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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sperrvorrichtung mit Schlüssel, bei welcher die Überführung zwischen der Sperr- und der Freigabestellung von der Änderung eines mittels des Schlüssels beeinflussbaren Magnetfeldes abgeleitet ist.
Sperrvorrichtungen in dieser Art wurden in einer Vielzahl bekannt. So sind Schlösser bekannt, bei welchen die Zuhaltungen als kleine Dauermagnete ausgebildet sind und von einem Schlüssel, der ebenfalls kleine
Permanentmagnete enthält, angezogen oder abgestossen werden. Bei Verwendung eines richtigen Schlüssels werden die Zuhaltungen aus ihrer Sperrstellung in eine Freigabestellung bewegt und das Schloss kann geöffnet werden. Um auch bei einer eventuellen Verschmutzung der Zuhaltungsführungen eine einwandfreie Funktion des
Schlosses zu gewährleisten, müssen die Dauermagnete des Schlüssels kräftig ausgebildet sein, was wieder die
Abmessungen des Schlüssels ungünstig beeinflusst.
Uberdies sammeln sich an einem magnetischen Schlüssel im
Laufe der Zeit Eisenspäne bzw. kleinere Eisenstückchen an, die einerseits in das Schloss eingeschleppt werden und dessen Funktion beeinträchtigen können, anderseits aber einen unerwünschten Hinweis auf die Natur des
Schlüssels geben. Problematisch ist aber auch die Ausgestaltung der Zuhaltungen, welche sowohl mechanisch widerstandsfähig sein als auch die Eigenschaften starker Dauermagnete aufweisen sollten. Diese beiden
Forderungen stehen bekanntlich zueinander in Widerspruch-Dauermagnete mit hoher Koerzitivkraft und
Remanenz sind spröde und kaum zu bearbeiten.
Es wurde zwar vorgeschlagen, für Zuhaltungen einen permanentmagnetisierten Kern aus Sintermetall mit einem Mantel aus Metall oder Kunststoff zu verwenden, doch ist bei derartigen Zuhaltungen das für den Magnet zur Verfügung stehende Volumen wegen des Mantels eingeschränkt.
Ein Ziel der Erfindung ist ein Schloss, bei welchem die oben angeführten Mängel behoben sind. Dieses Ziel lässt sich mit einem Schloss der eingangs umrissenen Art erreichen, bei welchem erfindungsgemäss mindestens ein aus einem den magnetischen Fluss aufrechterhaltenden Magneten, mindestens einem weichmagnetischen Pfad und mindestens einem Luftspalt gebildeter magnetischer Kreis vorgesehen, der magnetische Widerstand des Kreises mittels des Schlüssels änderbar und die daraus resultierende Flussänderung zur Überführung zwischen der
Freigabe- und der Sperrstellung herangezogen ist.
Eine wirkungsvolle Sperrvorrichtung erhält man auch, wenn der Magnet als während des Sperr- bzw.
Freigabevorganges erregter Elektromagnet ausgebildet ist. Zu einer kompakten Bauweise gelangt man, wenn man zur Aufrechterhaltung des magnetischen Flusses einen allen Kreisen gemeinsamen Permanentmagneten vorsieht.
Die Flussänderung in den magnetischen Kreisen kann besonders einfach zum öffnen bzw. Schliessen des
Schlosses herangezogen werden, wenn jedem Kreis ein unter dem Einfluss des Magnetfeldes bewegbarer Anker eingegliedert und die Überführung zwischen der Freigabe- und der Sperrstellung von der Stellung der Anker abgeleitet ist.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist jedem Anker ein elektrischer Schalter zugeordnet und eine Schaltung zur logischen Verknüpfung der Schalterstellungen vorgesehen, die zur Abgabe eines öffnungssignal bei Übereinstimmung der vom Schlüssel hervorgerufenen Kombination der Schalterstellungen mit einer vorgegebenen Kombination und bei Nichtübereinstimmung gegebenenfalls zur Abgabe eines Alarmsignals eingerichtet ist.
