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Identifikationseinrichtung Es sind bereits Identifikationseinrichtungen
der verschiedensten Art bekannt. Sie weisen meist zwei verschiedene Bestandteile
auf, nämlich als Schlüssel dienende Informationsträger und einen als Schloss dienenden
Informationsleser. Die über den Informationsleser dem Informationsträger entnommenen
Informationen werden dann einem Vergleicher zugeführt, welcher diese Information
mit einer weiteren, beispielsweise von Hand oder von einer andern Stelle aus mit
einem Schlüssel einegebenen oder einer bereits gespeicherten Information vergleicht
und bei Ubereinstimmung eine gewisse Funktion auslöst, wie zum Beispiel das Öffnen
eines Tors oder Ähnliches.
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Bis Jetzt wurden bei Identifikationseinrichtungen Informationen auf
gezahnten Schlüsseln und auch auf Lochkarten und ähnlichen perforierten Schlüsseln
gespeichert. Die dazugehörigen Informationsleser waren entweder mechanische, elektromagnetische
oder lichtelektrische Abtastvorrichtungen.
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Bei mechanischen Abtastvorrichtungen, welche am weitesten verbreitet
und bekannt sind, da Ja alle gewhnlichen Schlösser auf diesem Prinzip basieren,
besteht immer der Nachteil, dass die Ablesung und/oder der Vergleich der Information
durch Berührung erfolgt, wodurch immer eine gewisse Abnutzung verursacht wird. Des
weiteren sind solche Systeme, sofern sie nicht von der allergröbsten Art sind, sehr
schmutzempfindlich, da Fremdteile die feinen Bohrungen oder sonstigen Reliefs sowohl
des Schlüssels als auch des Schlosses verstopfen und damit ein einwandfreies Funktionieren
der Identifikationseinrichtung verhindern können.
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Bei lichtelektrischen Systemen besteht zwar die mechanische Abnutzung
nicht, Jedoch sind auch sie meist extrem schmutzempfindlich. Schon geringste Staubspuren
können ein tadelloses Arbeiten stark beeinträchtigen.
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Photoelektrische Einrichtungen sind im allgemeinen auch recht teuer
in der Anschaffung, da sie ein verhltnismässig aufwendiges elektronisches System
benötigen.
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Zur Informationsspeicherung sind auch Magnetb.inder und Magnetplatten
bekannt. Bei diesen Informationsträgern ist man an eine Bewegung gebunden, das heisst,
die gespeicherten Informationen werden durch Vorbeibewegung des Trägers an einem
Lesekopf abgelesen. Da das Resultat von der Geschwindigkeit abhängt> braucht
man entweder komplizierte mechanische Vorschubeinrichtungen oder eine aufwendige
Elektronik zur Kompensation der Variationen
der Lesegeschwindigkeit.
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Magnetisierbare Informationsträger herkömmlicher Art sind zudem nicht
besonders gut dazu geeignet, ständig mitgetragen zu werden, da sie zum Teil mechanischen
Abnutzungen gegenüber empfindlich sind, besonders aber auf Magnet,elder, wie sie
überall in geringer Stärke als Streufelder vorhanden sind, reagieren, welche unter
Umständen zu einer totalen Zerstörung der Information rühren können.
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Alle diese Nachteile haben zur Aufgabenstellung für die vorliegende
Erfindung beigetragen. Sie hat nämlich eine Identifikationseinrichtung mit einem
Schloss und einem Satz verschiedener im Schloss eindeutig plazierbarer Schlüssel
zum Gegenstand, welche in ihrem Aufbau einfach, gegen äussere Einflüsse unempfindlich
und preisgünstig ist.
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Erfindungsgemäss werden diese Vorteile dadurch erreicht, dass im Schloss
n elektronische Elemente angeordnet sind und Jeder Schlüssel mindestens ein aber
höchstens n-l Komplementärelemente aufweist, von denen jedes im Schlüssel so angeordnet
ist, dass es bei in das Schloss eingestecktem Schlüssel genau ein Element berührungslos
derart beeinflusst, dass mindestens eine Eigenschaft oder ein Verhalten des letzteren
eindeutig auswertbar verändert wird.
