AT516238A2 - Schließzylinder sowie Kombination eines Schlüssels mit dem Schließzylinder - Google Patents

Abstract

Bei einem Schließzylinder, umfassend ein Gehäuse und einen im Gehäuse drehbaren Zylinderkern, ist vorgesehen, dass der Zylinderkern in der Sperrstellung durch Sperrelemente blockiert ist, wobei der Zylinderkern zumindest teilweise aus einem Hartkunststoff aus der Gruppe der Polyimide, insbesondere aus Polyetherimid, besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schließzylinder umfassend einGehäuse und einen im Gehäuse drehbaren Zylinderkern, der inder Sperrsteilung durch Sperrelemente blockiert ist.

Weiters betrifft die Erfindung die Kombination einesSchlüssels mit einem Schließzylinder der oben genanntenArt, wobei der Schlüssel zum Betätigen des Schließzylindersausgebildet ist und der Schlüssel und der Schließzylinderaufeinander abgestimmte Codierungselemente und mit diesenzusammenwirkende Abtastelemente aufweisen.

Schlüssel zum Betätigen eines Schließzylinders umfassendeine Reide und einen Schaft mit einer mechanisch und/odermagnetisch abtastbaren Codierung bestehen in der Regel ausMetall. Die Herstellung eines Metallschlüssels ist aufgrundder vielen Verfahrensschritte, die erforderlich sind, umden Schlüssel mit der jeweils individuellen mechanischenund/oder magnetischen Codierung zu versehen, sehraufwändig. Im Falle eines eine mechanisch abtastbareCodierung aufweisenden Schlüssels geht man in der Regel voneinem Rohling aus, der bereits ein Querschnittsprofilaufweist, das der Formgebung des zugehörigenSchlüsselkanals des Schließzylinders angepasst ist. Nebender erwähnten Längsprofilierung weist ein mechanischerSchlüssel an einer oder an zwei gegenüberliegenden Kantendes Schlüsselschafts eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Erhebungen und Vertiefungen mit den Erhebungenjeweils zugeordneten Steuerkanten auf, die zum Betätigenvon Sperrelementen, wie z.B. Stiftzuhaltungen einesSchießzylinders ausgebildet sind. Diese Erhebungen undVertiefungen werden am Rohling mittels eines Fräswerkzeugsausgebildet. In einem nachfolgenden Schritt muss noch dieReide des Schlüssels bearbeitet werden, um Kennzeichnungen, wie beispielsweise Codierungsnummern oderMarkenbezeichnungen durch Prägen od. dgl. einzubringen.Schließlich ist eine Nachbearbeitung erforderlich,beispielsweise um scharfe Kanten zu vermeiden.

Obwohl sich Metallschlüssel sehr bewährt haben, weisen sieneben der aufwändigen und kostenintensiven Herstellung eineReihe weiterer Nachteile auf. Metallschlüssel haben einhohes Gewicht und können insbesondere im Fall eines Nickelenthaltenden Materials Allergien auslösen. Weiters ist dieProfilierung der Schlüssel aufgrund desHerstellungsverfahrens gewissen Einschränkungenunterworfen, sodass die Anzahl der Codierungsmöglichkeitengering ist. Weiters besteht der Nachteil, dass eine farbigeGestaltung von Metallschlüsseln nur eingeschränkt möglichist. Die Farbe des Metalls kann kaum beeinflusst werden.Eine Farbgestaltung ist lediglich durch Aufträgen einesLacks möglich, der naturgemäß einem hohen Verschleißunterworfen ist. Weiters gestaltet es sich beiMetallschlüsseln schwierig, elektronische oder magnetischeCodierungselemente zu integrieren. ElektronischeCodierungselemente wie beispielweise Mikrochips könnendaher lediglich in die Reide integriert werden, wenn dieseaus einem nichtmetallischen Material ausgebildet ist. Ineinem solchen Fall können der Metallschaft und die Reidesomit nicht aus ein und demselben Material hergestelltwerden, was die Herstellung weiter verteuert. Im Falle vonmagnetischen Codierungselementen können diese gemäß demStand der Technik zwar in den metallischen Schlüsselbarteingebettet werden, es besteht jedoch der Nachteil, dassder Metallschaft die magnetischen Feldlinien negativbeeinflussen kann.