Es kann sich als besonders zweckmässig erweisen, wenn von jedem Anker einem diese zugeordnete Zuhaltung betätigbar ist.
Nach einer weiteren Fortbildung des Erfindungsgegenstandes kann im Luftspalt jedes magnetischen Kreises ein magnetisch-elektrischer Wandler, wie z. B. ein Hall-Element, angeordnet und eine Schaltung zur logischen Verknüpfung der elektrischen Wandlergrössen vorgesehen sein, die zur Abgabe eines öffnungssignal bei Übereinstimmung der vom Schlüssel hervorgerufenen Kombination der Wandlergrössen mit einer vorgegebenen Kombination und bei Nichtübereinstimmung gegebenenfalls zur Abgabe eines Alarmsignals eingerichtet ist.
Äusserst vorteilhaft ist es, den Schlüssel aus nichtmagnetischem Material mit weichmagnetischen Einlagen auszubilden, da man so eine glatte Oberfläche des Schlüssels erreichen kann. Günstig ist es auch, wenn mittels der Einlagen des Schlüssels Nebenschlüsse der magnetischen Kreise schliessbar oder Luftspalte der magnetischen Kreise überbrückbar sind. Es kann empfehlenswert sein, die Oberfläche des Schlüssels mit einer einheitlichen nichtmagnetischen Schicht, wie z. B. Chrom oder Kunststoff zu bedecken. So ist äusserlich kein Hinweis auf die Natur des Schlüssels gegeben und der Code des Schlüssels kann nicht abgelesen werden.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Es zeigt Fig. l eine erfindungsgemässe Sperrvorrichtung mit abgenommenen Ankern und eingeführtem Schlüssel in einem schematischen Schaubild, die Fig. 2 und 3 einen Längsschnitt durch magnetische Kreise einer Sperrvorrichtung nach Fig. l samt einem, einen elektrischen Schalter betätigenden Anker, Fig. 4 eine Schaltung zur logischen Verknüpfung der Schalterzustände, Fig.
5 einen magnetischen Kreis mit
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gemeinsamen Permanentmagneten-3--, Weicheisenschenkeli-4-und Weicheisenankern-5--. Ein Schlüssel --6-- kann längs einer nichtgezeigten Führung zwischen die Schenkel --4-- eingeführt werden, um den magnetischen Widerstand der Kreise und somit den die Anker durchsetzenden Fluss zu ändern. So weist der in Fig. 2 gezeigte Kreis in den Eisenschenkeln Luftspalte --7-- auf, die mit einem nichtmagnetischen Material z. B. Kunststoff, Messing od. dgl. gefüllt sein können und durch welche der magnetische Widerstand des Kreises beträchtlich erhöht, d. h., der Fluss über den Anker --5-- entsprechend vermindert wird.
Die magnetische Kraft reicht dann nicht aus, um den Anker--5--, der auf einer Kontaktfeder--8--angebracht ist, anzuziehen. Wird jedoch ein Schlüssel eingeführt, der im Bereich der Zwischenstücke --7-- weichmagnetische Einlagen --9-- aufweist, so wird zufolge der überbrückung der Luftspalte der magnetische Widerstand des Kreises vermindert und auf den Anker --5-- wirkt eine Kraft, die ausreicht, um ihn gegen die Kraft der Feder --8-- in Richtung auf die Enden der Schenkel--4--zu bewegen, wobei ein Schalter --10-- betätigt,
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h.Dieses Schliessen bzw. öffnen der Kontaktstrecken kann, wie später noch beschrieben wird, zur Auslösung eines Offnungssignals od. dgl. herangezogen werden.
