DE20102047U1

DE20102047U1 - Schließsystem mit Transponderschlüssel

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Publication number: DE20102047U1
Application number: DE20102047U
Authority: DE
Original assignee: Hekna Hermann Knapp & Co GmbH
Current assignee: Hekna Hermann Knapp & Co GmbH
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2011-02-07

Description

Technisches Gebiet

Die Neuerung betrifft ein Schließsystem, bestehend aus einer mechanischen Verrieglungseinheit und einer mit der Verrieglungseinheit gekoppelten elektronischen Schließeinheit, wobei die elektronische Schließeinheit berührungsfrei mit einem codierten Transponderschlüssel verschließbar ist.

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Stand der Technik

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Schließ systeme werden eingesetzt, um Türen, Schranktüren, Schubladen und dergleichen zu verschließen, damit ein unbefugter Zutritt oder Zugriff verhindert werden kann. Es gibt mechanische Schließsysteme, bestehend aus Verrieglungs- und Schließeinheit. Die Verrieglungseinheit wird aus einer Schließmechanik gebildet, die die Tür bzw. Schublade verriegelt. Die Schließeinheit besteht insbesondere, neben der üblichen Mechanik, aus einem Schließzylinder, in den zum Betätigen ein passender Schlüssel gesteckt wird. Für solche Schließ systeme gibt es sogenannte Schließanlagen. Diese Schließ anlagen bestehen aus mehreren Schließsystemen.

Bei solchen Schließanlagen, die häufig in großen Gebäuden verwendet werden, können mit einem einzigen Schlüssel sämtliche Schließsysteme betätigt werden. Dieser Schlüssel

wird auch als "Haupt-Schlüssel" bezeichnet. Andere Schlüssel können nur bestimmte Schließsysteme schließen bzw. öffnen. So kann dafür gesorgt werden, daß bestimmte Bereiche des Gebäudes mit diesem Schließsystem betreten werden können und andere nicht.
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Weiterhin sind elektronische Schließsysteme mit Transponderschiüssel bekannt. Die elektronischen Schließ systeme können ebenfalls Bestandteile einer Schließanlage sein. Diese Schließ systeme verfugen nicht mehr allein über eine herkömmliche mechanische, sondern über eine elektronische Schließeinheit. Die elektronische Schließeinheit sitzt oft in einem Knauf des Schließsystems. Die Elektronik wird mittels Transponderschiüssel zum Offnen und Schließen veranlaßt. Dabei muß die Elektronik der Schließeinheit ständig mit elektrischer Spannung versorgt werden. Derzeit werden die Schließsysteme dazu meist mit dem Stromnetz verkabelt. Nachteil der Verkabelung ist jedoch die aufwendige Installation. In Alternative dazu können auch Batterien bzw. Akkus vorgesehen sein. Bei Schließsystemen mit Batterien kann jedoch nur eine relativ geringe Anzahl an Schließungen erfolgen. Die Elektronik befindet sich nämlich in ständiger Bereitschaft, um abzufragen, ob ein gültiger Transponderschiüssel eine Schließung verlangt. Die Batterien werden hierdurch schnell verbraucht.

Die bekannten Transponderschiüssel weisen einen Chip mit einer einmaligen Codierung auf, die beispielsweise über Funk oder ggf. über Infrarotstrahlung abgefragt werden kann. Der Transponderschiüssel kann als aktives oder als passives Element ausgebildet sein, wobei der aktive Transponderschiüssel eine eigene Energieversorgung benötigt.

Die bekannten elektronischen Schließsysteme sind nicht geeignet ein bestehendes herkömmliches mechanisches Schließsystem problemlos umzurüsten, weil sie im inneren des Knauf vorgesehen sind.

Offenbarung der Neuerung

Aufgabe der Neuerung ist es daher, die Nachteile, die beim Stand der Technik auftreten, zu vermeiden und insbesondere ein Schließsystem zu schaffen, das unabhängig vom Stromnetz mehr Schließ vorgänge erlaubt, als es bisher möglich war.

Neuerungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Schließsystem der eingangs genannten Art ein Magnet in dem Transponderschlüssel zum Aktivieren der elektronischen Schließeinheit vorgesehen ist.

Die Neuerung beruht auf dem Prinzip, einen möglichst geringen Energieverbrauch für die Schließelektronik zu erhalten, um viele Schließvorgänge zu ermöglichen. Dazu darf die Elektronik des Schließ systems nur im Betätigungsfall elektrische Energie verbrauchen. Die Elektronik wird nach dem Betätigen ausgeschaltet. Erst wenn ein Magnet derart in die Nähe des Schließ systems gebracht wird, daß das magnetische Feld ausreicht, die Elektronik anzusprechen, wird die Elektronik durch elektromagnetische Wechselwirkungen aktiviert. Da das magnetische Feld durch eine große Anzahl von Materialien dringen kann, kann die Elektronik, bzw. die elektrische Schließeinheit gut verdeckt untergebracht werden. Wenn die elektrische Schließeinheit aktiviert ist, wird die Codierung des - in der Regel passiven - Transponderschlüssels beispielsweise per Funk abgefragt. Wenn die Codierung korrekt ist, kann das Schließsystem betätigt werden.

Als vorteilhafte Ausgestaltung der Neuerung hat sich erwiesen, wenn der Magnet des Transponderschlüssel als ein Dauermagnet ausgebildet ist. Hierdurch wird vermieden, daß der Transponderschlüssel auch mit elektrischer Energie versorgt werden muß.

Vorteilhafterweise wird die elektronische Schließeinheit nach Aktivierung in einem vorgegebenen Zeitintervall wieder ausschaltet, um den Energieverbrauch der Elektronik auf ein Minimum zu reduzieren.

Durch einen modulartigen Aufbau läßt sich die elektronische Schließeinheit derart ausbilden, daß sie an entsprechenden mechanischen Verrieglungseinheiten vorgesehen sein können. Hierdurch läßt sich ein bestehendes, komplett mechanisches Schließsystem auf

einfachste Weise umrüsten. In einer vorteilhaften Ausgestaltung steuert die elektronische Schließeinheit einen mechanischen Sperrmechanismus, der in die Verrieglungseinheit eingreift. Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Sperrmechanismus wenigstens eine Sperrkugel aufweist, die die Verrieglungseinheit blockiert. Die Sperrkugel wird dann in geeigneter Weise in einem Führungssystem geführt. Die Sperrkugel wird mit einem elektromagnetischen Antrieb, der von der Schließelektronik gesteuert wird bewegt. Dieser elektromagnetischer Antrieb ist in einer bevorzugten Ausfuhrung als Hubmagnet ausgebildet. Hierdurch wird eine minimale Hubkraft in eine maximale Haltekraft umgesetzt, ohne den Bolzen des Hubmagneten auf Scheerung zu beanspruchen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Neuerung ist ein Programmiertransponder vorgesehen, der den Benutzer dieses Transponders berechtigt, das Schließsystem zu programmieren. Außerdem dient dieser Programmiertransponder dazu, andere Transponderschlüssel für die Betätigung des Schließsystems zu berechtigen.

Um die Elektronik möglichst einfach zu gestalten und zu programmieren, weist die Schließelektronik einen Prozessor und einen Speicher auf.

Für die Unabhängigkeit von dem übrigen Stromnetz weist die Neuerung in einer bevorzugten Ausgestaltung einen eigenen Energiespeicher zum Versorgen der Schließelektronik auf. Dies kann beispielsweise eine Batterie oder ein Akkumulator sein.

