EP0339102A1 - Mechanische Energieumsetzung in elektrische für Betrieb von Elektronik und Elektromechanik in elektromechanischen Verschlusseinrichtungen - Google Patents

Mechanische Energieumsetzung in elektrische für Betrieb von Elektronik und Elektromechanik in elektromechanischen Verschlusseinrichtungen Download PDF

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EP0339102A1
EP0339102A1 EP88106638A EP88106638A EP0339102A1 EP 0339102 A1 EP0339102 A1 EP 0339102A1 EP 88106638 A EP88106638 A EP 88106638A EP 88106638 A EP88106638 A EP 88106638A EP 0339102 A1 EP0339102 A1 EP 0339102A1
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energy
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lock
piezo
electronics
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Herz GmbH
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    • G—PHYSICS
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    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00658—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by passive electrical keys
    • G07C9/00706—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys operated by passive electrical keys with conductive components, e.g. pins, wires, metallic strips
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B47/00—Operating or controlling locks or other fastening devices by electric or magnetic means
    • E05B2047/0048—Circuits, feeding, monitoring
    • E05B2047/0057—Feeding
    • E05B2047/0062—Feeding by generator
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C2009/00634—Power supply for the lock

Definitions

  • the invention relates to a system of mechanical energy conversion into electrical for operating the electronics and electromechanics in locking devices, in which, when an entered key information matches a given lock information, formed electrical signal, which effectively controls a coupling device that enables the lock actuation, via which an external device accessible rotatable part is non-positively connected to a rotatable part performing the lock actuation.
  • a closure device according to the preamble of patent claim 1 is known (DE 32 18 112 C2), in which the electronics and electromechanics are supplied by means of button cell batteries.
  • the electromechanics work through electromagnets that cause movement.
  • methods are known to convert mechanical energy into electrical energy such as. H. High voltage generation in lighters, gas lighters and ignition devices for gasoline engines.
  • the key of a locking device contains an electronically encrypted code.
  • the castle has a store. After inserting the key into the key channel, the code of the key is read out and it is checked whether this code is stored in the lock memory as authorized to lock. If the locking authorization is established, an electromagnet is energized, which, by changing the position of a coupling wheel, enables the power transmission from a rotating part to the locking device.
  • the energy for lock electronics and electromechanics is supplied either by external energy supply (e.g. lighting network) or by batteries.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the invention as characterized in the claims, achieves the object.
  • At various points in the key channel there are piezo oxides, to which pressure is exerted by inserting the key into the key channel. The action of this force generates electrical charge, which is sufficient to briefly operate an electronic processor.
  • the energy for this can also be generated by pressure on piezo oxides, e.g. when the locking cylinder rotates or also when it is inserted and / or removed.
  • the energy generated unlocks or couples either by applying this energy to a piezo oxide to change the dimensions and thus causing movement or to an electromagnet: at least by positioning a part in a functional position.
  • the key codes in the lock's memory are stored in EEPROMs, so they are energy-resident.
  • a lock according to the invention is functional at all times.
  • the shaft 2 of a key is covered with piezo oxide disks at position 10.
  • pressure is exerted by the hammer 8 on the attached piezo disks 10 and 11, at the same time the hammer is bent slightly, so that the piezo plate attached to the hammer also supplies electrical energy due to the torsion which has arisen.
  • Electrodes attached to the piezo disks conduct current when they are pressed, for example into a capacitor as a memory. This energy is then regulated accordingly for the operation of electronics and electrical engineering.
  • the energy from the piezo disks in the castle operates the Lock electronics, the energy from the disks in the key, the key electronics.
  • the electronics of the lock and key exchange information for example, via acoustic transmitters and receivers or spring contacts, which, in addition to data transmission after energy transmission, allow energy to be transferred into the key, i.e. there is no need to generate energy in the key and lock in order to determine to what extent an inserted key is authorized to lock. If the locking authorization is determined, energy is guided into, for example, an electromagnet or a piezo pearl 9 which moves a locking bolt 13 and thus releases a coupling disc 5 so that it is positioned by a spring 6 so that 1 force is exerted on the locking bit 4 by turning the key can be. Now closing is possible at any time. The part 5 remains in the coupled state through 9 and 13 until the key is removed. If the key is advantageously pulled out in a defined position, then the hammer 8 presses the part 5 back into the original position and is held in this position without further energy supply by latching a spring or pin 13.

