsselschaft 3 einen Einsetzbereich 34 auf. In diesem Bereich ist die Materialstärke des Schlüsselschaftes 3 verjüngt, sodass der Schlitten 42 bzw. Schieber 42 in diesem Bereich auf den Schlüsselschaft 3 aufsetzbar bzw. von dem Schlüsselschaft 3 entnehmbar ist.
In der Fig. 10 ist eine weitere Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 dargestellt, dieses Mal von hinten gesehen, Hier ist deutlich zu sehen, dass sowohl die Schlüsselelektronik 7 als auch der Generator 9 jeweils als eine Baueinheit ausgestaltet sind.
Die Schlüsselelektronik 7 weist dabei als tragendes Element eine Platine 84 auf. Auf der Platine 84 sind sowohl die Komponenten der Schlüsselelektronik 7 als auch die Komponenten des Energiespeichers 81 angeordnet. Die Schlüsselelektronik 7 ist dabei als Baueinheit der Gehäusehälfte 21 zugeordnet. Gegenüberliegend ist der Generator 9 als Baueinheit ausgebildet. Der Generator 9 umfasst dabei die Getriebevorrichtung 6 sowie die Rückstellfeder 62 und die Freilaufkupplung 63. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind in der Fig. 10 diese Komponenten des Generators nicht einzeln dargestellt bzw. bezeichnet. Der Generator 9 ist ebenfalls als eine Baugruppe ausgebildet und der zweiten Gehäusehälfte 22 der Schlüsselreide 2 zugeordnet.
Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Schlüssels 1 wird die Schlüsselelektronik 7 als Baueinheit in der ersten Gehäusehälfte 21 platziert. Insbesondere weist die Gehäusehälfte 21 Passmarken auf, die mit an der Schlüsselelektronik 7 bzw. der Platine 84 angeordneten Passmarken komplementär sind, so dass die Schlüsselelektronik 7 bzw. Platine 84 nur in einer vorbestimmten Position in die Gehäusehälfte 21 einsetzbar ist.
Anschließend wird die Schlüsselelektronik 7 mit dem Schlüsselschaft 3 verbunden. Dabei wird die Schlüsselelektronik 7 mit dem Schlüsselschaft 3 und dem elektrischen Kontakt 32 leitend verbunden. Dies erfolgt über den ersten Anschlusspin 741 und den zweiten Anschlusspin 742. Diese können beispielsweise als eine Drahtverbindung ausgebildet sein und durch einen elektrisch leitenden Kleber oder mittels Ultraschallschweißung mit der Platine 84 der Schlüsselelektronik 7 verbunden werden.
Ferner wird der Generator 9 als Baueinheit der zweiten Gehäusehälfte 22 der Schlüsselreide zugeordnet. Auch hier können komplementäre Passmarken an dem Generator und der zweiten Gehäusehälfte 22 vorgesehen sein, um die Ausrichtung des Generators 9 zu der zweiten Gehäusehälfte 22 festzulegen. Beim Verbinden der beiden Gehäusehälften 21 und 22 kontaktiert der Generator 9 mit der Schlüsselelektronik 7 automatisch über die beiden federnden Pins 71 und 72, die in der Fig. 11 a dargestellt sind.
Aus der Fig. 11 b ist die platzsparende, gestaffelte Bauweise der beiden verbundenen Baueinheiten des Generators 9 und der Schlüsselelektronik 7 erkennbar. Die Schlüsselelektronik 7 ist zusammen mit dem Energiespeicher 81 auf der Platine 84 angeordnet. Der Energiespeicher 81 weist vier Kondensatoren 811 , 812, 813 und 814 auf. Die Kondensatoren 811 , 812, 813 und 814 sind relativ voluminöse Bauteile. Ferner weist der Generator 9 die Getriebevorrichtung 6 und die von dem Generator 9 abstehende Rückstellfeder 62 auf. Um Bauraum zu sparen, sind die Kondensatoren des Energiespeichers 81 auf der Platine 84 derart angeordnet, dass diese in die durch den Generator 9 ausgesparten Freiräume eingreifen und so die Bauhöhe und damit die Dicke der Schlüsselreide 2 insgesamt möglichst geringhalten. Dadurch wird der Zwischenraum zwischen Schlüsselelektronik 7 und Generator 9 optimal ausgenutzt.
In der Fig. 12 ist eine vergrößerte Darstellung des Schlüsselschaftes 3 mit dem darauf beweglich gelagerten Schlitten 42 bzw. Schieber 42 dargestellt.