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Zweckmässigerweise sind dabei die elektronischen Elemente in zwei
zueinander parallelen Ebenen angeordnet, zwischen welche £ie einzelnen Schlüssel
eingeführt werden können. Die Elemente können vorzugsweise sogenannte reed-Kontakte
sein, wobei dann die Komplementärelemente im Schlüssel kleine Permanentmagnete sind.
Durch Anbringen verschieden gepolter Vorpolarisierungsrriagneten am Schloss kann
die Zahl der verschiedenen Schlüssel noch erhöht werden. Schloss und Schlüssel sind
vorzugsweise
zum grössten Teil aus Kunststoff.
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Nachfolgend wird anhand der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 eine perspektivische Darstellung
einer erfindungsgemässen Identifikationseinrichtung, bei welcher das Schloss ohne
Gehäuse sichtbar istt die Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
die Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 und die Fig. 4 einen
Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3.
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Die erfindungsgemässe Identifikationseinrichtung weist ein als Ganzes
mit 1 bezeichnetes Schloss und einen Satz verschiedener Schlüssel auf, von denen
in der Zeichnung nur einer dargestellt und als ganzes mit 2 bezeichnet ist. Das
Schloss 1 besteht aus zwei ebenen Platten 6 und 7, auf und in denen elektronische
Elemente montiert sind, und zwei Distanzstücken 3> 4, welche die Platten in einem
bestimmten gegenseitigen Abstand halten. Im folgenden wird als Vorderseite des Schlosses
dieJenige Seite bezeichnet, an welcher man den Schlüssel einsteckt.
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Die vorderen Enden der Distanzstücke 3 und 4 liegen in der Vorderfläche
des Schlosses, wogegen die hinteren Enden über die Platte hinausragen. Letztere
sind rechteckig, wobei eine ihrer längeren Seiten in der VorderRläche, liegt. Die
Schmalseiten der Platten liegen mit einer Seitenfläche Je eines Distanzstückes in
einer Ebene. Letztere sind etwa so breit, dass zwischen ihren einander zugewandten
Innen flächen ein Zwischenraum bleibt, dessen Breite etwas grösser ist als die
Breite
eines Distanzstückes. Dabei weist die Innenfläche 3a des Distanzstückes 3 eine Nut
3b auf welche in der Längsrichtung dieser Innenfläche 3a verläuft und etwa gleich
breit wie tief ist. Die Innenfläche 4a des Distanzstückes 4 ist als federnder Arm
ausgebildet, dessen vorderes Ende in Richtung der Längsseiten der Platten verschiebbar
ist. Zu diesem Zweck ist im Distanzstück 4 eine nach vorne offene, nicht durchgehende
Aussparung 4b angebracht, welche dem Arm 4a die nötige Bewegungsrreiheit gibt. Zur
Regulierung der Elastizität des Armes 4b dient eine seitlich von der Aussenseite
des Distanzstückes eingeschraubte Regulierschraube 5, welche über eine Schraubenfeder
5a den Arm 4b gegen das Schlossinnere drückt, wie das aus der Fig. 2 ersichtlich
ist.
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Jede der beiden Platten 6 und 7 besteht aus drei Schichten, nämlich
einer äusseren Printplatte 6a bzw. 7a, einer mittleren Füllplatte 6b bzw. 7b und
einem inneren Schutzblech 6c bzw.