Zur Überwindung der oben genannten Nachteile ist bereitsvorgeschlagen worden, einen Schlüssel gänzlich oder inTeilbereichen aus einem Kunststoff zu fertigen.Diesbezüglich wird beispielsweise auf die EP 305588 A2verwiesen. In dieser Schrift wird aber bereits daraufhingewiesen, dass Schlüssel, die aus Kunststoff bestehen,keine ausreichende Torsionssteifigkeit aufweisen. In dergenannten Schrift wird daher vorgeschlagen,Versteifungselemente z.B. aus Metall im Übergangsbereichzwischen der Reide und dem Schlüsselschaft einzubringen.Weiters wird vorgeschlagen, als Kunststoff ein Polyacetalwie beispielsweise „Delrin 500" der Firma Dupont zuverwenden.

Herkömmliche KunststoffSchlüssel haben sich jedoch trotzverschiedener Vorschläge zur Versteifung desSchlüsselkörpers in der Praxis nicht durchgesetzt.KunststoffSchlüssel werden daher lediglich alsSpielzeugschlüssel oder allenfalls als Reserveschlüsselausgeführt, die in einer scheckkartenartigen Halterungmitgeführt werden und lediglich im Notfall zum Sperreneines Schlosses verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, die obenangeführten Nachteile zu überwinden, ohne dass dabeirelevante Einbußen hinsichtlich der Verschleißfestigkeitund der Torsions- und Biegesteifigkeit des Schlüssels inKauf genommen werden müssen. Insbesondere soll einSchließzylinder bereitgestellt werden, der mit Schlüsselnso zusammenwirkt, dass die Abreibung der Schlüssel einenWert aufweist, der eine Anzahl von Benutzungszyklenzulässt, sodass der Schlüssel über viele Jahre täglichgebraucht werden kann.

Gemäß der Erfindung ist ein Schließzylinder, umfassend einGehäuse und einen im Gehäuse drehbaren Zylinderkernvorgesehen, wobei der Zylinderkern in der Sperrsteilungdurch Sperrelemente blockiert ist, wobei der Zylinderkernerfindungsgemäß zumindest teilweise aus einemHartkunststoff aus der Gruppe der Polyimide, insbesondereaus Polyetherimid, besteht. Insbesondere kann derZylinderkern denselben Hartkunststoff, insbesonderePolyetherimid, aufweisen wie der zugehörige Schlüssel.Ergänzend können auch die im Zylinderkern verschiebbargeführten Kernstifte einer Stiftzuhaltung aus einemHartkunststoff aus der Gruppe der Polyimide, insbesonderePolyetherimid, bestehen. Besonders bevorzugt bestehen derZylinderkern und/oder die Kernstifte vollständig aus demHartkunststoff.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Hartkunststoff,insbesondere das Polyetherimid, faserverstärkt ist, wobeizur Verstärkung bevorzugt Kohle- und/oder Glasfaserneingesetzt sind.

Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der faserverstärkteHartkunststoff, insbesondere das faserverstärktePolyetherimid einen Faseranteil von 5-40, bevorzugt 20-35Vol.-% aufweist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eineKombination eines Schlüssels mit einem erfindungsgemäßenSchließzylinder vorgesehen, wobei der Schlüssel zumBetätigen des Schließzylinders ausgebildet ist und derSchlüssel und der Schließzylinder aufeinander abgestimmteCodierungselemente und mit diesen zusammenwirkendeAbtastelemente aufweisen. Bevorzugt handelt es sich hierbei um einen Schlüssel, dessen Schlüsselschaft zumindestteilweise aus einem Hartkunststoff aus der Gruppe derPolyimide besteht. Polyimide sind Hochleistungskunststoffe,deren wichtigstes Strukturmerkmal die Imid-Gruppe ist. Zuden Polyimiden zählen beispielsweise Polyetherimide undPolyamidimide, wobei sich in Versuchen gezeigt hat, dassinsbesondere Polyetherimide für den Einsatz in derSchlüsselherstellung besonders bevorzugt sind. Polyimidezeichnen sich generell durch eine hohe mechanischeFestigkeit, eine hohe chemische Beständigkeit und eine hoheTemperaturfestigkeit aus. Polyetherimid erfüllt dietypischen Anforderungen an Schlüssel wie hohe Festigkeit,einen niedrigen Abrieb und hohe Temperaturbeständigkeit.Polyetherimide sind im Rahmen der vorliegenden Erfindunginsbesondere auch deshalb als bevorzugt zu bezeichnen, weilsie im Gegensatz zu anderen Polyimiden imSpritzgussverfahren verarbeitet werden können. Diesverringert den Herstellungsaufwand und die entsprechendenKosten.