Der Schieber 42 weist einen Schieberschuh 421 sowie einen von dem Schieberschuh 421 abkragenden Schieberarm 43 auf. Der Schieberschuh 421 ist mit dem Schieberarm 43 einstückig ausgebildet.
Am Ende des Schieberarms 43 ist eine Kupplung 45 vorgesehen. Diese Kupplung dient dazu, den Schieber bzw. Schieberarm 43 mit dem beweglichen Getriebeelement 5 zu verbinden. Dazu weist die Kupplung 45 einen am Getriebearm 5 angeordneten Zapfen 46 auf, der mit einer am Ende des Schieberarms 43 angeordneten Aufnahmeeinrichtung 47 zusammenwirkt. Die Kupplung ist als Rastkupplung ausgebildet und ermöglicht die Verbindung zwischen Schieber 42 und beweglichem Getriebeelement 5 auch bei geschlossener Schlüsselreide 2. Dazu wird zunächst der Schieber 42 auf den Schlüsselschaft 3 aufgesetzt. Dies erfolgt indem der Schieberarm 43 durch die Blende 23 hindurchgesteckt wird und der Schieberschuh 421 im Einsetzbereich 34 auf den Schlüsselschaft 3 aufgesetzt wird. Anschließend kann der Schieberschuh 421 auf dem Schlüsselschaft 3 in Richtung Schlüsselspitze, d.h. nach vorne, bewegt werden. Dabei wird der Schieberschuh 421 auf eine Schieberführung 33 aufgeführt bzw. in diese eingefädelt. Am vorderen Ende weist die Schieberführung 33 einen Anschlag 335 auf, der verhindert, dass der Schieber 42 bzw. der Schieberschuh 421 von der Rückstellfeder nach vorne über den Schlüsselschaft 3 hinausgedrückt werden kann.
Zum Verbinden des Schiebers 42 mit dem Getriebeelement 5 wird der Schieber 42 ausgehend von der vorderen Position am Schlüsselschaft 3 nach hinten in das Gehäuse der Schlüsselreide 2 eingeführt. Im Gehäuse der Schlüsselreide 2 ist das bewegliche Getriebeelement 5 automatisch in der richtigen Position relativ zu dem Schieberarm 43 positioniert. Beim Zurückbewegen des Schiebers 42 in das Gehäuse der Schlüsselreide 2 hinein gelangt die Aufnahmevorrichtung 47 in Kontakt mit dem Zapfen 46 der Kupplung 45. Die Aufnahmeeinrichtung 47 weist zwei federnde Laschen auf, derart dass beim weiteren Eindrücken des Schiebers 42 in Richtung auf das bewegliche Getriebeelement 5 die Kupplungsvorrichtung 45 einschnappt, indem die beiden Laschen bzw. die Aufnahmeeinrichtung 47 den Zapfen 46 formschlüssig umgreift und festhält. Dadurch wird durch die Kupplungseinrichtung 45 der Schieber 42 mit dem beweglichen Getriebeelement 5 verbunden, ohne dass dazu das Gehäuse der Schlüsselreide 2 geöffnet sein muss. Dadurch wird eine vorteilhafte und schnelle Montage des Schlüssels 1 ermöglicht.
In einer alternativen Ausgestaltung kann bei der Montage des Generators der Zapfen 46 seitlich in die Freimachung der Aufnahmevorrichfung geführt und dort formschlüssig aufgenommen werden. Diese Bewegungsrichtung ist nach der Montage nicht mehr verfügbar, sodass der Zapfen 46 formschlüssig in der Freimachung 47 verbleibt.
In der Fig. 13 wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schlüssels mit abgenommener erster Gehäusehälfte 21 dargestellt. In der Fig. 13 ist der Schlüsselschaft 3 von vorne zu sehen. Dabei wird deutlich, dass der Schieber 42 mit seinem Schieberschuh 421 bzw. Schieberarm 43 verjüngt ausgebildet ist. Das bedeutet, dass die Flanken des Schieberschuhs 421 bzw. des Schieberarms 43 sich zum Rand des Schlüsselschaftes 3 hin verjüngen bzw. aufeinander zu neigen. Dadurch wird zum einen die Gefahr des Einklemmens eines Fingers im Bereich zwischen beweglichem Bauteil 4 bzw. dem Schieber 42 und der Schlüsselreide 2 bzw. der Blende 23 verringert Zudem wird ein ästhetisches Aussehen erzielt.