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7c, wobei letzteres als einziger Bestandteil des Schlosses aus Metall,
nämlich beispielsweise einem magnetisch durchlässigen Messingblech, besteht und
an der Vorderseite rechtwinklig ungebogen ist, so dass die Stirnseiten der beiden
anderen Platten 6a und 6b bzw. 7a und 7b verdeckt sind und das Ganze dadurch etwas
stabiler ist. Die Fig. 2 zeigt den Aufbau der Platten 6 und 7 im Schnitt. Die Printplatten
6a und 7a sind aus Kunststoff und tragen an ihrer dem Schlossinneren zugewandten
Seite elf, bzw. zehn elektronische Elemente, sogenannte reed-Kontakte 8. Dies sind
Jeweils zwei in einem Glasröhrchen eingeschmolzene Kontaktfahnen, welche durch ein
äusseres Magnetfeld in Berührung gebracht werden können, wodurch ein elektrischer
Kontakt geschlossen wird. Diese einundzwanzig reed-Kontakte 8 sind alle parallel
zur Längsseite der Printplatten ausgerichtet und an deren Aussenseiten angelötet.
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Auf den Prints sind Anschlussleisten vorgesehen, die in der Zeichnung
nicht dargestellt sind. Desgleichen wurde auf die
Darstellung der
Mittel zum Zusammenhalten der Platten 6 und 7 sowie der Distanzstücke 3 und 4 verzichtet.
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Die reed-Kontakte sind an der oberen Printplatte 6a in drei zur Breitseite
der Platte parallelen Reihen innerhalb des Bereiches zwischen den beiden Distanzstücken
angeordnet, ebenso an der unteren Printplatte 7a. Die Füllplatten 6b und 7b haben
dazu entsprechende Schlitze, in denen die reed-Kontakte geschützt versenkt sind.
Die Dicke der Füllplatten entspricht dabei ungefähr der Dicke der reed-Kontakte,
so dass letztere also fast oder direkt an den inneren Messingblechen 6c bzw. 7c
anliegen. Die Messingbleche 6c bzw. 7c dienen dazu, die reed-Kontakte vor mechanischen
Einflüssen zu schützen, denen sie ausgesetzt wären, wenn sie offen daliegen würden.
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ßn der oberen Printplatte 6a sind in den beiden äusseren Reihen Je
vier reed-Kontakte 8 angeordnet, in der mittleren Reihe dagegen nur drei, und zwar
so, dass Jeder reed-Kontakt 8 zwischen zwei Verbindungslinien Je zweier Kontakte
8 der äusseren Reihen liegt. An der unteren Printplatte 7a sind die reed-Kontakte
8 in der analogen Art angebracht, nur mit dem Unterschied, dass in den beiden äusseren
Reihen Jeweils drei und in der mittleren Reihe vier Kontakte angeordnet sind. Gemessen
von der Vorderfront der Printplatten her haben die Kontakte der äusseren oberen
Reihen denselben Abstand wie diejenigen der mittleren unteren Reihe, und umgekehrt.
Auf den Printplattenoberseiten befinden sich Jeweils über Je einem reed-Kontakt,
ungefähr über dessen Mitte, Je ein kleiner, scheibenförmiger Dauermagnet 9, der
zur Vorpolarisierung des reed-Kontaktes dient. Zweckmässigerweise wird dabei die
Polarisationsrichtung nicht bei allen Magneten gleich gew<ihlt, wodurch zum Beispiel
einerseits eine zusitzliche Codierungsmöglicheit für das Identifikationssystem geboten
wird und andererseits
die gegenseitige Beeinflussung benachbarter
reed-Kontakte ausgeschlossen werden -kann.
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Der Schlüssel 2 hat im wesentlichen eine Quaderform, deren querschnitt
paralell zur Vorderseite des Schlosses dem Querschnitt des Innenraums im Schloss
zwischen den beiden Distanzstücken und den beiden Platten entspricht. Durch die
unsymmetrische Form kann der Schlüssel 2 nur in einer eindeutig bestimmten Lage
in das Schloss eingeführt werden, was immer dann nötig ist, wenn die Anordnung der
reed-Kontakte auf Ober-und Unterseite des letzteren verschieden ist.
