DK152446B

DK152446B - Cylinderlaas-noeglekombination, laasecylinder og noegle til en saadan kombination

Info

Publication number: DK152446B
Application number: DK022482A
Authority: DK
Inventors: Bo Widen; Bjoern Rubensson
Original assignee: Gkn Stenman Ab
Priority date: 1980-05-20
Filing date: 1982-01-19
Publication date: 1988-02-29
Also published as: AT378810B; AU539341B2; NO820144L; NO154930B; WO1981003355A1; NO154930C; GB2102489A; DK22482A; FR2485072A1; AU7173481A; US4507944A; DK152446C; FI80121C; CA1228743A; FI822164A0; NL8120171A; SE424568B; ATA907481A; CH654618A5; GB2102489B

Description

i

DK 152446B

Den foreliggende opfindelse angår en cylinderlås-nøglekombination omfattende et cylinderhus, i hvilket der er anbragt en roterbar cylinderkerne med en nøglespalte og med et elektronisk vurderingskredsløb til fastsættelse af korrekt påvirkning af cylinderen, idet 5 nøglen udgør en bærer af kodet information, der kan aflæses ved hjælp af følerorganer, der er anbragt i cylinderhuset og/eller i cylinderkernen, og som er forbundet til det elektroniske kredsløb.

Et forholdsvis kompliceret anlæg af denne type findes beskrevet i svensk patentansøgning nr. 7902397-4, i hvilket den del af anlægget, 10 der indføres i cylinderen, for at identificere nøglen er forsynet med en magnetisk passiv og induktiv læselig informationsbærer. Således er nøglen i dette kendte anlæg indrettet til frembringelse af induktionsstrømme, når nøglen indføres i låsecylinderen, og størrelsen og/-eller retningen af induktionsstrømmene detekteres af et aflæsehoved, 15 der er anbragt i låsecylinderen, og som til dette formål er forsynet med en aflæsespole, der aktiveres ved hjælp af en alternerende strøm.

Ifølge en foretrukken udførelsesform er aflæsehovedet i låsecylinderen og kodeinformationen på nøglen konstrueret og arrangeret på en sådan måde i forhold til hinanden, at der under den relative bevæ-20 gelse af nøglen og låsecylinderen frembringes to timingsignaler, der repræsenterer bevægelsesretningen og bevægelsens hastighed, samt et identifikationsinformationssignal. Tysk fremlæggelsesskrift nr. 23 25 566 beskriver et tilsvarende anlæg.

Et anlæg af denne type, der er baseret på informationssignaler, som 25 frembringes ved hjælp af elektrisk induktion, fordrer tilvejebringelsen af et stort antal komplicerede komponenter, der omfatter et vurderingsstrømkredsløb, for opnåelse af den krævede nøjagtighed. De induktionsstrømme, der genereres, når nøglen langsomt indføres i låsen, er specielt svage, og for at eliminere den potentielle risiko for 30 fejlagtig vurdering, skal komponenterne i det pågældende kredsløb konstrueres med speciel præcision. Låsen som helhed bliver derved ligeledes dyr og desuden følsom over for forskellige former for påvirkning.

2

DK 152446 B

I det låsearrangement, der er beskrevet og vist i tysk fremlæggelsesskrift nr. 25 46 542, er nøglen i stedet forsynet med magnetiske informationsorganer, medens føler- eller aflæserorganerne i cylinderlåsen omfatter en Hall-generator, der aktiveres af det magnetfelt, som 5 frembringes af koden, idet dette magnetfelts feltlinjer strækker sig både parallelt med og vinkelret på nøglens længdeakse. Til korrekt detektering af informationen kræves der to Hall-generatorer, der danner en vinkel på 90° i forhold til hinanden. Foruden dette anlægs relative kompleksitet har det desuden den ulempe, at koden let kan 10 gøres synlig og let kan ændres, hvilket i mange tilfælde er uønskeligt. Som følge heraf er anlægget som helhed ikke tilstrækkeligt pålideligt.

