ES2314336T3

ES2314336T3 - Cerradura de combinacion de cerrojo y cerradura de pestillo, cada una con caracteristicas de doble cierre integradas, cerradura con caracteristicas de seguridad adicionales, y teclado numerico de cerradura con caracteristicas de deteccion de intento de forzado y respuesta.

Info

Publication number: ES2314336T3
Application number: ES04077099T
Authority: ES
Inventors: Michael R. Clark; Greg Lainhart; Ned Urschel; Marshall Horne; Cedric Cuenot; Christophe Dexet; Jacques Wicht
Original assignee: Sargent and Greenleaf Inc
Current assignee: Sargent and Greenleaf Inc
Priority date: 1998-01-02
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 2009-03-16
Anticipated expiration: 2018-12-21
Also published as: EP1049843B1; CA2316874A1; CN1295641A; EP1049843A4; DE69834840T2; US6016677A; CA2316874C; AU752233B2; DE69840080D1; CN1217077C; EP1049843A1; KR100554696B1; KR20010033856A; BR9814809A; JP2002500305A; TW422905B; WO1999035356A1; US6196037B1; US6212923B1; HK1032805A1

Abstract

Cerradura, que comprende: una carcasa (100) de cerradura; un motor (202) ubicado en la carcasa de cerradura; un pasador (204) que puede moverse por el motor (202) entre una primera posición extendida desde y una segunda posición retraída hacia la carcasa de cerradura, pudiendo moverse el pasador sólo hacia la posición retraída hacia la carcasa de cerradura con la introducción de un código de autorización apropiado; un conmutador de sensor que tiene una primera parte (290) que puede moverse con el pasador y una segunda parte (692) que permanece estacionaria con respecto a la carcasa de cerradura; medios de generación de señal, sensibles a la posición del conmutador de sensor, para generar una señal cuando el pasador se mueve hacia una de dichas posiciones primera y segunda; y medios (600) de procesador para monitorizar el estado del conmutador y proporcionar al menos uno de un indicador audible (1102) y uno visual (1104) en respuesta a la señal generada por los medios de generación de señal, respondiendo los medios de procesador a la introducción del código de autorización correcto y controlando el motor para provocar la extensión y retracción del pasador.

Description

Cerradura de combinación de cerrojo y cerradura de pestillo, cada una con características de doble cierre integradas, cerradura con características de seguridad adicionales, y teclado numérico de cerradura con características de detección de intento de forzado y respuesta.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a cerraduras, especialmente a cerraduras electrónicas que tienen pasadores accionados por motor. Más específicamente, la invención se refiere a cerraduras en las que se desea que el pasador, una vez extendido, no pueda empujarse hacia dentro por la fuerza sino que sólo pueda retirarse hacia la cerradura con la introducción de una combinación apropiada u otra autorización. La invención también se refiere a cerraduras en las que se desea responder a ciertos tipos de ataque físico haciendo que no pueda retirarse el pasador. La invención se refiere además a cerraduras en las que se proporcionan diversas mejoras de seguridad.

2. Técnica relacionada

El documento US-B-4 634 155 muestra una cerradura que comprende: una carcasa de cerradura; un actuador ubicado en la carcasa de cerradura; un pasador que puede moverse por el actuador entre una primera posición extendida desde y una segunda posición retraída hacia la carcasa de cerradura; un conmutador de sensor y medios de generación de señal, sensibles a la posición del conmutador de sensor, para generar una señal cuando el pasador se mueve hacia una de dichas posiciones primera y segunda.

Se han proporcionado numerosos diseños de cerradura convencionales en los que un pasador puede extenderse o retirarse en respuesta a la introducción de una combinación de otra autorización.

Además, muchos sistemas de cerradura conocidos poseen funciones de cierre mínimas, y no proporcionan características de mejora de seguridad adicional. Los solicitantes han reconocido que tales mejoras de seguridad incluyen la detección y respuesta a tratar de forzar la unidad de teclado numérico, habilitación y deshabilitación remotas de la cerradura, detección y respuesta a un intento de un usuario de abrir la cerradura mientras está bajo coacción, y la capacidad de almacenar y transmitir posteriormente un historial de incidencias en el sistema de cerradura.

Sumario de la invención

Para cumplir éstos y otros objetivos la presente invención proporciona una cerradura según se define en la reivindicación 1 adjunta.

Breve descripción de los dibujos

La invención se entiende mejor leyendo la siguiente Descripción Detallada de las Realizaciones Preferidas con referencia a las figuras de dibujo adjuntas, en las que números de referencia similares se refieren a elementos similares en todo el documento, y en los que:

la figura 1 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una carcasa 100 de cerradura con cubierta 101, según una cerradura de cerrojo según una primera realización preferida de la presente invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de ciertos componentes mecánicos importantes según una realización de la cerradura de cerrojo según la presente invención.

La figura 3A es una vista en planta de la cerradura de la figura 2 con el pasador en su posición retirada (no cerrada), y la figura 3B es una vista en planta de la cerradura de la figura 2 con el pasador en su posición extendida (cerrada).

La figura 4 es una vista en planta parcialmente en despiece ordenado (dos capas). La capa superior muestra un motor 202, soporte 206 de motor, tornillo 216, tuerca 230, y pasador 204. La capa inferior parcial muestra un balancín 214, enclavamiento 220 desviado por resorte, y una extensión 206E de soporte de motor, que están dispuestos bajo el pasador. Las dos capas del dibujo repiten ciertos elementos, tal como la carcasa y la extensión de soporte de motor, para facilitar la comprensión de cómo se encajan entre sí las dos capas.

Las figuras 5A, 5B, y 5C (a las que puede hacerse referencia conjuntamente en el presente documento como figura 5) son un diagrama de flujo que ilustra el funcionamiento de la realización de la cerradura de cerrojo de las figuras
1 a 4.

La figura 6 es un diagrama esquemático que ilustra disposiciones a modo de ejemplo para control de motor, detección de nivel de batería, detección de corriente de motor, detección de intento de forzado de teclado numérico, y detección de posición de pasador según o bien la cerradura de las figuras 1 a 5 o bien de las figuras 8 a 10C.

La figura 7 ilustra gráficamente la disposición de detección de nivel de batería que implica determinar la corriente de motor en un momento elegido después de arrancar el motor.

La figura 8 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una carcasa 800 de cerradura con cubierta 801, según una cerradura de pestillo según una segunda realización preferida de la presente invención.

La figura 9 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de ciertos componentes mecánicos importantes según la segunda realización, la cerradura de pestillo.

La figura l0A es una vista en planta en corte parcial de la cerradura de la figura 9 con el pasador en su posición retraída (no cerrada), y la figura 10B es una vista en planta en corte parcial de la cerradura de la figura 9 con el pasador en su posición extendida (cerrada). La figura 10C es una vista en planta que muestra características del pasador 904 de las figuras 9, l0A y 10B.

La figura 11A ilustra esquemáticamente un sistema de cerradura según una realización de la invención, que incluye una unidad 2 de teclado numérico y una cerradura 1, en conjunción con elementos para realizar tales funciones como detección de coacción, habilitación y deshabilitación remotas, generación de seguimiento, respuesta de intento de forzado de teclado numérico, e indicación de extensión de pasador.

La figura 11B ilustra esquemáticamente una realización alternativa para implementar las funciones de la figura 11A. De manera conjunta, puede hacerse referencia a las figuras 11A y 11B en el presente documento como "figura 11".

La figura 12A es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una cubierta 642 de teclado numérico y una base 644, con una pieza 646 metálica utilizada en una sistema de respuesta de intento de forzado de teclado numérico según una realización de la invención. La figura 12B es una vista en planta del interior de la cubierta, y la figura 12C es una vista en planta del interior de la base. La figura 12D ilustra la pieza 646 metálica de la base yuxtapuesta con el imán 650 y el conmutador 648 Reed de la cubierta. La figura 12E muestra la base y la cubierta colocadas para la instalación, y la figura 12F muestra cómo, cuando la cubierta se instala sobre la base, la pieza 646 metálica se sitúa entre el imán 650 y el conmutador 648 Reed.

Las figuras 13A y 13B ilustran esquemáticamente un sistema de cierre que incluye una cerradura 1, mecanismos 1310 de pasador y un conmutador 1350 de sensor, mostrado en posiciones cerrada (bloqueada) y abierta (no cerrada), respectivamente.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Al describir realizaciones preferidas de la presente invención ilustradas en los dibujos, se emplea terminología específica para una mayor claridad. Sin embargo, la invención no está prevista para limitarse a la terminología específica así seleccionada, y ha de entenderse que cada elemento específico incluye todos los equivalentes técnicos que operan de una manera similar para llevar a cabo un fin similar. Por ejemplo, los términos frontal, posterior, superior, inferior, izquierdo, derecho, en sentido horario, en sentido antihorario, y similares, están previstos como términos relativos para facilitar la comprensión de las realizaciones ilustradas, y no como términos limitativos absolutos para la invención que está reivindicándose.

Realizaciones. En primer lugar, se describe una primera realización de una cerradura, específicamente una cerradura de cerrojo según la invención. A continuación, se describe una segunda realización, dirigida a una cerradura de pestillo. Finalmente, se describen diversas características del sistema de cerradura, que puede incluir cerraduras según la primera o segunda realización.

Cerradura de cerrojo: Estructura mecánica y funcionamiento básico. Las figuras 1 a 4 ilustran la construcción de una realización preferida, no limitativa de una cerradura de cerrojo según la presente invención, con el diagrama de flujo de las figuras 5A a 5C mostrando su funcionamiento.

Un motor 202, que puede alimentarse mediante baterías u otros medios adecuados, es la fuerza motriz tras el funcionamiento de la cerradura, y controla si el pasador 204 está retirado hacia o extendido desde la carcasa 100 de la cerradura. Preferiblemente, las baterías están ubicadas alejadas de la propia cerradura, en una caja a la que se conecta la cerradura mediante un cable (no mostrado específicamente), que puede ser, por ejemplo, un cable plano. En una realización particular, las baterías están ubicadas en una caja de teclado numérico, y proporcionan potencia al teclado numérico y la cerradura, así como a otros elementos modulares que pueden estar presentes en el sistema. El cable plano lleva desde un teclado numérico, lector de tarjetas, u otro dispositivo de control de acceso a través de una abertura 104 de contacto en el lado de la carcasa 100 de la cerradura. Después de pasar a través de la abertura de contacto, el cable se conecta con una placa de circuito (no mostrada, pero descrita posteriormente) que está conectada al motor 202 mediante un cable interno adecuado.

El motor 202 está sujeto dentro de la carcasa 100 mediante un soporte 206 de motor que fija el motor capturando el buje 202A de motor en el orificio 206C de soporte de motor, sin elementos de sujeción. El soporte de motor está acoplado a la carcasa en los puntos 206A, 206B. El eje del motor pasa a través de una abertura 206C en el soporte de motor.

Una placa de circuito (no mostrada) está acoplada a la carcasa en los puntos 266A, 266B. La placa de circuito incluye un microprocesador o microcontrolador (abreviado en lo sucesivo en el presente documento como \muC), junto con un conjunto de circuitos de soporte y protección convencional (desplazadores de nivel, memorias intermedias, condensadores de desacoplo, supresores de picos, etc.). La placa incluye también memoria adecuada tal como memoria de sólo lectura (ROM, Read Only Memory), memoria de acceso aleatorio (RAM, Random Access Memory) y memoria de sólo lectura programable borrable eléctricamente (EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), todas las cuales pueden residir en el propio \muC (véase la figura 6). Excepto donde se describa específicamente en esta memoria descriptiva, la elección, diseño, programación y funcionamiento particulares de la placa de circuito se encuentran dentro de la capacidad del experto en la técnica, y no necesitan proporcionarse detalles adicionales de los mismos para que un experto en la técnica aprecie e implemente fácilmente la invención.

En referencia de nuevo a las figuras 2, 3A, y 3B, un tornillo 216 roscado parcialmente, que tiene un árbol con una parte 216T interior roscada y una parte 216U exterior no roscada, se acciona mediante el motor 202. El motor mueve una tuerca 230 axialmente a lo largo del tornillo 216, o bien hacia el motor o bien alejándose del motor, dependiendo de su sentido de rotación.