Damit die Batterie nicht verbraucht ist, bevor die letzte Betätigung möglich ist, ist ein Energieüberwachungssystem zum Überwachen des Energiespeichers vorgesehen. Das Energieüberwachungssystem erzeugt ein optisches und/oder akustisches Signal, um anzuzeigen, wenn die Ladung der Batterie sich ihrem Ende zuneigt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche. 30

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 zeigt die Prinzipskizze eines neuerungsgemäßen Schließsystems in einer

Seitenansicht.
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Fig. 2 zeigt die Prinzipskizze eines neuerungsgemäßen Schließsystems in einer

Frontansicht.

Fig.3 zeigt einen passiven Transponderschlüssel mit einem Dauermagneten.

Fig.4 zeigt eine Schnittansicht E-F gemäß Fig. 5 einer neuerungsgemäßen

Schließeinheit.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht A-B gemäß Fig. 4 einer neuerungsgemäßen

Schließeinheit.

Fig.6 zeigt eine Schnittansicht C-D gemäß Fig. 5 einer neuerungsgemäßen

Schließeinheit.

Fig.7 zeigt eine Detailansicht des Sperrmechanismus einer neuerungsgemäßen

Schließeinheit in geöfiheten Zustand.

Fig.8 zeigt eine Detailansicht des Sperrmechanismus einer neuerungsgemäßen

Schließeinheit in geschlossenem Zustand.

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel

In Fig. 1 wird mit 10 ein neuerungsgemäßes Schließsystem bezeichnet. In diesem

Ausführungsbeispiel besteht das Schließsystem 10 aus einer mechanischen

Verrieglungseinheit 12, einer elektronischen Schließeinheit 14 und einem

Transponderschlüssel 16. Der Transponderschlüssel 16 ist in Fig. 3 abgebildet. Die

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mechanische Verrieglungseinheit 12 besteht aus Riegeln 18, 20, 22. Die Riegel 20 und 22 sind über Stangen 24, 26 mit der Verrieglungseinheit 12 in bekannter Weise verbunden. Die Stangen 24, 26 werden wiederum mit Befestigungsmitteln 28, 30 an einer nicht dargestellten Schranktür drehbar gelagert. Der Riegel 18 ist direkt mit der Verrieglungseinheit 12 verbunden. Die Verrieglungseinheit 12 weist Kopplungselement 32 auf, die die verschiedenen Riegel miteinander synchron koppeln. Bei Betätigen eines Knaufs 34 werden die Riegel 18, 20, 22 in geöffnete oder geschlossene Stellung gebracht. Die Schließelektronik 14 befindet sich in direktem Anschluß an die mechanische Verrieglungseinheit 12. Ein Sperrmechanismus 36, wie er in den Figuren 4 und 6 gut zu sehen ist, greift in die mechanische Verrieglungseinheit 12 ein und verhindert bzw. erlaubt, daß der Knauf 34 betätigt werden kann. In der elektronischen Schließeinheit 14 befindet sich eine Antenne 38. Die Antenne 38 dient dazu, eine Codierung des Transponderschlüssels 16 über Funk auszulesen. Über einen magnetisch betätigbaren Radschalter, der mittig in der Antenne 38 positioniert ist, wird auch die Elektronik des Schließsystems 10 aktiviert.

Verrieglungseinheit 12 und Schließeinheit 14 weisen jeweils Gehäuse 40 und 42 auf. Die Gehäuse 40, 42 bestehen aus einem stabilen, möglichst aber leichten Material, wie Stahl oder Zamak. An der elektronischen Schließ einheit 14 befindet sich weiterhin ein Schalter 44, mit dem die Schließelektronik bei Betätigung u.a. in einen Grundzustand gebracht werden kann. Über Bohrungen 46, 48 wird das Schließsystem 10 mit einer Tür verschraubt.

