DE2557637B2 - Berührungslos oder mittels auflegbarem elektronischem Schlüssel betätigbares elektrisches Schloß - Google Patents

Berührungslos oder mittels auflegbarem elektronischem Schlüssel betätigbares elektrisches Schloß

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein berührungslos oder mittels auflegbarem elektronischem Schlüssel betätigbares elektrisches Schloß, bei dem im Schlüssel ein elektronischer Schaltkreis angeordnet ist, im Schloß ein zweiter elektronischer Schaltkreis angeordnet ist, der mittels galvanischer oder elektromagnetischer Ankopplung an den ersten Schaltkreis ein für die Schlüsselinformation charakteristisches Kennungssignal erzeugt und bei dem eine Auswertestufe im Schloß angeordnet ist, die das Kennungssignal mit einer gespeicherten Kennung vergleicht und bei passendem elektronischen Schlüssel ein Entriegelungssignal erzeugt.
Ein derartiges elektrisches Schloß ist bekannt (DE-PS 53472). Im Schloß ist ein Empfänger angeordnet, wahrend der Schlüssel einen auf den Empfänger abgestimmten Sender besitzt. Der Schlüssel hat die Form eines Füllfederhalters und enthält auch die Stromversorgung für den Sendergenerator. Der Sender gibt ein aus mehreren Spannungen unterschiedlicher Frequenz und Amplitude bestehendes Ausgangssignal ab, das vom Empfänger ausgewertet wird. Wie auch bei ■> anderen bekannten elektrischen Schlössern funktioniert das bekannte Schloß nach dem Sender-Empfänger-Prinzip. Hierzu ist erforderlich, daß sowohl Sender als auch Empfänger eine eigene Energiequelle haben müssen, d. h. auch der Schlüssel mit einer eigenen
Ό Energiequelle ausgestattet ist, wenn er als Sender fungiert Wegen der erforderlichen Mobilität des Schlüssels kann als Energiequelle nur ein Energiespeicher in Frage kommen, beispielsweise eine Batterie. Selbst die kleinsten bekannten Batterien sind verhältnismäßig platzraubend und schwer und müssen darüber hinaus von Zeit zu Zeit ersetzt werden.
Ein anderer Nachteil besteht darin, daß es leicht möglich ist, mit Hilfe eines Versuchssenders die Schlüsselkennung am Schloß oder Schlüssel zu ermitteln. Dies ist besonders kritisch bei Tresoren oder Schließfächern, die mit elektrischen oder elektronischen Schlössern ausgestattet sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein berührungslos oder mittels auflegbarem elektronischem
■?"> Schlüsse1 betätigbares elektrisches Schloß anzugeben, welches verhindert, daß die Schlüsselkennung am elektrischen Schlüssel abgefragt wird, um eine verhältnismäßig hohe Sicherheit gegen unbefugtes Öffnen zu gewährleisten.
ii) Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zweite im Schloß angeordnete Schaltkreis mit dem ersten Schaltkreis einen elektronischen Signalgenerator bildet, dessen Ausgangssignal (Frequenz und/oder Amplitude; Impulsmuster) durch den ersten
r> Schaltkreis bestimmt ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Schloß ist zwar ebenfalls eine energetische Kopplung zwischen Schlüssel und Schloß erforderlich, entweder auf galvanischem oder elektromagnetischem Wege. Diese Kopplung besteht
•40 jedoch nicht zwischen Sender und Empfänger, sondern zwischen Bauteilen einer einzigen Komponente, nämlich eines Signalgenerators. Bei dem erfindungsgemäßen Schloß wird der Signalgenerator in zwei Schaltkreise unterteilt, wobei der eine dem Schloß und der andere
v> dem Schlüssel zugeordnet ist, so daß erst durch Zusammenbringen dieser Teile und deren energetische Kopplung der Signalgenerator vervollständigt ist und ein charakteristisches Ausgangssignal (Kennungssignal) erzeugen kann. Die Schlüsselkennung ist somit in
"id elektronischen Bauteilen kodiert und läßt sich im praktischen Gebrauch nicht abfragen, weil die gespeicherte Information »verdeckt« vorliegt. Die Kodiermöglichkeit beim erfindungsgemäßen Schloß liegt aus dem obigen Grunde außerordentlich hoch, so daß auch
« eine Sicherheit gegenüber zufällig gleiche Kodierung wesentlich erhöht ist.