In der Fig. 14 ist ein Schnitt durch den Schlüsselschaft 3 im Bereich des Schieberschuhs 421 dargestellt. Der Schieberschuh 421 wird durch die Schieberführung 33 geführt. Diese weist zwei gegenüberliegende Nuten 333 und 334 auf. Der Schieberschuh 421 umgreift die Schieberführung 33 vom Rand des Schlüsselschaftes 3 her beidseitig und ist in den hinterschnittenen Nuten 333 und 334 formschlüssig geführt. In den Nuten 333, 334 ist der Schlittenschuh 421 sowohl in der Hochachse nach oben und unten, als auch seitlich geführt. Dazu umgreift der Schieberschuh 421 die Schieberführung 33 zu beiden Seiten und greift mit seinen Enden in die hinterschnittenen Nuten 333, 334 formschlüssig ein. Ferner weist die Schieberführung 33 an ihren gegenüberliegenden Seiten Flächen mit einer ersten Flanke 331 und einer zweiten Flanke 332 auf. Diese Flanken verjüngen sich zum Rand des Schlüsselschaftes 3 hin, d.h. laufen spitz zu. Der Schieberschuh 421 ist zu den sich verjüngenden Flanken 331 und 332 komplementär ausgebildet.
Die Fig. 15 zeigt ein schematisches Schaltbild des erfindungsgemäßen Schlüssels 1. Die Komponenten des Schlüssels 1 sind dabei in dem mit 1 bezeichneten gestrichelt umrandeten Rechteck dargestellt. Diese umfassen den Generator 9, die Schlüsselelektronik 7 und einen zwischen Generator 9 und Schlüsselelektronik 7 geschalteten Energiespeicher 81 . Die Komponenten des Schließzylinders sind in dem mit 11 bezeichneten gestrichelt umrandeten Rechteck dargestellt. Diese umfassen eine Schließzylinderelektronik 12 sowie ein elektrisch schaltbares Sperrglied 13 zum Freigeben oder Sperren einer Betätigung des Schließzylinders 11 .
Der Energiespeicher 81 umfasst ein Speicherelement, welches hier mit einem Kondensator 811 bezeichnet ist. Dieses kann als einzelner Kondensator 811 oder als mehrere parallel geschaltete Kondensatoren ausgebildet sein. In dem Kondensator 811 wird die durch den Generator 9 erzeugte elektrische Energie gespeichert.
Die Schlüsselelektronik 7 ist über den elektrischen Kontakt 32 mit dem Schließzylinder 11 bzw. mit der im Schließzylinder 11 angeordneten Schließzylinderelektronik 12 und dem Sperrglied 13 verbunden. Über den elektrischen Kontakt 32 kann die Schließzylinderelektronik und das schaltbare Sperrglied 13 ebenfalls aus dem Energiespeicher 81 bzw. von dem Generator 9 mit elektrischer Energie versorgt werden. Somit kann eine eigene Stromversorgung des Schließzylinders 11 entfallen.
Ferner ist vorgesehen, dass der elektrische Kontakt 32 zur Übertragung von elektrischer Energie und von elektrischen Informationen ausgebildet ist. Vorteilhafterweise ist der elektrische Kontakt 32 als digitales Interface, insbesondere als bidirektionales serielles Interface ausgebildet.
So wird ermöglicht, dass der Schlüssel 1 beispielsweise in einen Programmieradapter, eine Tischstation oder eine Wandstation eingesteckt wird und von dieser über den elektrischen Kontakt 32 programmiert oder parametriert wird.
Damit ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Schlüssel 1 eine hohe Sicherheit zu gewährleisten, ohne dass dabei Batterien benötigt werden oder ausgetauscht werden müssen bzw. ohne dass eine aufwendige Verkabelung an einer Tür, an der ein entsprechender Schließzylinder 11 eingesetzt wird, erforderlich ist. Dadurch kann zum einen der Stromverbrauch des Systems reduziert werden, da ein Netzteil entfallen kann, und zum anderen werden keine Batterien benötigt, sodass beim Betrieb eines entsprechenden Schlüssel- Schließzylinder-Systems kein die Umwelt belastender Sondermüll in Form von Batterien anfällt.