Andre lås-nøglekombinationer omfattende en nøgle, der har dele med variabel magnetisk permeabilitet, findes beskrevet i østrigsk patent-15 skrift nr. 312 456 og i de svenske patentskrifter nr. 403 160 og 319 998. I alle disse anlæg sker der en statisk detektering af den magnetiske flux, hvilket kræver lige så mange detekteringsorganer som kodede dele på nøglen. Dette gør disse kendte anlæg temmelig komplicerede og dermed dyre.

20 I USA patentskrift nr. 3 949 345 er der beskrevet et multibelt magne-toresistivt element, der ikke er beregnet til at samarbejde med en lås og/eller en nøgle.

Et formål med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en cylinderlås-nøglekombination af den ovenfor beskrevne type, ved 25 hjælp af hvilken de ulemper, der er forbundet med hidtil kendte tilsvarende kombinationer, elimineres, og hvilken kombination er af simpel og robust konstruktion og ikke vil tillade uønsket manipulation eller aktivering, og hvilken kombination er tilstrækkelig pålidelig selv efter brug i relativt lang tid. 1 I sit bredeste aspekt er en kombination i overensstemmelse med opfindelsen i hovedsagen ejendommelig ved, at der i cylinderlåsen eller i nærheden af denne er tilvejebragt et magnetisk legeme, der er ind- 3

DK 152446 B

rettet til at frembringe en magnetisk flux, der passerer nøglespalten, at nøglens kodede information er inkorporeret på steder med indbyrdes forskellig magnetisk permeabilitet, hvilket ved relativ bevægelse af nøglen og låsehuset medfører variationer i en magnetisk flux, at 5 følerorganerne i et elektronisk kredsløb, der indeholder en brokobling, og som forsynes med en driftsspænding, indeholder organer, der er indrettet til at konvertere magnetfluxvariationerne til momentane resistanssendringer, hvilket medfører, at brokoblingen kommer ud af balance, så at der i kredsløbet genereres et elektronisk impulstog, 10 der svarer til den kodede information, og at der til kredsløbet er tilsluttet organer, f.eks. en databehandlingsindretning, som er indrettet til at detektere og vurdere dette elektroniske impulstog.

Et væsentligt træk ved opfindelsen er således, at den på nøglen anbragte kodede information indeholder områder med forskellig magne-15 tisk permeabilitet. I dette tilfælde er permeabi liteten en materiale konstant, der angiver det pågældende materiales evne til at tillade en magnetisk flux at passere gennem materialet.

Som det er velkendt, kan magnetiske materialer svarende til deres magnetiske og mekaniske egenskaber inddeles i to hovedgrupper, 20 nemlig bløde og hårde (eller perma-)magnetiske materialer. Svarende til materialetypen er det almindeligt at skelne mellem metalliske og keramiske materialer. Ved normale temperaturer har kun fem grundstoffer magnetiske egenskaber, nemlig jern, nikkel, kobolt, gadolinium og terbium. Legeringer og oxider af disse materialer har også karak-25 teristiske magnetiske egenskaber. Det er overraskende, at mangan og aluminium, som i sig selv mangler magnetiske egenskaber, tilvejebringer en magnetisk legering sammen med sølv. Keramiske magnetiske materialer frembringes i hovedsagen af blandinger af jernoxid og andre metaloxider, af hvilke de hyppigst forekommende er de såkaldte 30 ferriter.

Magnetisk bløde materialer er kendetegnet ved en relativ stor permeabilitet. Ud over ulegeret jern hører visse jernsiliciumlegeringer og ferriter til denne gruppe. Magnetisk hårde materialer (permamagne-tiske materialer) er kendetegnet ved lav permeabilitet. Binære, ter

DK 152446B

4 nære og kvarternære jernlegeringer, såsom stål, kan benyttes som permamagnetmaterialer. Permamagneter kan også fremstilles af metaloxider, af hvilke det mest almindelige er bariumferrit.

Nøglens kode kan således indeholde et magnetisk blødt materiale, 5 såsom ulegeret jern, skiftende med områder med legeret jern, såsom stål.