Der in Fig. 3 gezeigte magnetische Kreis weist keine Unterbrechung auf. Solange kein Schlüssel eingeführt ist, ist daher der Anker --5-- angezogen und die Kontaktstrecke-11 bis 13-geschlossen. Befindet sich jedoch ein Schlüssel --6-- mit einer Einlage --14-- aus weichmagnetischem Material zwischen den
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h.magnetischer Nebenschluss gebildet, die Kraft der Feder--8--reicht aus, um den Anker von den Schenkeln - -4-- wegzubewegen und die Kontaktstrecke-11 bis 12-wird geschlossen.
Man kann nun, wie in Fig. l angedeutet, eine Anzahl von magnetischen Kreisen der beschriebenen Art vorsehen, wobei die Stellung der Kontakte massgebend für den Zustand der Sperrvorrichtung gemacht ist. Der
Schlüssel für eine solche Steuereinrichtung weist an vorbestimmten Stellen weichmagnetische Einlagen auf und bestimmt die Kombination der Kontaktstellungen. Mittels einer Schaltung zur logischen Verknüpfung der
Schalterzustände kann ein Offnungssignal od. dgl. abgegeben werden, soferne ein richtiger Schlüssel verwendet wird. Eine einfache derartige Schaltung ist der Fig. zu entnehmen.
Diese Schaltung ist für eine Sperrvorrichtung mit sechs magnetischen Kreisen gedacht, welche nur dann in die Freigabestellung übergeführt werden soll, wenn mittels eines richtigen Schlüssels drei Arbeitskontakte-sl, s2, s3-- geschlossen und drei Ruhekontakte - tel, t2, t3-- geöffnet sind. Im Kollektorkreis eines Transistors--T--liegt ein Relais--A--und parallel dazu eine Schutzdiode-D--.
Der Transistor-T-erhalt seinen Basisstrom über einen Widerstand-R- und die Serienschaltung der Arbeitskontakte--sl, s2, s3-- ; die Basis ist über die Parallelschaltung der Ruhekontakte-tl, t2, t3-an Masse gelegt, zur Stromversorgung dient eine Batterie-B--. Bei dieser
Schaltung zieht das Relais--A-nur dann an, wenn alle Arbeitskontakte geschlossen und alle Ruhekontakte geöffnet sind. Von den Kontakten des Relais-A-kann nun eine elektromechanische
Verriegelungseinrichtung od. ähnl. gesteuert werden.
Die Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante eines magnetischen Kreises, dessen Anker die Kontaktstrecke eines
Reed-Kontaktes--15--bildet. Ein solcher Reed-Kontakt kann als Arbeits-, Ruhe- oder Umschaltekontakt ausgeführt sein und wird bei einem ausreichenden Magnetfluss über seine Kontaktstrecken betätigt. Bei Verwendung von Reed-Kontakten kann die erfindungsgemässe Sperrvorrichtung besonders kompakt und zuverlässig aufgebaut werden.
Nach Fig. 6 können an den Schenkeln --4-- besonders geformte und versetzte Polschuhe --16-- und an dem Schlüssel entsprechende Weicheiseneinlagen ausgebildet sein. Auf diese Art kann die Sicherheit der Sperrvorrichtung und die Anzahl der möglichen Kombinationen erhöht werden.
Eine weitere Möglichkeit, die Flussänderung in den magnetischen Kreisen zur überführung zwischen der Sperr- und der Freigabestellung heranzuziehen, besteht darin, den Fluss bzw. die Feldstärke in einem Luftspalt des magnetischen Kreises mittels einer Hallsonde, einer Wismutspirale, Magnetdiode od. dgl. festzustellen. So zeigt die Fig. 7 schematisch einen magnetischen Kreis, bestehend aus einem Permanentmagneten-3-, zwei L-förmigen Schenkeln --4-- und einem in einem Luftspalt zwischen den Schenkeln angeordneten Hallelement --17--. Eine Änderung des Widerstandes des magnetischen Kreises durch den Schlüssel ist auch mit einer Änderung des das Hallelement durchsetzenden Flusses verbunden.