A medida que se hace girar el tornillo 216, la tuerca 230 se desplaza axialmente sobre el tornillo, pero permanece dentro de una cavidad 240 generalmente rectangular en el pasador. La cavidad tiene una superficie 242 interior que está dispuesta más próxima al motor, y una superficie 244 exterior que está dispuesta alejada del motor y más próxima al exterior de la cerradura. Un primer resorte 208 helicoidal, dispuesto de manera coaxial alrededor del tornillo, presiona axialmente entre la tuerca 230 y una superficie 246 exterior de extremo de la cavidad 240 de pasador, para presionar el pasador 204 alejándolo del conjunto de tuerca/tornillo. Esta presión desvía el pasador en una dirección hacia fuera de la carcasa 100 de cerradura.

La posición de la tuerca 230, que se controla mediante la rotación del tornillo, que actúa a veces en conjunción con el primer resorte 208 helicoidal, determina la posición del pasador de la cerradura. A medida que el motor gira el tornillo en un sentido para forzar la tuerca alejándose del motor, la tuerca presiona contra la primera resorte helicoidal que a su vez impulsa al pasador a extenderse desde la carcasa de cerradura. Por el contrario, a medida que el motor gira el tornillo en un sentido para forzar la tuerca hacia el motor, el pasador se retira hacia la cerradura.

La superficie del pasador 204 que es visible en las figuras 3A, 3B y 4 está dotada de primeros y segundos topes 270A, 270B. A medida que se extiende el pasador, se mueve hasta que los topes 270A, 270B entran en contacto con bloques 272A, 272B respectivos que son partes integrantes de la carcasa 100 de cerradura. Los bloques 272A, 272B limitan por tanto la extensión a la que puede extenderse el pasador 204 desde la carcasa de cerradura. En la carcasa de cerradura mostrada en las figuras 1, 2, y 4A, el cuerpo principal del pasador 204 se extiende por encima de una plataforma 102, mientras que un saliente 204L inferior que sobresale hacia abajo desde el pasador (figuras 2, 4) pasa a través de una ranura 103 en la carcasa (figura 2).

La carcasa 100 de cerradura está dotada de dos salientes 210, 212 que retienen y limitan un balancín 214 (figuras 2, 4) cuando el balancín gira alrededor de un centro 214C de rotación. Un enclavamiento 220 (figuras 2, 4) está dotado de primeras y segundas proyecciones 220A, 220B. En funcionamiento normal, un resorte 222 de torsión impulsa al enclavamiento 220 en un sentido horario (tal como se ve en las figuras 2 y 4) alrededor de un centro 220C de rotación. Cuando se impulsa el enclavamiento así en sentido horario, la primera proyección 220A presiona contra una superficie 214I dentada (figura 2) formada en la cara "inferior" del balancín (entendiéndose que significa la cara que no es visible en la figura 4). La presión desde la primera proyección 220A de enclavamiento impulsa al balancín 214 en sentido antihorario (como se ve en la figura 4). En funcionamiento normal, la extensión 206E de soporte de motor bloquea la rotación de la segunda proyección 220B sobre el enclavamiento.

La tuerca 230 está dotada de un poste 232 (figura 2) que se extiende radialmente alejándose del tornillo, a través de la parte inferior de la cavidad 240 de pasador, y hacia el balancín 214. La superficie "superior" del balancín 214 (que, en esta descripción, denota la superficie del balancín que es visible en la figura 4) está dotada de primeras y segundas guías 214A, 214B de poste, que forman un canal 215 para el poste de la tuerca.

Funcionamiento de la cerradura de cerrojo. Ahora se describen métodos preferidos de funcionamiento de cerradura, en la extensión y retirada del pasador. Se hace especial referencia al diagrama de flujo funcional de las figuras 5A a 5C.

Cierre de la cerradura de cerrojo (extensión del pasador). Brevemente, a medida que el motor gira el tornillo 216 para hacer que el pasador se extienda desde la cerradura, el poste 232 (figura 2) se mueve dentro del canal 215 de balancín (figura 4) durante una primera parte del movimiento axial de la tuerca a lo largo del tornillo. Sin embargo, cuando el poste se mueve suficientemente lejos del motor 202, el pasador se acerca a su posición completamente extendida, y el poste 232 rodea al hombro 218 y escapa del canal 215 hacia una zona 219 abierta sobre el balancín.

En funcionamiento normal, cuando el poste está dentro del canal 215 del balancín, el poste 232 gobierna la posición de rotación del balancín 214 a pesar del enclavamiento 220 desviado por resorte. Sin embargo, cuando el poste escapa hacia una zona 219 abierta cuando el pasador está completamente o casi completamente extendido, el balancín 214 se impulsa en sentido antihorario a la extensión máxima mediante el enclavamiento 220 desviado por resorte. Cuando el balancín 214 está en su posición completamente en sentido antihorario, su superficie 213 de bloqueo está dispuesta inmediatamente opuesta a una superficie 204A en ángulo (figura 4) que se extiende desde el saliente 204L (figura 2) sobre el lado "inferior" del pasador 204 que no es visible en la figura 4. Cuando está en esta posición, la superficie 213 de bloqueo bloquea el saliente 204L de pasador y evita por tanto que cualquier presión aplicada externamente fuerce el pasador hacia atrás hacia la carcasa de cerradura.

De esta manera, la disposición del enclavamiento 220 desviado por resorte, y el balancín 214 con un canal 215 de longitud limitada y una superficie 213 de bloqueo, sirve como una disposición de cerrojo. Esta disposición no requiere ninguna energía externa adicional para mantener su función de cerrojo, porque la fuerza del resorte 222 de torsión mantiene en última instancia la superficie 213 de bloqueo en su posición de bloqueo.

Para extender el pasador hacia fuera de la carcasa de cerradura, el motor gira un periodo de tiempo predeterminado (por ejemplo, 0,5 segundos) que es suficiente para mover la tuerca hacia fuera de la parte 216T roscada del tornillo 216 sobre su parte 216U exterior no roscada (figura 2). Después de que la tuerca 230 ha alcanzado la parte 216U no roscada del tornillo, el tornillo continúa girando durante un tiempo corto (el resto del periodo de tiempo de 0,5 segundos), pero la tuerca 230 permanece estacionaria porque ya no está sobre la parte roscada. Si se bloquea la extensión del pasador 204 (por ejemplo, mediante una jamba de puerta o mecanismos de pasador abiertos), el primer resorte 208 helicoidal resiste el movimiento de la tuerca 230 en alguna medida, pero el motor no experimenta la resistencia repentina que habría si la tuerca se encontrase repentinamente una barrera inamovible.

La tuerca se mueve hacia fuera a la parte no roscada del tornillo, aumentando la carga sobre el resorte 208 hasta que la tuerca para de moverse. Se evita que el balancín se mueva hacia su posición de bloqueo hasta los mecanismos de pasador (u otra estructura de bloqueo tal como una jamba de puerta) están cerrados. La carga del resorte 208 hace que el pasador se extienda completamente, y el resorte 222 hace que el balancín se mueva a su posición de bloqueo.

Se prevé que la posición de cerrojo, bloqueada sea la posición que la cerradura asume casi todo el tiempo en funcionamiento normal. Una primera excepción son los pocos segundos después de que un usuario autorizado ha introducido una autorización (combinación de números, tarjeta llave, o similar), en cuyo caso el balancín 214 se mueve temporalmente fuera del camino del pasador de modo que el pasador puede retirarse. También, tal como se describe posteriormente, en el caso de ciertos tipos de ataque físico a la cerradura (que no se considera que sean funcionamiento normal), el enclavamiento 220 se mueve hacia una posición que bloquea permanentemente el balancín en su posición de cerrojo. Estas excepciones se describen posteriormente.

Apertura de la cerradura de cerrojo (retirada del pasador) Véase la figura 5A. En funcionamiento normal, cuando un usuario introduce una autorización correcta, se activa el motor 202 para girar el tornillo 216 en un sentido que hace que la tuerca 230 y su poste 232 acoplado se muevan hacia el motor.

Antes de que se active el motor, el poste se ubica en una zona 219 abierta del balancín. Cuando se activa el motor por primera vez, el poste inmediatamente actúa como leva sobre la segunda guía 214B de poste sobre el balancín 214. Cuando el poste actúa como leva sobre la guía 214B de poste, impulsa al balancín 214 para girar en un sentido horario (tal como se ve en la figura 4), contra la fuerza del resorte 222 de torsión que actúa sobre el enclavamiento 220.

Cuando el motor comienza por primera vez a retirar el pasador, la tuerca 230 está sobre la parte 216U no roscada del tornillo 216. En una realización preferida, durante este movimiento inicial de la tuerca y el poste, la tuerca primero atraviesa un pequeño hueco (no mostrado) entre la posición de descanso de la tuerca sobre la parte no roscada del tornillo y el borde 242 más interior de la cavidad 240 de pasador. La tuerca 230 siempre se impulsa contra las roscas mediante el primer resorte 208 helicoidal, pero la tuerca 230 no engancha las roscas del tornillo hasta después de que el motor comienza a girar el tornillo. El pasador 204 no comienza a moverse realmente hacia dentro hasta que la tuerca ha enganchado las roscas del tornillo y ha atravesado y cerrado el pequeño hueco para entrar en contacto con el borde 242 más interior de la cavidad del pasador.

De esta manera, el poste 232 actúa como leva sobre el balancín 214 sacándolo fuera del camino del pasador justo antes de que la tuerca 230 comience a mover el pasador.

Después de que el balancín ha girado una cantidad suficiente, el poste rodea al hombro 218 del balancín (figura 4) para marcar la rotación en sentido horario máxima del balancín. En este momento, la superficie 213 de bloqueo del balancín se ha girado fuera del camino de la superficie 204A en ángulo sobre la parte inferior del pasador. Con la superficie 213 de bloqueo fuera del camino, se ha eliminado la función de cerrojo de la cerradura, de tal modo que el pasador puede retirarse hacia la carcasa de cerradura.

Después de que el poste 232 de la tuerca ha rodeado el hombro 218 de balancín, el poste entra en el canal 215 del balancín. La rotación continuada del motor y el tornillo mueve el poste hasta el canal a medida que se retira el pasador adicionalmente hacia la carcasa de cerradura.

Se proporcionan cojinetes 234, 236 primero y segundo de manera coaxial alrededor del tornillo 216. El primer cojinete 234 y el segundo cojinete 236 pueden girar libremente sobre el tornillo, estando ubicado el segundo cojinete 236 más próximo al extremo interior del pasador 204. Los cojinetes tienen pestañas anulares respectivas que retienen un segundo resorte 238 helicoidal (mostrado en las figuras 2, 3A, 3B pero omitido de la figura 4). El segundo resorte 238 helicoidal amortigua el tope del pasador, para impedir que el motor se sobrecargue. Los cojinetes evitan el desgaste del resorte, tornillo y pasador. Cuando el segundo resorte 238 helicoidal comienza a comprimir, no gira con el tornillo, y los cojinetes evitan el desgaste a medida que el tornillo continúa girando.

Según una realización preferida de la invención, el motor se apaga cuando un microprocesador o microcontrolador (\muC) detecta que la corriente de motor supera un límite de carga.

Tal como se muestra esquemáticamente en la figura 6, un microprocesador (\muC) 600 (tal como un SGS Thompson ST62T60B) se muestra en conjunción con un motor 602 CC y cuatro conmutadores 610, 612, 614, 616 electrónicos. El microprocesador 600 controla los cuatro conmutadores para aplicar selectivamente al motor, o bien (1) ninguna tensión, cuando el motor ha de pararse, (2) una tensión directa, para hacer girar el motor en un primer sentido, o bien (3) una tensión inversa, para hacer girar el motor en un segundo sentido. Las tensiones directa e inversa se deriven a partir de una fuente 604 de tensión que puede incluir (por ejemplo) dos pilas alcalinas de nueve voltios conectadas en paralelo. La detección de corriente puede realizarse indirectamente, midiendo tensión a través de una resistencia 606 (o banco de resistencias).

Más específicamente, cuando el microprocesador (\muC) gira los conmutadores 610, 616 primero y cuarto a su estado de conducción, pasa corriente a través del motor desde el terminal A hasta el terminal B, y el motor gira en un primer sentido (por ejemplo, para extender el pasador). Por el contrario, cuando el microprocesador gira los conmutadores 612, 614 segundo y tercero a su estado de conducción, pasa corriente a través del motor desde el terminal B hasta el terminal A, y el motor gira en un segundo sentido (por ejemplo, para retirar el pasador). Es durante la retirada del pasador cuando la característica de detección de corriente de la invención es más útil.