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Die Länge des quadrischen Teils des Schlüssels entspricht ungefähr
der Länge der Distanzstücke 3, 4. An seinem Griffende ist er abgeschrägt, um ein
gefälligeres Aussehen zu erhalten.
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Eine Durchbohrung 2a kann zum Anbringen eines Schlüsselanhängers dienen.
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Der Schlüssel ist aus zwei Teilen 10 und 11 zusammengesetzt, von denen
einer an einer Seite etwas schmäler als der andere ist, wodurch eine der Nut 3b
entsprechende Feder 2b gebildet wird.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen den Aufbau des Schlüssels in über sichtlicher
Weise: Die beiden Teile 10 und 11 des Schlüssels 2 besitzen zylindrische Vertiefungen
12, welche von den einander zugekehrten Seiten bis knapp an die Schlüssel-Aussenfläche
reichen. Im Teil 10, der nach Einführung des Schlüssels 2 in das Schloss 1 an der
oberen Platte 6 bzw. der oberen Messingplatte 6c anliegt, sind die Bohrungen 12
so angeordnet, dass eine Jede genau unter einen der reed-Kontakte, und zwar bezüglich
der Dauermagneten 9 in Längsrichtung dieser Kontakte etwas versetzt, zu liegen kommt.
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Das gleiche gilt auch für den unteren Teil 11. In der Fig. 4 ist für
diesen Teil 11 das Schema der Vertiefungen 12 dargestellt.
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In einigen dieser Vertiefungen 12 sind nach einem genau bestimmten
System als Komplementärelemente zu den reed-Kontakten dienende kleine Permanentmagnetscheibchen
13 eingesetzt und zwar so, dass ihre Polarisationsrichtung senkrecht zur Polarisationsrichtung
derJenigen Dauermagneten 9 ist, deren zugehörige reed-Kontakte 8 sie beeinflussen
sollen.
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Wird nun der Schlüssel 2 in seine durch nicht dargestellte Anschläge
definierte Endposition im Schloss 1 gebracht, so sind an den Stellen, wo keine Magnete
13 im Schlüssel sind, die entsprechenden reed-Kontakte 8 unbeeinflusst, zum Beispiel
also offen, und den anderen Stellen, an denen Magnete 13 mit entsprechender Polarisierungsrichtung
vorhanden sind, werden die Kontakte 8 beeinflusst, also zum Beispiel geschlossen.
Den Jeweiligen Zustand der reed-Kontakte kann man dann mit einer einfachen logischen
Schaltung zur Identifikation ausnützen, wobei sich die Art der Auswerteschaltung
nach dem Jeweiligen Verwendungszweck bestimmen lässt.
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Es sei hier kurz etwas über die Zahl der möglichen verschiedenen Schlüssel
gesagt. Diese bestimmt sich nach den Regeln der Kombinatorik. Bei gleichwertigen
Elementen, wo eine Permutation zu keiner neuen Kombination führt, ist die Zahl Xk
der Möglichkeiten, aus n Elementen k herauszugreifen, oder im speziellen Fall, von
n reed-Kontakten k zu schliessen, gegeben durch die Formel
Da nun aber die Möglichkeit besteht, die Anzahl k der zu beeinflussenden
reed-Kontakte
zu variieren, das heisst, Schlüssel mit mindestens einem bis höchstens n-l Permanentmagnetscheibchen
herzustellen, muss noch über alle k summiert werden. Die Anzahl X der möglichen
verschiedenen Schlüssel ist also
Im vorliegenden Fall mit n = 21 beträgt X-mehr als 2 Millionen.
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Zieht man auch noch die verschiedenen Vorpolarisationsrichtungen der
reed-Kontakte zur Codierung heran, so lässt sich diese Zahl noch vervielfachen.
Eine weitere Vervielfachung ist durch Vergrösserung der Zahl der reed-Kontakte möglich.
Die Ausführung mit 21 Kontakten ist jedoch recht handlich und für normale Zwecke
vollauf genügend.