Fig.2 zeigt die Prinzipskizze eines neuerungsgemäßen Schließsystems 10 in einer Frontansicht. Gleiche Bestandteile werden wie in der vorherigen Figur 1 bezeichnet. Das Schließsystem 10 ist beispielhaft auf einer Schranktür 50 aufgeschraubt. Die Riegel 20 und 22 angelenkt von den Stangen 24 bzw. 26 greifen jeweils zum Verriegeln um nicht dargestellte Zapfen. Die Riegel 20, 22 sind dazu halbrund ausgebildet. Die Stangen 24 und 26 werden in Befestigungsmitteln 28, 30 zur geeigneten Halterung geführt. Gummiringe 52, 54 verhindern ein Abrutschen von dem Knauf 34. Der Riegel 18 greift zum Verschließen in einen nicht dargestellten Hohlraum des Schrankes.

Fig.3 zeigt einen passiven Transponderschlüssel 16 mit einem Dauermagneten 56. Der Transponderschlüssel 16 weist ein kegelförmiges Aluminiumgehäuse 58 auf. Am oberen Ende 59 des Aluminiumgehäuses 58 befindet sich eine Öse 60 für einen Schlüsselanhänger. Das untere Ende 62 wird mit einer Kunststoffkappe 64 abgedeckt. In dem Aluminiumgehäuse 58 des Transponderschlüssels 16 befindet sich ein codierter Transponder 66, der von der Schließelektronik des Schließsystems 10 ausgelesen werden kann.

In Fig.4 wird eine Schnittansicht E-F einer neuerungsgemäßen Schließeinheit 14 dargestellt. Gleiche Bestandteile haben auch hier gleiche Bezugszeichen, .wie sie in vorherigen Figuren verwendet wurden. Die Antenne 38 ist so ausgebildet, daß sie in eine entsprechende Standardbohrung in der Türe 50 paßt. Mit 36 wird der Sperrmechanismus bezeichnet. Der Sperrmechanismus 36 greift über einen Sperrbolzen 70 mit einem Zapfen 72 direkt in die Verrieglungsmechanik der Verrieglungseinheit 12 ein.

Der Sperrmechanismus 36 enthält einen von der Schließelektronik 88 gesteuerten Hubmagneten 74. Der Hubmagnet 74 ist an der einen Seite spitz ausgebildet und drückt Sperrkugeln 76 zum Sperren in einer Führung 78 auseinander, bis sie in Ausnehmungen 81 des Verrieglungsschlittens 80 gelangen (vergleiche hierzu Fig. 8). Die Sperrkugeln 76 liegen nun auf dem Stab 82 des Hubmagneten 74 auf. Der Verrieglungsschlitten 80, an dem der Sperrbolzen 70 befestigt ist, kann sich nun in Nut 84 nicht mehr hin und her bewegen. Zum Entriegeln wird der Stab 82 des Hubmagneten 74 zwischen den Sperrkugeln 76 herausgezogen. Die Sperrkugeln 76 können sich nun in der Führung 78 bewegen und geben den Verrieglungsschlitten 80 frei, wie es auch in Fig. 7 detaillierter dargestellt ist.

Die Schließ- und Steuerelektronik 88 enthält in vorliegendem Ausführungsbeispiel einen nicht dargestellten - Prozessor mit Speicher. Hierüber läuft ein Schließ- und Prüfprogramm ab. Außerdem übernimmt der Prozessor alle ihm möglichen funktionalen Steuer- und Überwachungsaufgaben. Die notwendige elektrische Energie für die Elektronik wird aus einer Batterie bezogen die in Batteriefach 86 eingesetzt wird. Der Ladezustand der Batterie wird ebenfalls von der Elektronik überwacht. Falls ein kritischer

Ladezustand erreicht wird, wird ein optisches und/oder akustisches Signal abgegeben, um den Anwender aufmerksam zu machen, damit eine neue Batterie rechtzeitig eingesetzt werden kann.

In Fig. 5 wird eine Schnittansicht A-B einer neuerungsgemäßen Schließeinheit 12 gezeigt.