Cuando se detecta que la corriente ha superado un cierto umbral de sobrecarga, el microprocesador actúa para cortar la potencia al motor, apagando por tanto el motor y evitando la unión mecánica o daño al motor cuando el pasador ha alcanzado su posición completamente retirada. El funcionamiento eléctrico y electrónico del control de motor y microprocesador se describe con mayor detalle con referencia a la figura 7, en la descripción de la característica de detección de batería baja.

Después de que se ha abierto la cerradura de cerrojo. La siguiente descripción se refiere al funcionamiento de la cerradura de cerrojo inmediatamente después de que se ha abierto la cerradura.

Característica de "Tiempo de espera". En funcionamiento, cuando se introduce una combinación correcta u otra autorización, preferiblemente se retira el pasador sólo durante un periodo de tiempo predeterminado (tal como quince segundos en la cerradura de pestillo, o seis segundos en la cerradura de cerrojo). Después de que pasa este periodo de tiempo predeterminado (un periodo de "tiempo de espera"), el motor extiende automáticamente (o intenta extender) el pasador.

Esta característica de "tiempo de espera" garantiza que, si se introduce una combinación correcta, la puerta segura debe abrirse casi inmediatamente; de lo contrario, el pasador se extiende al final del periodo de tiempo de espera y la combinación tendría que introducirse de nuevo. Esta característica proporciona seguridad adicional en un escenario en el que un individuo autorizado introduce una combinación correcta pero se le distrae y tiene que dejar la zona. Sin la característica de tiempo de espera, una puerta cerrada para una caja fuerte podría indicar de manera falsa que la caja fuerte está cerrada, e individuos no autorizados tendrían acceso a la caja fuerte si el pasador no volviera a extenderse automáticamente. Sin embargo, con la característica de tiempo de espera, si la puerta de la caja fuerte está cerrada y no se ha introducido una combinación en los últimos segundos, el pasador se extiende automáticamente y se evita el riesgo de seguridad anterior.

Si el pasador se bloquea Véase especialmente el diagrama de flujo en la figura 5C.

Normalmente, después de que se retira la cerradura, el usuario abre la puerta completamente, en cuyo caso el pasador se extiende fácilmente de nuevo porque no hay nada bloqueando la trayectoria del pasador. Sin embargo, se reconoce que, después de que se ha retirado el pasador, es posible que el usuario pueda mover la puerta sólo una pequeña distancia, lo suficientemente grande para que el pasador ya no se alinee con una cavidad en la jamba de la puerta de la caja fuerte, pero no lo suficientemente grande para que el pasador salve totalmente la jamba de la puerta. En este escenario, el motor intenta empujar el pasador hacia fuera, pero la jamba de la puerta bloquea el movimiento del pasador.

En este escenario, el primer resorte 208 helicoidal garantiza que, con el siguiente movimiento de la puerta, se extenderá el pasador. Específicamente, si la puerta se empuja hacia atrás hacia su posición completamente cerrada, el pasador se alinea con su orificio en la jamba y el primer resorte 208 extiende el pasador, cerrando la puerta. Por el contrario, si la puerta se abre tirando de ella, el resorte extiende el pasador tan pronto como salve la jamba de la puerta, garantizando por tanto que la puerta no puede cerrarse completamente y proporcionando una indicación visual de que la caja fuerte no está cerrada.

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La invención también puede aplicarse a las situaciones en las que hay "mecanismos de pasador" para la caja fuerte. Los siguientes párrafos se aplican sólo a realizaciones en las que se acoplan mecanismos de pasador al pasador. Las figuras 13A, 13B muestran un ejemplo de mecanismos 1310 de pasador. Las figuras 13A, 13B se comentan en detalle posteriormente.

Sin embargo, una realización simplificada de mecanismos de pasador (no ilustrada específicamente) implica mecanismos de pasador que difieren de los mostrados en las figuras 13A, 13B. En esta realización simplificada, no hay ningún elemento 1312 de bloqueo, y el pasador 1304 puede extenderse directamente hacia la ranura 1322 sin ningún elemento de bloqueo intermedio. El funcionamiento de una cerradura en la que el pasador se extiende hacia una jamba de puerta es muy similar al funcionamiento de la cerradura en el que el pasador se extiende hacia una ranura en mecanismos de pasador: si la ranura está alineada con el pasador, entonces el pasador puede volver a extenderse completamente hacia la ranura, pero si la ranura no está alineada con el pasador (tal como cuando los mecanismos de pasador están "abiertos"), entonces el pasador no se extiende inmediatamente pero se volverá a extender cuando los mecanismos de pasador se devuelvan a su posición "cerrada". En relación a la característica de reextensión automática del pasador, mover la ranura en los mecanismos de pasador con respecto al pasador es equivalente a abrir y cerrar la puerta y volver a alinear el orificio en la jamba de la puerta con el pasador; el principio de funcionamiento interno de la cerradura es el mismo.

En referencia ahora a las figuras 13A, 13B, si el pasador de la cerradura se retrae pero los mecanismos de pasador de la caja fuerte no están situados para permitir que se abra la puerta de la caja fuerte, el pasador se vuelve a extender fácilmente porque no hay nada bloqueando la trayectoria hacia fuera del pasador. Cuando se abre la puerta de la caja fuerte después de mover los mecanismos de pasador, bloqueados previamente por la cerradura, después de que se ha retirado el pasador, los mecanismos de pasador bloquean la trayectoria del pasador de tal modo que no puede extenderse el pasador. En este escenario, el motor intenta empuja el pasador hacia fuera, pero los mecanismos de pasador de la caja fuerte bloquean el movimiento del pasador.

En este escenario, el primer resorte 208 helicoidal garantiza que, con el siguiente movimiento de los mecanismos de pasador de la caja fuerte para asegurar la caja fuerte, el pasador se extenderá. Específicamente, si los mecanismos de pasador se mueven hacia atrás hacia la posición completamente cerrada, el pasador se alinea con su punto de bloqueo en los mecanismos de pasador y el primer resorte 208 extiende el pasador, cerrando la caja fuerte.

Habiéndose descrito el funcionamiento normal de la cerradura, ahora se describen otras características de la invención.

Primera característica de seguridad de doble cierre (dada a conocer con especial referencia a la cerradura de cerrojo)

Tal como entienden los expertos en la técnica, "doble cierre" tiene dos definiciones. La primera denota una extensión del pasador realizada después de que se ha retirado el pasador. Este doble cierre se realiza a menudo automáticamente, sin la intervención del usuario. La extensión automática descrita anteriormente del pasador después de un periodo de tiempo dado desde que se ha retirado el pasador puede considerarse un primer ejemplo de doble cierre.

A continuación se muestra una descripción de un segundo tipo de doble cierre, uno que se realiza cuando la cerradura es atacada físicamente.

Se prevé que la cerradura pueda atacarse físicamente con un martillo y punzón o varilla metálica a través de un orificio de acceso de cable en la puerta de la caja fuerte, estando alineado el orificio con el motor 202. En este escenario, es probable que el motor 202 o su soporte 206 de motor sea el elemento que recibe la fuerza del ataque de punción. Debido a que, según la invención, el motor 202 está conectado con su soporte 206 de motor, el soporte de motor se forzará fuera de su posición.

Si el soporte 206 de motor se fuerza fuera de su posición, la extensión 206E de soporte que normalmente está en contacto con el enclavamiento 220 (figura 4) también se desplaza. Cuando se desplaza la extensión 206E de soporte, ya no bloquea la segunda proyección 220B del enclavamiento. Sin restringirse así, la fuerza de rotación del resorte 222 de torsión hace que el enclavamiento gire en sentido horario más que durante el funcionamiento normal.

En una realización particular, el enclavamiento gira al menos otros noventa grados, de tal modo que la primera proyección 220A de enclavamiento entra en contacto con una parte 224 redondeada (figura 4) sobre la carcasa de la cerradura. Cuando el enclavamiento está en esta posición en sentido horario de extremo, cualquier fuerza aplicada contra el mismo por el balancín 214 tenderá realmente a hacer que el enclavamiento 220 gire más en sentido horario en vez de en sentido antihorario como en funcionamiento normal. Por tanto, la posición en sentido horario de extremo del enclavamiento 220 no sólo garantiza que el balancín 214 se gira a su posición de cerrojo, sino que también garantiza que el pasador no puede retirarse a menos que se abra físicamente la carcasa de cerradura y se extraiga físicamente el enclavamiento.

Apreciablemente, los mismos componentes mecánicos que proporcionan la funcionalidad de cerrojo de la cerradura también proporcionan su funcionalidad de doble cierre. Esta integración de la característica de doble cierre con la característica de desviación de cerrojo reduce el número de piezas en la cerradura, reduciendo por tanto el coste y complejidad de fabricación de la cerradura.

Detección de batería baja. A continuación, se describe un dispositivo de detección de batería baja preferido con referencia a las figuras 6 y 7.

Tal como aprecian fácilmente los expertos en la técnica, el deterioro progresivo del rendimiento de la batería y su vida útil limitada pueden amenazar el funcionamiento apropiado de cerraduras alimentadas electrónica o eléctricamente que se basan en tales baterías. Por ejemplo, en las cerraduras descritas en esta memoria descriptiva, si el pasador se retira y la batería no tiene suficiente energía para volver a extender el pasador, entonces el pasador permanecerá en su posición retirada. Este es un problema serio en un escenario en el que un individuo introduce una combinación correcta pero inmediatamente abandona la zona, quizás debido a alguna distracción, pero deja la puerta de la caja fuerte cerrada. Si el pasador permanece retirado, parece de manera errónea que la puerta de la caja fuerte está cerrada cuando de hecho es vulnerable frente al acceso por individuos no autorizados.

Especialmente para tales escenarios, pero también para advertir de manera rutinaria a los propietarios de cuándo deberían sustituirse las baterías, la presente invención proporciona una disposición de detección de batería de la invención que detecta de manera precisa una valoración útil y significativa de una capacidad de rendimiento de la batería. Disposiciones de detección convencionales detectan la tensión de batería, y hacen que la cerradura responda en consecuencia, tomando una acción defensiva si la tensión medida está por debajo de un umbral que se determina según el tipo de batería particular que está evaluándose. En contraposición, según una realización preferida de la invención, lo que se detecta es corriente eléctrica, en lugar de tensión. Este enfoque de la invención es particularmente apropiado para cerraduras accionadas por motor porque los motores son esencialmente elementos accionados por corriente.

Además, las mediciones eléctricas se realizan en puntos en el tiempo particularmente significativos, en lugar de en puntos aleatorios en el tiempo como es característico de disposiciones de detección conocidas. Por tanto, la disposición de la invención considera no simplemente una medida eléctrica, sino que también implica una medida temporal.

Según una realización a modo de ejemplo un procesador 600 (tal como un SGS Thompson ST62T60B) detecta la magnitud de corriente de motor en una ventana de tiempo dada después de que se activa el motor. Cuando se activa, el motor demanda que las baterías aumenten su salida de corriente. Según una realización preferida, si la corriente proporcionada al motor no aumenta hasta un cierto nivel en un tiempo predeterminado tras la activación, se toma una decisión de que la batería tiene potencia inadecuada para iniciar una secuencia de apertura, y se toma una acción defensiva adecuada.

Por ejemplo, si se determina que las baterías no tienen suficiente potencia para retirar satisfactoriamente un pasador, y esperar un periodo de tiempo dado, y después del mismo extender el pasador, entonces se decide no retirar el pasador en primer lugar, sino simplemente hacer sonar una alarma audible y/o visual de tal modo que los propietarios sepan que las baterías deberían sustituirse.

Más específicamente, se hace referencia a la figura 6 para una ilustración esquemática de la disposición de detección de batería. Después de iniciar una operación de retracción de pasador para el motor, el microprocesador o microcontrolador (\muC) monitoriza, en función de tiempo, la corriente que pasa a través de una resistencia 606 (resistencia o serie de resistencias). Para permitir esta monitorización, se proporcionan señales de tensión recibidas desde lados opuestos de la resistencia al microprocesador 600 a través de conversores 608A, 608B analógico a digital (ADC) adecuados y un restador 609 que se ilustran esquemáticamente en la figura 6. Se entiende que, en una realización práctica, puede elegirse un microprocesador que incorpore los ADC, y que la sustracción de valores de señales de tensión pueda realizarse en software. En sendas realizaciones, el microprocesador divide la diferencia de tensión medida por el valor de resistencia conocido de la resistencia 606 para llegar a un valor que representa la corriente instantánea que pasa a través del motor en función del tiempo.