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Die Kombination Permanentmagnete-reed-Kontakte ist natürlich nur eine
der Möglichkeiten, eine solche erfindungsgemässe Identifikationsvorrichtung aufzubauen.
Man könnte zum Beispiel anstelle der reed-Kontakte kleine, von hochfrequentem Strom
durchflossene Spulen anwenden, deren Induktivität Je nach dem Vorhandensein oder
Nichtvorhandensein eines Eisenkernes an entsprechenden Plätzen des Schlüssels verschieden
gross ist, und diesen Induktivitätsunterschied zur Identifikation heranziehen.
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Eine weitere Möglichkeit wäre die berührungslose Beeinflussung eines
Stromkreises auf kapazitivem Wege, indem zum Beispiel der Schlüssel zwischen zwei
einander gegenüberliegenden Platten von Kondensatoren eingeführt würde und er selbst
an bestimmten Stellen ein Dielektrikum aufwiese, welches die Kapazität der einzelnen
Plattenkondensatoren hinreichend verändert.
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Alle diese Systeme können noch abgewandelt und den jeweiligen Bedürfnissen
angepasst werden. Die Verwendung von reed-Kontakten dürfte Jedoch am einfachsten
und vor allem am billigsten sein, da sie erstens keinen grossen elektronischen Aufwand
für die Auswertung benötigt, und zweitens die Einzelteile sehr preisgünstig sind.
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Der Vorteil der erfindungsgemässen Identifikationseinrichtung liegt
besonders in seiner Einfachheit des Aufbaus und seiner Verwendung und in seiner
Wartungsfreiheit. Durch die berührungslose Informationsablesung werden weder der
Schlüssel noch das Schloss irgendwie mechanisch beansprucht, so dass keine feststellbare
Abnützungserscheinung auftritt. Ausserdem ist die Vorrichtung völlig unempflindlich
gegen Verunreinigung. Durch die Verwendung von Kunststoff sind auch die Herstellungskosten
niedrig. Die im Schlüssel gespeicherte Inforrotation ist weder durch zufällige Streufelder
noch durch gewöhnliche Entmagnetisierungsvorrichtungen zerstörbar, da es zum Entmagnetisieren
der Permanentmagneten ganz beträchtlicher Magnetfelder bedarf, mit welchen man im
allgemeinen keinerlei Berührung hat.
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Die erfindungsgemässe Identifikationseinrichtung lässt sich selbstverständlich
mit einer Zusatzeinrichtung kombinieren, in die zum Beispiel eine dem Jeweiligen
Schlüssel zugeordnete digitale Information, beispielsweise durch Bettigen einer
entsprechenden Tastatur, eingegeben wird. Ein kleiner Rechner vergleicht die Information
auf dem Schlüssel mit der durch die Tastatur eingegebenen und löst bei Übereinstimmung
die beabsichtigte Funktion aus, zum Beispiel das Öffnen einer Safe-Tür, die Ausgabe
von Banknoten oder Ähnliches.
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Die Einrichtung gemäss der Erfindung kann mit allen bisher bekannten
Systemen kombiniert werden oder diese ergänzen.
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Ein weiterer Vorteil liegt in der Art des Schlüssels. Da er aus undurchsichtigem
Material ist, kann die in ihm gespeicherte Information äusserlich nicht festgestellt
und natürlich auch nicht verändert werden. Der Schlüssel ist nur sehr schwer unter
Zuhilfenahme von Spezialeinrichtungen kopierbar. Es genügt dazu nicht nur, die Lage
und Polarisationsrichtung seiner Permanentmagneten exakt auszumessen, sondern auch
noch deren Feldstärken. Geringe Abweichungen davon würden zum Beispiel zum Nichtansprechen
der betreffenden reed-Kontakte oder zum gleichzeitigen Ansprechen mehrerer benachbarter
reed-Kontakte führen. Überdies ist ein solcher Schlüssel robust und praktisch von
unbegrenzter Lebensdauer.