Bezugszeichenliste
1 Schlüssel
11 Schließzylinder
12 Schließzylinderelektronik
13 Sperrglied
2 Schlüsselreide
21 erste Gehäusehälfte
22 zweite Gehäusehälfte
23 Blende
3 Schlüsselschaft
31 Rastpin
32 elektrischer Kontakt
33 Schieberführung
331 erste Flanke
332 zweite Flanke
333 erste Nut
334 zweite Nut
335 Anschlag 34 Einsetzbereich
35 Schlüsselspitze
4 bewegliches Bauteil
41 Stößel
42 Schieber
421 Schieberschuh
431 erste Fläche
432 zweite Fläche
43 Schieberarm
45 Kupplung
46 Zapfen
47 Aufnahmeeinrichtung
5 Getriebeelement
51 Spindeltrieb
511 Spindelmutter
512 Spindel
513 Kegelradgetriebe
52 Riementrieb 521 Treibriemen
522 Riemenschuh
523 erste Umlenkrolle
524 zweite Umlenkrolle
53 Pleueltrieb
531 Pleuel
54 Zahnstangentrieb
55 Zahnstange
6 Getriebevorrichtung
61 erstes Ritzel
61a zweites Ritzel
62 Rückstellfeder
63 Freilaufkupplung
7 Schlüsselelektronik
71 erster Federpin
72 zweiter Federpin
731 erste Kontaktfläche
732 zweite Kontaktfläche 741 erster Anschluss
742 zweiter Anschluss
81 Energiespeicher 811 erster Kondensator
812 zweiter Kondensator
813 dritter Kondensator
814 vierter Kondensator
84 Platine
9 Generator

Claims

Ansprüche
1 . Schlüssel mit einer Schlüsselreide (2) und mit einem Schlüsselschaft (3) zur Betätigung eines Schließzylinders (11 ), insbesondere für ein mechatronisches Schloss-Schlüssel-System, umfassend eine Schlüsselelektronik (7), die ein codiertes Öffnungssignal an einen Schließzylinder (11 ) überträgt und einen in der Schlüsselreide (2) angeordneten Generator (9) zur Versorgung der Schlüsselelektronik (7) und/oder einer Schließzylinderelektronik (12) mit elektrischer Energie, wobei der Generator (9) durch ein bewegliches Bauteil (4) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Bauteil (4) beim Einschieben des Schlüsselschafts (3) in einen Schließzylinder (11 ) in Anlage mit dem Schließzylinder (11 ) gelangt und den Generator (9) beim weiteren Einschieben des Schlüsselschaftes (3) in den Schließzylinder (11 ) antreibt.
2. Schlüssel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Bauteil (4) beim Einschieben des Schlüsselschafts (3) in einen Schließzylinder (11 ) in Anlage mit dem Schließzylinder (11 ) gelangt und den Generator (9) beim weiteren Einschieben des Schlüsselschaftes (3) in den Schließzylinder (11 ) rotierend antreibt.
3. Schlüssel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Bauteil (4) mit einem Getriebeelement (5) zusammenwirkt, um eine Linearbewegung des beweglichen Bauteils (4) in eine Rotationsbewegung zum rotierenden Antrieb des Generators (9) umzuwandeln.
4. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Bauteil (4) als ein an der Schlüsselreide (2) und/oder dem Schlüsselschaft (3) linear beweglich gelagertes Bauteil ausgebildet ist, insbesondere als ein Schieber (42) oder als ein Stößel (41 ), oder als ein Schlitten (42), oder als ein Magnet ausgebildet ist und/oder einen Magnet aufweist.
5. Schlüssel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnet oder dass der Schieber (42) oder dass der Stößel (41 ) aus der Schlüsselreide (2) parallel zum Schlüsselschaft (3) auskragt. Schlüssel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (42) oder Schieber (42) an der Schlüsselreide (2) und/oder auf dem Schlüsselschaft (3) linear und parallel zum Schlüsselschaft (3) verschiebbar gelagert ist. Schlüssel nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (42) oder dass der Stößel (41 ) oder dass der Schlitten (42) mit dem Getriebeelement (5) verbunden ist, um Zugkräfte und/oder Druckkräfte zwischen Getriebeelement (5) und Schieber (42) oder Stößel (41 ) oder Schlitten (42) zu übertragen. Schlüssel nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement (5) als ein Spindeltrieb (51 ) oder als ein Pleueltrieb (53) oder als ein Riementrieb (52) ausgebildet ist. Schlüssel nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement (5) Teil einer Getriebevorrichtung (6) ist, insbesondere einer Getriebevorrichtung (6) umfassend das Getriebeelement (5) und eine Übersetzung (61 ), um eine Rotationsbewegung des Getriebeelements (5) mit veränderter Drehzahl auf den Generator (9) zu übertragen.
10. Schlüssel nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement (5) innerhalb der Schlüsselreide (2) angeordnet ist, vorzugsweise dass die Getriebevorrichtung (6) innerhalb der Schlüsselreide (2) angeordnet ist.
11 . Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schlüsselelektronik (7) innerhalb der Schlüsselreide (2) angeordnet ist.