Sich entsprechende Bestandteile weisen wieder entsprechende Bezugszeichen, wie in den vorher beschriebenen Figuren, auf. Die Schließelektronik 88 wird über Leitungen 90 mit einer Batterie verbunden. Die Batterie wird zur Spannungsversorgung in dem Batteriefach 86 an Kontakte 92 angeklemmt. Über den Schalter 44 besteht die Möglichkeit die Steuerelektronik 88 wieder in einen Grundzustand zu versetzen.

In Fig. 6 wird eine Schnittansicht C-D einer neuerungsgemäßen Schließeinheit 12 gezeigt. Sich entsprechende Bestandteile weisen wieder entsprechende Bezugszeichen, wie in den vorher beschriebenen Figuren auf.
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Die prinzipielle Funktionsweise eines neuerungsgemäßen Schließsystems 10 stellt sich nun wie folgt dar:

Die Schließelektronik 88 ruht, d.h., sie ist komplett abgeschaltet und verbraucht keine elektrische Energie. Sobald der Transponderschlüssel 16 mit seinem Magneten 56 in die Nähe der Schließelektronik 88 gelangt, wird die Elektronik über elektromagnetische Wechselwirkung aktiviert. Die Schließelektronik 88 prüft nun über Funk, ob der in dem Transponder 66 gespeicherte Code des Transponderschlüssels 16 "korrekt" ist, d.h. der Transponderschlüssel 16 befugt ist, das Schließsystem 10 zu betätigen. Falls es sich um einen korrekten Code handelt, wird die Sperrung freigegeben. Handelt es sich um einen falschen Code, bleibt die Sperrung weiterhin aktiv. Nach der Überprüfung schaltet die Schließelektronik 88 wieder bis zur nächsten Aktivierung aus. Nach jedem Schließ Vorgang schaltet die Elektronik 88 aus.

Um die Schließelektronik 88 auf einen bestimmten Transponderschlüssel zu programmieren, ist ein spezieller "Master-" bzw. Programmiertransponder vorgesehen, der den Benutzer befähigt andere Transponderschlüssel 16 auf diese Elektronik 88 des

Schließsystems 10 einzustellen. Solche Schließsysteme 10 können Bestandteile ganzer Schließanlagen sein, die keinerlei Schließhierarchien unterworfen sind.

Claims

1. Schließsystem (10), bestehend aus einer mechanischen Verrieglungseinheit (12) und einer mit der Verrieglungseinheit (12) gekoppelten elektronischen Schließeinheit (14), wobei die elektronische Schließeinheit (14) berührungsfrei mit einem codierten Transponderschlüssel (16) verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnet (56) in dem Transponderschlüssel (16) zum Aktivieren der elektronischen Schließeinheit (12) vorgesehen ist.

2. Schließsystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (56) als ein Dauermagnet ausgebildet ist.

3. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die die elektronische Schließeinheit (12) nach Aktivierung in einem vorgegebenen Zeitintervall wieder ausschalten.

4. Schließsystem (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schließeinheit (12) modulartig an der mechanischen Verrieglungseinheit (10) vorgesehen ist.

5. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schließeinheit (12) verdeckt vorgesehen ist.

6. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Schließeinheit (12) einen mechanischen Sperrmechanismus (36) steuert, der in die Verrieglungseinheit (12) eingreift.

7. Schließsystem (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrmechanismus (36) wenigstens eine Sperrkugel (76) aufweist, die die Verrieglungseinheit (12) blockiert.

8. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungssystem (78) für die Sperrkugel (76) vorgesehen ist.

9. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromagnetischer Antrieb (74) die Sperrkugel (76) bewegt.

10. Schließsystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromagnetischer Antrieb als Hubmagnet (74) ausgebildet ist.

11. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Programmiertransponder vorgesehen ist.

12. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließelektronik (88) einen Prozessor aufweist.

13. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließelektronik (88) einen Speicher aufweist.

14. Schließsystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Energiespeicher zum Versorgen der Schließelektronik (88) vorgesehen ist.

15. Schließsystem (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Energieüberwachungssystem zum Überwachen des Energiespeichers vorgesehen ist.