En funcionamiento, un temporizador interno al microprocesador comienza en el tiempo t_{0} (véase el diagrama temporal de la figura 7), cuando la cerradura recibe un código de autorización correcto. En t_{0}, la corriente detectada que pasa a través del motor es cero, de tal modo que una gráfica de la corriente está en el origen del gráfico en la figura 7. En este momento, se aplica tensión al motor, y la corriente comienza a aumentar para superar las fuerzas de rozamiento que oponen resistencia al giro del motor. Cuando ha transcurrido un tiempo t_{1}, el microprocesador compara el valor de corriente medido con una corriente umbral I_{TH}. Si la corriente medida supera la corriente umbral, se considera aceptable tal como se indica por la región "A", y el funcionamiento continúa normalmente. Sin embargo, si la corriente medida cae por debajo de la corriente umbral, se considera inaceptable tal como se indica por la región "U", y se ajusta en software una etiqueta de "batería baja".

Esta etiqueta indica que las baterías se han vaciado hasta por debajo de un estándar de rendimiento aceptable, y por tanto deberían sustituirse. El microprocesador envía una señal al teclado numérico a través de un cable, de tal modo que se proporciona una indicación audible y/o visual adecuada para advertir al usuario. Para este fin, se proporcionan un emisor 1102 de tonos y un diodo 1104 emisor de luz (LED, Light Emitting Diode) convencionales en la caja del teclado numérico (véase la ilustración esquemática en la figura 11), accionada por la señal 11 de FDBK (realimentación, feedback) de la cerradura.

También, en una realización preferida, se ajustan dos niveles umbral. El primer nivel advierte al usuario de que las baterías están próximas al final de su vida. Cuando se alcanza el segundo nivel, no se permiten retiradas adicionales del pasador después de que se ajusta la etiqueta de "batería baja". El software simplemente hace que el microprocesador ignore entradas correctas de la combinación y proporciona una indicación auditiva y/o visual. Por tanto, antes de cualquier intento de retirar el pasador cuando la etiqueta está ajustada, esta característica evita la situación en la que la batería no tiene suficiente potencia para volver a extender el pasador después de la retirada del mismo.

Una mejora a esta característica de ajustar una etiqueta implica aprovechar la capacidad de una batería para "recuperar" su tensión a lo largo del tiempo. En realizaciones que tienen esta mejora, cada ciclo de apertura-cierre implica la evaluación de corriente descrita anteriormente. Cuando la corriente en tres ciclos consecutivos cae por debajo del valor de corriente umbral, se proporciona una advertencia de "batería baja" (tal como cinco conjuntos de pitidos dobles). Cuando la corriente en tres ciclos consecutivos cae por debajo de un segundo umbral, menor que el primer umbral, no se permite operar la cerradura, y se proporciona una indicación de "batería agotada", tal como veinte pitidos consecutivos).

Preferiblemente, al final de cada ciclo cuando no se permite operar a la cerradura, el microprocesador inicia una operación de extensión de pasador para garantizar que en el corto tiempo que la corriente está fluyendo durante la detección, la tuerca 230 no se mueva hacia abajo del tornillo 216.

Por supuesto, la magnitud particular de corriente que se elige como un umbral mínimo, y el tiempo t_{1} particular tras la activación, varían con varios factores. Estos factores pueden incluir: las propiedades de las baterías, el motor utilizado en la cerradura, el consumo de potencia esperado de operaciones para las que se considera crucial suficiente potencia, un margen de seguridad elegido subjetivamente, etc. Los expertos en la técnica pueden determinar fácilmente estos parámetros con experimentación rutinaria con una combinación dada de batería, motor, y funcionalidad, y los detalles no necesitan explicarse en mayor detalle.

Detección de posición de pasador. El pasador ilustrado está dotado de un imán 290 que se ilustra literalmente en las figuras 2, 3A, 3B, 4, y esquemáticamente como elemento 690 en la figura 6. El imán se utiliza en conjunción con un conmutador 692 Reed (figura 6) que se acopla (por ejemplo) a la placa de circuito de la cerradura (no mostrada). Tal como aprecian los expertos en la técnica, el cierre de los conmutadores Reed está gobernado por la proximidad a un imán externo. Cuando un imán está próximo al conmutador Reed, el conmutador está cerrado, y cuando el imán no está próximo al conmutador, presenta un circuito abierto.

En una primera realización, cuando el pasador está extendido, un imán sobre la placa de circuito está adyacente al conmutador Reed, y el conmutador Reed señala la condición "cerrada" al microprocesador o microcontrolador (\muC). Cuando el pasador está retirado en la carcasa, el imán no está adyacente al conmutador Reed y la señal se elimina, permitiendo que el software en el microprocesador concluya que la cerradura no está cerrada.

En una realización alternativa, el conmutador Reed está colocado adyacente a la posición del imán cuando el pasador está retirado en lugar de cuando está extendido, en cuyo caso la señal presentada al microprocesador es un indicador "no cerrado". En cualquier realización, el microprocesador puede hacer que se visualice un indicador audible y/o visual, para confirmar una condición "cerrada" o (preferiblemente) para advertir de una condición "no cerrada". En una realización preferida, los indicadores audible y visual son el emisor 1102 de tonos y el LED 1104 sobre la unidad de teclado numérico (ilustrados esquemáticamente en la figura 11).

Realización de pestillo. Una segunda realización de la cerradura de la invención, que puede resumirse como una realización "de pestillo", se muestra en las figuras 8, 9, 10A, 10B, y 10C.

La figura 9 es una vista en perspectiva en despiece ordenado de la cerradura de pestillo, mostrando las figuras 10A y 10B vistas en plantas en corte parcial de la cerradura en posiciones retirada y extendida, respectivamente. Los componentes en las figuras 9,10A y 10B están encerrados dentro de una carcasa que tiene una base 800 y una cubierta 801 mostradas en la figura 8.

Un motor 902 proporciona la fuerza motriz para extender el pasador 904 hacia el interior y el exterior de la carcasa 800 de cerradura. El pasador está dotado de dos orificios 904A, 904B roscados hembra que son útiles para la conexión con "mecanismos de pasador" que se describen con referencia a las figuras 13A y 13B.

El motor 902 está soportado por un soporte 906 de motor. El buje del motor (ubicado en 902A) se captura mediante el orificio 906A en el soporte de motor. El eje del motor acciona una serie de engranajes 908A, 908B, 908C a través de una abertura 906A en el soporte de motor. El engranaje 908C final tiene un orificio 910 conformado que se acopla con un extremo 912 de un collar 914 que contiene un tornillo 916 roscado. El collar 914 se encaja a través de una abertura 918A en un elemento 918 de retención de cojinetes que se acopla con una caja 920 de cojinetes. La caja 920 de cojinetes tiene una abertura 922 a través de la que encaja el collar 914. Los cojinetes 924 dentro de la caja 920 de cojinetes soportan el collar sobre la superficie 926 de cojinete del collar.

Un conjunto 930 de tuerca está dispuesto con su eje dispuesto transversal al eje de rotación del tornillo 916. El conjunto 930 de tuerca tiene una parte 932 central de diámetro mayor y dos partes 934A y 934B exteriores de diámetro menor. Se proporcionan dos elementos compresibles tales como los amortiguadores 936A y 936B de caucho anulares sobre partes 934A y 934B exteriores respectivas, adyacentes pero no tocando los bordes exteriores axialmente de la parte 932 central. Preferiblemente, las partes exteriores tienen indentaciones anulares (no mostradas) que se acoplan con los amortiguadores anulares para impedir que los amortiguadores se deslicen en la dirección axial. El diámetro interior de los amortiguadores anulares es por tanto ligeramente menor que el diámetro exterior de las partes exteriores junto a las indentaciones para mantener los amortiguadores anulares en su lugar. Preferiblemente, el cilindro es simétrico alrededor de un orificio 938 a través del cual se rosca el tornillo.

El conjunto 930 de tuerca con amortiguadores 936A, 936B anulares encaja en un rebaje 940 en la parte superior del pasador 904. Cuando el motor hace que el tornillo 916 gire en un primer sentido, la superficie de amortiguador 936A anular presiona contra la superficie 942A lateral (véase especialmente la figura 10C), y la superficie del amortiguador 936B anular presiona contra la superficie 942B lateral. Por el contrario, cuando se hace girar el tornillo en el sentido opuesto, la superficie del amortiguador 936A anular presiona contra la superficie 944A lateral (figura 10C), y la superficie del amortiguador 936B anular presiona contra la superficie 944B lateral.

Un cable de doble cierre, indicado en general como el elemento 950, incluye un extremo 952 de palanca que presiona contra una superficie 952A interior de la carcasa (figura 10B), un resorte 954 (estabilizado en la carcasa mediante un buje 954H en la figura 10B), una parte 956 longitudinal que se extiende generalmente hacia un punto adyacente al pasador, un bucle 958 situado cerca de la superficie 982 de extremo interior del pasador cuando está extendido, y un extremo 960 de bloqueo que encaja normalmente dentro de una muesca 960A (figura 10B) en la carcasa. El funcionamiento del cable de doble cierre se describe posteriormente.

Una placa de circuito impreso (no mostrada) está acoplada a la carcasa 800 en los puntos 966A y 966B. El hardware que está presente sobre la placa de circuito impreso puede ser sustancialmente el mismo que el previsto sobre la placa de circuito impreso en la realización de la cerradura de cerrojo que se ha descrito anteriormente. Debería incluir un elemento de control tal como un microprocesador o microcontrolador que ejecuta instrucciones que controlan el funcionamiento del motor, así como otras funciones de control y monitorización descritas en cualquier otra parte en esta memoria descriptiva.

En funcionamiento, suponiendo que la cerradura está en su posición extendida mostrada en la figura 10B, el microcontrolador sobre la placa de circuito impreso responde a la entrada de una señal de autorización correcta (tal como una secuencia de números introducida en un teclado numérico), y provoca que el motor 902 haga girar el tornillo 916 en una primera dirección. La rotación del tornillo provoca que el conjunto 930 de tuerca se mueva hacia el motor, presionando los amortiguadores 936A, 936B de caucho contra las superficies 942A, 942B laterales, respectivamente, en el rebaje 940 de pasador. Esta presión provoca que el pasador se retire hacia la carcasa de cerradura hasta que la superficie 982 de pasador choca contra una guarda del tornillo 980 de ajuste de lanzamiento del pasador que sobresale a través de la carcasa.

En este momento, la corriente del motor aumenta en respuesta al aumento de carga, un aumento que el microcontrolador detecta de manera adecuada (véase, por ejemplo, la figura 6). Cuando el microcontrolador detecta el aumento de corriente, ordena al motor que deje de girar. Ventajosamente, los amortiguadores 936A, 936B anulares absorben la mayoría del choque de impacto, reduciendo de ese modo la intensidad del aumento de corriente y permitiendo que el microcontrolador reaccione rápidamente, evitando de ese modo dañar el motor, los dientes de engranaje y otros componentes de accionamiento, y ralentizando el agotamiento de la batería.

Para volver a cerrar la cerradura extendiendo el pasador, el motor gira en el sentido opuesto, provocando que el tornillo gire también en el sentido opuesto. La rotación de los tornillos fuerza (o intenta forzar) el pasador fuera de la cerradura, desde su posición en la figura l0A hacia su posición en la figura 10B. Cuando esta fuerza se aplica al conjunto de tuerca, los amortiguadores 936A, 936B anulares presionan contra las superficies 944A, 944B laterales, respectivamente, en el rebaje 940 de pasador. Si el pasador no está físicamente bloqueado, esta presión extiende el pasador fuera de la carcasa de cerradura hasta que los salientes 970A, 970B de pasador entran en contacto con las superficies 972A, 972B de bloqueo de carcasa, respectivamente (véase la figura 10B).

En este contacto, la corriente del motor aumenta, un aumento que detecta el microcontrolador, que en respuesta corta la energía al motor. De igual manera que durante la retirada del pasador, los amortiguadores anulares absorben la mayoría del choque cuando el pasador se detiene, dando al microcontrolador más tiempo para cortar la energía y alargar la longevidad del motor, dientes de engranaje y otros componentes de accionamiento.

Si el pasador está físicamente bloqueado, la cerradura funciona casi de igual manera excepto porque la barrera que bloquea el pasador, en lugar de las superficies 972A, 972B de carcasa, determina cuando se detiene el movimiento del pasador y se apaga el motor.