Alternativt kan koden ud over områder med stor magnetisk permeabilitet indeholde områder af et andet materiale med lille magnetisk permeabilitet, f.eks. et plastmateriale. Som et yderligere alternativ kan 10 koden indeholde områder, der helt mangler materiale af den ovennævnte type, dvs. indeholder luft, og af denne grund har lille magnetisk permeabilitet.

Det er let at udføre koden i områder af den ovenfor nævnte type i nøglen på en sådan måde, at koden skjules, dvs., at det ikke er 15 muligt at afgøre, om nøglen har en speciel kode, eller hvilken kode nøglen har, ved alene at studere nøglen. Hvis det imidlertid af en eller anden grund er ønskeligt at koden er synlig, kan dette let gøres ved anbringelse af de ovenfor nævnte afvigende områder eller regioner på nøglens overflade og specielt på overfladen af nøgleryg-20 gen.

I modsætning til det anlæg, der er beskrevet i det ovenfor nævnte tyske fremlæggelsesskrift nr, 25 46 542, er det derfor ikke meningen med den foreliggende opfindelse, at selve nøglen behøver at indeholde magnetiske organer eller magnetisk materiale, men blot, som nævnt 25 ovenfor, forskellige materialeområder, der har varierende magnetisk permeabilitet. Som man vil forstå af opremsningen ovenfor af de forskellige magnetiske materialer, udelukker opfindelsen ikke, at nøglen har ét eller flere områder af et magnetisk materiale. Et primært træk ved opfindelsen er imidlertid, at koden fremviser områder 30 med varierende magnetisk permeabilitet og ikke områder, der i sig selv er i stand til at frembringe et magnetfelt eller genererer induktionsstrømme.

5

DK 152446 B

Som nævnt ovenfor skal følerorganerne, der er anbragt i huset, også indeholde organer, der er indeholdt i et elektronisk kredsløb, der indeholder en brokobling, og som forsynes med en driftsspænding, og hvilke organer er indrettet til at konvertere variationerne i magnetisk 5 flux hidrørende fra koden til momentane ændringer i resistans. Ét kendt organ, der kan benyttes til det aktuelle formål er den såkaldte differentialfeltplade. Denne differentialfeltplade er i stand til at detektere forskellen mellem to magnetiske fluxer og til at konvertere detekterede forskelle til ændringer i resistans i et elektrisk kredsløb.

10 Den feltplade, til hvilken den magnetiske flux med størst tæthed ledes, får således en større elektrisk resistans og bliver følgelig mindre elektrisk ledende end den anden feltplade, der modtager en mindre magnetisk flux. Den således frembragte forskel i elektrisk konduktivitet benyttes i overensstemmelse med opfindelsen til skabelse 15 af ubalance i en elektrisk brokobling, der tilføres en driftsspænding, og i hvilken der hersker balance, når begge feltpladerne udsættes for den samme magnetiske flux, eller når ingen af feltpladerne detekterer en sådan flux.

Herved genererer de frembragte momentane ændringer i resistans, 20 ved tilhørende momentan ubalance frembragt i brokoblingen, et elektrisk impulstog, der svarer til den kodede information, og som igen kan detekteres og vurderes på kendt måde f.eks. i en databehandlingsindretning. I modsætning til det ovenfor nævnte tidligere kendte anlæg er nøglen i anlægget ifølge den foreliggende opfindelse således 25 passiv, eftersom den ikke primært bidrager til genereringen eller skabelsen af en magnetisk flux eller en induktionsstrøm, men alene ved fremvisningen af områder, der er anbragt i overensstemmelse med et forudbestemt mønster, af varierende magnetisk permeabilitet frembringer elektriske resistansvariationer i differentialfeltpladen, der er 30 forbundet med områderne afhængigt af disse, idet variationerne derefter udnyttes på den ovenfor nævnte måde via en elektrisk brokobling.

For at opnå den ønskede funktion kan der i forbindelse med de to feltplader i aflæseenheden tilvejebringes stifter, der afbøjer og kon-35 centrerer de samme eller forskellige magnetiske fluxer hidrørende fra

DK 152446B

6 nøglens kodede områder. Disse stifter kan være anbragt i en plade med passende tykkelse i forbindelse med feltpladen, så at de to stifter anbringes tæt grænsende op til nøglens ryg, når denne indføres i låsehuset. Den enhed, som indeholder differentialfeltpladen, kan 5 desuden som helhed være monteret fjedrende i en udsparing i huset, så at den med et let tryk ligger an mod nøglen, når denne indføres i nøglespalten. Til dette formål kan der passende benyttes bladfjedre.

