DE10258151C1

DE10258151C1 - Schliesszylinder mit elektronisch angesteuerter Kupplung

Info

Publication number: DE10258151C1
Application number: DE2002158151
Authority: DE
Inventors: Lothar Pfab
Original assignee: TST TRESOR und SCHLOSTECHNIK G
Current assignee: JUB-CREATIVE PRODUCT GMBH, DE
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2003-12-11
Anticipated expiration: 2022-12-11

Abstract

Schließzylinder, mit von Kern und Gehäusestiften (4) gebildeten, die Abzugsposition des Schlüssels arretierenden Stiftzuhaltungen, welcher von der mechanischen Gestaltung bzw. Codierung des Schlüssels (3) in eine die Drehung des Zylinderkernes freigebende Stellung gebracht werden kann, und einer elektronisch angesteuerten Kupplung zwischen Zylinderkern (6) und Schließnase (2), welche von der elektronischen Codierung des gleichen Schlüssels vermittels im Schließzylinder und im zugehörigen Schlüssel angeordneten und bei Kontaktierung zusammenwirkenden Baugruppen von Kommunikations-, Auswertungs- und Ansteuerungselektronik betätigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der die Kernstifte aufnehmende Bereich des Zylinderkernes (6), in diesem als separates Schiebestück (7) ausgeführt, axial verschiebbar angeordnet ist und beim Einschieben des Schlüssels (3) über eine Feder (9), beim Abziehen des Schlüssels zwangsweise über ein Rückzugselement (14) mit einem oder mehreren, die Drehverbindung zwischen Zylinderkern und Schließnase verbindenden oder trennenden Mitnehmerelementen (8) in Wirkverbindung steht und dass ein von der Schlosselektronik angesteuertes, bewegliches Element in der Art einer Sperrklinke (10), den Eingriff des Zylinderkernes (6) und Schließnase (2) verbindenden Mitnehmerelementes (8) freigebend oder sperrend, angeordnet ist.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Schliesszylinder mit von Kern- und Gehäusestiften gebildeten Stiftzuhaltungen, welche vom Profil des Schlüssels in eine die Drehung des Kernes freigebende Stellung gebracht werden können und einer elektronisch angesteuerten Kupplung zwischen Schliessnase und Zylinderkern, welche von der elektronischen Codierung des gleichen Schlüssels vermittels in Kern und im Schlüssel angeordneten Baugruppen einer Kommunikations-, Auswertungs- und Ansteuerungselektronik betätigt werden kann. Vorwiegend ausgeführt als Profil- Rund- oder Ovalzylinder zum austauschbaren Einbau in dafür vorgerichtete Einsteckschlösser von Türen bei höheren Schliessanlagen- und/oder Sicherheitsanforderungen.

Stand der Technik

Schliesszylinder sind in DIN 18252 allgemein und in der vorwiegenden Ausführung als Profilzylinder zumindest bezüglich der äusseren Abmessungen und einiger für die Austauschbarkeit wichtiger Eigenschaften in DIN V 18254 beschrieben. Obgleich ihr innerer Aufbau in den letzten Jahren eine hohe Perfektion erfahren hat, sind Schliesszylinder in traditionell mechanischer Ausführung modernen elektronischen Versperreinrichtungen zumindest in drei Punkten unterlegen: Sie erlauben keine Zeitfunktionen, kein Aussperren von verlorenen Schlüsseln und kein Protokollieren von Ereignissen. Darum sind Profilzylinder entwickelt worden, denen ein meist zusätzliches, von einer Elektronikbaugruppe angesteuertes Wirkungsteil in der Art eines elektrisch angetriebenen Sperrelementes integriert wurde und die im Zusammenwirken mit geeigneten Einsteckschlössern die wichtigsten Vorteile elektronischer Schlosstechnik nutzbar machen. Nur beispielhaft seien genannt:
DE 299 02 454 U1; DE 37 27 566 A1;
EP 0381320 B1; EP 0298193 A2.