Wenn mehrere derartige Kreise vorgesehen sind, so sind die Hallspannungen der Elemente --17-- entscheidend für den jeweiligen Zustand der Sperrvorrichtung. Auch hier kann analog zu einer Sperrvorrichtung mit Schaltern --10-- eine Schaltung zur logischen Verknüpfung der Hallspannungen vorgesehen sein. Der Entwurf und Aufbau einer derartigen Schaltung, von welcher bei Verwendung eines richtigen Schlüssels ein öffnungssignal abgegeben wird, ist für den Durchschnittsfachmann eine alltägliche Aufgabe und soll daher nicht näher erläutert werden. Besonders sicher wird eine erfmdungsgemässe Sperrvorrichtung, wenn die logische Schaltung so ausgelegt wird, dass bei dem Versuch, das Schloss zu betätigen, für alle nicht dem richtigen Schlüssel entsprechende Zustände der Kontakte bzw. Hallelemente ein Alarmsignal abgegeben wird.
Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Sperrvorrichtung benötigt im Gegensatz zu der eben beschriebenen Variante keine Spannungsquelle :
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In einem Gehäuse --18-- aus nichtmagnetischem Material, wie z. B. Kunststoff, Messing od.dgl., sind mehrere magnetische Kreise--19--untergebracht, die ähnlich wie die Kreise nach Fig.1 durch hier nicht ersichtliche, nichtmagnetische Zwischenlagen getrennt sind. Jeder Kreis enthält im wesentlichen einen allen Kreisen gemeinsamen Permanentmagnet--20--, weichmagnetische Schenkel --21-- und einen Anker --22--, welcher ebenfalls aus weichmagnetischem Material besteht. Im Gehäuse --18-- sind auch Federn --23-- vorgesehen, die den Anker --22-- von dem magnetischen Kreis wegzudrücken trachten.
Bei dem magnetischen Kreis nach Fig. 8 trägt der Anker einen Zuhaltungsstift--24--, welcher bei einer Ankerbewegung längs einer Bohrung --25- bewegt wird. Das Gehäuse --18-- ist an der Seite der Zuhaltungsstifte --24-als Zylinderfläche --26-- ausgebildet, wobei die Zylinderachse mit der Drehachse --27-- des Gehäuses - -18-- zusammenfällt. Das Gehäuse --18-- ist an einer Stelle in einer Zunge--28--fortgesetzt, die in eine Ausnehmung --29-- eines Sperriegels --30-- eingreift. Bei einer Drehbewegung des Gehäuses verschiebt daher die Zunge--28--den Riegel--30--gegen die Kraft einer Feder --31--.
Um die Drehachse --26-- ist auch eine Platte-32--, auf welcher ein Gegenstück --3-- zur Zylinderfläche --26-- angebracht ist, drehbar und mittels einer Feder --34-- gegen einen Anschlag --35-- gedrückt. Die weichmagnetischen Schnekel --21-- sind von Zwischenstücken --36-- unterbrochen, welche den Magnetfluss über den Anker --22-- so schwächen, dass dieser zufolge der Federn --23-- abfällt. Die Länge der Zuhaltungsstifte--24--ist nun so bemessen, dass die Stifte bei abgefallenem Anker aus der Zylinderfläche --26-- hervortreten und in Bohrungen --37-- des Gegenstückes --33-- eingreifen.
Wird das Gehäuse --18-- gedreht, so wird daher das Gegenstück --33-- von den Zuhaltungsstiften--24--mitgenommen.
Nach dem Einführen eines richtigen Schlüssels --38-- wird zufolge der weichmagnetischen Einlagen
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39-derdass dieser anzieht und der stift --24-- die Drehbewegung des Gehäuses --18-- gegenüber dem Gegenstück --33-- nicht mehr blockiert. Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform weist der magnetische Kreis keine Zwischenstücke auf und der Anker --22-- ist in Ruhestellung der Sperrvorrichtung angezogen. In der Bohrung --37-- des Gegenstückes --33-- ist ein zylindrisches Sperrstück --40-- gegen die Kraft einer Feder --41-- verschiebbar gelagert.