Die Herstellung wird insbesondere dann vereinfacht, wennauch die Reide zumindest teilweise aus einem Hartkunststoffaus der Gruppe der Polyimide besteht. Besonders bevorzugtbestehen die Reide und der Schlüsselschaft aus demselbenHartkunststoff, insbesondere aus Polyetherimid, wobei derSchlüsselschaft und die Reide bevorzugt miteinandereinstückig ausgebildet sind.

Der gesamte Schlüssel kann bevorzugt somit in einemeinzigen Arbeitsschritt hergestellt werden, wobei in diesemZusammenhang bevorzugt ein Spritzgussverfahren zurAnwendung gelangt. Wenn, wie dies einer bevorzugtenWeiterbildung entspricht, der Schlüsselschaft und/oder die

Reide vollständig aus einem Hartkunststoff bestehen, kannder entsprechende Teil bzw. der gesamte Schlüsseleinstückig und aus einer einzigen Kunststoffkomponente imSpritzgussverfahren hergestellt werden. Wenn verschiedeneTeilbereiche des Schlüssels aus verschiedenen Kunststoffenbestehen sollen, kann so vorgegangen werden, dass ein Zwei¬oder Mehrkomponentenspritzgussverfahren zum Einsatzgelangt. Die Verwendung von zwei oder mehr Kunststoffsortenkann beispielsweise dann von Vorteil sein, wenn die Reidemit einem im Vergleich zum Hartkunststoff, insbesonderePolyetherimid, weicheren Material beschichtet werden soll,um die Haptik zu verbessern. Die Verwendung eines Zwei¬oder Mehrkomponentenspritzgussverfahrens kann aber aucherforderlich sein, wenn, wie es bevorzugt vorgesehen ist,der Hartkunststoff in wenigstens einem Teilbereich desSchlüsselschafts mit einem Füllstoff versetzt ist. DerFüllstoff kann bevorzugt ferromagnetisch sein, sodass indem genannten wenigstens einen Teilbereich eine magnetischeCodierung erfolgen kann. Die magnetische Codierung kanndabei insbesondere dadurch individualisiert werden, dassdie magnetischen Eigenschaften des genannten Teilbereichsvom Volumenanteil bzw. der absoluten Menge desferromagnetischen Füllstoffs im Hartkunststoff abhängen.

Eine andere bevorzugte Ausführung sieht vor, dass derSchlüsselkörper aus dem Hartkunststoff, insbesonderePolyetherimid besteht und an der Oberfläche mit einerdünnen Metallschicht (z.B. 10-100pm) versehen, insbesonderebedampft ist.

Der Schlüssel muss nicht notwendiger Weise zur Gänze ausdem Hartkunststoff bestehen. Vielmehr kann auch nur ein

Rohling des Schafts, der Reide oder des ganzen Schlüsselsaus dem Hartkunststoff bestehen.

Aufgrund der bevorzugten Anwendung einesSpritzgussverfahrens zur Herstellung des Schlüsselsunterliegt die Formgebung des Schlüssels und insbesonderedie Formgebung der die mechanische Codierung ausbildendenProfilierung des Schlüsselschafts keinerleiherstellungsbedingten Beschränkungen. Dadurch kann diemechanische Codierungsvielfalt wesentlich gesteigertwerden, wodurch die Nachsperrsicherheit erhöht wird.

Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass der Schlüsselwenigstens ein der magnetischen oder elektronischenCodierung dienendes Bauteil aufweist. Das genannte Bauteilkann dabei in den Hartkunststoff des Schlüsselschafts oderder Reide eingebettet sein oder völlig von demHartkunststoff umschlossen sein. Bevorzugt ist das dermagnetischen oder elektronischen Codierung dienende Bauteilein Mikrochip. Der Mikrochip kann dabei in besondersbevorzugter Weise als RFID-Transponder ausgebildet sein.Wenn der Mikrochip im Material des Schlüsselschaftseingebettet oder von diesem völlig umschlossen ist, isteine Ausführung besonders vorteilhaft, bei welcher derMikrochip passiv arbeitet, d.h. ohne eine eigeneStromquelle. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang einpassiver RFID-Transponder bevorzugt.

Alternativ oder zusätzlich zum Mikrochip kann vorgesehensein, dass das der magnetischen oder elektronischenCodierung dienende Bauteil ein dauermagnetisierbaresMaterial, insbesondere Samarium-Cobalt, umfasst. Einderartiges Bauteil aus dauermagnetisierbarem Material kommt beispielsweise bei sogenannten Magnetschlössern zumEinsatz, bei denen die Sperrelemente des SchließzylindersMagnetrotoren umfassen, deren Drehstellung durchmagnetische Kräfte veränderbar ist, die von dem genanntendauermagnetisierbaren Material, wie beispielsweiseSamarium-Cobalteinsätzen herrühren.