Hervorzuheben ist die Lösung nach WO 88/05853 A1 mit einem zusätzlichen radialen Sperrstift und einer direkten Daten- und Signalübertragung vom Schlüssel mittels Kontaktstift.

Nachteilig bei allen, wie auch immer ausgebildeten sperrenden Lösungen ist, dass diese mindestens das gesamte mit einem passenden Schlüssel oder eben auch mit unerlaubten Mitteln zum Drehen des Kernes aufbringbare Drehmoment abstützen müssen. Dies bedingt eine besonders stabile Ausführung des Sperrelementes, daher relativ grossen Platzbedarf, der besonders bei Ausführungen nach DIN V 18254 sehr beschränkt ist, und erhebliche Verstellenergie.

Alternativ dazu sind Lösungen bekannt, bei denen die Schliessnase mit dem Betätigungselement durch eine Kupplung bzw ein Kupplungselement verbunden wird, z. B. nach DE 298 09 212 U1, wobei das in die Schliessnase greifende Formelement keine lösbare Kupplung bildet und nur zum Ausgleichen axialen Versatzes zwischen Zylinderkern und Schliesselement dient. In EP 0561662 B1 ist eine rein mechanische Kupplungs-Lösung mit einem beim Einschieben des Schlüssels in Eingriffsposition zu bringendem Schiebeelement gezeigt.

Mit elektronisch angesteuerten Kupplungen sind Schliesszylinder jedoch wegen des grossen Platzbedarfes der bekannten Kupplungslösungen entweder als nur einseitig mit einem Schlüssel zu betätigend, z. B. DE 196 03 320 C2, oder als sogenannte Knaufzylinder, wie DE 299 11 355 U1, oder als Doppelknaufzylinder wie DE 198 51 065 A1, ausgebildet, oder auch als sogenannte reine Elektronikzylinder, ohne eigentliche Sperrstifte und ohne oder nur mit Resten einer mechanischen Permutation im Schlüsselprofil. Eine interessante Ausführung davon ist z. B. in US 6,334,347 B1 gezeigt, wobei die Elektronikbaugruppen zumindest teilweise im Zylindergehäuse angeordnet sind und daher Schleifkontakte erfordern, was beim harten Betrieb solcher Zylinderschlösser, insbesondere beim Einsatz in z. B. Aussentüren ein entschiedener Nachteil ist, sofern die Kontakte nicht voll gekapselt werden.

Hier wird ein weiteres Problem aller bekannten Lösungen deutlich: die Anordnung der Elektronik und Stromversorgung für die Ansteuerung von Sperrelement oder Kupplung. Bei Knaufzylindern findet diese im Knauf genügend Platz, ansonsten muss, wie vorgenannt, das Zylindergehäuse zur Aufnahme der Elektronik herangezogen werden. Beides ist mit technischen und kostenseitigen Nachteilen verbunden.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen im Grunde traditionellen, auch als Doppel- oder Halbzylinder ausführbaren mechanischen Schliesszylinder unter Beibehaltung üblicher, zumindest die Abzugsstellung des Schlüssels mit von der Schlüsselkontur betätigten Sperrstifte arretierend, so zu gestalten, dass er, vor allem in höherwertigen Schliessanlagen, gleichzeitig und zusätzlich als elektronisches Zylinderschloss mit besonderen Anforderungen eingesetzt werden kann, wobei zum Öffnen durch Drehen des Zylinderkernes neben der mechanischen Freigabe durch einen passenden Schlüssel zusätzlich auf elektronischem Wege eine Kupplung zwischen Zylinderkern und Schliessnase angesteuert und erst beim Abziehen des Schlüssels die Kupplung zwangsweise getrennt und gleichzeitig die Schliessnase in einer definierten Stellung verlassen wird. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, alle dazu im eigentlichen Schliesszylinder erforderlichen elektronischen Baugruppen in dessen Kern anzuordnen.