Das Ausgangssignal des geteilten Signalgenerators kann hinsichtlich seiner Frequenz, seiner Amplitude, seines Frequenzmusters oder seines Impulsmusters
no (Fourier-Analyse) charakteristisch sein. Beispielsweise kann im ersten Schaltkreis ein RC-G\\ed angeordnet sein, das mit einer Induktivität im zweiten Schaltkreis einen Schwingungskreis bildet, der beim Zusammenbringen der beiden Schaltkreise mit einer bestimmten
(.'> Frequenz und Amplitude schwingt, die für das Kennungssignal charakteristisch ist.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß im Schloß ein weiterer Signalgenerator angeordnet ist,
dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des ersten Signalgenerators in einer Mischstufe gemischt wird und das Ausgangssignal der Mischstufe auf die Auswertestufe gegeben wird. Bei Verwendung eines zweiten Signalgenerators wird der Vorteil erzielt, daß das erfindungsgemäße Schloß nachträglich einfach und schnell abgestimmt werden kann.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß im Schloß ein dritter elektronischer Schaltkreis angeordnet ist, der mit dem ersten Schaltkreis einen ι ο zweiten Siguaigenerator bildet, dessen Ausgangssignal ein zweites Kennungssignal darstellt. Dadurch wird die Selektivität und damit die Sicherheit des Schlosses erhöht. Darüber hinaus kann auf diese Weise eine Unterteilung in Haupt- und Nebenschlüssel vorgenom- li men werden, derart, daß, wie bei mechanischen Schlössern bereits bekannt, mit bestimmten Schlüssel alle Schlösser geöffnet werden können, während andere Schlüssel nur eines oder einen beschränkten Teil der Gesamtheit der Schlösser zu betätigen vermögen.
Die Ausführung der beiden Schaltkreise, welche zusammen den Signalgenerator bilden, kann auf irgendeine geeignete Art und Weise erfolgen. Hierzu sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß der zweite Schaltkreis einen Oszillator enthält, der >r> elektromagnetisch an den ersten Schaltkreis angekoppelt ist und dem ersten Schaltkreis ein Modulator zugeordnet ist, der der Schwingung des Oszillatc rs ein Frequenz- oder iTnpulsmuster aufprägt. Grundsätzlich ist eine kapazitive Kopplung möglich, eine induktive in Kopplung wird hingegen vorgezogen. In diesem Fc'l sind die Impedanzen vorzugsweise winzige Ferritantennen.
Weiter oben wurde bereits der Nachteil erwähnt, der entsteht, wenn für den im Schlüssel sitzenden Schalt- π kreis eine Energiequelle erforderlich ist. Daher sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Energie für den Modulator durch elektromagnetische Kopplung vom zweiten auf den ersten Schaltkreis übertragen wird. Die vom zweiten Schaltkreis erhaltene Energie speist den Modulator, der rückwärts dem Hochfrequenzsignal des Signalgenerators ein Frequenz- oder Impulsmuster aufprägt. Somit gibt der Oszillator, der im vorliegenden Fall als Sender fungiert, bei Kopplung mit dem zweiten Schaltkreis eine -r> Senderspannung mit einer bestimmten Frequenzkombination oder einem Impulsmuster ab, so daß sowohl die Art der Modulation als auch die Trägerfrequenz für einen Schlüssel spezifisch sind. Die hierdurch erreichbare Selektivität ist außerordentlich hoch. Es ist daher ">o kaum möglich, die Kennung des Schlüssels durch Messung am Schloß zu ermitteln, weil hierzu eine feste unbekannte Frequenz und ein mit ihr in UND-Funktion verknüpftes Frequenz- oder Impulsmuster zu bestimmen sind und der ortsfeste Sender nur in Gegenwart des Schlüssels schwingt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Fingerring mit einem integrierten Schlüsselbauteil. : ·>
F i g. 2 zeigt schematisch einen Teil eines Schlosses.
Fig.3 zeigt einen Schnitt durch das Schloß nach F i g. 2.
Fig.4 zeigt ein .Schaltschema für die Stromversorgung eines elektronischen Schlosses.
Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild für ein Schloß nach der Erfindung.
Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbid einer weiteren Ausführungsform eines Schlosses nach der Erfindung.
Ein Fingerring 1 aus einer Goldlegierung oder einer anderen Metallegierung bestitzt eine Ausnehmung 20 an der Außenseite, in die ein Bauteil 21 eingelassen ist, das an der Oberfläche mit zwei Kontaktflächen 3 aus hartem metallischen Material versehen ist. In dem Bauteil 21 befindet sich ein erster elektronischer Schaltkreis 2 (F i g. 5), der in hartem Isoliermaterial, zum Beispiel Glas oder Emaille, eingebettet ist und dessen Anschlüsse zu den Kontaktflächen 3 führen, die von außen zugänglich sind. Auf den Aufbau des Schaltkreises 2, der eine Kennung oder eine Schlüsselinformation für ein Schloß enthält, wird weiter unten noch eingegangen.