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Abstract

Energieumsetzung von mechanischer in elektrische Energie zum Betrieb von Schloß und Schlüsselekektronik (3) und Schloßmechnik in Schlüssel, (1) Schließzylinder und/oder Schloßgehäuse mittels Druck auf Piezoxide (10,11) durch Einschieben, drehen oder Herausziehen des Schlüssels (1).

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein System der mechanischen Energieumsetzung in elektrische zum Betrieb der Elektronik und Elektromechanik in Verschlußeinrichtungen, in welchen bei Übereinstimmung einer eingegebenen Schlüsselinformation mit einer vorgegebenen Schloßinformation gebildeten elektrischen Signals, das eine die Schloßbetätigung ermöglichende Kupplungseinrichtung wirksam steuert, über die ein von außen zugängliches drehbewegliches Teil kraftschlüssig mit einem die Schloßbetätigung durchführenden drehbeweglichen Teil verbunden wird.
  • Es ist eine Verschlußeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patenanspruchs 1 bekannt (DE 32 18 112 C2), bei der mittels Knopfzellenbatterien die Elektronik und Elektromechanik versorgt werden. Die Elektromechanik funktioniert durch Bewgungsverursachende Elektromagneten. Darüberhinaus sind Verfahren bekannt die mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln wie z. H. Hochspannungserzeugung in Feuerzeugen, Gasanzünder und Zündeinrichtungen für Ottomotoren.
  • Der Schlüssel einer Verschlußeinrichtung enthält einen elektronisch verschlüsselten Code. Das Schloß verfügt über einen Speicher. Nach Einstecken des Schlüssels in den Schlüsselkananl, wird der Code des Schlüssels ausgelesen und geprüft, ob dieser Code im Schloßspeicher als schließberechtigt gespeichert ist. Bei festgestellter Schließberechtigung erfolgt Erregung eines Elektromagneten, der durch Veränderung der Lage eines Einkopplungsrades die Kraftübertragung von einem drehbeweglichen Teil auf die Schließeinrichtung ermöglicht. Die Energie für Schlosselektronik und Elektromechanik wird hierbei entweder durch Energiezufuhr von außen (z.B. Lichtnetz) oder durch Batterien geliefert.
  • Die Abhängigkeit solcher Lösungen von der Lebensdauer der energieliefernden Batterie oder sonstiger Elektroenergiespeicher bedeutet eine Schwachstelle der Lösung, die zwar besser ist als andere Lösungen, welche als Energiequelle das Lichtnetz benutzen und bei Ausfall desselben unter völliger Funktionslosigkeit des Schlosses leiden, dennoch bedeutet Batterieleere ebenfalls Nichtschließbarkeit des Schloßes. Da sich Batterieleere nicht ankündigt, ist immer plötzliches Nichtfunktionieren des Schloßes aus Energiemangel Bestandteil einer so gewählten Technologie also eingebauter Unsicherheitsfaktor gerade in einem auf Zuverlässigkeit und Sicherheit angelegtem Gerät. Auch die erwartete Lebensdauer von 5 Jahren muß selbst bei geringster Benutzung angezweifelt werden. Anzunahmen ist eher eine einjährige Lebensdauer aufgrund des hohen Gewichtes des durch den Magneten zu bewegenden Teils.
  • Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe. Energie für Elektronik und Elektromechanik zur Verfügung zu stellen, duch Umwandlung von Einschubenergie in elektrische Energie. An verschiedenen Stellen des Schlüsselkanals befinden sich Piezoxide, auf welche durch Einschieben des Schlüssels in den Schlüsselkanal Druck ausgeübt wird. Das Einwirken dieser Kraft generiert elektrische Ladung, die ausreicht einen elektronischen Prozessor kurzweilig zu betreiben. Vorteilhaft ist auch die Anbringung von Piezoxiden am Schlüsselschaft, um für den Schlüssel Energie zu erzeugen, so daß zwischen der Schlüsselelektronik und der Schlosselektronik nur Daten ausgetauscht werden müssen und keine Energie. Wenn die Schloßelektronik einen eingesteckten Schlüssel als schließberechtigt erkennt, dann muß eine mechanische Bewegung stattfinden, die entweder die Kraftübertragung von Schlüssel auf Schließbart freigibt, also Entriegelt oder zwischen einem freidrehenden Schließzylinder mit eingesteckem Schlüssel und einem davon unabhängien Schlüsselbart eine Verbindung herstellt, die eine Kraftübertragung möglicht macht, also einkoppelt. Die Energie hierzu kann ebenfalls durch Druck auf Piezoxide erzeugt, z.B. bei Drehung des Schließzylinders oder ebenfalls beim Einstecken und/oder Herausnehmen. Die erzeugte Energie entriegelt oder koppelt ein wahlweise durch Anlegen von dieser Energie an einen Piezoxid zur Abmessungsänderung und damit Verursachung einer Bewgung oder an einen Elektromagneten: jedenfalls durch Positionieren eines Teils in funktionstüchtige Stellung. Die Schlüsselcode im Speicher des Schlosses sind in EEPROMs abgelegt, also energielos speicherresident.
  • Die Vorteile der Erfindung sind in der Unabhängigkeit von externen Stromquellen oder eingebauten Batterien mit begrenzter Lebensdauer zu sehen. Ein erfindungsgemäßes Schloß ist jederzeit funktionstüchtig.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einem Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Der Schaft 2 eines Schlüssels ist an der Position 10 mit Piezoxidscheiben belegt. Beim Einschieben des Schlüssels in den Schlüsselkanal, wird durch den Hammer 8 Druck ausgeübt, auf die angebrachten Piezoscheiben 10 und 11, gleichzeitig wird der Hammer leicht gebogen, so daß auch dem Hammer angebrachte Piezoplatte durch die entsstandene Torsion Elektroenergie liefert. An den Piezoscheiben befestigte Elektroden leiten Strom bei Druck auf dieselben z.B. in einen Kondensator als Speicher. Diese Energie wird dann zum Betrieb von Elektronik und Elektromechnik entsprechend geregelt. Die Energie aus den Piezoscheischeiben im Schloß betreibt die Schloßelektronik, die Energie aus den Scheiben im Schlüssel die Schlüsselelektronik. Die Elektronik von Schloß und Schlüssel tauschen Informationen z.B. über akustische Sender und Empänger oder Federkontakte, welche neben einer Datenübertragung nach Energieübertragung zuließen, so daß Energie in den Schlüssel übertragen werden kann, also eine eigene Energieerzeugung im Schlüssel entfiele in Schlüssel und Schloß aus, um zu ermitteln, inwieweit ein eingesteckter Schlüssel schließberechtigt ist. Bei festgestellter Schließberechtigung wird Energie in z.B. einen Elektromagneten oder eine Piezoperle 9 geführt der oder die einen Sperriegel 13 verschiebt und damit eine Einkopplungscheibe 5 freigibt, daß sie sich durch eine Feder 6 so postitioniert, daß durch Drehen des Schlüssels 1 Kraft auf den Schließbart 4 ausgeübet werden kann. Jetzt ist Schließen jederzeit möglich. Das Teil 5 verharrt im eingekoppelten Zustand durch 9 und 13 bis zum Herausziehen des Schlüssels. Wird der Schlüssel vorteilhaft in definierter Stellung herausgezogen, dann drückt der Hammer 8 das Teil 5 in die Ursprungsstellung zurück und wird durch Einrasten einer Feder oder Stift 13 in dieser Position ohne weitere Energiezufuhr gehalten.