Diese Aufgabe wird durch das im Erfindungsanspruch 1 beschriebene Zusammenwirken der angegebenen Mittel gelöst.

Beschreibung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Fig. 1 bis 5 anhand eines erfindungsgemäss elektronisch angesteuerten Zylinderschlösser in der Ausführung als Profilzylinders für Türschlösser näher beschrieben, ohne die Erfindung darauf zu beschränken.

Dargestellt ist in Anlehnung an DIN V 18254 nur eine Hälfte eines sogenannten Doppelzylinders. Die andere Hälfte des Doppelzylinders kann in gleicher Art ausgeführt oder auch anders gestaltet sein. Im Kern des Zylinderschlosses angeordnete elektronische Baugruppen für Kontaktierung Signalübertragung, Datenauswertung und Stromversorgung sind angedeutet, aber nicht im Einzelnen dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den Halbzylinder.

Fig. 2 zeigt den zugehörigen Schnitt in der Schnittebene A-A von Fig. 1

Fig. 3 zeigt die Ansicht der Kupplungsmechanik bei abgenommener Schliessnase.

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt in der Ebene B-B.

Fig. 5 zeigt den abgenommenen Schliessbart mit der Ausnehmung für den Mitnehmer

Der Schliesszylinder ist in einer Position gezeichnet, wo der berechtigte Schlüssel um den Gesamtweg eingeführt, alle Sperrstifte geordnet und die Kernstifte mit dem Schiebestück bereits um etwa den halben Stiftabstand zusätzlich axial verschoben sind. In dieser Position kann der Kern mit dem Schlüssel gedreht werden, ohne aber den Schliessbart mitzunehmen, weil der Mitnehmerstift noch nicht elektronisch freigegeben und in die Schliessnase eingefahren ist. Trotz mechanisch passendem Schlüssel befindet sich das Schloss in der Geschlossenstellung.

Mit 1 ist der sogenannte Zylinderkörper bzw. das Gehäuse mit der Gewindebohrung für die Stulpschraube bezeichnet und mit 2 die Schliessnase. Der Schlüssel 3 ist ohne Querschnittsprofil dargestellt, nur mit einem Längsprofil in der Art von gestuften Ausfräsungen für die Sperrstifte 4. Bei den Sperrstiften 4 wirken je ein Gehäuse- und ein zugehöriger Kernstift zusammen. Von den Stiftfedern werden sie in die Ausfräsungen des Schlüsselprofils gedrückt. Wenn die Trennebenen zwischen allen Gehäuse- und Kernstiften auf der Trennlinie zwischen Zylinderkern 6 und dem Zylinderkörper 1 liegen, kann bei wie einem rein mechanischen Schliesszylinder der Kern mit dem Schliessbart gedreht, das Schloss also geöffnet werden.

Beim elektronisch angesteuerten erfindungsgemässen Schliesszylinder muss zum Öffnen jedoch eine weitere Bedingung erfüllt und der Mitnehmer 8 in die dafür vorgesehene Ausnehmung der in Fig. 5 dargestellten Schliessnase 2 verfahren werden. Dies erfolgt über ein im Kern 6 von unten eingesetztes Schiebestück 7, welches nach Ordnung der Sperrstifte 4 mit den Kernstiften und dem Schlüssel 3 um einen Vorspannweg der Blattfeder 9 für den Mitnehmer 8 axial verfahren wird. Der Mitnehmer kann jedoch erst in die Schliessnase 2 einfahren, wenn er von der Sperrklinke 10 freigegeben wird. Diese Sperrklinke ist im dargestellten Beispiel in der Art eines Zahnradsegmentes ausgeführt und greift in einen Bund des durch Einstecken des Schlüssels vorgespannten Mitnehmerbolzens 8. Erweist sich der eingesteckte Schlüssel nicht nur als mechanisch, sondern auch als elektronisch berechtigt, wird der Mitnehmer 8 über den kurz bestromten DC-Motor 13 durch ein mehrstufiges Zahnradgetriebe aus dem Bund des Mitnehmers 8 herausgedreht und dieser wird durch die Vorspannung der Blattfeder 9 in die Ausnehmung der Schliessnase 2 verfahren. Die Schliessnase wird bei Drehen des Kernes 6 mitgenommen, das Schloss hat seine Offenposition erreicht.