Som man vil forstå, kan der benyttes en differentiel feltplade, der har mere end to polsko, forudsat, at de forskellige områder, der er 10 indeholdt i i nformations koden på nøgleryggen, er anbragt på tilsvarende måde.

I overensstemmelse med en foretrukken udførelsesform indeholder mønsteret af kodede områder på nøglen hensigtsmæssigt ét eller flere L-formede områder. På denne måde kan det elektroniske vurderings-15 kredsløb let afgøre, om nøglen bevæges ind i eller ud af låsehuset, og det bliver umuligt at manipulere sikkerhedssystemet ved f.eks. at indføre nøglen flere gange gennem kortere stykker i låsehuset og derefter umiddelbart trække nøglen ud.

Opfindelsen vedrører også en cylinderlås og en nøgle til en kombina-20 tion af den ovenfor nævnte type, hvilken lås og hvilken nøgle i hovedsagen er ejendommelig ved de træk, der er angivet i de efterfølgende krav.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, der viser et eksempel på en udførelsesform for en 25 kombination ifølge opfindelsen og på hvilken fig. 1 viser en cylinderlås ifølge opfindelsen med en differentialfelt-plade, set i perspektiv, i hvilken lås der kan indføres en nøgle, der er forsynet med kodet information på nøglens ryg, fig. 2 en differentialfeltplade, som er indeholdt i det i fig. 1 viste 30 låsehus, med tilhørende dele, set i perspektiv, fig. 3 den i fig. 2 viste diffentialfeltplade, set forfra, og et snit gennem en nøgle, medens denne samarbejder med differentialfeltpladen,

DK 152446B

7 fig. 4 et principdiagram, der viser en brokobling, som tilføres en driftsspænding, og i hvilken den i fig. 2 og 3 viste differentialfelt-plade er indeholdt, og fig. 5 en del af et snit gennem en nøgleryg, med en kode omfattende 5 L-formede dele, set nedefra.

I fig. 1 er der vist en cylinderlås-nøglekombination bestående af et låsehus 1 med en drejelig cylinderkerne 2 og en spalte 3 til optagelse af en nøgle 8. I cylinderhusets bunddel er der udformet en udsparing 7 til optagelse af en differentialfeltplade 5, som er monteret ved 10 hjælp af bladfjedre 6, og hvis generelle udformning vil blive forklaret nedenfor under henvisning til fig. 2 og 3.

På nøglen 8’s ryg er der anbragt kodet information i form af to rækker 8a, 8b af områder med indbyrdes forskellig magnetisk permeabilitet anbragt i et givet mønster. Nøglen 8 kan f.eks. være fremstillet 15 af messing, og nøglens ryg kan indeholde flere rektangulære områder af blødt jern, der har stor magnetisk permeabilitet.

Differentialfeltpladen 5, der er indeholdt i låsehuset, og af hvilken størstedelen har form af en standardkomponent, har to feltplader 5a og 5b, der hver er i stand til at detektere magnetiske fluxer og af-20 hængig af forskellen mellem størrelsen af disse fluxer at generere varierende resistanser i en elektrisk resistans, der er indeholdt i feltpladen. Til dette formål har feltpladen to elektriske tilslutninger 5g og 5h, ved hjælp af hvilke pladen kan forbindes til et elektrisk kredsløb af den i fig. 4 viste type. Feltpladen 5 er forbundet med en 25 plade 5c, der har to parallelle boringer, som hver optager en polsko henholdsvis 5e og 5f, der er indrettet til at afbøje og koncentrere en magnetisk flux, som frembringes af et magnetisk legeme 5k, og som passerer gennem nøglespalten 3.

Når differentialfeltpladen er blevet anbragt på låsehuset på den i fig.