Die Integration des der magnetischen oder elektronischenCodierung dienenden Bauteils in den Schlüssel erfolgtherstellungstechnisch besonders bevorzugt dadurch, dass dasgenannte Bauteil vor dem Spritzgießen in die Spritzgussformeingelegt wird. Das genannte Bauteil wird beimSpritzgießvorgang umspritzt oder in den durch dasSpritzgießen hergestellten Schlüsselkörper eingebettet.

Die Spritzgussform kann bevorzugt derart weitergebildetsein, dass beim Spritzgießen im gleichen Arbeitsschritt dieüblicherweise im Bereich der Reide vorgesehenenKennzeichnungen, wie z.B. eine Markenbezeichnung oder eineCodierungsidentifikation, ausgeformt werden.

Obwohl der vorgesehene Hartkunststoff aus der Gruppe derPolyimide, insbesondere Polyetherimid, bereits eine hoheFestigkeit sowie eine hohe Schlagzähigkeit aufweist, könnendie Materialeigenschaften bevorzugt noch dadurch verbessertwerden, dass der Hartkunststoff, insbesonderePolyetherimid, faserverstärkt ist, wobei zur Verstärkungbevorzugt Kohle- und/oder Glasfasern eingesetzt sind. DieFaserverstärkung dient insbesondere der Erhöhung derTorsions- und Biegesteifigkeit des Schlüsselkörpers. Indiesem Zusammenhang ist bevorzugt vorgesehen, dass derfaserverstärkte Hartkunststoff, insbesondere dasfaserverstärkte Polyetherimid einen Faseranteil von 5-40, bevorzugt 20-35 Vol.-% bezogen auf den Hartkunststoffaufweist.

Um die festigkeitssteigernde Wirkung der Fasern zumaximieren, sieht eine bevorzugte Weiterbildung vor, dassdie Fasern in gleichorientiertem Zustand vorliegen.

Dem Hartkunststoff, insbesondere Polyetherimid könnenverschieden Additive zugegeben werden, um dieMaterialeigenschaften zu beeinflussen. Beispielsweisekönnen beliebige Farbpigmente verwendet werden, um diefarbliche Gestaltung des Schlüssels zu beeinflussen.

Weiters kann auch ein lumineszierendes, insbesonderephosphoreszierendes Additiv, wie z.B. Dualglo® in denHartkunststoff eingebracht werden. Dies führt dazu, dassder Schlüssel nach Aktivierung durch UV Bestrahlung (z.B.Tageslicht), nachleuchtet. Generell kann der Anteil desAdditivs je nach gewünschter Leuchtintensität bis zu 30%betragen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnungschematisch dargestellten Ausführungsbeispielen nähererläutert. In dieser zeigen Fig.l einen Schlüssel mit einermechanisch abtastbaren Profilierung in einer erstenAusführung, Fig.2 einen Schlüssel mit einer mechanischabtastbaren Profilierung in einer zweiten Ausführung, Fig.3einen Schlüssel mit einer magnetisch abtastbaren Codierung,Fig.4 einen Schlüssel gemäß Fig. 3 mit einem in derSchlüsselreide eingeschlossenen Mikrochip, Fig.5 eineSpritzgussform zur Herstellung eines Schlüssels gemäß Fig.lund Fig. 6 ein in der Spritzgussform hergestelltesSpritzgussteil.

Fig.l zeigt einen Schlüssel 1 mit einer Reide 2 und einemSchlüsselschaft 3. Der Schlüsselschaft 3 weist eineMehrzahl von das Querschnittsprofil des Schlüssels 1bestimmenden Längsnuten 4 und einen Schlüsselbart mit einereine Mehrzahl von Vertiefungen und Erhebungen aufweisendenProfilierung 5 auf. Der in Fig.l dargestellte Schlüssel 1ist in einem Stück in einem Spritzgussverfahren hergestelltund besteht zur Gänze aus faserverstärktem Polyetherimid.Die Spritzgussform zur Herstellung des Schlüssels 1 ist inFig. 5 dargestellt.

Fig.2 zeigt ebenfalls einen Schlüssel 6, der zur Gänze ausfaserverstärktem Polyetherimid hergestellt ist und eineReide 7 und einen Schlüsselschaft 8 mit einer mechanischabtastbaren Profilierung aufweist. Die Profilierung weistim vorliegenden Fall eine Mehrzahl von an der Seitenflächedes Schafts geformte kurvenförmige Nuten 9 auf.