In der Offenposition bleibt das Schloss, solange der Schlüssel eingesteckt ist. Nach Abschalten des Motors 13, zeitgesteuert oder durch einen Abschaltkontakt, wird die Sperrklinkenfeder 11 die Sperrklinke 10 zunächst soweit in die Geschlossenstellung drehen, bis diese am grösseren Durchmesser des Mitnehmers 8 anliegt. Erst wenn der Mitnehmer 8 beim Abziehen des Schlüssels wieder aus der Schliessnase 2 zurückgezogen wird, das Schloss also den Geschlossenzustand erreicht, wird die Sperrklinkenfeder 11 die Sperrklinke hinter den Bund des Mitnehmers 8 drehen. Dabei wird im dargestellten Beispiel das Zahnradgetriebe durch die Sperrklinkenfeder 11 vollständig in die Ausgangslage zurückgefahren. Der Motor 13 wird über die Vorgelegeräder und das Motorwellenritzel zurückgedreht. Der Motor 13 braucht dadurch pro Öffnungs- und Schliessvorgang also stromsparend nur einmal angesteuert werden.

Beim Abziehen des Schlüssels wird mir mit diesem zwangsweise zunächst das Schiebestück 7 samt den Kernstiften axial zurückgefahren. Dabei wird der gabelförmige, hinter einen beidseitigen Vorsprung des Schiebestückes greifende Rückzugsbügel 14 mitgenommen und, mit diesem verbunden, auch der Mitnehmer 8. Es wird also zuerst die elektronisch angesteuerte Kupplung, und zwar zwangsweise, getrennt. Erst dann kann der Schlüssel, vorher in die Abzugsposition gedreht und auch nur in dieser abgezogen werden. Der Kern ist nach dem Abziehen des Schlüssels wieder wie beim rein mechanischen Schloss verdrehgesichert.

Das Teil Rückzugsbügel 14 gewährleistet auch, dass bei abgezogenem Schlüssel 3 der Mitnehmer (ohnehin in geschützter Lage) nicht durch Manipulation oder Gewalteinwirkung Art in die Eingriffsstellung gebracht werden kann. Manipulationen zum Beispiel am Zahnradgetriebe werden zusätzlich durch die zweckmässig bohrgeschützte Ausführung der Aufnahme 16 für das Vorgelegerad verhindert.

Damit bei besonders leichtgängigen Systemen der Schlüssel 3 nicht schon durch die Blattfeder 9 teilweise zurückgeschoben oder versehentlich vom Bediener ohne Absicht des Versperrens zurückgezogen werden, ist im Zylinderkern 6 ein radial verschiebbares Blockierstück 15 vorgesehen, welches einerseits in eine Ausnehmung an der Innenseite des Gehäuses und andererseits in eine Ausnehmung des Schiebestückes 7 greifen kann und dessen Zurückfahren verhindert, solange der Kern nicht in die Abzugsposition gedreht ist, in welcher das Blockierstück 15 dann in die Ausnehmung der Gehäusewand greifen kann.

In Fig. 4 ist der für die Elektronikteile verfügbare Bauraum nur angedeutet. Da Energiequellen dort ggf. Platz finden, aber nur schwierig gewechselt werden können, ist im Beispiel die Energieversorgung durch Direkt-Kontaktierung des z. B. mit Batterien versehenen Schlüssels vorgesehen. Diese Kontaktierung erfolgt hier vom Schlüsselrücken an einen Kontakteinsatz 21.