F i g. 2 zeigt die Draufsicht auf einen Abschnitt eines Schlosses, das erhaben beispielsweise an einer Tür angebracht ist. In dem erhabenen Abschnitt 22 befindet sich etwas versenkt eine Abtastfläche 4 (siehe auch F i g. 3), in der zwei Kontaktflächen 23 von beweglichen Kontaktstiften angeordnet sind, von denen einer bei 6 in F i g. 3 dargestellt ist. Wie aus F i g. 3 ferner zu erkennen, stehen die Kontaktflächen 23 etwas über der Abtastfläche 4 gedrückt. Wie man aus dem Vergleich der Abbildungen gemäß den F i g. 1 und 2 erkennt, entspricht die Oberfläche des Bauteils in der Form der Abtastfläche 4, so daß beide Flächen nur in einer Luge zueinander se in Berührung gebracht werden können, daß die Kontaktflächen 3 mit den Kontaktflächen 23 der Kontaktstifte 24 in Berührung treten können.
Aus F i g. 3 erkennt man, daß der Kontaktstift 6 eine Kontaktfeder 25 betätigt, wenn er gegen die Feder in das Schloß hineingedrückt wird. Über einen Quersteg 26 betätigt die Kontaktfeder 25 eine weitere Kontaktfeder 27 eines Schalters 5 (siehe auch F i g. 4). Es versteht sich, daß der andere nicht gezeigte Kontaktstift eine parallele Kontaktfederanordnung betätigt. Die Kontaktschalter 5 liegen in Reihe mit einem Versorgungsstromkreis, der von einer Batterie 7 gespeist wird. Parallel zu den Klemmen der Batterie 7 liegen Anschlußklemmen 9 für den Anschluß einer externen Stromquelle für den Fall, daß die Batterie erschöpft oder auf andere Weise ausfällt. Parallel zu den Klemmen der Batterie 7 liegen schließlich eine optische Anzeige 10 und eine akustische Anzeige 11, die in Betrieb gesetzt werden, sobald die Schalter 5 geschlossen sind. Mit der Kontaktfeder 25 ist außerdem ein zweiter elektronischer Schaltkreis 8 (Fig. 3) verbunden, der bei Berührung der Kontaktflächen 3 des Fingerringes und 23 der Kontaktstifte 6 mit dem Schaltkreis 2, der im Bauteil 21 untergebracht ist, in Verbindung gesetzt wird. Dies ist schematisch in Fig. 5 gezeigt, in der eine gestrichelte Linie 28 die Trennung zwischen den Teilen, die stationär einem Schloßteil zugeordnet sind und den ersten elektronischen Schaltkreis andeutet, der dem als Schlüssel dienenden Fingerring 1 zugehört.
Die beiden Schaltkreise 2 und 8 sind so aufgebaut, daß sie zusammen einen Signalgenerator 14 ergeben, wie durch die strichpunktierte Linie angegeben. Der Schaltkreis 2 ist dabei frequenz- und ampli'udenbestimmender Teil des Signalgenerators. Die Kennung des Ringschlüssels 1 nach F i g. 1 ist dementsprechend eine vorgegebene Frequenz und eine vorgegebene Amplitude am Ausgang des Signalgenerators. Die Prüfung des Ausgangssignals erfolgt in einer Auswertestufe 12, indem das Ausgangssignal zunächst auf eine Mischstufe 13 gegeben wird, in der das Ausgangssignal des Signalgenerators 14 mit einem Ausgangssignal eines /weiten Signalgenerators 15 gemischt wird. Das
resultierende Signal wird auf einen Diskriminator 16 gegeben und gleichgerichtet. Eine Erkennungsschaltungsanordnung 17 tastet das Signal des Diskriminators 16 auf vorgegebene Daten ab und steuert bei Erfüllung der Prüfbedingungen eine Verriegelungsstufe 18, die die Sperre im Schloß freigibt. Bei Nicht-Übereinstimmung des Ausgangssignals mit den Prüfbedingungen gibt die Erkennungsschaltungsanordnung 17 ein Signal auf eine Alarmvorrichtung 19.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform kann auch so abgewandelt werden, daß der Signalgenerator 15 wie der Signalgenerator 14 aufgebaut sein kann, nämlich aus zwei trennbaren Schaltkreisen bestehend, wobei wiederum der frequenz- und amplitudenbestimmende Bestandteil in einem gleichen Schlüsselring oder einem separaten Schlüsselring untergebracht ist, je nach den gewünschten Anforderungen an eine Schließanlage.