Por tanto, la cerradura mostrada en las figuras 9, 10A, y 10B mueve el pasador positivamente en ambas direcciones basándose en la rotación del motor, y detiene el movimiento del pasador en ambas direcciones basándose en la detección de corriente. Este funcionamiento hace surgir el término "pestillo" ("push-pull", empujar-tirar) que se aplica a la cerradura.

Aunque puede hacerse que el pasador permanezca en la posición retirada (figura 10A), en la realización preferida se prevé una característica de "tiempo de espera", similar a la descrita con referencia a la cerradura de cerrojo. Brevemente, la característica de tiempo de espera es una característica de seguridad que garantiza que el microcontrolador automáticamente vuelva a extender el pasador (figura 10B) poco tiempo (por ejemplo, quince segundos) después de que el pasador se retire (figura 10A). Esta característica de seguridad garantiza que el pasador no se deje en la posición retirada durante largos periodos de tiempo (figura 10A), dando posiblemente la impresión de que la caja fuerte está cerrada cuando de hecho no está cerrada.

Una aplicación preferida de la cerradura de pestillo está en un sistema de cerradura en el que se emplean "mecanismos de pasador", tal como se muestra en las figuras 13A, 13B. Cuando se usa en esa aplicación, la cerradura de pestillo puede extender el pasador en respuesta a un único movimiento de un usuario (la rotación de la manilla mostrada en las figuras 13A, 13B). El microcontrolador responde a la posición de un conmutador que indica si los pasadores de caja fuerte (tetones 1341 a 1343) se han movido a su posición extendida, y extiende el pasador de cerradura automáticamente.

Se prevén uno o más orificios de tornillo (tal como el indicado como elemento 980) a través del lado posterior de la carcasa 800. Cuando se inserta un tornillo a través del orificio 980 de tornillo, la cerradura funciona de la manera descrita justo anteriormente.

Sin embargo, cuando el tornillo se retira del orificio 980, no puede interrumpir el movimiento del pasador de modo que el pasador pueda retirarse hacia la carcasa hasta un grado máximo. Sin ningún tornillo instalado, el pasador se retira a una posición en la que la superficie 984 de pasador (figura 10C) está bloqueada por el alojamiento 920 de cojinete, momento en el que el microcontrolador corta la energía al motor, estando el pasador ligeramente retirado hacia la carcasa de cerradura.

Un fin del orificio 980 de tornillo es adaptar la amplitud de movimiento del pasador para adecuarse a instalaciones y geometrías de mecanismos de pasador particulares. De esta manera, puede usarse esencialmente la misma cerradura (incluyendo o excluyendo un tornillo que se instala fácilmente y se retira fácilmente) en una variedad de instalaciones y geometrías de trabajo de pasador. Por consiguiente, no tienen que diseñarse y construirse cerraduras independientes, ahorrando por tanto costes de diseño y fabricación al diseñador y fabricante de la cerradura.

También se muestra en las figuras 9 a 10C un imán 990 cuyo fin y función son sustancialmente los mismos que los del imán 290 en la cerradura de cerrojo de la figura 2. El imán se muestra genéricamente como el elemento 690 en la figura 6. Por tanto, esta disposición indicadora de extensión de pasador y/o retirada del pasador que incluye el imán 990 puede emplearse también en la cerradura de pestillo, como lo son también la característica de detección de batería baja, el teclado numérico precintado, la caja de conexiones de coacción, la caja de habilitación/deshabilitación remota, y el indicador de seguimiento que se describen en otra parte en esta memoria descriptiva con referencia a las figuras 6 y 11.

Segunda característica de seguridad de doble cierre (dada a conocer con la cerradura de pestillo)

La realización ilustrada está dotada de una característica de doble cierre integrada que garantiza que se impide que el pasador se retire después de ciertos tipos de ataque físico.

En referencia a la figura 9, el motor 902 se monta en el soporte 906 metálico de motor. El alambre 950 de elemento de doble cierre está desviado por resorte de modo que, en funcionamiento normal, el alambre de elemento de doble cierre presiona contra una parte 906L inferior del soporte 906 metálico de motor. En funcionamiento normal, el soporte de motor se mantiene en su sitio mediante espigas 920A, 920B que se extienden desde la pieza 920. Las espigas 920A, 920B están fabricadas de un material que es sustancialmente menos resistente que el soporte 906 metálico de motor. Normalmente, las espigas mantienen el soporte en su sitio, de modo que el alambre 950 de elemento metálico de doble cierre permanece en su posición de reposo en el que el pasador 904 no está bloqueado (véase la figura 10B).

La efectividad de este sistema resistente al taladrado se mejora proporcionando una placa 907 dura que no comenzará a formar virutas durante una operación de taladrado a una fuerza inferior que la que disparará la disposición de doble cierre. Cuando se aplica una fuerza externa contra la parte posterior de la carcasa, o cuando una broca de taladro penetra la carcasa y aplica una fuerza contra la placa 907 dura, a continuación se fuerza la separación del motor 902 y el soporte 906 de motor de la parte posterior de la carcasa. En este caso, la fuerza aplicada al soporte 906 metálico rompe las espigas 920A, 920B de plástico blando que lo retenían, permitiendo que el soporte 906 se aleje sin dificultad de la parte posterior de la carcasa 800.

A medida que el soporte de motor se aleja de la parte posterior de la carcasa, el soporte ya no retiene el alambre 950 desviado por resorte de elemento de doble cierre. Bajo la fuerza de la parte 954 de resorte, el alambre 950 de elemento de doble cierre se aleja de su posición de reposo cerca del lado 952A de la carcasa. El bucle 958, próximo al extremo hacia fuera del alambre de elemento de doble cierre, se aleja del lado de la carcasa hacia un entrante 958C en el que el alambre de elemento de doble cierre bloquea la retirada del pasador 904. Cuando se mueve hacia el entrante 958C, el bucle 958 de doble cierre bloquea la superficie 982 de pasador. Esta posición del alambre de elemento de doble cierre realiza una función de cerrojo: el pasador no puede retirarse, incluso si se introduce una combinación correcta.

Como seguro adicional de doble cierre cuando se aplica una fuerza contra el motor, la parte 954 de resorte saca el extremo 960 exterior del alambre de elemento de doble cierre de su posición de reposo en la ranura 960A en la carcasa. A medida que el bucle 958 se mueve hacia el entrante 958C para bloquear el pasador 904, el extremo 960 se mueve hacia una posición que hace tope con un reborde 960B (figura 10B) en la carcasa. Este movimiento del extremo 960 se garantiza por torsión en el bucle 958 que desvía el extremo 960 para girar en sentido antihorario (tal como se ve en la figura 10B). Cuando el extremo 960 hace tope con el reborde 960B, ninguna fuerza aplicada contra el alambre de elemento de doble cierre en una dirección alejándose del pasador (hacia el lado de la carcasa, de derecha a izquierda en la figura 10B) puede mover el alambre de elemento de doble cierre fuera de su posición de bloqueo de pasador (cerrojo). El reborde bloquea el movimiento del alambre de elemento de doble cierre en cualquier intento de movet el alambre de nuevo hacia el lado de la carcasa a su posición 960A original.

Con esta disposición, un individuo no autorizado no puede manipular el alambre de elemento de doble cierre fuera de su posición de bloqueo de pasador simplemente intentando forzar el alambre de elemento de doble cierre alejándose del pasador. El reborde 960B proporciona una característica de cerrojo para el alambre que a su vez proporciona una característica de cerrojo al pasador, proporcionando efectivamente una segunda capa de protección.

Además, la cubierta 801 de cerradura tiene una sección 801A delgada (figura 8) que constituye una línea de rotura en la cubierta. Si el motor de cerradura se separa de manera forzada de la cerradura, la cubierta 801 se romperá. Una parte de la cubierta permanecerá sobre el pasador y el alambre de cierre doble, protegiéndolos de una manipulación adicional por parte de individuos que traten de burlar el sistema de doble cierre.

Características (de sistema) auxiliares. A continuación, se dan a conocer diversas características del sistema de cerradura de la invención, con referencia especial a las figuras 11A y 11B (que pueden referirse en conjunto como la figura 11). Se entiende que el sistema mostrado en las figuras 11A y 11B, casi como el de las figuras 6 y 7, puede emplear o bien la cerradura de cerrojo de las figuras 1 a 5C, o la cerradura de pestillo de las figuras 8 a 10.

Una cerradura 1, que puede ser de los tipos descritos en cualquier otra parte de esta memoria descriptiva, se muestra en conjunción con una unidad 2 de teclado numérico. La cerradura 1 y la unidad 2 de teclado numérico están conectadas por un cable que, en una realización preferida, tiene cuatro conductores:

1.: Una línea 10 de señal es una trayectoria de señal analógica bidireccional que se extiende entre la unidad de teclado numérico y un microprocesador en la cerradura 1.

2.: Una línea 11 de realimentación es una trayectoria de señal analógica que lleva desde el microprocesador de cerradura hasta el teclado numérico y afuera hacia una unidad 3 de procesamiento de datos externa tal como un ordenador personal.

3.: Potencia, proporcionada por una batería o disposición de baterías en la unidad de teclado numérico, que se transporta sobre la línea 12.

4.: Tierra, que comparten las diversas unidades, que se transporta sobre la línea 13.

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A lo largo del cable, puede insertarse una o más cajas modulares. Según la invención, estas cajas incluyen una caja 4 de inserción de señal de deshabilitación y una caja 7 de detección de coacción. Las cajas 4, 7 son modulares, y por tanto pueden incluirse en o excluirse de cualquier sistema particular, aunque, para mayor completitud en esta descripción, se incluyen ambas cajas en la realización ilustrada. Asimismo, la invención prevé que los componentes de las cajas 4 y 7 puedan combinarse para compartir una única caja 47.

Para soportar la modularidad, las cajas están dotadas de conectores 4A, 7A de entrada respectivos que permiten la conexión al cable aguas arriba, y conectores 4B, 7B de salida respectivos que permiten la conexión al cable aguas abajo. Si se omite una caja dada del sistema de cerradura, el cable aguas arriba simplemente se encaja en un conector sucesivo aguas abajo en lugar de en el conector de la caja que se omite. Tales conectores se omiten en la ilustración de la figura 11B para mayor claridad. La elección o diseño particulares del conector entran fácilmente en la capacidad de los expertos en la técnica y por consiguiente se omite una descripción detallada de los mismos.

La caja 7 de detección de coacción se muestra conectada a través de una línea de comunicación a una interfaz 8 adecuada a una o más unidades 8A, 8B, 8C de respuesta a la coacción, y así sucesivamente. Las unidades de respuesta a la coacción pueden incluir, por ejemplo, uno o más de una alarma 8A, una cámara 8B de fotografía fija o de vídeo, una conexión 8C telefónica externa, y similares.

La caja 4 de inserción de señal de deshabilitación se muestra esquemáticamente como conectada a través de una línea de comunicación a una unidad 5 de habilitación/deshabilitación remota (RED). El funcionamiento de la unidad 5 de habilitación/deshabilitación remota puede dirigirse mediante una fuente 6 de decisión que puede ser uno o más de un botón de alarma, una llave de contacto, mandos electrónicos remotos de recepción por módem, y
similares.

Brevemente, la unidad 5 de habilitación/deshabilitación remota permite a la caja 4 de inserción de señal de deshabilitación inyectar una "señal de deshabilitación" sobre la línea 10 de señal que lleva a la cerradura 1. En una realización particular preferida (véase la figura 11B), la "señal de deshabilitación" puede ser realmente la "apertura" (desconexión, o apertura de circuito) de la línea 10 de señal mediante un relé; la cerradura reconoce la línea de señal abierta como una señal de deshabilitación.

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En una realización preferida, simplificada, las funciones de los elementos 4 y 5 se combinan en una única caja. En esa realización, cuando se recibe una señal V_{bloqueo} la caja compuesta con las funciones combinadas de las cajas 4 y 5 ilustradas, la línea 10 de señal se abre con un relé biestable adecuado.

La unidad 2 de teclado numérico incluye una disposición 1106 de teclas y un codificador 1108 que interpreta el cierre de teclas en la disposición de teclas. Tal como se ilustra esquemáticamente en la figura 11A, el codificador controla la resistencia global de una escalera 1110 de resistencias que tiene una serie de resistencias cuyos valores de resistencia pueden estar relacionados entre sí, por ejemplo, por potencias progresivamente mayores de 2. La escalera 1110 de resistencias está conectada en un extremo a la tierra 13 y en el otro extremo al suministro CC (+V) 12 mediante una resistencia pull-up (preferiblemente una resistencia 1101 de 20 KQ ubicada en la cerradura). De esta manera, la disposición 1106 de teclas, el codificador 1108, y la escalera 1110 de resistencias funcionan juntas como un divisor de tensión programable. Cortocircuitando selectivamente una combinación de resistencias dada en la escalera, el codificador provoca que la escalera de resistencias presente una tensión en la línea 10 de salida analógica que es una representación única codificada de la tecla que acaba de pulsarse.