12. Schlüssel nach einem der Ansprüche 3 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeelement (5) eine mit dem beweglichen Bauteil (4) zusammenwirkende Zahnstange (55) aufweist.
13. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freilaufkupplung (63) vorgesehen ist, sodass das bewegliche Bauteil (4) nur beim Einführen des Schlüssels in einen Schließkanal eines Schließzylinders (11 ) mit dem Generator (9) in Eingriff ist, während die Freilaufkupplung (63) beim Herausziehen das bewegliche Bauteil (4) trennt, sodass der Generator (9) nur in einer Drehrichtung antreibbar ist.
14. Schlüssel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebevorrichtung (6) die Freilaufkupplung (63) aufweist.
15. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Bauteil (4) zur Rückstellung federbelastet ist, insbesondere in Richtung zur Schlüsselspitze hin federbelastet ist.
16. Schlüssel nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator (9) und das Getriebeelement (5) und die Getriebevorrichtung (6) gemeinsam als eine in die Schlüsselreide (3) einsetzbare Baueinheit ausgebildet sind, insbesondere, dass das die Getriebevorrichtung (6), der Generator (9) und die Zahnstange (55) gemeinsam als eine in die Schlüsselreide (2) einsetzbare Baueinheit ausgebildet sind.
17. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schlüsselreide (2) eine optische Anzeige, vorzugsweise umfassend eine LED, vorgesehen ist, wobei die optische Anzeige durch den Generator (9) mit elektrischer Energie versorgt wird.
18. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlüsselelektronik (7) einen Kondensator als Energiespeicher für die durch den Generator (9) erzeugte elektrische Energie aufweist, und insbesondere eine Energiezwischenspeicherung ermöglicht.
19. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlüsselelektronik (7) außer dem Generator (9) keine weitere Stromquelle benötigt oder aufweist. Schlüssel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schlüsselschaft (3) ein elektrischer Kontakt (32) angeordnet ist, um die Schlüsselelektronik (7) mit einer Schließzylinderelektronik (12) zu verbinden und dass der Generator (9) zum Versorgen einer Schließzylinderelektronik (12) über diesen Kontakt (32) mit elektrischer Energie ausgebildet ist. Schlüssel nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Kontakt (32) zum Herstellen einer drahtgebundenen Datenverbindung zwischen der Schlüsselelektronik (7) und einer Schließzylinderelektronik (12) ausgebildet ist. System aufweisend einen Schlüssel (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einen mechatronischen Schließzylinder (11 ) umfassend eine Schließzylinderelektronik (12). System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließzylinderelektronik (12) durch den Generator (9) mit elektrischer Energie versorgt wird, um ein zwischen der Schlüsselelektronik (7) und der Schließzylinderelektronik (12) ausgetauschtes Öffnungssignal zu prüfen und bei Vorliegen einer Öffnungsberechtigung ein Sperrglied (13) freizuschalten, um eine mechanische Betätigung des Schließzylinders (11 ) zu ermöglichen. Verfahren zum Betätigen eines mechatronischen Schließzylinders (11 ) mittels eines Schlüssels (1 ), indem der Schließzylinder (11 ) durch den Schlüssel (1 ) beim Betätigen in Öffnungsrichtung oder in Schließrichtung gedreht wird, und wobei der Schlüssel (1) einen Schlüsselschaft (3) zum Einführen in einen Schlüsselkanal des Schließzylinders (11 ), eine Schlüsselreide (2) und eine Schlüsselelektronik (7) umfasst, und wobei der Schließzylinder (11 ) ein elektrisch schaltbares Sperrglied (13) zum Freigeben oder Sperren einer Drehung des Schließzylinders sowie eine das Sperrglied (13) schaltende Schließzylinderelektronik (12) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlüssel (1) einen Generator (9) aufweist, der beim Einführen des Schlüsselschafts (3) in den Schlüsselkanal rotorisch angetrieben wird, um elektrische Energie zur Versorgung der Schlüsselelektronik (7) und/oder der Schließzylinderelektronik (12) zu erzeugen. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Generator (9) sowohl die Schlüsselelektronik (7) als auch die Schließzylinderelektronik (12) und das Sperrglied (13) mit elektrischer Energie versorgt wird. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschieben des Schlüsselschafts (3) in den Schlüsselkanal ein am Schlüssel (1 ) angeordnetes bewegliches Bauteil (4) in Kontakt mit dem Schließzylinder (11 ) gelangt und beim weiteren Einschieben des
Schlüsselschafts (3) relativ zum Schlüsselschaft (3) verschoben wird, um den Generator (9) rotorisch anzutreiben.
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