Claims (6)

1. Energie für Betrieb von Elektronik und Elektromechanik in elektromechanischen Verschlußeinrichtungen in welchen bei Übereinstimmung einer eingegebenen Schlüsselinformation mit einer vorgegebenen Schloßinformation gebildeten elektrischen Signals, das eine die Schloßbetätigung ermöglichende Kupplungseinrichtung wirksam steuert, über die ein von außen zugängliches drehbewegliches Teil kraftschlüssig mit einem die Schloßbetätigung durchführenden drehbeweglichen Teil verbunden wird, dad­urch gekennzeichnet, daß diese Energie durch Umsetzung von mechanischer Enegie in elektrische Energie im Schließzylinder, Schlüssel und/oder Schloßgehäuse erfolgt, derart, daß Druck auf Piezoxide ausgeübt wird.
2. Energieumsetzung nach Anspruch 1, bei der die Energie in einem Kondensator oder einem anderen Energeispeicher gespeichert und dann geregelter oder ungeregelt zur Schloßbedienung Verwendung findet.
3. Energieumsetzung nach Anspruch 1, bei der die Energie durch Einschieben eines Elektromagneten erzeugt wird.
4. Energieumsetzung nach Anspruch 1, bei der die Energie durch Drehen des Schlüssels und dabei Erzeugung von Druck auf Piezoxide erzeugt wird.
5. Energieumsetzung nach Anspruch 1, bei der die Energie durch Herausziehen des Schlüssels und dabei Erzeugung von Druck auf Piezoxide erzeugt wird.
6. Energieumsetzung nach Anspruch 1, bei der die Energieumsetzung im Schließzylinder zusammen mit Elektronik und Elektromechanik untergebracht ist.
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