En la realización alternativa de la figura 11B, se prevé una disposición 1110' de resistencias. Cada tecla del teclado 1106 numérico está conectada a un conmutador (esquemáticamente ilustrado como el elemento 1108') que inserta una resistencia diferente en la línea 10 de señal (datos).

La unidad 2 de teclado numérico también está adaptada para recibir señales en la trayectoria 11 FDBK (feedback, realimentación) analógica. En la realización de la figura 11A, la unidad de teclado numérico pasa las señales a una unidad 3 externa, tal como un ordenador personal (PC) convencional. En la realización de la figura 11B, las trayectorias de señal y realimentación están conectadas a una interfaz 3' de seguimiento, que incluye un Dallas Semiconductor^{TM} "Touch Memory" y un circuito eléctrico para traducir apropiadamente datos de cerradura. También son sensibles a la señal 11 de trayectoria de realimentación un indicador 1102 audible (emisor de tonos) y un indicador 1104 visual (diodo emisor de luz, LED).

Se suministra potencia a las diversas unidades ilustradas mediante una fuente de alimentación CC, esquemáticamente indicada como elemento 1100, que pueden constituir una o más pilas alcalinas convencionales de nueve voltios conectadas en paralelo.

Característica de respuesta contra el intento de forzado de teclado numérico. En referencia ahora a las figuras 12A a 12F, la figura 12A es una vista en perspectiva en despiece ordenado de una cubierta 642 de teclado numérico y una base 644, con una pieza 646 metálica usada en un sistema de respuesta contra el intento de forzado de teclado numérico según una realización de la invención. La figura 12B es una vista en planta del interior de la cubierta 642, y la figura 12C es una vista en planta del interior de la base 644. La figura 12D ilustra la pieza 646 metálica de la base yuxtapuesta con el conmutador 648 Reed de la cubierta y un imán 650. La figura 12E muestra la base y la cubierta listas para instalación, y la figura 12F muestra cómo, cuando la cubierta está instalada sobre la base, la pieza 646 metálica está situada entre el imán 650 y el conmutador 648 Reed.

La cubierta 642 tiene una disposición 1106 de teclas. La base 644 está adaptada para fijarse a una puerta o pared mediante tornillos, pasadores u otros medios. La cubierta está fijada firmemente a la base mediante medios adecuados, tal como el gancho 1202 y las abrazaderas de resorte sobre púas 1204, 1206 (figura 12B) que se encajan a presión en muescas 1205, 1207 respectivas (figura 12A) en la base.

La cubierta 642 tiene un primer conector 1260 eléctrico para alojar un cable que lleva entre la unidad de teclado numérico y una unidad 6 de procesamiento de datos externa tal como un microprocesador (véase la figura 11), y un segundo conector 1262 para alojar un cable que lleva entre la unidad 2 de teclado numérico y la cerradura 1. Se ilustra también un banco de terminales 1270 de batería, y aloja (por ejemplo) dos pilas alcalinas de nueve voltios estándar dispuestas en paralelo de una manera conocida para los expertos en la técnica. Una o más placas de circuito, que contienen un codificador de teclado numérico y otros conjuntos de circuitos auxiliares, pueden disponerse detrás de las baterías y conectores.

Se reconoce que individuos no autorizados pueden intentar entrar en la zona protegida, forzar la cerradura, o simplemente obtener información acerca de la construcción de la cerradura, retirando la cubierta de la base. Una realización preferida del sistema de cierre detecta cuando la cubierta se ha retirado de su parte posterior, y responde de varias formas.

La cubierta tiene un imán 650 permanente (véase también la figura 6) colocado próximo a un conmutador 648 Reed (véase también la figura 6). La base tiene una pieza 646 metálica fijada en una muesca 1209 (figura 12A). Cuando la cubierta se instala sobre la base, la pieza 646 metálica de la base (figura 12A) está situada directamente entre el imán 650 de la cubierta y el conmutador 648 Reed (figura 12B). Cuando la cubierta se instala así sobre la base, la pieza metálica atrae las líneas de flujo que de otro modo alcanzarían el conmutador Reed. En esta situación, el conmutador Reed está en un primer estado.

Por el contrario, cuando la cubierta 642 se retira de la base 644, la pieza 646 metálica se retira de entre el imán y el conmutador Reed. En esta situación, se permite que las líneas de flujo del imán, que previamente fueron desviadas por la pieza metálica, alcancen el conmutador Reed, haciendo que el conmutador cambie de su primer estado a un segundo estado opuesto.

El conmutador Reed está conectado por la línea de señal que lleva desde la unidad de teclado numérico hasta un microprocesador o microcontrolador (\muC) (véase la figura 6). En una realización preferida, el microcontrolador está ubicado sobre una tarjeta de circuito impreso que está ubicada de manera segura en la carcasa de cerradura, alejada de la unidad de teclado numérico. El estado del conmutador Reed se lee mediante el microprocesador, o bien sustancialmente de manera continua, o a través de un esquema de interrupción adecuado. Así, cuando el software en el microprocesador detecta que la cubierta se ha abierto, puede iniciar cualquiera de una variedad de funciones en respuesta a una retirada de la cubierta del teclado numérico, como sigue.

En primer lugar, el microprocesador puede simplemente registrar el evento en su registro de eventos en una EEPROM (electrically erasable programmable read-only memory, ROM borrable eléctricamente), que puede ser una memoria en chip que forma parte del \muC o un chip de memoria separado. El evento entra a formar parte del seguimiento que se analiza en otro lado en esta memoria descriptiva. El seguimiento puede descargarse a un ordenador personal u otro dispositivo, a través del alojamiento de teclado numérico, en respuesta a la introducción de una secuencia de teclas "de subida" predeterminada.

Como alternativa, la retirada de la pieza 646 metálica de entre el imán 650 y el conmutador 648 Reed puede hacer que el conmutador Reed conecte a tierra la línea de señal que lleva desde la unidad de teclado numérico hasta la cerradura. (Como alternativa, se prevé que la línea de señal pueda ajustarse a un nivel de tensión de "alarma de intento de forzado" predeterminado, diferente del de tierra y que sea única con respecto a las tensiones que se generan pulsando las teclas sobre el teclado numérico.) El software de microprocesador de la cerradura interpreta una línea de señal puesta a tierra u otra tensión de "alarma de intento de forzado" como una señal de deshabilitación, y rechaza retirar el pasador de cerradura. Siempre que se imponga la señal de "alarma de intento de forzado", incluso una entrada de combinación correcta no alcanza a la cerradura.

Si la cubierta tuviera que sustituirse sobre la base, el conmutador Reed vuelve a su primer estado, y se retira la tensión de "alarma de intento de forzado" de la línea de señal que lleva a la cerradura. La cerradura puede responder de varios modos. Por ejemplo, la cerradura puede simplemente volver a funcionamiento normal, suponiendo que la cubierta se haya retirado por motivos legítimos (tal como para sustituir las baterías en el alojamiento de teclado numérico).

Como alternativa, la cerradura puede continuar rechazando abrir el pasador, incluso en respuesta a una entrada de combinación correcta, suponiendo que la persona que retira la cubierta no esté autorizada. En este escenario alternativo, el software de cerradura ha ajustado una etiqueta de "intento de forzado de teclado numérico", preferiblemente en EEPROM, en respuesta a la retirada original de la cubierta de teclado numérico. Después de sustituir la cubierta y realizar entradas de combinación adicionales, el software hace sonar una alarma audible y/o visual para indicar al individuo actual que se ha producido un intento de forzado. Después de un único aviso de este tipo, o (como alternativa) después de que el usuario haya introducido una secuencia de código especial para reconocer y retirar la condición de "alarma de intento de forzado", el microprocesador de cerradura reinicializa la etiqueta de "intento de forzado de teclado numérico" y vuelve a funcionamiento normal.

De la manera anterior, la cerradura de la invención realiza una variedad de respuestas al intento de forzado detectado. Las respuestas varían en su nivel de rigor, tal como se describió anteriormente.

Característica de respuesta a la coacción. El sistema de cerradura puede emplear un sistema que permite a un usuario enviar una señal de manera secreta de que está bajo coacción. Por ejemplo, cuando se apunta con una pistola a un empleado de un negocio y se le ordena que abra la caja fuerte, se considera que está bajo "coacción" tal como se entiende en esta memoria descriptiva. En este escenario, el empleado puede introducir una combinación especial, denominada combinación de coacción, en lugar de una combinación ordinaria. La combinación de coacción puede ser, por ejemplo, una variación de un dígito de una combinación que se utiliza habitualmente para abrir la cerradura cuando el empleado no está bajo coacción.

Además, la capacidad de la cerradura de enviar señales de coacción se activa y desactiva mediante una secuencia de programación de teclado numérico predeterminada. La combinación que es una combinación de coacción se reconoce como una señal de coacción sólo cuando se activa la característica.

Cuando se introduce una combinación de coacción, la propia cerradura puede responder normalmente, como si se hubiera introducido una combinación correcta, y no se prevé realimentación especial en la línea de realimentación analógica. Esto garantiza que no se alerte a la persona armada de que se ha introducido la combinación de coacción. Sin embargo, la cerradura detecta la entrada de la combinación de coacción, y envía una señal a la(s) unidad(es) de respuesta a la coacción. El empleado puede por tanto obedecer a la exigencia de la persona armada de abrir la caja fuerte sin alertar a la persona armada de que, haciendo esto, está haciendo sonar una alarma, activando una cámara, llamando a la policía, y similares.

Para conseguir esta función, una caja 7 de detección de coacción modular se inserta en línea entre la unidad 2 de teclado numérico y la cerradura 1. Esencialmente, la cerradura monitoriza la línea 10 de señal analógica y compara una secuencia de niveles de tensiones analógicas que son representaciones codificadas de la secuencia de teclas que el usuario ha pulsado. Cuando la cerradura detecta la entrada de un código de coacción, la cerradura envía una serie única de impulsos de tensión de nuevo a la línea de señal bidireccional. La caja de detección de coacción interpreta la secuencia de impulsos analógicos de la cerradura, y en respuesta, cierra un relé de salida que envía una señal de una condición de alarma. En una realización particular preferida, el relé cambia su estado un segundo después de introducir el código de coacción, y permanece en ese estado cambiado durante dos segundos.

Esta disposición de monitorización se indica esquemáticamente mediante un comparador-registrador 1120 de cambio que recibe la secuencia de impulsos de tensión y los compara con una secuencia 1122 de impulsos conocida. Cuando se detecta una coincidencia completa, el comparador-registrador de cambio envía una señal a un generador 1124 de impulsos (realizado de la manera más sencilla mediante el relé mencionado anteriormente) que en respuesta envía una señal a la interfaz 8 a la(s) unidad(es) de respuesta a la coacción.

Cuando la interfaz 8 recibe la señal, provoca que una o más unidades de respuesta a la coacción respondan apropiadamente, tal como haciendo sonar una alarma (generalmente remota), activando una cámara de fotografía fija o de vídeo para que reúna pruebas del ladrón y el robo, y/o para automáticamente llamar a la policía para advertirles de que está produciéndose un robo.

De esta manera, el sistema de cerradura de la invención permite al dueño del negocio adoptar la(s) acción (acciones) apropiadas contra un ladrón sin que éste sea consciente de que lo ha hecho.

La elección o diseño particular de la interfaz varía según la(s) unidad(es) de respuesta particular que se elijan. Debido a que la elección particular de tal(es) unidad(es) y la elección o diseño particular de la interfaz no es esencial para la invención, y debido a que tal elección o diseño están dentro de la capacidad de los expertos en la técnica, no es necesario un análisis detallado de la construcción de la interfaz.

Habilitación y deshabilitación remota. La caja 4 de inserción de señal de deshabilitación y la unidad 5 de habilitación/deshabilitación remota ("RED") permiten al propietario de un negocio deshabilitar de manera remota la apertura de la cerradura, incluso cuando se introduce una combinación correcta en la unidad 2 de teclado numérico.