30 1 viste måde, presses polskoene 5e, 5f af fjedrene mod nøgleryggen samtidig med, at de føler den kode, der omfatter de nævnte områder 8a, 8b (se fig. 3).

8

DK 152446 B

Fig. 4 viser princippet i et elektrisk kredsløb, der tilføres en driftsspænding fra et batteri 12, og som indeholder en brokobling, der indeholder to symmetrisk anbragte resistanser 10 med samme størrelse samt differentialfeltpladen 5. Differentialfeltpladen 5 indeholder to 5 feltplader 5a og 5b, mellem hvilke er forbundet en ledning 16, i hvilken der er monteret et detekterings- og vurderingselement, der under et er angivet med henvisningsbetegnelsen 11, og som f.eks. kan omfatte en databehandlingsindretning. Når de to feltplader 5a, 5b ikke føler nogen magnetisk flux eller føler den samme magnetiske 10 flux, hersker der balance i det elektriske kredsløb, og følgelig løber der ikke nogen strøm gennem den del af kredsløbet, som indeholder ledningen 16 og vurderingsorganerne eller databehandlingsindretningen 11. Når den ene af feltpladerne 5a, 5b imidlertid detekterer en større magnetisk flux end den anden, aftager den elektriske resistans 15 i denne feltplade, som detekterer den største magnetiske flux, hvorved balancen i anlægget således bliver forstyrret. Dette betyder, at ledningen 16 og detekteringsorganerne eller databehandlingsindretningen 11 afgiver en strømimpuls med en given retning. Hvis der umiddelbart herefter igen hersker balance i anlægget, dør denne strømim-20 puls ud. Hvis den anden feltplade 5b herefter føler en større magnetisk flux end den første plade 5a, forstyrres balancen i anlægget igen, idet der denne gang passerer en strømimpuls gennem kredsløbet 16, 11 i den modsatte retning.

Sammenfattende registrerer detekteringsorganerne eller databehand-25 lingsindretningen 11 et elektrisk impulstog, der svarer til nøglens kodede information, og som vurderes og registreres af databehandlingsindretningen. Således kan databehandlingsindretningen f.eks. på et givet tidspunkt registrere, at den pågældende lås er blevet åbnet af en autoriseret eller en uautoriseret person.

30 Ved brug af simple ekstra-indretninger bliver det herved muligt at arrangere f.eks., at en uautoriseret persons forsøg på at åbne låsen mislykkes. I stedet kan ethvert forsøg på åbning af låsen registreres i databehandlingsindretningen, så at det senere bliver muligt at bestemme, ved hjælp af hvilke nøgler der er blevet gjort forsøg og an-35 tallet af sådanne forsøg.

Claims

15 Man vil forstå, at den grundliggende opfindelsestanke kan udnyttes på mange forskellige måder, og at den ovenfor beskrevne udførelsesform kun er et eksempel. Således kan det magnetiske legeme 5k være anbragt på et sted, der er forskelligt fra det viste, f.eks. uden for selve låsehuset eller i cylinderkernen. I stedet kan en låsestift sam-20 tidigt tjene som et magnetisk legeme til frembringelse af den nødvendige magnetiske flux. I den foreliggende beskrivelse angiver "en roterbar cylinderkerne" også kerner, der kan drejes eller bringes til at rotere mindre end 360° i deres cylinderhuse. 1 2 3 4 5 6 Patentkrav. 2