Der gezeichnete Schlüssel 3 ist ohne Längsprofil dargestellt. Für dieses ist nur ein Profilraum 5 angedeutet, der eine praktisch unbegrenzte Vielfalt von Profilen erlaubt. Beim Einsatz von Wendeschlüsseln würde ein zweiter Kontakteinsatz erforderlich.

Bezeichnung der Teile in der Zeichnung

1

Zylinderkörper

2

Schliessbart

3

Schlüssel

4

Sperrstifte

5

Stiftfedern

6

Zylinderkern

7

Schiebestück

8

Mitnehmerelement

9

Blattfeder

10

Sperrklinke

11

Sperrklinkenfeder

12

Profilraum Schlüssel

13

DC-Motor

14

Rückzugsbügel

15

Blockierstück

16

Aufnahme Zahnrad

20

Bauraum Elektronik

21

Kontakteinsatz

Claims

1. Schliesszylinder, mit von Kern- und Gehäusestiften (4) gebildeten, die Abzugsposition des Schlüssels arretierenden Stiftzuhaltungen, welcher von der mechanischen Gestaltung bzw. Codierung des Schlüssels (3) in eine die Drehung des Zylinderkernes freigebende Stellung gebracht werden kann und einer elektronisch angesteuerten Kupplung zwischen Zylinderkern (6) und Schliessnase (2), welche von der elektronischen Codierung des gleichen Schlüssels vermittels im Schliesszylinder und im zugehörigen Schlüssel angeordneten und bei Kontaktierung zusammenwirkenden Baugruppen von Kommunikations-, Auswertungs- und Ansteuerungselektronik betätigt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der die Kernstifte aufnehmende Bereich des Zylinderkernes (6) in diesem, als separates Schiebestück (7) ausgeführt, axial verschiebbar angeordnet ist und beim Einschieben des Schlüssels (3) über eine Feder (9), beim Abziehen des Schlüssels zwangsweise über ein Rückzugselement (14) mit einem oder mehreren, die Drehverbindung zwischen Zylinderkern und Schliessnase verbindenden oder trennenden Mitnehmerelementen (8) in Wirkverbindung steht und dass ein von der Schlosselektronik angesteuertes, bewegliches Element in der Art einer Sperrklinke (10), den Eingriff des Zylinderkernes (6) und Schliessnase (2) verbindenden Mitnehmerelementes (8) freigebend oder sperrend, angeordnet ist.

2. Schliesszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des den Eingriff des Zylinderkernes (6) und der Schliessnase (2) verbindenden Mitnehmerteiles (8) freigebenden oder sperrenden Teiles Sperrklinke (10) direkt oder mittels Zwischengliedern über einen elektronisch angesteuerten Gleichstrom-Elektromotor (13) erfolgt.

3. Schliesszylinder nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegungsübertragung von der Achse des Elektromotors (13) auf das Teil Sperrklinke (10) ein mehrstufiges Zahnradgetriebe angeordnet ist.

4. Schliesszylinder nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Rückstellen des Teiles Sperrklinke (10) aus der freigegebenen in die den Eingriff des Mitnehmerelementes sperrende Position eine Sperrklinkenfeder (11) angeordnet ist.

5. Schliesszylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Zylinderkern (6) seitlich beweglich angeordnetes, ggf. auch aus mehreren Elementen bestehendes, wechselweise in eine Ausnehmung entweder des Gehäuses oder des Schiebestückes (7) greifendes und diese Teile gegenseitig axial verriegelndes Blockierstück (15) angeordnet ist.

6. Schliesszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakteinsatz (21) des Schliesszylinders so angeordnet und ausgeführt ist, dass er mit einem schlüsselseitigen Gegenkontakt in Verbindung steht, welcher bei diesem ein- oder mehrseitig an beliebiger Stelle angeordnet ist.

7. Schliesszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakteinsatz (21) des Schliesszylinders so angeordnet und ausgeführt ist, dass er in eine der schlossseitigen Elektronik-Baugruppen integriert ist oder mit dieser eine Baugruppe bildet.