Realizaciones a modo de ejemplo de esta caja y unidad se ilustran esquemáticamente en la figura 11A. Sin embargo, en una realización concreta particular, una caja que es una combinación de la caja 4 y la unidad 5 recibe una señal V_{bloqueo} de tensión externa que determina si va a permitirse que la cerradura funcione o no. Un acoplador óptico recibe V_{bloqueo} y, dependiendo de la configuración de puentes que determinan esencialmente una convención de polaridad, un relé biestable o bien cierra o bien abre la línea 10 de señal entre la cerradura 1 y la unidad 2 de teclado numérico. La línea 12 de alimentación de +V no se interrumpe de modo que la cerradura pueda todavía volver a cerrar automáticamente, independientemente del estado de V_{bloqueo}.

En referencia de nuevo a la ilustración esquemática más generalizada, de la figura 11A, la caja 4 de inserción de señal de deshabilitación, controlada por la unidad 5 remota de habilitación/deshabilitación(RED), interrumpe la línea 10 de señal analógica de modo que se impide que señales de la unidad 2 de teclado numérico alcancen la cerradura. Cuando la característica de deshabilitación está activa, en lugar de la señal analógica del teclado numérico, se envía a la cerradura una señal "de deshabilitación" (una señal analógica en la realización preferida). Se realiza una decisión binaria (sí/no), indicada esquemáticamente mediante una señal 1140 de bit de "bloqueo" binario. Una señal "bloqueo", mostrada esquemáticamente como una tensión V_{bloqueo} binaria emitida por una fuente 6 de decisión, se introduce tanto a la caja 4 de inserción de señal de deshabilitación como a la unidad 5 RED.

En la caja de inserción de señal de deshabilitación, el bit 1140 "bloqueo" controla la entrada de control de selección a un multiplexor, esquemáticamente ilustrado como el elemento 1144. Cuando está activo, el bit "bloqueo" provoca que una señal 1142 "de deshabilitación" de la unidad 5 RED pase a la cerradura 1. Cuando el bit 1140 "bloqueo" no está activo, el selector 1144 simplemente pasa la señal analógica de la unidad 2 de teclado numérico a la cerradura 1 para llevar a cabo un funcionamiento normal.

El selector 1144 se muestra esquemáticamente, y se entiende que tiene una salida con estado de impedancia alta. Cuando está en el estado de impedancia alta, el selector no interfiere con señales que pasan de la cerradura de nuevo al teclado numérico. Para el paso de señales en este sentido inverso, una memoria intermedia con una salida de alta impedancia y una entrada de control también se ilustran esquemáticamente como elemento 1146.

En la realización alternativa de la figura 11B, la interrupción de la línea de señal se consigue abriendo un relé sobre la línea de señal en lugar de seleccionando una tensión no interrumpible para poner en la línea de señal.

En referencia de nuevo a la figura 11A, en la unidad 5 RED, la señal V_{bloqueo} controla un conmutador que se indica esquemáticamente como elemento 1150. Cuando está activo, el conmutador 1150 conecta selectivamente una tensión V_{única} a la primera entrada de un selector 1152. Cuando V_{única} es una señal digital, se prevé un inversor 1154 para recibir la salida del conmutador 1150, y acciona la segunda entrada del selector. V_{única} puede ser una señal analógica o una señal digital, dependiendo de la realización particular elegida, como sigue.

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Si V_{única} se diseña como una señal analógica, la primera entrada del selector siempre se selecciona y V_{única} se envía a través de la caja 4 de inserción de señal de deshabilitación para alcanzar la cerradura 1. En este caso, V_{única} funciona como una señal 1142 de deshabilitación que ordena a la cerradura que ignore cualquier intento de introducción de combinación realizado en el teclado numérico. V_{única} debe ser única con respecto a las tensiones generadas por el divisor 1110 de tensión de la unidad de teclado numérico, de modo que la cerradura pueda distinguir fácilmente la señal 1142 V_{única} analógica de deshabilitación de cierres de tecla ordinarios sobre la trayectoria 10 de señal.

Si V_{única} es una señal binaria (tal como tierra), el selector 1152 pasa o bien V_{única} (probablemente tierra) o su señal binaria invertida (próxima a +V) como la señal de deshabilitación seleccionada a la caja de inserción de señal de deshabilitación. Para mayor flexibilidad, una conexión 1156 de puente de ajuste manual determina si se ha seleccionado V_{única} o su inversión. La señal 1142 de deshabilitación (binaria) ordena a la cerradura 1 que ignore entradas de combinación de teclado numérico de igual manera descritas inmediatamente antes, en el párrafo en el que se ha supuesto que V_{única} era una señal analógica.

El uso de una V_{única} digital puede considerarse más sencillo y más fiable que el uso de una V_{única} analógica. De hecho, si se usa una señal de deshabilitación binaria, la caja 4 de inserción de señal de deshabilitación puede diseñarse como un sencillo relé eléctrico que conecta a tierra de manera controlable la línea 10 de señal, simplificando de ese modo el diseño y la implementación del sistema de cerradura sobre el selector 1144, implementación que se ilustra esquemáticamente.

Sin embargo, se prevé un escenario que hace más deseable el uso de una señal analógica de deshabilitación que de una señal de deshabilitación binaria. En particular, en algunas realizaciones, la unidad 2 de teclado numérico se ha dotado de una característica de detección de intento de forzado particular que conecta a tierra la línea 10 de señal analógica en respuesta a la detección de un intento de forzado del teclado numérico. En este escenario, si V_{única} fuera binaria, la cerradura recibiría una señal de tierra en la línea 10 de señal analógica, pero no podría distinguir entre intento de forzado de teclado numérico (de la unidad de teclado numérico) y deshabilitación remota (de la unidad RED). El uso de una V_{única} analógica diferente de todas las señales proporcionadas por el teclado numérico sobre la línea 10 de señal analógica, evita esta ambigüedad.

Característica de seguimiento. Según una realización de la invención, el microprocesador de la cerradura mantiene un registro de incidencias. Preferiblemente, el registro se mantiene en una memoria de sólo lectura programable borrable eléctricamente (EEPROM) prevista sobre la misma placa de circuito que, o como una parte integrada del, microprocesador. Para simplificar la estructura de datos y para maximizar el uso de la capacidad de memoria de la EEPROM, el registro preferiblemente se mantiene como una "pila circular" de 2^{n} entradas (donde n es un entero tal como, por ejemplo, 6).

Se introducen diversas incidencias en el registro. Las incidencias que se introducen pueden incluir entradas de combinación correcta, entradas de combinación incorrecta, así como eventos menos habituales tales como advertencias de intento de forzado de teclado numérico, entradas de combinación de coacción, y habilitaciones y deshabilitaciones remotas. Con cada incidencia, una secuencia de código binario que identifica de manera exclusiva la incidencia se introduce en la pila.

Cuando se supera la capacidad de la EEPROM (que podría corresponder de otro modo a un desbordamiento de pila en una pila convencional), la incidencia más antigua simplemente se sobreescribe. Este diseño evita así los desbordamientos de pila, una característica especialmente útil cuando se usan EEPROM de poca capacidad.

Cuando se desea leer el registro, un usuario introduce una secuencia de código de "subida" predeterminada en el teclado numérico. El microprocesador de la cerradura detecta esta secuencia de subida, y toma el control de la línea 10 de señal analógica y la línea 11 de realimentación analógica. El microprocesador coloca una señal de reloj de sincronización en la línea 11 de realimentación mientras coloca datos en la línea 10 de señal en sincronización con el mismo. Los datos transmitidos son simplemente las secuencias de código que se sacan de la pila. Los datos de sincronización y de reloj pasan a través de la unidad 2 de teclado numérico a un dispositivo 3 externo, que puede ser un ordenador personal (PC) o una interfaz adecuada que trata los datos para su introducción en un PC.

De esta manera, las incidencias más recientes registradas por la cerradura se transmiten de manera sincrónica al microprocesador del módulo de auditoría (figura 11B), o se comunica la secuencia de incidencias codificada a un ordenador 3 externo (figura 11A) para su visualización y auditoría por individuos. La implementación de hardware y software de una pila circular, la generación de señales de reloj y de datos en sincronización con la misma, la retransmisión de la información al ordenador externo, y la presentación de la información de registro, se eligen o diseñan fácilmente por los expertos en la técnica y no necesitan analizarse adicionalmente.

La figura 11B ilustra una realización alternativa que realiza sustancialmente las mismas funciones que realiza la realización de la figura 11A. A elementos similares e idénticos se les dan números de referencia similares e idénticos, entendiendo que elementos de una de las figuras 11A y 11B pueden intercambiarse con elementos de las otras figuras 11A y 11B. Es decir, las realizaciones de las figuras 11A y 11B no se excluyen mutuamente.

En referencia a la figura 11B, una unidad 2' de teclado numérico se muestra conectada a una cerradura 1' mediante un módulo 4' de habilitación remota conectado en serie y un módulo 7' de coacción. Se prevé que el módulo 4' de habilitación remota y un módulo 7' de coacción puedan incluirse en un único módulo 47' para proporcionar la misma funcionalidad. Una interfaz 3' de seguimiento está ubicada en una rama del cable entre la unidad de teclado numérico y la cerradura.

También en la figura 11B, se prevé un sistema 58' de alarma externo, que puede ser cualquiera de una variedad de sistemas de alarma disponibles en el mercado. El sistema de alarma externo recibe una entrada de coacción desde el módulo 7' de coacción. El sistema de alarma externo proporciona también una señal de "habilitación" al módulo 4' de habilitación remota. El sistema de alarma externo puede ser del tipo que proporciona señales a una variedad de unidades de respuesta de alarma, tal como una alarma 8A audible, una cámara 8B, y similares.

En la unidad 2' de teclado numérico en la figura 11B, se proporciona potencia mediante una fuente 1100 de alimentación tal como una o más pilas de nueve voltios. En una realización preferida, este elemento proporciona potencia al módulo 4' de habilitación remota, el módulo 7' de coacción, la cerradura 1', y la interfaz 3' de seguimiento, o a tantos de estos elementos como estén presentes en una implementación dada. Un emisor 1102 de tonos y un LED 1104 están conectados a la línea 11 de realimentación (FDBK) de la cerradura 1' de igual manera que en la figura 11A.

Los cierres de tecla en la unidad 2' de teclado numérico (figura 11B) están comunicados de manera ligeramente diferente que en la unidad 2 de teclado numérico (figura 11A). En la figura 11B, cada una de doce teclas en una disposición 1106 de teclado numérico opera una llave de contacto respectiva en una disposición de llave de contacto de teclado numérico, generalmente indicada como elemento 1108'. Cuando se pulsa una tecla, se cierra el conmutador correspondiente, conectando la línea 10 de señal a la tierra 13 a través de una resistencia correspondiente en una red 1110' de resistencias. Debido a que cada resistencia tiene un valor de resistencia exclusivo, la resistencia introducida entre la línea 10 de señal y la tierra es exclusiva para cada cierre de tecla, permitiendo que el microprocesador de la cerradura diferencie de manera exclusiva los cierres de tecla.

El módulo 4' de habilitación remota en la figura 11B esencialmente permite que una fuente de decisión externa, tal como el sistema 58' de alarma externo, rompa la conexión eléctrica a lo largo de la trayectoria 10 de señal. En la realización ilustrada, la conexión eléctrica se abre y se cierra selectivamente por el estado de un relé 1147 biestable. El estado del relé 1147 está determinado por el estado de una señal binaria de "habilitación" que se proporciona sobre la trayectoria 1140' de (por ejemplo) el sistema de alarma externo.

La entrada de "habilitación" pasa a través de un optoacoplador 1149, y una señal de "habilitación" aislada resultante se introduce a un microcontrolador 1148. El microcontrolador 1148 almacena el estado de la señal de habilitación de igual manera que un registrador o enclavamiento. Para mayor flexibilidad en la interconexión a niveles de diferentes sistemas 58' de alarma externos comerciales, una entrada 1150 de polaridad le dice al microcontrolador si un nivel alto o bajo de la señal de "habilitación" aislada indica una instrucción de "habilitación". La señal de polaridad puede determinarse mediante un puente combinado que conecta selectivamente la línea de señal de polaridad o bien a tensión o bien a tierra. La señal de "habilitación" determina si la línea 10 de señal debe estar abierta o cerrada.