1. Cylinderlås-nøglekombination omfattende et cylinderhus (1), i 3 hvilket der er anbragt en roterbar cylinderkerne (2) med en nøgle- 4 spalte (3) til en nøgle (8) og med et elektronisk vurderingskredsløb 5 (11-18) til til fastsættelse af korrekt påvirkning af cylinderen, idet 6 nøglen (8) udgør en bærer af kodet information (8a, 8b), der kan DK 152446 B t ίο aflæses ved hjælp af følerorganer, der er anbragt i cylinderhuset og/eller i cylinderkernen, og som er forbundet til det elektroniske kredsløb, kendetegnet ved, at der i cylinderlåsen eller i nærheden 5 af denne er tilvejebragt et magnetisk legeme (5k), der er indrettet til at frembringe en magnetisk flux, der passerer nøglespalten (3), at nøglens (8) kodede information er inkorporeret på steder (8a, 8b, 8c) med indbyrdes forskellig magnetisk permeabilitet og anbragt efter hinanden i nøglens længderetning, hvilke steder medfører variationer 10 i den magnetiske flux, når nøglen bevæges i forhold til huset i sin længderetning, at følerorganerne indeholder organer (5), der er inkorporeret i et elektrisk kredsløb, der indeholder en brokobling, og som forsynes med en driftsspænding, hvilke organer (5) er indrettet til at konvertere magnetfluxvariationerne til momentane resistansæn-15 dringer, som medfører en sådan ubalance i brokoblingen, at der i kredsløbet frembringes et elektrisk impulstog svarende til den kodede information, og at der til kredsløbet er tilsluttet organer, f.eks. en databehandlingsindretning (11), som er indrettet til at detektere og vurdere dette impulstryk.

2. Kombination ifølge krav 1, kendetegnet ved, at føleorganerne omfatter en magnetisk differentialfeltplade (5), der er anbragt i huset, og som har i det mindste to polsko (5e, 5f), der er placeret således, at områder (8a, 8b, 8c), der er placeret på nøglens ryg og har indbyrdes forskellig 25 magnetisk permeabilitet, passerer i ringe afstand fra skoene, når nøglen indføres i låsehuset, hvilke polsko har form af stifter (5e, 5f), der er indrettet til at koncentrere og afbøje magnetfluxen til de to feltplader (5a, 5b).

3. Kombination ifølge krav 2, 30 kendetegnet ved, at differentialfeltpladen (5) er monteret fjedrende i låsehuset på en sådan måde, at pladens (5) polsko (5e, 5f) under et let tryk ligger an mod nøglens ryg, når nøglen føres ind. DK 152446 B

4. Kombination ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegnet ved, at ét eller flere af de kodede områder (8c) for nøglen er L-formede.

5. Cylinderlås til kombination ifølge krav 1 og indeholdende et cylin-5 derhus (1), i hvilket der er anbragt en roterbar cylinderkerne (2) med en spalte (3) til en nøgle (8) og med et elektronisk vurderingskredsløb (11, 18) til fastsættelse af korrekt aktivering af cylinderen, idet cylinderhuset indeholder følerorganer (5), der er forbundet til det elektroniske kredsløb, 10 kendetegnet ved, at følerorganerne indeholder en differen-tialfeltplade (5), der er anbragt i huset (1) grænsende op til nøglespalten (3), og som er inkorporeret i et elektrisk kredsløb, der har en elektrisk brokobling, og som forsynet med driftsspænding, og hvilken plade er indrettet til at konvertere magnetfluxvariationer, der 15 frembringes, når nøglen indføres, til momentane resistansændringer, der medfører tilsvarende momentan ubalance i brokoblingen for dannelse af et elektrisk impulstog.

6. Cylinderlås ifølge krav 5, kendetegnet ved, at cylinderhuset (1) indeholder et mag-20 netisk legeme (5k), der er placeret i relativ lille afstand fra nøgle-ryggen i nøglespalten (3), når nøglen indføres.

7. Nøgle til kombinationen ifølge krav 1, hvilken nøgle udgør en bærer af kodet information (8a, 8b, 8c), der kan aflæses ved hjælp af følerorganer (11), der er forbundet til et elektronisk kredsløb, og 25 som er anbragt i cylinderhuset og/eller i cylinderkernen, kendeteg n et ved, at den kodede information indeholder et mønster af områder (8a, 8b, 8c) med varierende magnetisk permeabilitet anbragt på nøglens ryg.

8. Nøgle ifølge krav 8, 30 kendetegnet ved, at mønsteret indeholder to parallelle rækker af områder (8a, 8b, 8c). DK 152446 B

9. Nøgle ifølge krav 7 eller 8, kendetegnet ved, at ét eller flere af områderne (8c) er L-formede.

10. Nøgle ifølge et hvilket som helst af kravene 7-9, 5 kendetegnet ved, at områderne (8a, 8b, 8c) ikke er synlige fra nøglens yderside.