Das Blockschaltbild nach F i g. 6 zeigt eine Möglichkeit, eine Schließanlage mit einem elektronischen Schlüssel, beispielsweise einem ähnlichen wie in Fig. 1 dargestellt, kontaktlos zu betätigen. Zu diesem Zweck ist in einem Ring oder einem ähnlichen Schlüssel eine winzige Ferritantenne 30 angebracht, deren Wicklung mit einem Schaltkreis, vorzugsweise in minaturisierter Bauweise, verbunden ist, die ebenfalls im Ring angeordnet ist, ähnlich dem Bauteil 21 nach Fig. 1. An den Schaltkreis ist schließlich ein Modulator 32 angeschlossen, der auch als miniaturisiertes Bauteil in Ring angeordnet ist. Einem Schloß sind zugeordnet eim zweite Ferritantenne 33, ein Oszillator 34, eir Empfänger 35, eine Erkennungseinrichtung 36, eir Schaltglied 37 sowie eine Entriegelung 38. Die gezcigtt Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt.
Bei Annäherung der Ferritantenne 30 an die Ferritantenne 33 beginnt die Oszillatorschaltung 3^ hochfrequent zu schwingen. Die Frequenz der Schwin gung wird durch den Schaltkreis 31 bestimmt. Die von Schaltkreis 31 aufgenommene Energie speist der Modulator 32. der rückwärts der Schwingungsfrequen; ein Frequenz- oder Inipulsmuster aufprägt. Dement sprechend erscheint ?im Ausgang des Oszillators 34 eint frequenz- oder impulsmodulierte Schwingung ah Schlüsselkennung. Der Empfänger 35 ist auf die Schlüsselkennung abgestimmt und überträgt das Aus gangssignal auf die Erkennungseinrichtung 36, die be richtigem Signal über das Schaltglied die Entriegelung steuert. Die durch die Schaltungsanordnung nach F i g. f erreichte Selektivität ist sehr hoch, da es kaum möglicl· ist, die Kennung des Schlüssels durch Messung am Schloß zu ermitteln, weil hierzu eine feste unbekannte Frequenz und ein mit ihr in UND-Funktion verknüpftes Frequenz- oder Impulsmuster zu bestimmen ist und der ortsfeste Sender in Form einer Oszillatorschaltung nur in Gegenwart des Schlüssels schwingt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnuneen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Berührungslos oder mittels auflegbarem elektronischem Schlüsse! betätigbares elektrisches Schloß, bei dem im Schlüssel ein elektronischer Schaltkreis angeordnet ist, im Schloß ein zweiter elektronischer Schaltkreis angeordnet ist, der mittels galvanischer oder elektromagnetischer Ankopplung an den ersten Schaltkreis ein für die Schlüsselinformation charakteristisches Kennungssignal erzeugt und bei dem eine Auswertestufe im Schloß angeordnet ist, die das Kennungssignal mit einer gespeicherten Kennung vergleicht und bei passendem elektronischen Schlüssel ein Entricgelungssignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite im Schloß angeordnete Schaltkreis (8, 34) mit dem ersten Schaltkreis (2, 31) einen elektronischen Signalgenerator bildet, dessen Ausgangssignal (Frequenz und/oder Amplitude; lmpulsmuster) durch den ersten Schaltkreis (2, 31) bestimmt ist.
2. Elektrisches Schloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schloß ein weiterer Signalgenerator (15) angeordnet ist, dessen Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des ersten Signalgenerators (14) in einer Mischstufe (13) gemischt wird und das Ausgangssignal der Mischstufe auf die Auswertestufe (16,17) gegeben wird.
3. Elektrisches Schloß nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß im Schloß ein dritter elektronischer Schaltkreis angeordnet ist, der mit dem ersten Schaltkreis einen zweiten Signalgenerator bildet, dessen Ausgangssignal ein zweites Kennungssignal darstellt.
4. Elektrisches Schloß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schaltkreis einen Oszillator (34) enthält, der elektromagnetisch an den ersten Schaltkreis (31) angekoppelt ist und dem ersten Schaltkreis (31) ein Modulator (32) zugeordnet ist, der der Schwingung des Oszillators (34) ein Frequenz- oder Impulsmuster aufprägt.
5. Elektrisches Schloß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie für den Modulator (32) durch elektromagnetische Kopplung (30, 33) vom zweiten auf den ersten Schaltkreis übertragen wird.
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