Fig.3 zeigt einen Schlüssel 10 mit einer magnetischabtastbaren Codierung. Der Schlüssel 10 weist wiederum eineReide 11 und einen Schlüsselschaft 12 auf, wobei derSchlüsselschaft 12 an zwei gegenüberliegenden Seiten eineMehrzahl von dauermagnetischen Einsätzen 13 trägt, welchedie magnetische Codierung tragen. Der Schlüssel 10 bestehtmit Ausnahme der Einsätze 13 aus faserverstärktemPolyetherimid. Die Einsätze 13 können auf verschiedene Artund Weise erzeugt werden. Die Einsätze 13 könnenbeispielsweise gesondert hergestellt und dann inVertiefungen des spritzgegossenen Kunststoffschafts 12eingesetzt werden. Alternativ können die gesonderthergestellten Einsätze 13 in die Spritzgussform eingelegtund beim Spritzgießen umschlossen oder in dasKunststoffmaterial eingebettet werden. Schließlich ist es auch möglich, den Schlüssel 10 und die Einsätze 13 in einemZweikomponentenspritzguss herzustellen. Aus der erstenKomponente werden die Reide 11 und der Schlüsselschaft 12einstückig hergestellt, aus der zweiten, mitferromagnetischen Partikeln versetzten Komponente werdendanach die magnetischen Einsätze 13 spritzgegossen.

Fig.4 zeigt einen Schlüssel 10 gemäß Fig.3, bei dem in derReide 11 ein Mikrochip 14 angeordnet ist. Der Mikrochip 14wird dabei bevorzugt vollständig von dem faserverstärktenPolyetherimid umschlossen. Die Herstellung erfolgt so, dassder Mikrochip 14 in die Spritzgussform eingelegt und danachmit Polyetherimid umgossen wird.

In Fig. 5 ist die Spritzgussform 15 eines nicht näherdargestellten Spritzgusswerkzeugs schematisch dargestellt.Die Spritzgussform 15 umfasst zwei Formhälften, die eineKavität begrenzen. Die Kavität hat die Form der in Fig. 5mit 16 bezeichneten, gegengleich angeordneten Schlüssel.

Die zwei Formhälften können entlang einer in derZeichnungsebene verlaufenden Trennebene voneinandergetrennt werden, um das Innere der Form 15 zwecks Entnahmedes spritzgegossenen Schlüssels 16 freizugeben. Fig.5 zeigtdie Lage der Formbilder in der Form 15 und den Verlauf desAngusskanales 17.

In Fig.6 ist das in der Spritzgussform 15 hergestellteSpritzgussteil 18 dargestellt, der zwei Schlüssel 19 samtAngusskanal 20 umfasst.

Claims (7)

1. Patentansprüche : 1. Schließzylinder umfassend ein Gehäuse und einen imGehäuse drehbaren Zylinderkern, der in der Sperrsteilungdurch Sperrelemente blockiert ist, dadurch gekennzeichnet,dass der Zylinderkern zumindest teilweise aus einemHartkunststoff aus der Gruppe der Polyimide besteht.
2. 2. Schließzylinder nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, dass die Sperrelemente im Zylinderkernverschiebbar geführte Kernstifte und diesen zugeordnete, imGehäuse verschiebbar geführte Gehäusestifte umfassen, wobeizumindest die Kernstifte aus einem Hartkunststoff aus derGruppe der Polyimide bestehen.
3. 3. Schließzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet, dass der Zylinderkern und/oder dieKernstifte vollständig aus dem Hartkunststoff bestehen.
4. 4. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, dass der HartkunststoffPolyetherimid ist.
5. 5. Schließzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, dass der HartkunstStoff,insbesondere Polyetherimid, faserverstärkt ist, wobei zurVerstärkung bevorzugt Kohle- und/oder Glasfasern eingesetztsind.
6. 6. Schließzylinder nach Anspruch 5, dadurchgekennzeichnet, dass der faserverstärkte Hartkunststoff,insbesondere das faserverstärkte Polyetherimid einenFaseranteil von 5-40, bevorzugt 20-35 Vol.-% aufweist.
7. 7. Kombination eines Schlüssels mit einem Schließzylindernach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Schlüssel (1, 6, 10) zum Betätigen des Schließzylinders ausgebildet istund der Schlüssel (1, 6, 10) und der Schließzylinderaufeinander abgestimmte Codierungselemente und mit diesenzusammenwirkende Abtastelemente aufweisen, wobei derSchlüsselschaft (3, 8, 12) und ggf. die Reide (2, 7, 11)zumindest teilweise aus einem Hartkunststoff aus der Gruppeder Polyimide besteht bzw. bestehen.