El microcontrolador 1148 cierra el relé 1147 biestable cuando la señal de "habilitación" está activada (para operación normal de cierre), y abre el relé biestable cuando la señal de "habilitación" no está activada (para desconectar el teclado numérico de la cerradura). El microcontrolador 1148 puede implementarse como (por ejemplo) un microcontrolador MICROCHIP^{TM} PIC12C508, aunque implementaciones alternativas están dentro del alcance de la
invención.

En referencia ahora al módulo 7' de coacción en la figura 11B, un microcontrolador 1173 controla el estado de un relé 1172 de coacción en respuesta a una serie de impulsos de coacción detectados por un comparador 1171. Como en la realización descrita anteriormente, cuando un empleado está bajo coacción puede introducir una secuencia de teclas de coacción especial en el teclado 1106 numérico. La secuencia de teclas de coacción es diferente de la secuencia de teclas de combinación normal. La cerradura reconoce esta secuencia de teclas de coacción y envía una serie de impulsos de coacción de vuelta por la línea 10 de señal bidireccional.

Los impulsos de coacción son de una frecuencia, forma y duración que son diferentes de cualquier secuencia de cierre de tecla procedente del teclado numérico, y diferentes de cualquier ruido esperado en la línea. Cuando el comparador 1171 compara la tensión instantánea en la línea 10 de señal con una tensión umbral, se ignoran las señales por debajo de cierta magnitud. Por tanto, el comparador elimina efectivamente por filtrado las señales y el ruido que de otro modo podrían parecerse falsamente a una secuencia de impulsos de coacción.

El microcontrolador 1173 reconoce cualquier secuencia que se pasa por el comparador, y detecta cuando están presentes impulsos de cierta frecuencia y duración predeterminadas para un número requerido de ciclos. Cuando el microcontrolador 1173 reconoce una forma de onda entrante como una secuencia de impulsos de coacción, cambia el estado del relé 1172 de coacción. El estado del relé 1172 de coacción (que puede estar conectado a tensión o a tierra, dependiendo de si está cerrado o abierto) se comunica a lo largo de la trayectoria 1174 al sistema 58' de alarma externo.

La condición de coacción puede mantenerse durante un periodo de tiempo apropiado para la aplicación implicada. Esto tiene en cuenta los requisitos del sistema de alarma externo, la posibilidad de una cancelación manual de la condición de coacción, y similares. Variaciones de programación de tal función en el microcontrolador se encuentran dentro de la capacidad de los expertos en la técnica.

Si el módulo 4' de habilitación remota y el módulo 7' de coacción se combinan en un único módulo 47' de combinación, el microcontrolador 1148 y el microcontrolador 1173 pueden implementarse utilizando el mismo microcontrolador, tal como un MICROCHIP^{TM} PIC 12C508.

En referencia a la interfaz 3' de seguimiento de la figura 11B, se introduce una señal de sincronización en la línea 10 de señal de manera sincrónica con la señal de datos de auditoría en la trayectoria 11. La interfaz 3' de seguimiento incluye un microcontrolador 1158 que puede ser de diseño convencional, tal como el mismo modelo usado en la cerradura, un SGS Thompson ST62T60B. La señal de sincronización y la señal de datos de auditoría son proporcionadas por la cerradura 1', normalmente en respuesta a una secuencia predeterminada de cierres de tecla de la disposición 1106 de teclado numérico.

El microcontrolador usa la entrada de sincronización como una señal de reloj a datos en reloj en la línea 10 de señal que representa la información de seguimiento. Cuando el microcontrolador ha leído los datos de auditoría, el microcontrolador emite los datos a un dispositivo 1159 de almacenamiento de datos tal como el Dallas Semiconductor^{TM} "TouchMemory" disponible en el mercado u otra memoria adecuada. La información en el dispositivo 1159 de almacenamiento puede moverse desde la interfaz de seguimiento hasta un dispositivo (tal como un PC) que visualiza la información en un formato más fácilmente legible para su auditoría por humanos. Como implementación alternativa, el microcontrolador 1158 puede enviar los datos de auditoría directamente al dispositivo de visualización adecuado, saltándose la etapa de almacenarlos en un dispositivo 1159 de almacenamiento intermedio.

Se resalta de nuevo que las realizaciones de las figuras 11A y 11B no se excluyen entre sí. En su lugar, pueden combinarse características de una de las realizaciones con características de la otra realización para llegar a una amplia variedad de implementaciones. Por tanto, el alcance de la invención no debe limitarse a las realizaciones e implementaciones que se han descrito anteriormente.

Cerradura con "mecanismos de pasador". La realización de cerradura de cerrojo y las realizaciones de pestillo son especialmente adecuadas para su uso como cerraduras en un sistema de cierre mostrado en las figuras 13A y 13B. En estas figuras, se muestra una cerradura 1 con un pasador 1304 en conjunción con mecanismos 1310 de pasador que están conectados con el pasador. En el sistema de cierre ilustrado, el propio pasador 1304 no bloquea la puerta para que no pueda abrirse, sino que en su lugar el pasador provoca indirectamente que se bloquee la apertura de la puerta.

En particular, el pasador 1304 está conectado a través de medios adecuados tales como tornillos a un elemento 1312 de bloqueo. El elemento de bloqueo puede ser de cualquiera de una variedad de formas y orientaciones. El elemento de bloqueo ilustrado es una barra orientada verticalmente que se desvía hacia abajo por gravedad hacia una barra 1320 deslizante orientada horizontalmente. Si la barra 1320 deslizante está situada en o próxima a su extremo más a la derecha (tal como se ve en la figura 13A), el extremo de parte inferior del elemento 1312 de bloqueo se captura en una ranura 1322 en la barra 1320 deslizante. Cuando está así capturado, el elemento 1312 de bloqueo impide que la barra 1320 deslizante se mueva horizontalmente.

Si el elemento de bloqueo no se captura en la ranura, la barra deslizante puede moverse manualmente por medio de una palanca 1330. La palanca 1330 pivota alrededor de un punto 1332 de pivote. Una clavija 1334 en la palanca se engancha en una muesca 1324 vertical en la barra deslizante para traducir la rotación de la palanca en movimiento longitudinal horizontal de la barra deslizante hacia o alejándose de la jamba de la puerta (véase la figura 13B).

El extremo de la barra deslizante más próximo a la jamba de la puerta está conectado de manera solidaria con una barra 1340 vertical que tiene uno o más tetones 1341, 1342, 1343 que se extienden hacia fuera de la puerta hacia la jamba. Cuando el elemento 1312 de bloqueo se captura en la ranura 1322 (figura 13A), los tetones 1341, 1342, 1343 se enganchan en ranuras reforzadas respectivas en la jamba de la puerta de modo que la barra 1320 deslizante no puede moverse, y los tetones bloquean la apertura de la puerta. Cuando el elemento 1312 de bloqueo no está capturado en la ranura 1322, un usuario puede hacer girar la palanca 1330 para mover la barra 1320 deslizante, la barra 1340 vertical, y los tetones alejándose de la jamba de la puerta adicionalmente hacia la puerta (figura 13B). La extensión extrema de este movimiento horizontal mueve los tetones completamente hacia la puerta, de modo que no bloquean la apertura de la puerta.

Por tanto, que la puerta esté cerrada o no, viene determinado por (1) la posición horizontal de la barra 1320 deslizante (determinada por la palanca de usuario) y por (2) la posición vertical del pasador 1304 y el elemento 1312 de bloqueo (según determina la cerradura 1).

En un primer modo de funcionamiento, la cerradura 1 responde a una entrada de combinación correcta retirando el pasador 1304 hacia la carcasa de cerradura durante un "periodo de tiempo de espera" corto dado (tal como quince segundos), haciendo por tanto que el elemento 1312 de bloqueo escape de la ranura 1322 y permitiendo que el usuario mueva la barra deslizante como en la figura 13B y abra la puerta. Al final del periodo de tiempo de espera, la cerradura automáticamente provoca que el pasador se extienda, permitiendo así que el elemento 1312 de bloqueo sea capturado por la ranura 1322 si la ranura está situada por debajo del mismo.

Si la ranura no está situada por debajo del elemento de bloqueo, se reconoce que se bloquea la extensión del pasador. En este caso, un elemento de resorte, tal como el primer resorte 208 helicoidal (figura 2) en la cerradura de cerrojo según la primera realización, garantiza que el elemento de bloqueo se presione inmediatamente hacia la ranura cuando la ranura y elemento de bloqueo se alineen en el futuro. Esta característica se usa más apropiadamente con la cerradura de pestillo que con la cerradura de cerrojo debido a la capacidad física de éste para mover objetos más pesados que el propio pasador.

Si la cerradura de pestillo de las figuras 8 a 10 se usara en el sistema de la figura 13, y la cerradura intentara extender el pasador cuando el elemento de bloqueo y la ranura no estuvieran alineados, el pasador no podría extenderse; el motor se apagaría inmediatamente debido al bloqueo. Por consiguiente, para su uso en un segundo modo de funcionamiento, una característica adicional de la cerradura es un conmutador 1350 de sensor que detecta si los tetones están o no insertados en la jamba de la puerta.

El conmutador 1350 de sensor se ilustra como colocado en la jamba de la puerta, y se cierra por contacto con la barra 1340 vertical cuando la barra vertical está en su posición extendida extrema (figura 13A). Sin embargo, la invención prevé que el conmutador de sensor puede ubicarse también en los mecanismos de pasador, una ubicación que garantiza que el elemento 1312 de bloqueo pueda moverse libremente hacia la ranura 1322.

La invención prevé la ubicación variada del conmutador de sensor, tal como en la propia puerta, siempre que determine la posición retirada o extendida de la barra deslizante, la barra vertical y los tetones. Sin embargo, la ubicación del conmutador de sensor en la jamba de la puerta garantiza no simplemente que la barra deslizante y los tetones estén extendidos, sino que estén extendidos hacia la jamba de la puerta.

En el segundo modo de funcionamiento, el microprocesador de la cerradura 1 responde a la entrada de una combinación correcta (u otra autorización) de la misma manera que el primer modo de funcionamiento: retirando el pasador y levantando así el elemento 1312 de bloqueo de modo que el usuario pueda retirar la barra 1320 deslizante, la barra 1340 vertical y los tetones 1341 a 1343. Sin embargo, en el segundo modo de funcionamiento, la cerradura 1 responde al estado del conmutador 1350 de sensor, e intenta extender el pasador sólo cuando el conmutador verifica que la barra deslizante está completamente extendida y los tetones están dentro de la jamba de la puerta. Este segundo modo garantiza que el único momento en que el pasador está extendido es cuando la puerta está de hecho cerrada y los tetones están de hecho bloqueando la apertura de la puerta. A diferencia del segundo modo de funcionamiento, el primer modo de funcionamiento no contempla la posibilidad de que el usuario abra la puerta pero extienda la barra deslizante hacia fuera, permitiendo de ese modo que el elemento de bloqueo caiga dentro de la ranura incluso aunque la puerta esté todavía abierta.

La cerradura de cerrojo de la primera realización es especialmente adecuada para su uso en el primer modo de funcionamiento, y la cerradura de pestillo de la segunda realización es especialmente adecuada para su uso en el segundo modo de funcionamiento.

Claims

1. Cerradura, que comprende:

una carcasa (100) de cerradura;

un motor (202) ubicado en la carcasa de cerradura;

un pasador (204) que puede moverse por el motor (202) entre una primera posición extendida desde y una segunda posición retraída hacia la carcasa de cerradura, pudiendo moverse el pasador sólo hacia la posición retraída hacia la carcasa de cerradura con la introducción de un código de autorización apropiado;

un conmutador de sensor que tiene una primera parte (290) que puede moverse con el pasador y una segunda parte (692) que permanece estacionaria con respecto a la carcasa de cerradura;

medios de generación de señal, sensibles a la posición del conmutador de sensor, para generar una señal cuando el pasador se mueve hacia una de dichas posiciones primera y segunda; y

medios (600) de procesador para monitorizar el estado del conmutador y proporcionar al menos uno de un indicador audible (1102) y uno visual (1104) en respuesta a la señal generada por los medios de generación de señal, respondiendo los medios de procesador a la introducción del código de autorización correcto y controlando el motor para provocar la extensión y retracción del pasador.

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2. Cerradura según la reivindicación 1, en la que una de las partes primera y segunda del conmutador de sensor es un conmutador (692) Reed y la otra de las partes primera y segunda es un imán (290).

3. Cerradura según la reivindicación 1 ó 2, en la que los medios de generación de señal realizan la función adicional de eliminar la señal cuando el pasador se mueve hacia la otra de dichas posiciones primera y segunda.