Die Länge des Stiftes --24-- ist hier so gewählt, dass das Sperrstück-40-in die in der Ruhestellung der Sperrvorrichtung mit der Bohrung --37-- fluchtende Bohrung --35-- ein Stück eindringen kann und somit das Gehäuse --18-- drehfest mit dem Gegenstück --33-- verbunden ist.
Wird ein richtiger Schlüssel --38-- - hier nur strichliert gezeichnet-eingeführt, so ist über polschuhartige Ansätze --42-- der Schenkel --21-- und eine weichmagnetische Einlage --43-- des Schlüssels ein magnetischer Nebenschluss gebildet, der Fluss über den Anker --22-- ist stark vermindert und der Anker wird von den Federn --23-- gegen die Kraft der Feder --41-- von dem Ende der Schenkel--21- weggedrückt. Dadurch gelangt die Berührungsstelle des Stiftes --24-- und des Sperrstückes --40-- in die Zylinderfläche --26-- und das Gehäuse --18-- kann gegenüber dem Gegenstück --33-- verdreht werden.
Im folgenden sind nun weitere Details und die genaue Funktion dieser Sperrvorrichtung beschrieben. In dem Gehäuse --18-- ist eine Anzahl von magnetischen Kreisen gemäss den Fig. 8 bzw. 9 untergebracht. Die Anzahl der Kreise kann relativ hoch gehalten werden (z. B. 10 Kreise), ohne dass die Bautiefe der
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;Kurzschlusseinlagen --39 bzw. 43--vorgesehen sind. Wird ein richtiger Schlüssel in die Vorrichtung eingeführt, so geben alle Zuhaltunsstifte --24-- bzw. Sperrstücke --40-- die Drehbewegung frei, d. h. zugleich mit dem Schlüssel kann das Gehäuse --18-- und die Nase--28--verdreht, somit auch der Sperriegel--30-- bewegt werden.
Der Fig. 10 ist noch eine Grundplatte --44-- zu entnehmen, auf welcher die einzelnen Teile der Vorrichtung montiert sind. So etwa ist eine Abdeck- und Lagerplatte --45-- für das Gehäuse --18-- mittels Schrauben--46--und nicht sichtbaren Distanzbolzen auf der Grundplatte befestigt. Weiters ist ein Sperrstift --47-- mit einer Querbohrung--48--, welcher in Führungen --49-- in Längsrichtung verschiebbar gelagert ist, vorgesehen. Ein mit dem drehbaren Gegenstück --33- verbundenes Federdrahtstück --50-- ist durch diese Querbohrung gesteckt.
Wird ein falscher Schlüssel in die Sperrvorrichtung eingeführt und eine Drehbewegung auf das Gehäuse ausgeübt, so wird das Gegenstück --33-- gegen die Kraft der Feder --34-ebenfalls verdreht, da mindestens ein Zuhaltungsstift oder Sperrstück die Kopplung der Drehbewegung zwischen Gehäuse und Gegenstück bewirkt. Zu Beginn der Drehbewegung greift die Zunge --28-- noch nicht an dem Sperriegel--30--an, der Sperrstift --47-- wird mittels des Federdrahtstückes --50-- in eine Ausnehmung --51-- des Sperriegels bewegt und blockiert diesen. Sobald dann die Zunge --28-- im Laufe der Drehbewegung an den Sperriegel anstösst, ist jede weitere Bewegung blockiert-die Vorrichtung bleibt verriegelt.
Bei der erfindungsgemässen Sperrvorrichtung ist es besonders einfach, nicht autorisierte Öffnungsversuche
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